-
利用自驱动光电化学系统对含放射性废水的有效处理:该系统采用SnO₂纳米棒修饰的碳纤维作为阴极
这项研究围绕如何利用两电子氧还原反应(2e-ORR)高效、选择性地生产过氧化氢(H₂O₂),并将其应用于电芬顿系统中进行有机污染物的降解。目前,低成本的碳材料虽然在电化学反应中具有一定的应用潜力,但在实际操作中往往面临活性不足和选择性低的问题。为了解决这一难题,研究团队提出了一种通过电化学手段调控有序介孔碳(OMC)中氧功能团和孔道结构的新策略。该方法不仅显著提升了H₂O₂的选择性(达到91.6%)和法拉第效率(87.5%),还为实现高效的原位有机污染物降解提供了可能。在电芬顿技术中,H₂O₂的生产是关键环节之一。通过2e-ORR,氧气分子可以被还原为过氧化氢,同时避免生成水(H₂O)这一4e
来源:Applied Catalysis B: Environment and Energy
时间:2025-07-17
-
通过电化学方法调控有序介孔碳中的氧官能团和孔结构,以提高氢氧化物(H₂O₂)的产率
本研究聚焦于通过两电子氧还原反应(2e⁻-ORR)实现高效、选择性地生产过氧化氢(H₂O₂)的低成本碳材料。目前,许多传统碳材料在电化学条件下进行ORR时,面临活性不足和选择性低的问题,这限制了其在电-Fenton系统中的应用,尤其是在有机污染物的原位降解方面。为了克服这些挑战,我们提出了一种新的电化学调控策略,通过对有序介孔碳(OMC)材料中的氧功能团和介孔通道进行精确调控,显著提升了H₂O₂的选择性和法拉第效率,为环境修复提供了更高效、更环保的解决方案。在电-Fenton技术中,H₂O₂的生成是关键步骤,它能够与Fe²⁺离子协同作用,将有机污染物氧化为无害的产物。然而,H₂O₂的生成过程并
来源:Applied Catalysis B: Environment and Energy
时间:2025-07-17
-
SO₂增强了铁氧化物表面羧酸盐的光化学转化过程,从而促进了二次硫酸盐气溶胶的形成
在大气环境中,低分子量羧酸盐的光化学转化对于氧化能力及二次气溶胶的形成具有重要影响。然而,铁矿物表面特性在调控羧酸盐配合物的配位结构与光反应性方面的具体作用仍不清楚。本研究揭示了二氧化硫(SO₂)在铁氧化物(如α-Fe₂O₃、α-FeOOH和Fe₃O₄)表面的吸附会通过质子化晶格氧原子引起表面酸化,从而削弱铁-氧键,改变羧酸盐配合物的结构,使其从单齿配位转变为双齿配位。这种结构演变增强了轨道重叠,促进了配体到金属的电荷转移,在太阳辐射作用下加速了碳中心自由基和活性氧物种(ROS)的生成。因此,SO₂的吸收通过表面介导的催化途径,使光化学硫酸盐生成量提高了1-5倍。这一发现揭示了酸性气体吸附与铁
来源:Applied Catalysis B: Environment and Energy
时间:2025-07-17
-
基于噻吩-苯并三唑的有机聚合物光阴极,用于光电催化氧还原反应,高效合成过氧化氢
氢过氧化物(H₂O₂)作为一种重要的清洁化学氧化剂,在多个工业领域中被广泛应用,如消毒、漂白、废水处理、化学合成和半导体清洗等。随着社会经济的发展,全球对H₂O₂的需求逐年上升,达到了每年约4000万吨的规模。然而,传统的H₂O₂合成方法依赖于间接的蒽醌氧化(AO)技术,这种技术不仅能耗高,而且伴随着严重的环境污染问题。此外,AO方法通常用于大规模生产高浓度的H₂O₂(>27.5 wt.%),但在储存和运输过程中存在较高的爆炸风险。相比之下,许多用户更倾向于使用稀释的H₂O₂溶液(≤5 wt.%),这就使得现场绿色合成H₂O₂成为一种极具吸引力的解决方案。为了克服传统合成方法的局限性,近年来研
