-
Cu0/Cu+异质结界面调控CO2甲烷化路径的机制研究与催化设计新策略
HighlightCu0与Cu+在铜基催化剂调控CO2还原路径中发挥关键作用,但其具体机制尚不明确。本研究通过构建Cu-Cu2O异质结结构,首次系统阐明了不同价态铜在CO2甲烷化中的协同效应。Cu-Cu2O异质结结构与CO2甲烷化路径通过优化Cu(100)与Cu2O(100)晶面构建的异质结界面(图1a),发现Cu0位点主导COH路径(能垒0.860 eV),而Cu+位点偏好CHO路径(能垒0.699 eV)。界面处Cu0吸附碳原子、Cu+吸附氧原子的独特分工,使过电位显著降低至0.473 eV。界面畸变为中间体活化提供驱动力,加速CH4生成。结论DFT计算表明:Cu0位点通过COH路径实现C
来源:Applied Surface Science
时间:2025-09-08
-
钾 hydroxide 活化碳与商业活性炭对比研究:结晶紫染料废水处理的可持续吸附剂
Highlight采用双靶共溅射技术在Zr-4合金表面制备CrSi基涂层,系统研究了Si含量和N掺杂对涂层微观结构和摩擦学性能的影响。Microstructure and compositionCrSi基涂层的元素组成如表3所示。除Cr和Si外,涂层中还检测到一定量的O,这可能源于真空腔室中的H2O、O2或溅射靶材。随着Si靶溅射功率的增加,Si含量从0.8%升至14.3%,而Cr含量相应降低,O含量保持稳定。在CrSi-14.3中引入N后,涂层中形成了Cr2N陶瓷相。Conclusions(1) Si含量对CrSi涂层的微观结构影响较小,涂层始终保持体心立方结构;而N的引入促进了Cr2N相的
来源:Applied Surface Science
时间:2025-09-08
-
不同温度非热常压等离子体处理钛表面的时效行为及其生物医学应用研究
Highlight温度调控的氧化动力学:NAPP处理温度显著影响钛表面TiO2氧化层的结晶度与缺陷密度,200°C条件下形成的致密金红石相展现出更稳定的羟基(-OH)锚定位点。时效行为解析:• 40°C处理样品初始接触角最低(超亲水),但5-7天内极性表面能骤降50%• 200°C样品因碳氢化合物(hydrocarbons)吸附受阻,30天后仍保留72%初始极性组分• 100°C呈现过渡态特征,其氧化层兼具非晶态活性与部分结晶稳定性Conclusion通过精准控制NAPP处理温度(40-200°C),可实现钛表面从"瞬时超活化"到"长效稳定"的连续调控,200°C处理的样品在植入相关时间尺度(
来源:Applied Surface Science
时间:2025-09-08
-
单线态氧(1O2)主导的硅碳键氧化:电晕放电对聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面改性的新机制
Highlight电晕放电作为增强聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面亲水性的关键手段,其氧化机制研究对表面工程具有重要价值。本研究发现:亲水性演变• 硅醇基团早于羟甲基形成(分别出现在2小时和4小时处理阶段)• 延长处理会生成类二氧化硅结构,接触角从105°降至25°单线态氧(1O2)的氧化霸权DFT计算揭示1O2通过两条自发路径驱动氧化:1.夺取C-H键氢原子形成羟甲基(Δ≠G=188.4 kJ/mol)2.切断Si-C键生成硅醇(Δ≠G=139.4 kJ/mol)电子自旋解密自旋布居分析显示Si-C键因电子转移和自旋耦合更易被氧化,这解释了为何"硅碳键比碳氢键更脆弱"。Conclusion该研
来源:Applied Surface Science
时间:2025-09-08
-
聚吡咯和ZIF-67修饰氧化石墨烯复合涂层的可持续腐蚀防护机制研究
亮点聚焦材料特性钴硝酸盐(Co(NO3)2·6H2O)、2-甲基咪唑(2-MI)等试剂购自阿拉丁化学有限公司。通过拉曼光谱分析发现,所有ZG样品均呈现特征D峰(1389 cm-1,源于C-sp3杂化缺陷)和G峰(1593 cm-1,反映C-sp2晶格振动),证实了ZIF-67在GO表面的成功锚定。腐蚀防护机制腐蚀过程主要受Cl-、H3O+、H2O和溶解O2驱动。ZG/DCE/P涂层通过三层防御体系实现保护:1)PPY外层作为物理屏障;2)其氧化还原活性将氧还原反应(O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-)导向涂层表面;3)ZG填料释放的咪唑配体在酸性微环境中形成缓蚀保护膜。研究结论该工作
