-
季铵化卟啉交联聚苯并咪唑双离子对结构膜:提升高温质子交换膜(HT-PEM)的质子传导性与稳定性
Highlight高磷酸(PA)保留稳定性和卓越的质子传导性对磷酸掺杂聚苯并咪唑(PA-PBI)膜作为高温质子交换膜(HT-PEM)的实际应用至关重要。本研究通过卤代卟啉(TBPP)交联OPBI并季铵化,制备了QTBPP-OPBI膜。基于机械强度优异的交联框架,通过卟啉环质子化和季铵基团引入构建双离子对结构,同步增强聚合物-PA相互作用能并提升膜内H2PO4-含量,从而显著改善PA掺杂稳定性和质子传导性。0.81-QTBPP-OPBI膜在180°C下质子电导率达345 mS·cm-1,160°C时峰值功率密度为576.6 mW·cm-2,较OPBI膜分别提升5.1倍和3.2倍,且燃料电池稳定性
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-08-30
-
分子工程化液下双超疏液涂层的可编程动态润湿性调控及其按需油水分离应用
Highlight材料多巴胺盐酸盐、支化聚乙烯亚胺(bPEI, Mw = 70 kDa)、直链烷基硫醇(C8-C12H2n+1SH)等购自阿拉丁试剂,聚丙烯(PP)膜由能达过滤提供。Morphology and chemical structure of ULDS coatings液下双超疏(ULDS)涂层通过贻贝仿生共沉积和银离子桥接组装构建。如图2a所示,聚多巴胺/聚乙烯亚胺(pDA/PEI)中间层不仅增强涂层附着力,其酚羟基还能将Ag+还原为纳米银颗粒,形成微纳分级结构。XPS证实硫醇链(-SH)与银的配位作用,FTIR显示涂层中亲水胺基(-NH2)与疏水烷基(-CH3)的共存,这种"分
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-08-30
-
ZrO2纳米纤维/磺化聚砜-聚砜复合膜:多变量协同调控实现高效碱性水电解制氢
Highlight本研究首次将不规则ZrO2纳米纤维(ZrO2 NFs)与磺化聚砜(SPSF)在三相框架中协同整合,通过微观机械互锁机制和-SO3-基团的水合作用,显著提升了复合膜(HCM-NF)的离子传输效率与界面结合强度。Materials实验采用二氧化锆(ZrO2,分析纯)、聚砜(PSF P1700)和磺化聚砜(SPSF,磺化度20%)等原料,通过浸渍-拉伸相转化法制备复合膜,其中聚苯硫醚网格(PPS mesh)作为增强骨架。Morphological and performance characterization扫描电镜显示,含1 wt% SPSF的复合膜呈现优化的多孔结构,ZrO2
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-08-30
-
生物炭负载纳米零价铁构建陶瓷膜表面“主动防御屏障”显著提升污染物截留效率与抗污染性能
Highlight本研究通过三种策略(重力沉积Gd-Fe@BC-CM、溶胶-凝胶浸渍Gel-Fe@BC-CM、界面聚合Ip-Fe@BC-CM)在陶瓷膜表面构建生物炭负载纳米零价铁(Fe@BC)功能层。微观分析证实:溶胶-凝胶法形成的修饰层具有最均匀的Fe@BC分布和高铁含量,其活性位点密度显著提升,通过改变膜-污染物界面热力学相互作用,使Gel-Fe@BC-CM对有机染料(如玫瑰红RB、亚甲基蓝MB)的截留效率突破90%,并展现卓越的抗污染稳定性。Characterization of membrane morphology and chemical composition扫描电镜(SEM)显
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-08-30
-
高选择性气体分离膜对锂空气电池稳定性的革命性提升:抑制副反应与延长循环寿命的机制研究
Highlight本研究通过干膜法制备的高选择性气体分离膜(GSM),其创新性结构设计在保证氧传输效率的同时,实现了对H2O/CO2的高效阻隔,为锂空气电池(LABs)在真实潮湿环境中提供了稳定工作环境。主要发现如下:Result and discussion实验材料包括聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、聚环氧乙烷(PEO)、聚乙烯亚胺(PEI)等。由碳纳米管(CNT)和二氧化锰(MnO2)构成的复合正极...Conclusion1.通过调控成孔剂(PEO)与聚合物(PVDF-HFP)比例,成功构建了具有梯度孔径的"三明治"结构膜层,其表面接触角达138°,水蒸气透过率降低69.