来源:Applied Catalysis B: Environment and Energy
时间:2025-07-17
-
表面亲氧性的调控机制能够分离选择性二氧化碳(CO₂)的电还原反应方向(分别生成乙醇和锂离子电池所需的锂离子),从而显著提升锂离子电池的性能
在当今绿色低碳发展的背景下,二氧化碳(CO₂)的利用与转化已成为应对气候变化和传统能源消耗问题的有效途径。电催化CO₂还原反应(eCO₂RR)能够将CO₂转化为高附加值化学品,实现碳循环的闭环,有望成为缓解温室效应引发环境问题的重要方法。目前,基于铜(Cu)的电催化剂在eCO₂RR中表现出优异的性能,尤其是在形成C₂产物方面,如烯烃和醇类化合物。然而,这些催化剂在实际应用中仍面临诸多挑战,如C₂产物的法拉第效率(FE)较低、电流密度不足,难以满足商业化生产的需要。此外,反应路径的调控也面临复杂性,因为CO₂还原过程中涉及多个吸附、氢化和耦合机制,这些机制之间相互竞争,使得精确控制反应方向变得尤
来源:Applied Catalysis B: Environment and Energy
时间:2025-07-17
-
综述:通过来自中国主要季风地区的花粉和铅(Pb)记录,揭示了全新世人类活动的复杂时空异质性
人类活动对自然环境的影响是一个跨越多个学科的重要议题,它不仅关系到生态系统的变迁,也涉及到人类文明发展的轨迹。随着研究的深入,人们逐渐意识到,这些影响并非均匀分布于全球,而是呈现出明显的区域性和时间差异。这一现象促使科学家提出了“人类世”(Anthropocene)的概念,用以描述人类活动在地球环境和生态系统中所扮演的主导角色。尽管国际地层委员会(ICS)尚未正式将人类世定义为一个新的地质时期,但这一概念的提出,已经引发了广泛的学术讨论和研究兴趣。“人类世”这一概念的出现,主要源于人类活动对地球环境造成深远影响的证据不断积累。例如,晚期更新世时期的人类狩猎行为导致了大规模的巨型动物灭绝,这被认
来源:Anthropocene
时间:2025-07-17
-
反转交替使用任务
摘要发散思维测试被广泛用于识别创造潜力,并显示出显著的预测能力。然而,这些测试经常受到批评,因为它们使用的任务往往不切实际,可能无法引发与现实世界创造性问题相似的思维过程。本研究的目的是构建并验证一种新的发散思维测量工具——反向替代用途测试(rAUT),通过反转替代用途测试(AUT)的提示,要求参与者为日常物品生成用途,而不是令人惊讶的用途,从而使测试更具目标导向性。样本包括240名本科生,他们参与了rAUT测试。我们的目标是检验这种新工具的原创性和详细程度成分是否能够通过自动人工智能评分系统(Ocsai)进行可靠评分。rAUT的九个项目在原创性、流畅性和详细程度方面的内部一致性信度都表现良好
来源:Thinking Skills and Creativity
时间:2025-07-17
-
利用新型rGO桥接的Bi₂MoO₆-CoTiO₃ Z型复合体系提升光催化性能,用于有机污染物降解及H₂O₂生成:分析表征、作用机制与毒性评估
氢氧化物(H₂O₂)作为一种广泛应用的绿色氧化剂,其在消毒、水处理以及其他化学反应中的作用已得到广泛认可。H₂O₂能够分解为水和氧气,不产生有害残留,这使其成为传统氧化剂的理想替代品。然而,目前工业上主要采用蒽醌法生产H₂O₂,该方法不仅能耗高、成本昂贵,还涉及危险的有机溶剂,从而对环境和经济性造成潜在威胁。因此,寻找一种更加环保、经济的H₂O₂生产方式成为研究的重点。近年来,光催化剂技术因其环保性、低成本和高效性在水和空气净化以及污染物去除方面展现出巨大潜力。光催化剂通过利用光能,尤其是太阳光,来激活化学反应,从而实现对污染物的降解。这一技术在应对环境挑战方面具有重要作用,特别是在可见光驱动