来源:Applied Surface Science
时间:2025-09-08
-
高密度织构与热氧化协同提升钛合金摩擦学性能的机制研究
Highlight通过创新性结合光刻表面织构化(Optical Lithographic Surface Texturing, OLST)与热氧化(Thermal Oxidation, TO)处理,在TC4钛合金表面成功制备出具有15%、30%和50%面积覆盖率的高密度织构,以及由金红石型TiO2和α-Al2O3相构成的硬化氧化层。随着织构密度的增加,氧化层厚度从3.67μm显著增长至8.5μm,同时伴随着氧浓度升高和铝元素向外扩散的增强。Surface Structural Characteristics扫描电镜(SEM)图像显示,所制备的表面织构由近似圆形的凹坑按规则矩阵排列组成。值得注意
来源:Applied Surface Science
时间:2025-09-08
-
氟硅纳米颗粒封装碳点构建紫外-蓝光转换超疏水自清洁农用涂层
Highlight本研究亮点在于通过简易喷涂工艺构建多功能农用涂层:1.首创将碳点(CDs)封装于氟化硅纳米颗粒(POS-SiO2-CDs)实现固态荧光增强(量子产率从0.06%提升至22.15%)2.涂层具有"双抗"特性:超疏水(接触角155°)与抗污性能3.突破性实现80.1%可见光透过率与稳定蓝光发射的完美平衡Characterization of POS-SiO2-CDs通过透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)观察到粒径约50nm的均匀纳米颗粒(图2a-d),傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实成功构建Si-O-Si网络结构。X射线光电子能谱(XPS)显示氟元素成功修饰表面,这是实现超
来源:Applied Surface Science
时间:2025-09-08
-
熔岩启发的陶瓷化策略:基于玻璃粉与氮化硼的木材阻燃涂层设计与防火性能研究
Highlight本研究成功制备了可生物降解的陶瓷化有机-无机杂化阻燃涂层,涂覆后木材的极限氧指数(LOI)从18.5%显著提升至36.3%,未达到UL-94等级的纯木材经处理后性能大幅改善。Microscopic characterisation of flame retardants and coatings通过显微表征验证了PM的成功合成。如图3(a-b)所示,植酸(PA)与三聚氰胺(MEL)反应后形成的PM呈现片状结构,这归因于离子吸附作用。图3(c-d)的元素测试结果证实PM中存在磷(P)、氮(N)元素,表明PA与MEL成功结合。Conclusions本研究合成的新型涂层使木材获得优
来源:Applied Surface Science
时间:2025-09-08
-
CoFe-LDH/CoMoP协同催化剂的pH普适性及碱性海水电解析氢性能研究
Highlight本研究通过电沉积法在泡沫镍(NF)上依次沉积CoFe-LDH和CoMoP,构建了具有纳米花状介孔结构的CoFe-LDH/CoMoP/NF异质结催化剂。该材料在全pH范围HER中表现惊艳:酸性介质195 mV@100 mA cm−2、中性介质430 mV、碱性介质145 mV,碱性海水环境仅需150 mV。OER测试中,碱性海水环境下200 mA cm−2电流密度对应电压低至1.595 V。Physical characterizationXRD分析显示(图1a),34.1°和35.3°衍射峰对应CoFe-LDH的(012)和(009)晶面,38.9°-59.1°特征峰证实Co
来源:Applied Surface Science
时间:2025-09-08
-
双偏压新型PANI/MIL-53(Fe)复合光阳极加速水中难降解污染物的深度去除
亮点这项研究创新性地通过阴极/阳极双路径电沉积技术,将聚苯胺(PANI)与MIL-53(Fe)金属有机框架(MOF)复合薄膜固定在氟掺杂氧化锡(FTO)基底上,构建出具有协同半导体特性的光阳极。该材料在分子层面通过DO30的质子化作用(式6)和表面空穴消耗(式7)实现污染物的深度矿化。光电极制备与合成机制扫描电镜(SEM)图像显示(图1a-d),PANI/MOF复合薄膜呈现多孔颗粒结构,其独特的形貌显著提升了比表面积。X射线衍射(XRD)和拉曼光谱证实了Fe-N配位键的形成,这种键合作用使复合材料在可见光区的吸收边红移至580 nm(图2a),带隙降至2.1 eV(图2b)。结论DO30作为难
