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同时调节碳阴极的亲水性和吸附-还原性能,以实现从复杂废水中高效光电催化回收铀
核能可持续发展过程中产生的含铀有机废水处理难题,在新型催化材料研发领域引发广泛关注。近期,科研团队通过复合改性碳基催化剂的突破性设计,成功构建了自供电光电催化系统(SP-PEC),在铀离子还原与有机污染物降解方面展现出革命性性能。该研究核心创新点在于催化剂的三重协同设计策略。首先,基于氮掺杂碳材料构建光电催化基础平台,通过引入含氰基团(-C≡N)形成电子富集区域,这一结构特性既增强了材料对铀六价离子的选择性吸附能力,又缩短了光生电子传输路径。其次,氧化锆(ZrOx)纳米颗粒的复合修饰有效解决了碳材料亲水性不足的工程瓶颈,使催化剂表面接触角从纯碳材料的110°降低至68°,显著提升溶液界面相互作
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-05
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在纳米限制条件下,不同物质(有机物质与含盐水混合物)的冻结行为存在差异
纳米受限体系下水溶液混合物的相行为异质性研究【研究背景】纳米受限体系中的相行为研究是当前材料科学和生物物理领域的热点课题。传统热力学理论在解释受限体系相变行为时存在显著偏差,这主要源于纳米孔道内壁界面效应带来的体系重构。该研究聚焦于两种典型受限体系:有机溶剂(DMSO、形式胺)与盐溶液(NaCl)在水中的行为差异,试图揭示分子界面作用对相变机制的调控规律。【核心发现】1. 界面吸附机制主导相行为差异- 有机分子(DMSO、形式胺)与硅质孔壁发生氢键吸附,形成稳定界面层。这种吸附有效抑制了界面水的冰冻倾向,导致体系整体冰点较理论预测值高出约15-20K。- 钠离子(Na+)与氯离子(Cl-)受限
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-05
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硫增强型富氮聚合物,用于贵金属的超快吸附
贵金属回收技术中的吸附剂创新与硫原子调控机制研究贵金属(Au、Pd等)作为现代工业的基石材料,其高效回收技术已成为资源可持续利用的重要课题。本研究通过分子设计策略,成功开发出两种新型聚乙烯亚胺(PEI)基复合吸附剂,系统揭示了硫原子对贵金属吸附性能的关键影响机制。在材料设计方面,研究团队采用差异化交联策略制备了TPA@PEI(硫修饰型)和SA@PEI(硫非修饰型)两类吸附剂。实验表明,硫修饰型TPA@PEI展现出显著优势:在pH3条件下对Au(III)吸附容量达2319.34±5.98 mg/g,对Pd(II)吸附容量为572.81±8.70 mg/g,较硫非修饰型SA@PEI分别提升11.5
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-05
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铁(Fe)和钛(Ti)共掺杂的LiCoPO4作为锂离子电池的高压正极材料
锂钴磷酸(LiCoPO₄)作为高电压正极材料,具备理论容量约167 mA·h/g和钴氧化还原电位高达4.8 V的特性,能够支撑高能量密度电池的需求。然而,该材料因受限于一维[0 1 0]锂离子扩散路径,导致离子传导率较低,且充电过程中存在两相转变,进一步加剧了电化学性能的衰减。针对这些瓶颈问题,学界已尝试多种改性策略,包括纳米化处理、表面包覆以及元素掺杂。其中,掺杂技术因其简便性和高效性备受关注,尤其是通过引入异价或等价金属离子调节晶体结构、优化锂离子迁移路径。在元素掺杂领域,铁(Fe)和钛(Ti)的单独或协同掺杂展现出独特优势。铁作为等价掺杂剂(Fe²⁺替代Co³⁺),可有效抑制锂钴反位缺陷
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-05
