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  • 二氧化铈表面磷酸盐和砷酸盐吸附机制的密度泛函理论研究:环境修复与竞争吸附行为解析

    随着工农业活动加剧,水体中磷酸盐(PO43-)和砷酸盐(AsO43-)污染已成为全球性环境挑战。磷酸盐过量引发水体富营养化,而砷酸盐则通过生物累积导致癌症等疾病。由于二者结构相似,在金属氧化物表面的竞争吸附机制尚不明确。二氧化铈(CeO2)纳米颗粒因其独特的Ce3+/Ce4+氧化还原循环和高效吸附能力成为研究热点,但原子尺度吸附机理仍需深入探索。为解析这一科学问题,研究人员采用密度泛函理论(DFT)系统研究了PO43-和AsO43-在CeO2三种主要晶面({100}、{110}、{111})的吸附行为,考虑了从完全氧化到完全还原的表面状态。研究发现PO43-通常比AsO43-更稳定,但在特定表

    来源:Applied Surface Science

    时间:2025-05-26

  • 社会-生态整合视角下的中国城市边界精准制图方法创新

    论文解读在快速城市化的浪潮中,中国正面临城乡边界模糊带来的双重挑战:一方面,统计部门基于行政单元划分的城乡边界难以反映实际建成区范围;另一方面,遥感影像识别的城市区域常将高不透水面比例的村庄误判为城市,或遗漏工业区等低人口密度功能区。这种生物物理属性(如不透水面比例ISP)与社会经济属性(如人口密度)的割裂,导致现有城市边界产品如全球城市边界(GUB)和欧洲城镇化度分类(DEGURBA)在乡镇识别和村庄排除上存在显著误差,阻碍了社会-生态复合系统的整合研究。为解决这一难题,来自中国科学院等机构的研究团队在《Applied Geography》发表研究,创新性地将POI(兴趣点)数据与遥感特征相

    来源:Applied Geography

    时间:2025-05-26

  • 加拿大魁北克废弃金矿尾矿场扬尘的矿物学特征与扩散机制研究——基于Pas-DD被动采样法的低粉尘环境监测

    在矿业活动停止数十年后,裸露的尾矿库仍是潜在的环境威胁。加拿大魁北克省Abitibi-Témiscamingue地区的Joutel金矿已停产30年,其尾矿库长期暴露导致扬尘扩散风险未知。这类粉尘可能携带砷(As)等有害元素,但传统监测方法在低粉尘环境中灵敏度不足。更关键的是,尾矿风化过程中矿物相变(如黄铁矿氧化为铁氢氧化物)如何影响粉尘生成机制,至今缺乏实证研究。加拿大自然资源部CanmetMINING研究所联合加拿大森林服务局,采用创新性Pas-DD(被动干沉降采样法)对Joutel矿区展开系统监测。该方法使用防雨罩保护的聚氨酯泡沫(PUF)磁盘,在284-285天采样周期内捕获粉尘,结合μ

    来源:Applied Geochemistry

    时间:2025-05-26

  • 综述:层状双氢氧化物@MXene复合材料的最新进展:合成、性能及催化应用

    近年来,层状双氢氧化物(LDHs)与MXene的复合研究成为能源与环境领域的热点。LDHs作为二维阴离子层状材料,凭借其高比表面积、可调控金属阳离子及层间阴离子特性,在催化和吸附领域表现优异。MXene作为新型二维过渡金属碳化物/氮化物,凭借高导电性、亲水性和氧化还原活性,为复合材料提供优异的电子传输通道。两者结合形成的LDHs@MXene复合材料在超级电容器中实现高能量密度与循环稳定性,在光催化领域通过扩展光吸收范围及加速电荷分离提升污染物降解效率。合成方法上,共沉淀法和水热合成因其操作简便被广泛应用,而自组装技术可精准调控界面结构。MXene的表面官能团(如-OH、-F)与LDHs的层间阴

