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通过汞灯和UV-C LED照射进行酮亚胺的比较光化学流动合成
该研究聚焦于新型紫外光催化技术对异噁唑啉酮转化为酮亚胺反应的优化与改进。传统光催化工艺长期依赖汞灯作为光源,但其存在光谱范围宽泛、热效应显著等固有缺陷。实验团队通过引入高功率265nm紫外LED光源,结合连续流动反应体系,实现了光化学反应效率与可持续性的双重突破。在反应机理层面,异噁唑啉酮分子中的C=N双键在特定波长紫外光激发下发生异构化反应,生成高活性的酮亚胺中间体。这一光化学反应过程需要精准控制激发波长与分子吸收光谱的匹配度,传统汞灯虽能提供宽谱紫外光,但存在大量无效能量消耗和不可控的热积累问题。研究显示,汞灯在催化该反应时需配合复杂的冷却系统,且最大工作浓度仅限10-20mM,严重制约了
来源:Reaction Chemistry & Engineering
时间:2025-12-24
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二氧化碳气体对丁烷蒸汽成核过程的加速作用
本文研究了二氧化碳(CO₂)对丁烷气相成核的催化作用及其在气体分离技术中的应用潜力。实验在超音速膨胀的Laval喷嘴中进行,通过时间分辨飞行质谱(TOF-MS)实时监测丁烷 clusters(聚集体)的形成过程。研究揭示了CO₂通过“守护者”机制加速丁烷成核的动力学特性,并发现该机制对丁烷的催化效率显著低于水或甲苯等极性分子。### 一、研究背景与意义在低温气体分离技术中,气相成核(vapor nucleation)动力学直接影响分离效率。传统成核理论基于单组分气体的均相成核,但实际气体分离过程多涉及多组分相互作用。近年研究发现,CO₂可通过形成 transient heteromolecul
来源:Physical Chemistry Chemical Physics
时间:2025-12-24
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利用KSeCN双功能添加剂实现协同调控,以制造稳定且高性能的锂硫电池
锂硫电池(LSBs)作为下一代高能量密度储能器件的重要候选方案,其理论容量和能量密度优势显著。然而,活性物质溶解迁移导致的 shuttle 效应以及锂金属表面非均匀沉积引发的枝晶生长问题,严重制约了 LSBs 的实际应用。针对这一技术瓶颈,本研究创新性地提出钾硒氰酸钾(KSeCN)作为双功能电解质添加剂,通过分子轨道能级调控实现电极/电解液界面协同优化,为 LSBs 的高性能化提供了新思路。**1. 界面工程的双向调控机制** KSeCN 的分子轨道能级(最高占据分子轨道 HOMO 和最低未占据分子轨道 LUMO)具有独特的能量匹配特性。阴极侧,KSeCN 分解产生的硒元素(Se)与硫链形成
来源:Materials Horizons
时间:2025-12-24
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综述:提升机械能与离子能之间的转换效率,以实现自供电的压电离子传感
压电离子传感器作为仿生机电转换技术的重要分支,近年来在柔性电子、生物医学监测和能源收集等领域展现出独特优势。其核心机理在于机械应力诱导离子迁移,从而产生瞬态电压。本文系统梳理了该领域的关键进展,重点解析材料设计、结构优化及性能提升策略,并探讨其在实际应用中的潜力与挑战。### 一、技术机理与基础理论压电离子效应源于非均匀机械变形引发的流体压力梯度,导致不同迁移速率的离子(如阳离子和阴离子)产生分离。这一过程可类比生物细胞的机械信号转导机制:当皮肤机械感受器受到压力时,离子通道开放引发离子跨膜流动,形成动作电位。区别于传统压电材料(如石英晶体)的原子极化机制,压电离子传感器依赖离子扩散与流体动力
来源:Materials Horizons