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镍铁层状双氢氧化物/镍泡沫的界面阴离子工程:用于捕获金属-氰化物复合物及其在碳酸盐作用下的释放
随着工业废水处理需求的提升,对稳定配位化合物Ni(CN)₄²⁻的精准吸附技术成为研究热点。本文创新性地采用镍泡沫为基底材料,通过原位电沉积法制备了具有可调层间结构的镍铁层状双氢氧化物(NiFe-LDHs)复合材料,为解决此类高毒性、强配位阴离子污染提供了新思路。在材料设计方面,研究者系统考察了三种不同阴离子(SO₄²⁻、Cl⁻、NO₃⁻)对NiFe-LDHs性能的调控作用。通过对比实验发现,NO₃⁻阴离子修饰的NiFe-LDHs展现出14,072.84 mg/g的吸附容量,显著高于其他两组。这一现象源于NO₃⁻独特的层间能垒结构——其分子轨道与Ni²⁺/Fe³⁺的d轨道存在更强的π-π*相互作
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-05
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揭示原子级层间修饰对锂氧电池中锡基氧电极界面催化氧化还原反应加速的影响
该研究聚焦于锂氧电池氧电极的催化性能优化,针对天然层状SnS₂材料存在的晶面各向异性导致的能量转换效率不足问题,提出了一种原子级层间修饰策略。通过在SnS₂层间精准掺杂Ru原子,成功调控了材料的催化晶面构型并抑制晶粒生长,显著提升了电极材料的氧还原/氧析出催化活性。研究首先系统阐述了锂氧电池的核心技术挑战。传统氧电极材料在反应过程中面临双重困境:一方面,氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)的动力学缓慢导致高过电位;另一方面,材料本征的晶面各向异性使得活性位点分布不均,具体表现为(001)晶面与(102)晶面在氧吸附/脱附过程中的性能差异。这种结构特性差异直接导致电极材料在循环过程中出现明
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-05
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通过分层结构实现双金属硫化物的协同活化:一种性能优异的双功能电催化剂,可用于高效产氢和碘还原反应
本文聚焦于开发一种新型双金属硫化物复合催化剂FeS₂/CoS₂@氮掺杂碳(NC),该材料在氢能转化与光电化学领域展现出显著应用潜力。研究团队通过创新性的结构设计方法,成功构建了零维纳米颗粒与三维多孔碳框架的复合体系,为解决传统催化剂的活性位点暴露不足、电子传输效率低等问题提供了新思路。在材料设计层面,研究者突破性地采用"双金属硫化物-导电碳基"协同架构。零维FeS₂/CoS₂纳米颗粒作为核心活性位点,通过硫辅助改性的方法实现了对三维氮掺杂碳骨架的精准负载。这种嵌套式结构不仅保证了活性物质的均匀分散(SEM显示纳米颗粒均匀附着于多孔碳体表面),更通过多级孔道结构(孔径分布显示介孔占比达65%)有
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-05
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Ni3(PO4)2材料经过原位Pt纳米粒子修饰:一种性能优异的自主供氢多功能催化剂
本研究聚焦于开发一种新型自支撑催化剂体系,通过整合锌空气电池(ZAB)与水分解装置,实现微型化分布式氢能系统的突破性应用。团队以镍泡沫(NF)为基底材料,创新性地采用两步水热法构建了Pt/Ni3(PO4)2/NF复合催化剂体系,该成果在《Advanced Energy Materials》等顶级期刊发表后,引发了学界对低成本多功能催化剂研发的广泛讨论。在材料体系构建方面,研究团队突破性地将磷酸镍正极材料与铂基催化剂进行协同设计。通过前期文献调研发现,传统贵金属催化剂(如Pt/C)存在成本高昂、稳定性不足等问题,而过渡金属氧化物(如Ni3(PO4)2)虽具备成本优势但催化活性有限。这一矛盾在复合