来源:Surfaces and Interfaces
时间:2025-07-17
-
用于手指康复的预训练形状记忆合金执行器的设计
随着物联网(IoT)应用对延迟、能耗和计算资源等要求的不断提升,任务卸载(task offloading)在优化边缘和云基础设施性能方面变得至关重要。因此,优化卸载以减少延迟、能耗,并最终确保适当的服务水平和提升性能,已成为一个重要研究领域。本文旨在比较三种任务卸载策略:基于控制理论(CT)的Lyapunov优化方法、基于深度强化学习(DRL)的策略以及传统的轮询(Round-Robin)或静态调度器。通过使用自研的仿真平台ITSASO,我们评估了这些策略在三层计算架构(IoT、雾、云)中的表现。该平台通过可配置的分布模型,模拟了IoT层的服务生成,使得每个IoT节点能够决定是否自主执行任务(
来源:Sensors and Actuators A: Physical
时间:2025-07-17
-
一种可快速塑形的热电有机水凝胶,用于实现自供电的水温和水位监测
随着物联网(IoT)应用对延迟、能效和计算资源等要求的不断提升,任务卸载(task offloading)成为优化边缘和云基础设施性能的关键。因此,优化任务卸载以减少延迟、能耗,并最终确保适当的服务水平和提升性能,已成为一个重要的研究领域。为了指导分布式环境中的任务卸载,已有许多方法被提出,本文则对其中三种方法进行了全面比较:基于控制理论(CT)的Lyapunov优化方法、基于深度强化学习(DRL)的策略以及传统的解决方案,如轮询(Round-Robin)或静态调度器。这种比较是通过一个内部开发的模拟平台ITSASO完成的,该平台用于评估在包含IoT、雾计算(Fog)和云节点(Cloud)的三
来源:Sensors and Actuators A: Physical
时间:2025-07-17
-
利用全卷积多任务网络和卫星遥感图像进行早季农田边界划分
农业田块的精确划分对于作物状况监测、产量估计和灌溉管理至关重要。随着全球人口的持续增长,确保粮食安全成为全球性的关键任务,而这一过程依赖于高效、准确的农业监测系统。这些系统能够提供作物状态的实时洞察,实现精确的产量预测和优化的灌溉管理,从而支持基于数据的决策。其中,田块边界划分是这些系统的核心环节,尤其对政府机构和管理组织而言,如欧盟,他们高度依赖于精确的田块位置、面积、尺寸和特定作物面积数据,以进行补贴分配和农业法规的执行。因此,准确的田块划分对于有效的生产监控和增强区域及全球范围内的粮食安全具有重要意义。此外,田块边界图还促进了后续应用,如基于对象的分类和田块尺度的灌溉检测。在某些情况下,
来源:Science of Remote Sensing
时间:2025-07-17
-
在合并多传感器卫星土壤湿度数据时,考虑季节性获取误差的影响
土壤湿度是全球气候变化研究中的重要参数,其长期、高质量的监测数据对于气候模型的验证、生态系统的评估以及水资源管理具有关键意义。随着遥感技术的发展,多源卫星数据的融合已成为构建高精度土壤湿度产品的重要手段。然而,传统的数据融合方法通常假设不确定性是恒定的,忽视了土壤湿度观测中可能存在的季节性变化。本文旨在探讨一种基于季节性不确定性估计的改进数据融合方法,评估其对土壤湿度产品质量和不确定性描述的影响。卫星遥感技术在土壤湿度监测中广泛应用,其不确定性主要来源于多个因素,包括植被覆盖、地表粗糙度、土壤结构和仪器本身的局限性。例如,植被层会吸收和散射微波信号,影响土壤湿度的测量精度。此外,某些季节性的现