时间:2025-12-24
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通过光声驱动的按需表型传递,代谢转换型巨噬细胞“半机械人”能够逆转动脉粥样硬化
动脉粥样硬化(AS)作为心血管疾病的主要病理基础,其治疗长期面临疗效不足和靶向困难的双重挑战。近年研究发现,巨噬细胞极化失衡是AS斑块进展的核心机制之一。经典的M1型巨噬细胞通过释放促炎因子加速斑块炎症,而M2型巨噬细胞则通过促进吞噬、胶原沉积等过程实现斑块稳定。然而,现有靶向策略难以实现巨噬细胞极化的精准时空调控,导致疗效有限且存在全身毒性风险。本研究创新性地构建了“巨噬细胞机器人”(MφMB-Au)系统,通过整合三大核心技术突破传统治疗瓶颈:首先,利用5纳米金纳米颗粒(AuNPs)的代谢重编程特性,建立巨噬细胞极化的分子开关机制。实验表明,50纳米AuNPs可显著激活SREBP1/2通路,
来源:Materials Horizons
时间:2025-12-24
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源自虾壳的壳聚糖蛋白纳米复合材料在可持续染料废水处理中的应用:效率、可重复使用性和环境安全性
本研究聚焦于利用虾壳废料制备高性能生物吸附剂,解决水污染和海洋资源浪费双重问题。通过酸脱矿和热活化处理,成功将虾壳转化为壳聚糖-蛋白质纳米复合材料(SE-CP),并系统评估其对酸性偶氮染料(Sellacid Red和Sellaset Blue)的吸附性能及再生潜力。### 材料创新与制备工艺虾壳经过纯化、高温干燥(220℃)后粉碎至500微米颗粒,采用1M盐酸进行矿物脱除处理。此酸洗步骤不仅去除碳酸钙等无机成分,更通过破坏虾壳表面结晶结构,形成具有纳米孔隙的活性基质。热活化处理在105℃完成,既保持材料多孔结构,又增强其化学稳定性。最终得到的SE-CP材料具有51.49平方米/克的比表面积,孔
来源:Materials Advances
时间:2025-12-24
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通过双异质结n-MoS2/p-CuO/n-Si结构实现了具有自偏置特性的可见光-近红外光检测
本文研究了一种基于双异质结(n-MoS₂/p-CuO/Si和p-CuO/n-Si)的自偏置光探测器设计,重点探索了可见光(Vis)与近红外(NIR)波段协同响应机制。通过脉冲激光沉积(PLD)技术结合选择性掩膜工艺,实现了CuO和MoS₂的分层异质结构建。该设计巧妙结合了宽禁带半导体材料(CuO)与二维过渡金属硫化物(MoS₂)的互补特性,在零偏压条件下同时捕获可见光(625 nm)和近红外光(720 nm、808 nm),展现出独特的自驱动工作模式。在器件制备方面,采用n型硅片为基底,通过优化PLD工艺参数(激光能量6 J/cm²、沉积温度200°C、氧气环境压力10⁻³ mbar)成功制备
来源:Materials Advances
时间:2025-12-24
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基于第一性原理的理论研究,探讨了硫及其氧化物化合物作为(6,5)型单壁碳纳米管(SWCNT)上潜在光学活性缺陷的可能性
该研究聚焦于硫及其氧化物作为单壁碳纳米管(SWCNT)的掺杂剂,探索其通过化学键合调控(6,5)SWCNT光学特性的机制。研究团队结合实验观察与密度泛函理论(DFT)计算,系统分析了S、SO、SO₂、SO₃四种化合物在(6,5)SWCNT表面的吸附行为及其对电子结构的调控作用。实验方面,当(6,5)SWCNT暴露于 sodium dithionite 时,溶液中生成的硫氧化物通过化学键合形成稳定的掺杂态,导致光致发光(PL)谱出现0.1–0.3 eV的红移。这一现象与硫基缺陷诱导的带隙调控密切相关。通过DFT计算,研究团队揭示了不同硫氧化物在SWCNT表面的吸附模式及能量差异:1. **硫原子