    来源:Applied Clay Science

    时间:2025-05-26

  • 界面工程调控氧氢氧化物/硫化物异质结构助力工业级高效制氢

    论文解读全球能源结构转型背景下,传统化石燃料引发的碳排放危机促使绿色制氢技术成为研究焦点。其中,碱性水电解(AWE)因其工艺成熟、环境友好等优势备受关注。然而,在工业化应用场景中,AWE面临严峻挑战——当电流密度超过1 A cm-2时,电极表面产生的气泡会阻碍活性位点暴露并增加欧姆电阻,导致电解效率骤降。现有催化剂在维持高活性与稳定性的协同优化方面仍存在显著瓶颈,亟需开发新型电极材料以突破这一技术壁垒。针对上述问题,武汉理工大学的研究团队提出界面工程策略,构建了一种具有分级结构的氧氢氧化物/硫化物异质结催化剂(RNHO/NMS-M)。该催化剂通过将钌(Ru)掺杂的NiOOH纳米片定向锚定在Ni

    来源:Applied Catalysis B: Environment and Energy

    时间:2025-05-26

  • 低温CO2加氢制芳烃:硼改性ZSM-5与ZnZrOx协同催化体系的突破性进展

    研究背景与意义在全球碳中和背景下,将CO2转化为高附加值化学品成为研究热点。芳烃(如C8–C10)是航空燃料的关键前体,但现有石油路线依赖化石资源且高能耗。尽管CO2加氢制芳烃可通过费托合成(CO2-FTS)或甲醇介导(CO2-MeOH)路径实现,但高温(>320 ºC)下选择性低、副反应多,而低温又面临CO2惰性活化与C–C耦合控制的难题。因此,开发高效低温双功能催化剂迫在眉睫。研究机构与核心发现中国科学院的研究团队通过固态结晶法合成硼(B)改性层状ZSM-5分子筛,并与ZnZrOx(ZZO)复合,构建了ZZO/B-Z5-x催化剂体系。该催化剂在300 ºC、3 MPa的温和条件下,实

    来源:Applied Catalysis B: Environment and Energy

    时间:2025-05-26

  • ZnZrOx纳米纤维催化剂的设计及其在高效CO2加氢制甲醇中的应用研究

    随着全球能源需求增长和气候变化加剧,CO2加氢制甲醇成为缓解温室效应和实现碳循环的关键技术。然而,传统Cu基催化剂易因水分子诱导的烧结和氧化态变化失活,而In2O3基催化剂则面临过度还原问题。ZnZrOx虽具备酸碱位点可调和氧空位优势,但传统方法(如共沉淀法)制备的催化剂比表面积不足(<10 m2 g-1),严重限制其性能。为解决这一难题,中国国家自然科学基金等项目支持的研究团队通过静电纺丝技术(electrospinning)设计出30ZnZrOx-ES纳米纤维催化剂。该催化剂比表面积高达113.5 m2 g-1(传统方法仅3.1 m2 g-1),在300°C、5 MPa和24000

    来源:Applied Catalysis B: Environment and Energy

    时间:2025-05-26

  • 调控铜与载体间电负性差异调制光驱动N2O还原的电荷转移机制

    论文解读氮氧化物(N2O)作为仅次于二氧化碳的重要温室气体,其在大气中的浓度持续上升,对全球气候变暖及臭氧层破坏构成重大威胁[1-3]。传统热催化分解N2O的方法需高温条件(>400 °C),不仅能耗高,还易产生氮氧化物(NOx)副产物[4,7,8]。在此背景下,利用太阳能驱动的光催化技术因其温和的反应条件及环境友好性成为研究热点。然而,现有光催化剂普遍存在电荷转移效率低、N2O转化率不足等问题,如何优化电荷转移路径以增强活性成为关键挑战[11-15]。针对上述问题,浙江大学的研究团队通过调控铜基催化剂中金属与载体间的电负性差异,成功实现了光生电荷的高效定向转移。研究发现,在Cu/TiO