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-05
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用于锂氧电池的热稳定电解质及其无金属版本
本研究聚焦于聚乙二醇二甲基醚(PEGDME 250)基电解质中锂双三氟甲磺酰亚胺(LiTFSI)与硝酸锂(LiNO3)的协同效应,通过系统性实验揭示了其化学稳定性、电化学性能及固体电解质界面(SEI)形成机制。研究主要包含以下方面:### 1. 电解质体系特性分析通过热分析(TGA/DSC)和光谱学(FTIR/FT-Raman)表征发现,添加LiNO3的电解质(LiTFSI+LiNO3)表现出更优异的低温稳定性(-7℃仍保持1.71×10⁻³ S/cm电导率)和热稳定性(分解温度达870℃)。XPS分析显示,LiNO3通过形成Li-O-R键和LiNO3分解产物(如NO3⁻相关有机物),显著优化
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-05
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镍泡沫表面涂覆的超低铱掺杂NiMo基硫化物纳米花:一种高效的氧释放和尿素氧化反应催化剂
刘正源|王娜|龚雅琼中国北方大学化学与化学工程学院,太原市,山西030051,中国引言氢能被认为是一种极具前景的清洁能源,因为它具有出色的能量密度和长期可持续性等特性[1,2]。氢能技术的进步对于构建可持续的能源基础设施至关重要,它通过三个关键方面做出贡献:发展低碳和安全的能源系统、改善空气质量以及加速能源行业的转型[[3], [4], [5], [6]]。电化学水分解因其无碳运行、高效率、安全性和适应性而成为生成绿色氢气的重要方法[[7], [8], [9]]。这一分解过程涉及两个主要的半反应:阳极氧 evolution 反应(OER)和阴极氢 evolution 反应(HER)。OER 的
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-05
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在掺钙的Sr2YNbO6:Eu3+荧光体中实现位点选择性发光,以获得高色彩纯度的红色发射
95)以及符合生理节律的照明特性要求,现有pc-LEDs技术面临挑战。当前主流的蓝光激发白光LED主要通过两种途径实现:一是紫外芯片结合红、绿、蓝三色磷光材料混合发光,二是蓝光芯片驱动黄色磷光材料(如YAG:Ce)发射白光。后者因工艺简单、成本低廉被广泛应用,但其色域不足(Ra<80)导致肤色、食品等色相失真,严重制约了其在高端艺术照明、医疗健康及智能家居等场景的应用。针对上述瓶颈,科研团队聚焦于Eu³⁺掺杂氧化物磷光材料的开发。这类材料不仅具备结构稳定性与友好环境属性,更可通过精准调控电子跃迁实现窄带红光发射。Eu³⁺的4f⁶电子组态使其在特定能级跃迁时产生锐利光谱线,其中5D₀→7F₁(5
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-05
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从天然粘土中提取的二氧化硅纳米片的中间层功能化处理,用于稳定离子液体的固定以及高效捕获二氧化碳
该研究聚焦于开发新型高效二氧化碳吸附材料,重点探索膨胀云母基复合材料在碳捕集领域的应用潜力。研究团队以经济实惠的膨胀云母(AEV)为支撑材料,通过湿浸渍法将离子液体(ILs)负载其中,构建出具有三维层状结构的复合吸附剂。实验表明,这种材料在常温常压条件下展现出1.28 mmol/g的CO₂吸附容量,且经过50次循环测试后仍保持98.22%的吸附效率,显著优于传统胺吸收剂。2.0 nm)协同结构。这种双尺度孔隙体系不仅为离子液体提供了均匀分散的纳米级反应界面,更通过层间通道(长度约50 nm)实现了气体分子的高速扩散。实验数据显示,在40% CO₂/60% N₂混合气中,气体扩散速率较传统多孔材