来源:Materials Advances
时间:2025-12-24
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在SiC PVT(物理气相沉积)生长过程中采用多孔石墨板设计:通过优化粉末源配方提高晶体产量和品质
硅 carbide(SiC)作为第三代半导体材料,在新能源车、5G通信、军事电子等领域展现出广阔应用前景。物理气相传输(PVT)法因其设备成本低、技术成熟而被广泛用于工业级SiC单晶制备,但其核心挑战在于如何实现粉末源的高效利用与晶体质量的同步提升。本文通过理论模拟与实验验证相结合的研究方法,系统揭示了传统PVT生长中粉末源消耗不均的物理机制,并创新性地提出多孔石墨(PG)板优化方案,为SiC晶体生长工艺提供了重要技术突破。研究团队首先建立了涵盖热传导、表面辐射、层流场、多孔介质传质及固体力学等多物理场的数值模拟模型。通过对比0小时与168小时生长周期内的温度场演变(图2a),发现传统PVT装
来源:Materials Advances
时间:2025-12-24
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可扩展且采用水相法制备的工程多孔聚合物,该聚合物具有双重路易斯碱位点,可用于铀的提取
摘要 从废水中有效回收铀对于铀资源的利用和环境保护具有重要意义。本文介绍了一种通过水相法制备的、具有双重路易斯碱位点的多孔有机聚合物(POP-FD),该方法可实现协同配位和结构调控。这些修饰过的双重路易斯碱位点能够提供有利的配位结合微环境。构建的分级多孔通道和亲水界面微环境有助于提高路易斯碱位点的可及性和铀酰离子的扩散性能。因此,POP-FD在大约20分钟内对铀(VI)的饱和吸附量可达977.51 mg/g。即使放大生产后,其回收性能仍保持在95%以上,并且在实际浸出尾矿废水中对多种金属离子表现出优异的选择性(选择性系数S.F.
来源:AIChE Journal AIChE
时间:2025-12-24
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了解锌-碘混合液流电池中的降解过程
锌-碘混合流电池(ZIHFB)作为可再生能源存储的重要候选技术,近年来因高理论能量密度(167 Wh/dm³)和安全性优势备受关注。然而,其实际应用面临两个关键挑战:一是高容量沉积时锌枝晶穿透离子交换膜(CEM)引发短路;二是充电过程中电压异常升高导致的效率衰减。本文通过系统性实验揭示了ZIHFB性能退化的核心机制,并提出优化方案。### 一、技术背景与核心问题混合流电池通过金属沉积(负极)与卤素氧化还原(正极)实现能量存储。ZIHFB采用锌沉积与碘氧化还原反应,其理论能量密度显著高于传统铁基电池(VRFB)和溴化物电池(ZBHFB)。然而,锌沉积的非均匀性导致两个关键问题:1. **锌枝晶穿
来源:Journal of Materials Chemistry A
时间:2025-12-24
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硫化物电解质添加剂能够在碱性铁氧化还原体系中实现多种离子传输途径
本研究聚焦于开发一种基于铁氧化还原反应(Fe²⁺/Fe³⁺)的新型碱性电解质体系,通过引入硫代硫酸钠(Na₂S)作为添加剂,有效解决了传统铁基电池中氢气析出与容量受限的核心问题。该工作不仅突破了铁基电池的瓶颈技术,更为未来大规模长时储能(LDES)系统提供了重要的理论支撑和技术路径。### 研究背景与核心挑战铁基电池因其资源丰富、成本低廉和环境友好等优势,被视为替代锂离子电池的重要候选技术。然而,其商业化应用长期受制于两个关键问题:一是充电过程中铁的还原会引发剧烈的析氢副反应(HER),导致库仑效率低下;二是Fe²⁺/Fe³⁺单电子转移反应存在动力学缓慢、中间产物Fe₃O₄难以完全还原等问题。