    来源:Applied Catalysis B: Environment and Energy

    时间:2025-05-26

  • La3+掺杂δ-MnO2调控臭氧分解路径提升甲苯催化氧化的耐湿性研究

    论文解读在工业排放和室内环境中,低浓度挥发性有机化合物(VOCs)如甲苯的治理始终是环境领域的痛点。这类物质不仅威胁人体健康,其稳定的苯环结构更使得传统催化氧化技术需在高温下才能有效降解。臭氧催化氧化(OZCO)虽能在室温下实现VOCs矿化,但环境湿度会引发水分子与疏水性VOCs的竞争吸附,导致催化剂失活——现有技术仅在WHSV<100 L/g·h的低空速下才能维持性能,严重制约实际应用。针对这一瓶颈,清华大学团队创新性地提出通过调控催化剂本征性质而非依赖载体疏水改性的策略。研究人员设计La3+掺杂的层状δ-MnO2(La-MnO2),发现其能重构臭氧分解路径,在30℃、RH 30%的严

    来源:Applied Catalysis B: Environment and Energy

    时间:2025-05-26

  • 银基集成气体扩散电极优化三相界面实现高效电化学CO2还原

    论文解读背景与挑战电化学CO2还原(ECR)作为碳中和关键技术,可将CO2转化为燃料和化学品,但高电流密度下的长期稳定性和选择性仍是瓶颈。传统气体扩散电极(GDE)因三相界面(固-液-气)失衡导致的 flooding(电解液渗透)和碳酸盐堵塞问题,严重制约性能。尽管通过疏水改性(如PTFE涂层)或催化剂优化可部分缓解,但导电性与疏水性难以兼顾,电流密度常低于100 mA·cm−2。研究设计与创新中国科学院深圳先进技术研究院团队提出了一种集成气体扩散层(IGDL)结构,以PTFE和导电碳粉构建三维疏水导电网络,并通过混合溶剂渗透法负载Ag催化剂,形成一体化GDE(Ag-IGDL(W1I1))。该

    来源:Applied Catalysis B: Environment and Energy

    时间:2025-05-26

  • 基于给体-受体型聚苯胺类共轭微孔聚合物的类芬顿反应电荷转移增强机制及高效降解新兴污染物研究

    随着工业发展,新兴污染物(ECs)在水环境中的累积已成为全球性难题。这类物质具有持久性和生物抗性,传统生物处理难以有效降解。高级氧化工艺(AOPs)因其能产生强氧化性活性氧物种(ROS)而备受关注,其中过一硫酸盐(PMS)基类芬顿反应因成本低、稳定性好成为研究热点。然而现有催化剂多依赖金属材料,存在二次污染风险;而有机催化剂又面临ROS攻击导致的失活问题。更关键的是,如何精准调控ROS生成路径以实现选择性降解仍是重大挑战。针对这些瓶颈,东华大学研究团队创新性地将给体-受体(D-A)结构引入具有电活性的聚苯胺(PANI)类共轭微孔聚合物(CMPs),通过Buchwald-Hartwig偶联反应合

    来源:Applied Catalysis B: Environment and Energy

    时间:2025-05-26

  • AI赋能EFL学习:情感健康与学习参与度的桥梁作用及抑郁焦虑干预机制

    在数字化教育浪潮中,英语作为外语(EFL)学习者正面临着一个鲜被关注的困境:当智能算法能精准纠正发音错误时,为什么仍有大量学生在虚拟教室里感到焦虑和孤立?这个问题直指当代教育技术发展的核心矛盾——我们是否在追求技术精度的同时,忽视了学习者的情感需求?最新数据显示,全球EFL学习者中约40%存在语言学习焦虑,15%伴有临床意义的抑郁症状,这些"情感路障"直接导致参与度下降、辍学率攀升。传统解决方案往往将技术应用与心理支持割裂处理,而山西教育厅资助的这项创新研究,首次系统探索了AI增强环境如何成为连接情感健康与学习参与的"智能桥梁"。研究团队采用多维度研究方法,首先通过AI增强学习环境评估问卷量化