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-08-30
-
新型大环分子Lantern[33
Highlight材料特性实验采用聚醚砜(PES)超滤膜(孔径~25nm)为基底,通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实L[33]A夹层成功负载。相较于纯PES基底,L[33]A修饰膜在3100-3600 cm-1出现显著羟基特征峰,其多孔笼状结构为水分子提供了高效传质通道。结论本研究开创性地将L[33]A夹层嵌入TFC纳滤膜体系。该大环分子通过氢键和离子相互作用调控哌嗪(PIP)单体扩散,形成兼具超薄厚度(23.3nm)和褶皱拓扑的PA层,最终实现渗透通量(39.3 L m-2 h-1 bar-1)与盐截留率(99.3%)的协同飞跃,为下一代高性能分离膜设计提供了超分子化学新范式。(注:翻译
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-08-30
-
氨基化无定形碳增强PIM基膜:高性能CO2/N2分离与抗老化新策略
Highlight部分专业翻译:材料特性透射电镜(TEM)显示(图2a-2d),氨基化后的KB-NH2保留了30 nm粒径和丰富的内部孔隙结构,但透明度降低。元素分布图证实氮元素成功锚定在KB表面及内部孔道中(图2e-2f),这种"深度修饰"特性为后续气体选择性传输奠定了基础。核心结论本研究创新性地将低成本无定形碳材料KB通过氨基功能化改造,其与PIM-1聚合物链的强相互作用力(分子动力学验证)使混合基质膜兼具:① 提升16.9%的自由体积分数(FFV);② CO2渗透性达9024 Barrer;③ CO2/N2选择性23.7,突破Robeson上限。更令人振奋的是,氨基共价键合赋予膜材料卓越
来源:Journal of Membrane Science
时间:2025-08-30
-
碳点限域型II类g-C3N4/SnS2异质结界面电荷调控促进CO2光还原
Highlight通过碳点(CDs)限域自组装策略构建的三元石墨相氮化碳(g-C3N4)/碳点/二硫化锡(SnS2)异质结,在无牺牲剂的气固相反应中展现出卓越的CO2光还原性能。CDs如同"纳米铆钉"将SnS2纳米岛均匀锚定在超薄g-C3N4纳米片上,同时防止晶体团聚,形成大量微尺度Type-II异质结单元。Materials实验采用五水合氯化锡(SnCl4·5H2O)、柠檬酸(C6H8O7)、尿素(CH4N2O)等分析纯试剂,通过水热法合成CDs并构建异质结。超声剥离制备的超薄g-C3N4纳米片具有更优的电荷迁移能力。Physical and chemical characterizatio
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-08-30
-
Hf0.82Ta0.18Fe2 Laves相合金中Fe(6h)位点调控实现可调磁弹性转变与增强磁热效应
Highlight我们通过调控Mn掺杂和Fe非化学计量比,在Hf0.82Ta0.18Fe2 Laves相合金中实现了显著的磁热性能优化。这种"平台型"磁熵变响应在2 T磁场变化下展现出1.7-2.2 J/(kg K)的优异性能,工作温区覆盖190-260 K,为磁制冷技术提供了理想候选材料。Experimental methods采用电弧熔炼法制备了Fe2-xMnxHf0.82Ta0.18(x=0-0.06)和FeyHf0.82Ta0.18(y=1.94-1.98)系列合金。为确保均匀性,每个样品经过4-5次翻转熔炼,所有操作均在氩气保护下进行。DFT calculations基于密度泛函理论
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-08-30
-
新型纳米沉淀构型提升Co-Cr-Fe-Ni-Al-Ti高熵合金中温塑性的研究
Highlight双时效处理的合金展现出优异的中温强塑性组合,这归因于从晶界到晶内延伸的双尺度纳米沉淀分布。以下章节将讨论双尺度沉淀的形成机制及其对强化和变形机制的影响。Discussion双尺度纳米沉淀构型的形成机制及其力学性能提升原理:1.沉淀形成机制:首次高温时效(950°C)促使Ti/Al在晶界偏析,形成粗大L12相并消耗溶质,产生PFZs;二次低温时效在PFZs内生成纳米级L12颗粒,同时在晶内保留双峰分布(粗大+细小)。2.强化机制:PFZs内的纳米颗粒通过Orowan强化和位错切割机制提升局部强度,减小晶内/晶界强度差,抑制应变局域化。3.塑性优化:协调变形通过(1)增强PFZs