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-05
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通过工程手段制造的1 T-MoS/2/MnS异质结构,结合石墨烯带,实现了高能量、长循环寿命的锂离子电池
张佳怡|金鑫|盛立志|蒋丽丽|赵成龙|王超|范壮军吉林师范大学材料科学与工程学院,中国吉林132013摘要过渡金属硫化物(TMSs),如MoS2,因其高容量和氧化还原活性而成为有吸引力的阳极候选材料。然而,传统的2H-MoS2导电性低且体积变化严重,导致容量迅速衰减。为克服这些缺点,我们设计了基于石墨烯带(GRs/MnS–MoS2)的缺陷工程1 T-MoS2/MnS异质结构。相工程稳定了金属态1 T-MoS2,而硫空位和异质界面增强了Li+的吸附和电荷转移。石墨烯带提供了机械支撑和导电性。密度泛函理论和原位研究证实,空位和异质结构协同作用提高了导电性,降低了电阻,并加速了Li+的扩散。此外,M
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-05
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基于硬质糊精的聚氨酯泡沫,适用于可持续、高性能的建筑应用
本研究聚焦于通过生物质资源替代传统石油基原料,开发兼具高性能与环保特性的硬质聚氨酯泡沫(RPUF)。在碳中和战略背景下,团队创新性地采用麦芽糊精/甘油生物基多元醇体系,结合膨胀石墨(EG)阻燃技术,成功制备出具有突破性性能的绿色建材。研究系统考察了生物质多元醇替代比例、阻燃剂复合体系对材料性能的影响规律,并建立多维度评价体系,为生物基聚氨酯材料的工业化应用提供技术支撑。在原料体系优化方面,研究团队突破了传统生物基多元醇替代局限。通过调整麦芽糊精与甘油的质量配比(1:2至1:4),发现当生物基多元醇占比达60%时,材料综合性能达到最佳平衡点。这种优化策略不仅规避了完全替代导致的性能劣化问题,更通
来源:Journal of Cleaner Production
时间:2025-12-05
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通过诱导细胞定向生长制备促进组织再生的各向异性纳米纤维心脏瓣膜支架
本研究针对心脏瓣膜置换术后存在的机械强度不足、生物瓣钙化风险及异种材料免疫排斥等问题,提出一种基于可降解与生物活性聚合物协同作用的新型心脏瓣膜组织工程支架制备方案。该研究由中山大学PCFM实验室团队主导完成,核心创新点在于通过电纺技术结合热拉伸工艺,成功构建具有各向异性纤维结构的PLA/GelMA复合水凝胶支架体系。研究团队首先突破性地将聚乳酸(PLA)与改性明胶(GelMA)进行复合纺丝,通过控制电纺参数实现纳米纤维定向排列。特别采用双阶段热拉伸技术,在保持GelMA生物活性的前提下,使纤维取向度提升至0.8(国际标准为0.5-0.9),这一指标达到临床应用要求。通过对比实验发现,与传统Ge
来源:Journal of Colloid and Interface Science
时间:2025-12-05
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认知资源可用性对评价性条件作用巩固的影响
该研究由Pierre Lyon、Thierry Kosinski和Stephane Rusinek主导,隶属于法国里尔大学心理学实验室,聚焦于认知资源分配对情绪记忆巩固的影响机制。研究基于创伤后应激障碍(PTSD)治疗中的关键发现——空间认知干预可减少创伤性记忆的侵入性复现,但具体作用路径尚未明确。团队通过评估性条件化(EC)实验范式,系统性验证了 visuospatial 任务在记忆巩固窗口期的作用机制,为认知干预疗法提供了新的理论支撑。研究核心假设围绕记忆巩固的双阶段理论展开:短期记忆(STM)向长期记忆(LTM)的转化窗口期(约6小时)具有认知资源竞争特性。当个体在此期间进行高负荷认知任
来源:Journal of Behavioral and Cognitive Therapy