    来源:Acta Psychologica

    时间:2025-05-26

  • 综述:海洋生态系统中微塑料污染综述:来源、分布、生态影响及未来方向

    微塑料(粒径 < 5 mm)污染已成为威胁全球水生生态系统的重要环境问题。其来源广泛,包括大块塑料废弃物的降解、工业活动排放以及含微塑料的日常产品(如化妆品中的柔珠)。这些微小颗粒凭借极强的环境持久性,广泛分布于从海洋表层到深海海底的各类生态系统,甚至在极地冰川和深海沉积物中均有检出。海洋生物对微塑料的摄食现象极为普遍。从浮游生物到大型鱼类、海鸟乃至哺乳动物,均可能因误食微塑料引发物理损伤,如消化道阻塞、组织炎症等。同时,微塑料具有强吸附性,可富集环境中的重金属(如 Hg2+、Pb2+)、持久性有机污染物(POPs)等有毒物质,通过食物链传递(trophic transfer)进入高等生物体内

    来源:Proceedings of the Zoological Society

    时间:2025-05-26

  • 马尔代夫Fuvahmulah岛诱饵吸引成年雌性虎鲨社会行为模式的首次研究及其保护意义

    在广袤的海洋生态系统中,虎鲨(Galeocerdo cuvier)作为顶级捕食者长期被视为独居动物,但其在食物资源富集区的群体互动现象一直缺乏系统研究。这种认知空白严重制约了对该物种社会结构的理解,特别是在气候变化和人类活动加剧的背景下,明确其行为模式对制定保护策略至关重要。马尔代夫Fuvahmulah岛独特的虎鲨聚集现象为破解这一难题提供了天然实验室——这里拥有全球最大规模的虎鲨聚集群,其中84.5%为具有强烈站点忠诚度的成年雌性个体。为揭示虎鲨社会行为奥秘,研究团队采用多学科方法展开系统观测。通过18个月的水下视频记录,研究人员构建了17×8米的虚拟"观察竞技场",采用激光测距法精确测量2

    来源:Behavioural Processes

    时间:2025-05-26

  • 基于物理驱动神经网络的数字全息显微术单次拍摄生物细胞三维形态重建技术

    在生物医学和微流体力学研究中,精确获取细胞的三维形态动态变化至关重要。传统数字全息显微术(Digital Holographic Microscopy, DHM)虽能实现无标记成像,但存在 twin image(孪生像)干扰、需多角度扫描等技术瓶颈,难以从单幅全息图中重建复杂的三维结构。尤其对于高速运动的细胞,现有方法无法同步捕捉其空间位置、取向和形变特征。这些限制使得研究人员亟需开发更高效、更精准的三维重建技术。针对这一挑战,浦项科技大学Sang Joon Lee团队在《Nature Communications》发表了突破性研究成果。他们创新性地将物理光学原理与深度学习结合,开发出Morp

    来源:Nature Communications

    时间:2025-05-25

  • 海洋鱼类生物荧光的重复广泛进化:珊瑚礁环境驱动下的多起源与功能分化

    在深邃的海洋中,一场隐秘的光学盛宴已持续上演了上亿年——许多鱼类能够吸收蓝光并转化为绚丽的绿光或红光,这种现象被称为生物荧光(Biofluorescence)。不同于依靠化学生物发光的生物,荧光鱼类是通过吸收特定波长的环境光再发射更长波长的光来实现"自体发光"。珊瑚礁作为海洋中的"热带雨林",其复杂的色光环境(波长470-480 nm的蓝光主导)为荧光信号提供了独特的舞台。然而,这种神秘的光学现象何时起源、如何进化、为何在珊瑚礁鱼类中如此普遍,一直是进化生物学家未解的谜题。美国自然历史博物馆等机构的研究团队在《Nature Communications》发表了一项突破性研究。通过整合48个新发