来源:Science of Remote Sensing
时间:2025-07-17
-
在半干旱农业地区,利用多模态遥感数据融合和机器学习算法进行表层土壤湿度预测
土壤湿度是影响半干旱地区农业决策的关键变量之一,它对于作物生长、灌溉规划以及水资源管理具有重要意义。然而,许多现有的土壤湿度监测产品由于其相对粗糙的空间分辨率,难以在田间尺度上提供有效的支持。本研究旨在利用合成孔径雷达(SAR)Sentinel-1 C波段数据和统一的Landsat-Sentinel(HLS)数据集,结合实地土壤湿度测量数据,预测更精细尺度(10米)的表层土壤湿度(SSM)。研究选取了位于美国科罗拉多州阿克罗顿(Akron)的18个农业田块,包括小麦、玉米、小米和休耕等作物类型,以分析不同作物类型和生长阶段下SSM的变化特征。通过比较支持向量机(SVM)、随机森林(RF)、梯度
来源:Science of Remote Sensing
时间:2025-07-17
-
点云的时间聚合技术提升了森林地区滑坡的永久性激光扫描效果
本研究聚焦于长期监测滑坡时如何利用永久激光扫描(Permanent Laser Scanning, PLS)技术提升点云数据的分析效果,尤其是在森林覆盖区域。森林中的树木可能会遮挡地面点,从而限制了直接获取地表变化信息的精度和范围。通过将连续的点云数据进行时间聚合,可以有效改善树干的识别和跟踪能力,进而实现对滑坡位移的精确量化。研究采用了一种基于时间聚合的树干追踪方法,该方法能够克服PLS在长距离扫描中因点云稀疏而带来的识别困难。同时,该研究还引入了一种名为“邻域匹配比”(Neighbourhood Matching Ratio, NMR)的算法,用于识别和跟踪树干,并评估不同时间聚合级别(L
来源:Science of Remote Sensing
时间:2025-07-17
-
综述:一种基于对象的深度学习集成方法,用于绘制武装冲突影响及土地损毁的地图
随着全球范围内战争和武装冲突的增加,需要一种高效、经济且具有可转移性的方法论框架来映射环境影响和土地创伤。这项最新研究开发了一种新颖且可转移的数据驱动方法,用于映射战争和武装冲突造成的土地创伤和影响。在伊朗-伊拉克战争的战场中,研究人员确定了多种战争土地创伤,并采用集成的基于对象的图像分析(OBIA)和深度学习卷积神经网络(DL-CNNs)进行分析。然后,该方法的效率和可转移性被用于叙利亚内战和纳戈尔诺-卡拉巴赫(阿塞拜疆-亚美尼亚)冲突的案例研究中。为了验证结果并评估方法的可转移性和效率,研究中采用了集成的模糊综合评价(FSE)和数量与分配分歧指数(QADI)。通过FSE-QADI的准确性评
来源:Science of Remote Sensing
时间:2025-07-17
-
澳大利亚南部吉普斯兰盆地关键油气田中源岩和储层岩石特性的3D建模
在澳大利亚东南沿海的吉普斯兰盆地,长期以来一直是重要的油气产区,其油气资源的开发和研究具有重要意义。该盆地总面积达46,000平方公里,地质形成可以追溯到古新世和新近纪时期。吉普斯兰盆地的油气田分布广泛,其中部分油田位于近海区域,而另一些则集中在盆地的北部。随着部分老油田的产量逐渐下降,如何优化开发策略、提高勘探成功率,成为当前研究的重点。本研究通过3D建模分析,对吉普斯兰盆地内的Kingfish油田和Kipper气田中的Kingfish组和Volador组进行对比研究。研究团队利用地质、地球物理和地球化学数据,深入分析了这两个组的结构、地球化学和储层特性差异,以期为盆地内的油气勘探和开发提供