来源:Journal of Materials Chemistry A
时间:2025-12-24
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用于近红外圆偏振发光的均配型双异喹啉二氧化物镧系金属配合物
近红外圆偏振发光(CPL)发射体因其潜在应用价值受到广泛关注,尤其在光通信、生物成像和信息安全领域。本研究聚焦于轴向手性1,1'-联苯并喹啉-N,N'-二氧化物配体与镧系离子的配位化合物,通过合成与表征揭示其结构-性能关系。研究团队成功制备了钇、铒、镱的三种均配位化合物,并系统分析了其圆偏振发光特性与晶体结构。**合成与配位化学分析** 研究采用改进的配体合成路线,通过异喹啉的偶联反应制备手性BIQNO配体。通过拆分结晶和色谱纯化,获得纯度达99.4%的S型与R型BIQNO配体。配位反应中,4.05当量的BIQNO与稀土 triflate 钠盐在THF中反应,形成八配位的[Ln(BIQNO)
来源:Inorganic Chemistry Frontiers
时间:2025-12-24
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降低电化学氢化的过电势以提高氢化效率
该研究聚焦于突破电化学催化氢化(ECH)的关键瓶颈——高过电位与氢析出反应(HER)的竞争,通过创新性地利用铂电极的氢吸附沉积(Hupd)区域,实现了生物基平台分子的高效电催化氢化。研究以左旋阀门酸(LA)和糠醛(FF)为模型化合物,在酸性介质中展现了突破性进展。### 核心突破与机制解析研究首次系统揭示了铂电极在Hupd区域(0.015 V vs RHE)的氢化特性:当电极电位正移至氢标准电极电位以上时,传统认为主导反应的HER被显著抑制,而基于氢原子转移(HAT)机制的有机氢化反应成为主路径。这种机制转变使能量效率产生数量级提升——在10 mM LA浓度下,电位+0.015 V时的库伦效率
来源:Green Chemistry
时间:2025-12-24
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一种基于化学-电化学协同作用的策略,用于高效地从2-呋喃甲酸和二氧化碳(CO2)合成2,5-呋喃二羧酸及其甲酯
本研究提出了一种溴介导的电化学平台,可将生物质来源的2-呋喃甲酸与二氧化碳转化为高价值聚合物单体2,5-呋喃二羧酸(FDCA)及其二甲酯(FDME)。该工艺在常温下实现超过80%的法拉第效率,并通过循环电解系统有效回收溴元素,为可持续化学制造提供了新思路。研究团队首先通过酯化反应将2-呋喃甲酸转化为甲基呋喃-5-甲酸酯(MF),随后在乙酸介质中引入溴元素进行选择性溴化,得到甲基5-溴呋喃-2-羧酸酯(MBFC)。关键步骤在于设计双极电解系统:阴极进行MBFC的电化学脱溴羧化反应,阳极同步氧化溴离子再生溴分子。这种耦合电解系统既避免了牺牲阳极的金属污染问题,又实现了溴元素的循环利用,整体电流效率
来源:Green Chemistry
时间:2025-12-24
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在尼龙酶的基底通道处模拟溶剂界面可以加速尼龙的降解过程
该研究聚焦于通过生物酶工程模仿有机溶剂的膨胀效应,从而突破传统尼龙降解技术对高温高压和有毒溶剂的依赖。研究团队以 nylonase 酶为核心,通过定向进化策略和分子模拟,构建出高效稳定的降解酶变体,为可降解塑料的循环经济提供了创新解决方案。**1. 研究背景与挑战** 尼龙作为全球产量近千万吨的合成聚合物,其回收长期面临技术瓶颈。现有化学回收法依赖强酸、强碱或有机溶剂,存在能耗高、污染大等问题。酶法降解虽具环保优势,但天然酶对尼龙的亲和力与稳定性不足,实际降解率普遍低于1.3%。如何通过生物工程手段突破这一限制,成为研究的关键。**2. 溶剂效应的仿生学研究** 研究团队通过筛选八种有机溶