来源:Applied Surface Science
时间:2025-09-08
-
单层MoS2晶界调控双层MoS2逐层生长中团簇成核机制的研究及其光电应用潜力
Highlight通过层状外延策略在玻璃基底上生长不完全覆盖的双层MoS2,实验表明GBs处MoS2三角晶粒的取向与相邻晶粒强相关。计算显示:原子排列畸变导致GBs附近(∼4 Å)团簇偏转角增大,但最稳定成核位点仍保持小偏转,与实验结果一致。CVD生长MoS2采用常压CVD法,以硫粉和钼酸钠为前驱体,在玻璃基底上快速生长部分覆盖的双层MoS2。四英寸石英管双温区炉体设计确保生长可控性,玻璃基底的非晶特性促使MoS2随机成核形成多晶薄膜。无GBs的MoS2分析玻璃基底上生长的双层MoS2呈现典型60°(2H)和0°(3R)堆叠。扫描透射电镜(STEM)证实第二层MoS2优先在单层台阶边缘成核,其
来源:Applied Surface Science
时间:2025-09-08
-
分子动力学模拟揭示腰果酚基表面活性剂对煤表面润湿性的调控机制
Highlight腰果酚基表面活性剂分子腰果酚聚氧乙烯醚(CPE)、腰果酚磺酸钠(CS)和腰果酚季铵盐(CQAS)的分子模型(图1)通过DMol3模块进行几何优化,采用GGA-PW91泛函、全电子核处理、DNP 3.5基组,收敛加速使用DIIS方法,电荷类型选择ESP。Conclusions1.腰果酚基表面活性剂在煤表面的动态平衡构型与浓度分布表明,CPE、CS和CQAS均能吸附于煤表面,破坏煤表面水化层并推离水分子,其中CPE效果最优——其极性基团锚定煤表面,非极性基团向水中伸展缠绕,显著提升煤表面疏水性。2.相互作用能与扩散分析显示,CPE/煤/水体系的煤-水相互作用能最高,水分子自扩散系
来源:Applied Surface Science
时间:2025-09-08
-
铁镍合金纳米线的氧化机制转变与相分离:分子动力学模拟与实验研究的桥梁
Highlight铁镍合金纳米线(NWs)因其卓越的磁学、力学和电学性能成为研究热点,但实际应用中易氧化导致性能衰减。本研究通过实验与反应力场分子动力学(ReaxFF MD)模拟,首次系统揭示了其多尺度氧化机制:初始阶段铁原子选择性氧化形成氧化铁为主的核壳纳米结构,高温氧化引发金属核与氧化物相分离,最终完全转变为尖晶石相NiFe2O4。有趣的是,低温环境下观察到铁氧配位局域重构,镍原子占据铁周围位点形成特殊键合构型。Microstructural characterization before and after oxidation of NWs通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征发
来源:Applied Surface Science
时间:2025-09-08
-
Ti-V-Nb-Mo-Al难熔高熵合金高温氧化行为揭秘:实验与计算的协同探索
HighlightTi35V35Nb10Mo20(Al0 RHEA)在1000℃下呈现剧烈氧化,而添加5% Al的Al5 RHEA形成致密氧化层。计算表明Ti主导初始氧吸附但TiO2松散,而AlNbO4像"整合稳定剂"般粘结TiO2颗粒,优化Pilling-Bedworth比(PBR)并缓解内应力。Initial oxidation behavior of Al5 RHEA针对抗氧化性能更优的Al5 RHEA,第一性原理计算发现:氧原子最易吸附在Ti位点,但随后Al通过形成AlNbO4重构氧化层结构。这种复合氧化物像"分子胶水"般填补TiO2间隙,使氧化层从"酥脆饼干"变为"混凝土墙"。Con
来源:Applied Surface Science
时间:2025-09-08
-
机械化学辅助氧化漂白黑滑石:结构完整性保护与高效增白协同机制
Highlight机械化学效应显著提升黑滑石氧化增白效率:系统表征揭示其协同机制包含(i)机械剥离暴露碳层和(ii)表面活化促进氧化自由基生成。处理后层状框架保持完整(层间距未改变且无相变),与煅烧法的结构坍塌形成鲜明对比。Whitening efficiency enhancement黑滑石增白方法的系统研究表明,机械化学辅助法效果显著:白度指数(L*)从原料的16.2%跃升至75.7%,远超单纯浸泡(52.4%)或超声处理(55.7%)。机械活化与氧化剂的协同作用使增白效率分别提升626%和299%。Mechanistic analysis of mechanochemically enh