来源:Results in Earth Sciences
时间:2025-07-17
-
通过战略性尾矿处置场地评估实现可持续的矿山关闭与复垦:基于因果关系的Dempster-Shafer框架
尾矿是采矿过程中产生的副产品,它们不仅在物理上存在风险,还可能带来化学上的威胁,如果管理不当,甚至可能导致不可逆的生态破坏。因此,对尾矿处置地点的科学评估至关重要。本文提出了一种混合决策支持框架,用于评估战略性的尾矿处置地点,结合了可持续性、矿山关闭规划以及基于风险的治理方法。这一框架的核心创新在于将尾矿选址与矿山复垦策略直接联系起来,从而为可持续采矿提供新的视角和见解。通过将模糊认知图(FCM)用于因果分析,结合基于Dempster-Shafer理论(DST)的证据推理方法,该框架有效应对了不确定性与专家判断差异的问题。研究中确定了十二项影响尾矿处置地点选择的关键标准,这些标准来源于文献综述
来源:Resources Policy
时间:2025-07-17
-
可持续性转型悖论:非洲关键矿产非法手工和小规模采矿的新维度
全球能源转型的加速推动了对非洲关键矿产资源的激烈竞争,这种竞争不仅改变了非洲的矿业格局,也加剧了治理挑战并助长了非法手工采矿(ASM)活动。本文旨在探讨关键矿产需求如何影响非洲非法ASM的发展,同时分析其对可持续发展转型的潜在矛盾。非洲在关键矿产的全球供应链中占据重要地位,尤其是锂、钴和铜等用于低排放技术的矿产资源。然而,随着全球对这些矿产的高需求,非法ASM活动在非洲部分地区日益严重,给当地社区和生态环境带来了深远的负面影响。### 关键矿产的全球需求与非洲的角色全球对关键矿产的需求持续上升,尤其是在可再生能源和电动汽车等绿色技术的发展背景下。锂、钴、铜等矿产被广泛应用于电池、太阳能板和风力
来源:Resources Policy
时间:2025-07-17
-
美国的石墨和锰矿开采:拟议项目及联邦电池矿物政策
随着全球对电池、电动车辆以及清洁能源技术的需求不断上升,美国对关键矿物和金属的依赖也在增加。这些矿物和金属包括石墨和锰,它们是电池制造中的重要组成部分。目前,美国并未进行石墨和锰的开采,而这些资源主要由中国、南非、澳大利亚等国家提供。由于这些关键矿物的全球分布不均,美国等主要消费国面临潜在的供应链风险,因此,美国联邦政府近年来出台了一系列政策,旨在促进国内关键矿物的开采和加工,以增强能源安全和减少对进口的依赖。美国的石墨资源和锰资源虽然丰富,但目前并未形成稳定的生产体系。石墨的储量约为3.7亿吨,而锰的储量尚未确定,但其资源量达到50.5亿吨。这些资源的分布并不均匀,石墨主要存在于阿拉斯加和阿
来源:Resources Policy
时间:2025-07-17
-
来自美国矿山和精炼厂的镍和钴:对矿产可用性的五个维度的评估
美国在关键矿产的国内开采和精炼方面正采取一系列联邦政策,以应对全球对电池材料供应链日益增长的需求。镍(Ni)和钴(Co)作为锂离子电池中常见的关键材料,特别是在三元镍锰钴(NMC)电池中,对电动汽车的推广具有重要意义。本文旨在分析当前和拟议的美国镍和钴开采与精炼项目,评估其在五个维度上的矿产可用性:地质、技术、经济、政治以及社会与环境因素。尽管美国拥有丰富的镍和钴地质资源,但目前的开采和精炼活动仍处于较低水平,且面临多重挑战。在当前的美国镍和钴生产中,主要依赖于少数几个项目。例如,密歇根州的鹰矿(Eagle Mine)是唯一一家进行镍开采的项目,其生产的镍精矿需要在加拿大进行精炼。而在钴的生产
来源:Resources Policy
时间:2025-07-17