来源:Green Chemistry
时间:2025-12-24
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综述:关于水基锌金属电池的几个问题:从组件到单电池
水系锌金属电池(Aqueous Zinc Metal Batteries, AZMBs)作为新兴的大规模储能技术,因其高安全性、低成本和易于规模化生产的特性备受关注。然而,其实际应用仍面临电极材料稳定性、电解质体系优化、单元电池性能提升等多重挑战。本文从材料设计、电解质创新、单元电池集成三个维度,系统梳理AZMBs的技术瓶颈与发展路径,为工程化应用提供科学依据。### 一、电极材料的技术突破与现存矛盾#### 1. 锌阳极的高库伦效率与稳定性平衡锌阳极的库伦效率(CE)被视为衡量其可逆性的核心指标。实验室研究表明,通过优化电解质配方和电极结构,Zn阳极的CE可稳定在99.5%以上。然而,这种高
来源:EES Batteries
时间:2025-12-24
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综述:电化学阻抗谱在锂离子电池中的测量、解释与应用
锂离子电池的阻抗谱技术综述解读一、技术背景与发展动因随着动力电池能量密度从200Wh/kg向300Wh/kg跨越式提升,传统温度监测手段(如NTC热敏电阻、红外测温)在应对热失控等复杂工况时暴露出显著局限。美国能源部2023年报告指出,超过60%的电池安全事故源于传统监测体系的失效,其中局部过热检测灵敏度不足是主要诱因。电化学阻抗谱(EIS)作为非侵入式检测技术,通过解析1kHz-100MHz频域响应,可捕捉电极-电解液界面(SEI)动态演化过程,为建立"时间-阻抗"关联模型提供新范式。二、核心技术创新路径1. 测量系统革新- 集中式架构突破:采用全桥拓扑(如NXP DNB1168芯片)实现0
来源:EES Batteries
时间:2025-12-24
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金(I)醇盐和硫醇盐配合物作为潜在的原子层沉积前驱体
### 金(I) 碳氟化合氧基和硫醇基磷配体复合物的合成、表征与潜在应用#### 研究背景与目标金(Au)因其优异的导电性(2.21 μΩ·cm)、表面等离子共振特性及抗氧化能力,在微电子器件、传感器和防腐涂层中具有重要应用。然而,现有金ALD(原子层沉积)前驱体存在温度窗口窄、反应条件苛刻等问题。例如,使用氧等离子体(如[AuMe₂(PPh₃)])需高温(160°C以上),且对基材有腐蚀性。因此,开发新型金前驱体成为研究热点,需满足以下条件: 1. **热稳定性**:避免在储运或沉积过程中分解。 2. **高挥发性**:确保在ALD反应器中实现均匀的气相输运。 3. **高反应活性**
来源:Dalton Transactions
时间:2025-12-24
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用于原位探测其细胞内分布的少标签多胺
本研究聚焦于新型生物探针——最小标签多胺(iPAs)的合成及其在哺乳动物细胞与斑马鱼胚胎中的成像应用。研究团队通过在天然多胺(腐胺、精胺、亚精胺)分子结构上引入特定化学基团,成功开发了能够精准追踪多胺亚细胞定位的三种探针化合物(iPUT、iSPD、iSPM)。该成果突破了传统多胺检测方法的局限性,为解析多胺在细胞器间动态平衡提供了创新工具。**1. 研究背景与挑战**多胺(PAs)作为生物体内重要的阳离子多聚体,其浓度与细胞功能状态密切相关。这类分子不仅参与染色质结构调控、核糖体翻译支持及细胞器功能调适,还在癌症、神经退行性疾病等病理进程中起关键作用。然而,现有检测手段存在显著缺陷:- **荧
来源:Chemical Communications
时间:2025-12-24