    来源:Nature Communications

    时间:2025-05-25

  • 儿童屈光不正的全基因组关联研究揭示新遗传位点及基因-环境交互作用

    近视已成为全球公共卫生危机,预计到2050年全球半数人口将受其影响,而东亚儿童近视患病率更是高达80-90%。这种眼球光学功率与眼轴长度(AL)不匹配导致的疾病,不仅造成视力模糊,高度近视(HM,SE<-6D)更可能引发视网膜脱离等致盲并发症。尽管已知400余个成人屈光不正相关遗传位点,但儿童近视的遗传机制存在显著差异——部分成人位点在儿童中失效甚至作用相反。这种"基因-年龄异质性"现象,加上东亚人群特有的高教育压力与近距离用眼习惯,使得探索儿童特异性遗传标记及基因-环境(G×E)交互机制成为当务之急。香港中文大学联合汕头国际眼科中心的研究团队在《npj Genomic Medicine》发表

    来源:npj Genomic Medicine

    时间:2025-05-25

  • PIGEON:基于方差分量分析的多基因性状基因-环境互作统计框架

    解密基因与环境共舞的奥秘!这项研究重磅推出PIGEON(Polygenic Interaction Gene-Environment framework)统计框架,像精准的分子探针般解析多基因与环境的复杂互作(GxE)。研究者采用创新的方差分量分析方法,仅需全基因组交互研究(GWIS)的摘要统计数据,就能量化教育水平对健康结局的修饰效应——好比在人类基因组的海洋中,定位出受社会环境调控的遗传暗流。通过英国生物银行(UK Biobank)的宏大数据,该框架成功捕捉530个性别二态性性状的基因-性别交互信号,犹如绘制出性别差异背后的多基因调控图谱。更令人振奋的是,在吸烟 cessation临床试验

    来源:Nature Human Behaviour

    时间:2025-05-25

  • 《Myochromella全球分布图谱:基于扩增子公共数据库的物种多样性探索与系统发育分析》

    在陆地生态系统的复杂图景中,真菌作为关键组分长期被低估。尽管高通量测序技术已将预估真菌物种数提升至1170-1320万种,但迄今仅15万种被正式描述。这种巨大的认知鸿沟在伞菌目石蕊科中尤为突出——该科包含众多生态功能独特的物种,但新属Myochromella自2014年建立以来仅记载2个物种,其全球分布与多样性始终成谜。传统形态分类受限于采样偏差和鉴定难度,而公共数据库中海量的环境DNA数据尚未被充分挖掘。吉林农业大学的研究团队开创性地将经典分类学与大数据挖掘相结合,通过分析NCBI-GenBank的ITS序列和269,412份环境扩增子数据,绘制了Myochromella的全球分布图谱。研究

    来源:BMC Microbiology

    时间:2025-05-25

  • 牡蛎壳粉改良酸化柚园土壤的微生物生态效应及重金属钝化机制研究

    在中国南部柚园,长期化肥使用导致土壤pH值跌破4.5,引发重金属(Cr/Tl/Mn)活化、养分流失和微生物群落紊乱。福建农林大学李媛媛团队在《Environmental Microbiome》发表的研究,揭示了牡蛎壳粉这一沿海废弃物如何变身"土壤医生"。通过三年田间试验,研究人员发现这些被丢弃的贝壳不仅能中和酸性,还能重构微生物王国——让固氮菌Nitrolancea上位,逼退重金属降解菌Acidibacter,甚至改变真菌"权力格局",为生态农业提供了全新解决方案。研究采用Illumina高通量测序分析16S/18S rRNA基因,结合ICP-MS检测重金属,通过FAPROTAX和FUNGui

    来源:Environmental Microbiome

    时间:2025-05-25


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