来源:Applied Clay Science
时间:2025-09-08
-
螺旋生长机制解析无序高岭石纳米晶体的应力适应性结构调控
Highlight高岭石的结构无序性对其在环境和工业应用中的反应性能具有决定性影响。螺旋生长机制为解码这种无序性提供了关键框架,揭示了其形成过程与性质调控的内在联系。材料形貌分析在(001)晶面观察到显著的螺旋形貌,包括单螺旋、多重螺旋和生长台阶(图1)。例如,图1a展示的拟六方螺旋中,螺旋线与底层晶面斜向相交形成非闭合图案,这与Frank(1949)提出的滑移线理论一致。这些螺旋结构通过透射电镜(TEM)和选区电子衍射(SAED)证实伴随约5°的面内晶格旋转,表明应力诱导的堆垛层错(stacking faults)形成。结构表征X射线衍射显示无序高岭石的(001)层间距从有序态的7.16 Å
来源:Applied Clay Science
时间:2025-09-08
-
创伤性膈疝的"休眠"与"苏醒":一例延迟20年的右膈疝病例报告与诊疗启示
在胸腹部创伤领域,创伤性膈疝(Traumatic diaphragmatic hernia, TDH)犹如一个潜伏的"定时炸弹"。临床数据显示,这种发生在0.8%-6%钝性创伤和17%穿透性创伤中的损伤,往往因肝脏的"天然护盾"作用使得右膈疝仅占12%-40%。更棘手的是,约70%的膈肌撕裂会在初次评估中被漏诊,有些病例甚至"潜伏"数十年后才显现症状。这种"休眠-苏醒"的特性使得TDH成为外科医生面临的诊断难题。近期发表在《Journal of Surgical Case Reports》的病例报告,记录了一个极具代表性的临床案例。越南芹苴医药大学医院的Nang Van Pham团队报道了一例
来源:Journal of Surgical Case Reports
时间:2025-09-08
-
高真空电弧熔炼调控氧含量对不同精炼工艺及脱氧剂钢中夹杂物与力学性能的影响机制
Highlight本研究创新性地采用高真空电弧熔炼(VAM)技术,通过精准调控氧含量(低氧组80 ppm),揭示了氧含量与精炼工艺(ESR/VOD)、脱氧剂(Al/Si-Mn)对马氏体不锈钢中"隐形杀手"——非金属夹杂物(NMIs)和碳化物的协同作用机制。Material and processing实验选用440C(经ESR精炼)与440M(经VOD精炼+三种脱氧工艺)马氏体不锈钢。通过VAM重熔实现氧含量的"精准手术":低氧组如"清道夫"般清除杂质,高氧组则人为引入可控氧环境,为后续显微组织与力学性能的"基因解码"奠定基础。Chemical analysis采用LECO分析仪与OES(光学
-
真空断路器直流闭合过程中触头间场发射电流分布特性及其对绝缘性能的影响机制研究
Highlight直流预击穿测试实验平台为研究单断口真空断路器在杯型AMF和螺旋型TMF触头结构下,不同直流电压等级闭合过程中场发射电流与预击穿间隙的累积概率分布特性,本研究设计了专用实验系统。采用商用12 kV真空灭弧室(VI)配合弹簧操动机构搭建测试平台,触头材料为铬铜合金,表面粗糙度控制在0.8 μm以内。通过激光位移传感器实时监测动态间隙,采样精度达0.01 mm;采用罗氏线圈测量纳秒级场发射电流,配合高压探头同步采集电压波形。场发射电流的累积概率分布与离散特性场发射电流指金属电极表面在强电场作用下通过量子隧穿效应向真空发射的电子流。作为真空绝缘系统预击穿阶段的主导物理机制,该电流对4
-
"褶皱砷烯分子掺杂调控及纳米发电机应用:电子特性精准工程与能量转换新策略"
Highlight本研究揭示了褶皱砷烯分子掺杂的突破性进展:通过四氰基乙烯(TCNE)实现高效p型掺杂(掺杂间隙仅0.12 eV),而四硫富瓦烯(TTF)在外部电场作用下可转变为有效n型掺杂剂。更令人振奋的是,TCNE-TTF共掺杂体系展现出卓越的纳米发电机性能,理论计算预测其开路电压高达2.07 V,为下一代纳米能源器件开发铺平道路。Methodology采用维也纳第一性原理计算软件包(VASP)进行模拟,结合投影缀加波(PAW)方法和500 eV平面波截断能。交换关联泛函采用广义梯度近似(GGA)下的PBE泛函,并引入DFT-D3校正处理分子与砷烯层间的长程相互作用。所有结构优化直至原子受