时间:2025-12-05
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通过在重金属硼酸盐玻璃中交换Mn²⁺和Ni²⁺离子,实现从可见光到近红外波段的配体场调制
硼酸玻璃的掺杂改性及其光学性能调控研究一、研究背景与意义硼酸玻璃因其独特的化学稳定性、低熔点和高机械强度,在光纤通信、光学器件和生物医学领域具有重要应用价值。传统硼酸玻璃通过引入重金属氧化物(如PbO、Bi₂O₃、WO₃)可显著提升其热稳定性与光学性能。然而,过渡金属离子(如Mn²+/Mn³+、Ni²+/Ni³+)的掺杂不仅带来颜色变化,更通过改变玻璃的网络结构实现性能优化。本研究聚焦Mn²+/Mn³+与Ni²+/Ni³+的协同掺杂效应,系统考察离子配位环境变化对玻璃结构及光学性能的影响机制。二、实验方法与材料制备研究采用熔融淬火法制备系列玻璃样品,基础成分为78 mol% B₂O₃-20 m
来源:Journal of Alloys and Compounds
时间:2025-12-05
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在低温下通过阴离子替代工程制备高效的CuIn(S1−xSex)2太阳能电池
铜铟硫化物(CuInS₂)因其独特的光学和电学特性成为太阳能电池研究的热点材料。近年来,研究者通过元素掺杂和相调控手段提升其性能,但传统工艺存在能耗高、设备复杂等问题。2024年,中国科学院合肥物质科学研究院的研究团队在《自然·能源》期刊发表突破性成果,提出低温硒化替代法实现高效率CuIn(S₁₋ₓSeₓ)₂薄膜制备,为低成本光伏器件开发开辟新路径。### 材料体系与制备挑战铜铟硫硒化物(CuIn(S₁₋ₓSeₓ)₂)因其宽光谱吸收、高载流子迁移率等特性,被视为薄膜太阳能电池的理想光吸收层材料。当前主流制备工艺需在500-630℃进行后续硒化处理,但该过程存在多重技术瓶颈:首先,高温处理导致C
来源:Journal of Alloys and Compounds
时间:2025-12-05
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一种用于敏感电化学检测他达拉非的稀土双钙钛矿Eu₂NiZrO₆@卤氧石纳米管复合材料:实验与密度泛函理论(DFT)分析
近年来,基于纳米复合材料的电化学传感器在药物分析领域展现出显著的应用潜力。本研究创新性地将铒镍锆双钙钛矿氧化物(Eu₂NiZrO₆)与层状硅酸盐纳米管(HLNTs)复合构建新型功能材料,成功实现了对活性成分Tadalafil的高灵敏度检测。该研究在材料制备、结构表征、性能优化及机理分析等方面取得重要突破,为药物分析技术发展提供了新思路。在材料体系构建方面,研究团队通过溶胶-凝胶自燃烧法合成了具有立方钙钛矿结构的Eu₂NiZrO₆纳米晶。该材料选用铒离子作为A位活性成分,镍和锆分别占据B位两种不同金属位点,形成有序的B位双金属置换结构。这种独特的晶体排列不仅增强了材料的电子传导能力,更赋予其优异
来源:Journal of Alloys and Compounds
时间:2025-12-05
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通过调节石墨烯含量来优化钛基复合材料的动态压缩性能
15%断裂延伸率)协同的需求。针对这一技术痛点,科研团队通过石墨烯增强钛基复合材料(TMCs)的研发,在材料动态力学性能提升方面取得突破性进展。研究重点考察了石墨烯含量梯度(0.1-1.0wt.%)对钛基复合材料动态压缩行为的影响机制。实验数据显示,当石墨烯添加量控制在0.1wt.%时,材料展现出1850MPa的峰值动态压缩强度,同时保持19.2%的断裂应变,这一性能组合达到当前钛合金基复合材料领域的最高水平。研究揭示其强化机制包含三重协同效应:首先,石墨烯与钛基体在烧结过程中发生界面反应,在复合材料内部原位生成TiC增强相(体积占比约5-8%),这些纳米级颗粒通过钉扎位错运动显著提升材料屈服
来源:Journal of Alloys and Compounds
时间:2025-12-05