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-08-30
-
基于晶粒取向调控的(K,Na)NbO3基压电陶瓷能量收集性能突破
Highlight通过晶粒取向与结构协同调控策略,本研究在(K,Na)NbO3(KNN)基陶瓷中实现了能量收集性能的突破性进展。采用板状NaNbO3(NN)模板定向生长的[001]c取向KNLNT-5 vol.% NN陶瓷,其品质因数d33×g33达到28.0×10−12 m2 N−1,较未取向样品提升4.3倍,同时保持375°C的高居里温度。这种增强源于[001]c织构最大化压电各向异性、极化旋转能力提升及介电常数(εr)的有效抑制。Texture development and grain orientation features模板与基体粉末的显著尺寸差异(图1b,c)是促进模板晶粒生长
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-08-30
-
钼元素调控钛基多元复杂合金的强度-塑性协同效应及高温强化机制研究
Highlight钼元素在钛基多元复杂合金(RCCA)中展现出三重神奇功效:1️⃣ 固溶强化大师:通过制造剪切模量错配(shear modulus mismatch)和原子应变场,像"分子级弹簧"般提升材料刚性;2️⃣ 位错结构工程师:促进位错亚结构(dislocation substructures)形成并激活交叉滑移机制,让合金像"纳米级乐高"般有序堆积变形能量;3️⃣ 高温性能守护者:强化原子间相互作用并增加共价键(covalent bonding)比例,使材料在1073K高温下仍保持500 MPa以上的抗拉强度,犹如给合金穿上"热防护装甲"。Alloy design在Ti-Zr-Hf-
来源:Journal of Materials Science & Technology
时间:2025-08-30
-
超声振动抑制铝镁异种合金搅拌摩擦焊接中金属间化合物生长的机理研究
在轻量化制造领域,铝(Al)和镁(Mg)合金因其低密度和高比强度成为汽车减重的理想材料。然而,这两种金属在焊接时会产生Al12Mg17和Al3Mg2等硬脆金属间化合物(IMCs),如同在接缝处埋下"隐形裂纹",严重削弱接头强度。传统搅拌摩擦焊(FSW)虽能减轻IMCs问题,但仍有明显缺陷——这就像试图用钝刀切蛋糕,虽然比直接砸蛋糕好,但依然会留下不完美的切面。更棘手的是,关于IMCs的形成机制存在两种理论争议:是固态原子扩散主导,还是局部共晶反应所致?这种科学争议直接影响了工艺优化方向。为解决这一难题,山东大学材料连接研究所团队在《Journal of Magnesium and Alloys
来源:Journal of Magnesium and Alloys
时间:2025-08-30
-
基于符号回归的铸态镁合金热导率与电导率预测模型构建及物理机制解析
镁合金作为最轻的工程结构金属材料,在航空航天和电子封装领域展现出巨大应用潜力。然而其热导率在铸态下存在高达20倍的波动范围(8-160 W/(m·K)),电导率同样对成分高度敏感,这给材料设计带来严峻挑战。传统预测方法面临两难困境:第一性原理计算虽能揭示微观机制但计算成本惊人,而机器学习模型又常被诟病为"黑箱"。如何建立兼具预测精度与物理可解释性的模型,成为制约镁合金性能优化的关键瓶颈。针对这一难题,上海大学材料科学与工程学院Junwei Chen、Zhigang Yu团队在《Journal of Magnesium and Alloys》发表创新研究。研究人员采用物理信息驱动的符号回归(Sy
来源:Journal of Magnesium and Alloys
时间:2025-08-30
-
二氧化钛纳米颗粒的溶胶-凝胶法制备及其在紫外光催化降解孔雀石绿染料中的应用研究
Highlight材料与方法所有化学品包括MG染料(99.5%)、TTIP(钛酸四异丙酯,97%)和CH3COOH(乙酸,99.7%)均购自Sigma-Aldrich,未经额外活化或纯化处理。XRD分析催化剂的光催化性能本质上由其晶体结构和物相组成决定。本研究采用X射线衍射(XRD)技术对合成的TiO2 NPs进行严格表征。如图6所示,TiO2 NPs的XRD图谱显示显著结晶性,在2θ值为25.35°、38.3°、48.1°等处出现典型衍射峰,证实锐钛矿相主导结构。结论本研究通过溶胶-凝胶法成功合成锐钛矿相TiO2 NPs,专门用于UV照射下MG染料的光催化降解。XRD、SEM、TEM和FTI
来源:Journal of the Indian Chemical Society
时间:2025-08-30
-
基于狗尾草茎秆衍生多孔碳的高性能柔性超级电容器研究
Highlight可再生生物质废弃物作为柔性超级电容器(SC)的活性碳源是当前研究热点。本研究通过碳化和KOH活化(800oC/900oC/1000oC)合成狗尾草茎基活性碳(SVS),其电极在1 M H2SO4电解液中展现248 F g-1比电容(2 mV s-1)。采用PVA/H2SO4聚合物凝胶组装的柔性器件更实现690 F g-1电容值、89%循环保持率(10,000次)和8.28 Wh kg-1能量密度,且在弯曲/扭曲等严苛条件下仍保持优异电化学性能。Introduction柔性高性能储能器件是满足可穿戴电子、智能传感器需求的迫切选择。超级电容器(SC)因快速充放电、高功率密度和长寿
来源:Journal of the Indian Chemical Society
时间:2025-08-30
-
图案化离子导体纳米纤维网络限域凝胶聚合物电解质实现锂金属电池中均匀锂沉积
Highlight图案化离子导体纳米纤维框架的设计与合成LLZO纳米颗粒(NPs)与PVDF粉末在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮(ACE)混合溶剂中形成稳定溶胶,通过静电纺丝技术优先沉积在80目不锈钢网模板上,制备出图案化PVDF-LLZO纳米纤维膜(PPL)。相比之下,无序PVDF-LLZO纳米纤维膜(NPL)则采用常规铝箔收集器制备。Conclusion本研究设计的图案化离子导体纳米纤维网络限域GPE,具有高离子电导率(2.27×10−3 S∙cm−1)、优异Li+迁移数(0.67)和卓越热稳定性。交叉排列的纳米纤维结构不仅为Li+提供了快速传输通道,还通过均匀分散Li+流抑制了浓度
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-08-30
-
基于ZIF-67衍生的三金属CoNiBi-LDH@Bi2O3复合电极:超高电容与稳定性兼备的混合超级电容器材料
亮点这项研究开发出具有革命性储能性能的三金属复合材料,其电容值突破常规极限,堪称超级电容器领域的"性能怪兽"!结构表征扫描电镜(SEM)图像显示(见图2),前驱体ZIF-67呈现完美的菱形十二面体结构(图2g),而最终产物CoNiBi-LDH@Bi2O3/NF电极(图2a)则展现出独特的"纳米花"形貌。高倍图像(图2a-1)清晰可见材料像绽放的花朵般均匀覆盖在基底上,这种三维多孔结构为电解质离子提供了"高速公路"般的快速传输通道。结论这项研究就像为超级电容器装上了"涡轮增压器"——通过精准调控Ni2+和Bi3+的1:1黄金比例,制备的电极在1 A·g−1下展现出2274 F·g−1的惊人比电容
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-08-30
-
协同氟化/氮化功能基团设计凝胶聚合物电解质实现高稳定钠金属电池
Highlight高活性钠金属易与凝胶聚合物电解质(GPEs)发生反应,导致界面不稳定性,阻碍钠金属电池(SMBs)的长期循环性能。固体电解质界面层(SEI)在反复钠沉积/剥离过程中的失效会导致枝晶穿透,带来严重安全隐患。为解决这一难题,本研究通过将交联聚合物网络引入碳酸酯基电解质,开发出高性能NF-GPE。Results and discussion通过精确调控C≡N/C-F比例来调节局部相互作用,NF-GPE在30°C下实现了卓越的离子电导率(3.4 mS cm−1)和Na+迁移数(0.67)。DFT计算表明,氮化/氟化聚合物网络在界面处优先发生还原反应,促进富含NaF/Na3N的SEI层
来源:Journal of Energy Storage
时间:2025-08-30
-
双调控策略增强硬碳钠存储性能:孔道限域与孔径协同优化
亮点本研究通过磷掺杂硬碳(PF-PHC)的双重调控机制,实现了孔道入口亚纳米级精准控制与缺陷原位钝化的协同效应,为钠离子存储材料设计提供了新范式。材料合成与表征如Fig. 1(a)所示,以酚醛树脂(PF)为碳源,P2O5作为牺牲模板和磷掺杂剂,通过水热辅助高温热解制备PF-PHC。P2O5原位升华形成闭孔结构,残留磷原子有效钝化碳空位缺陷,减少不可逆Na+吸附和过量SEI膜形成。结论该工作开创性地将孔口尺寸工程与缺陷化学调控整合于单步工艺,所制备的PF-PHC在钠离子混合电容器(SIHC)中展现出卓越性能:2 A g−1下循环10,000次容量保持率达98.2%,为下一代储能材料设计树立了新标
来源:Journal of Energy Chemistry
时间:2025-08-30