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共价有机框架中牺牲剂触发传质门控策略实现高效过氧化氢光催化合成
在光催化合成过氧化氢(H2O2)领域,共价有机框架(COF)材料长期受限于传质障碍和电荷分离效率低下。这项突破性研究巧妙设计了苯甲醇(BA)触发的传质门控(MTG)策略,通过精心合成的苯并噻唑-COFs材料,实现了界面反应的智能重构。这种"分子开关"能精准调控光催化机制在表面定向电荷转移和扩散主导氧化还原过程间的切换。有趣的是,苯甲醇(BA)在这个系统中展现出三重协同效应:既像"分子搬运工"促进传质和催化位点暴露,又充当"电子清道夫"捕获光生空穴,同时还作为"质子银行"为氧还原反应(ORR)持续供应H+。这种精妙设计使Tp-BTz COF的H2O2产率飙升至100.9 mmol g−1 h−1
来源:Advanced Materials
时间:2025-08-05
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高镍层状氧化物阴极的快速焦耳热致密化:微观结构演化动力学与性能提升
摘要高能量密度材料是推动下一代锂离子电池发展的关键,而高镍层状氧化物阴极因其高容量和成本优势成为研究热点。然而,传统烧结过程中孔隙和晶粒过度生长会损害材料性能。本研究提出快速焦耳加热技术结合两步烧结策略,通过调控烧结动力学实现致密化与晶粒生长的协同优化,为高性能阴极材料设计提供新范式。1 引言60%)在高温烧结时易出现Li+/Ni2+阳离子混排和岩盐杂质相形成。传统烧结分为颈缩形成、孔隙收缩和晶粒生长三阶段,其驱动力源于界面能降低(Δ(γA) = AΔγ + γΔA)。研究团队发现,快速焦耳加热通过改变扩散主导机制(表面扩散→晶界扩散→晶格扩散),可突破传统烧结理论的限制。2 结果与讨论2.1
来源:Advanced Materials
时间:2025-08-05
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超灵敏太赫兹环形超表面生物传感器在胰腺癌早期诊断中的突破性应用
摘要胰腺癌5年生存率不足10%,主要归因于早期诊断困难。传统血清标志物如CA125、CA199和CEA在疾病早期表达量极低,现有检测方法难以实现痕量定量。本研究开发的环形太赫兹超表面生物传感器,通过抗原-AuNPs复合探针和优化表面功能化策略,将灵敏度提升至97.6 GHz/RIU,在1-1000 pg mL−1范围内呈现显著浓度依赖性频移,为胰腺癌早期筛查带来突破。1 引言胰腺癌具有"三高三低"特征:发病率、复发率和死亡率持续升高,而早期诊断率、有效治疗选择和预后改善有限。CA199是目前最敏感的诊断指标,CA125对晚期转移病例具有提示价值,CEA则提供辅助诊断信息。太赫兹技术(0.1-1
来源:Advanced Photonics Research
时间:2025-08-05
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综述:外磁场增强光催化性能的研究进展
外磁场增强光催化性能的研究进展引言光催化技术虽在环境修复(如污染物降解)和能源转化(如水分解、CO2还原)中广泛应用,但其效率受限于光生载流子的快速复合。近年研究发现,外磁场(EMF)可通过多种机制显著提升光催化性能,包括调控电子自旋态、延长自由基寿命及促进反应物传质。洛伦兹力效应洛伦兹力(F=qv×B)通过驱动带电粒子定向运动抑制电子-空穴复合。例如,TiO2纳米带在磁场下降解甲基橙的效率提升26%,归因于磁场与搅拌协同作用增强了载流子分离。磁性催化剂如CoFe2O4/MoS2在1500Oe磁场下对刚果红的降解率达96.6%,其机制还涉及磁场促进反应物吸附。自旋极化机制自旋极化(SP)理论认
来源:Advanced Materials Interfaces
时间:2025-08-05
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高性能硅基复合负极材料通过混合传导路径实现全固态电池性能突破
在能源存储领域,全固态电池(All-Solid-State Batteries, ASSBs)因其卓越的能量密度被视为下一代储能器件。然而,锂金属负极面临的界面副反应和枝晶生长问题严重阻碍其商业化进程。具有超高理论比容量的硅材料虽被视为理想替代负极,却受限于其本征的低离子/电子电导率以及充放电过程中的体积膨胀效应。这项突破性研究巧妙构建了锂铟合金(Li-In alloy)网络包裹硅颗粒的复合结构,形成独特的"离子-电子混合高速公路"。这种三维导电网络不仅显著提升了电荷传输效率,更通过应力缓冲机制有效抑制了硅材料在循环过程中的结构破碎。基于此设计的In-Si复合负极与硫银锗矿型固态电解质Li5.
来源:Advanced Energy Materials
时间:2025-08-05
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硅氧烯与硅化钙纳米填料对聚酰胺6性能的协同增强效应研究
摘要研究团队通过中规模合成硅氧烯(SLX)——一种基于硅的二维材料,并将其与硅化钙(CaSi2)作为聚酰胺6(PA6)的纳米填料,采用原位开环插层聚合技术(引发剂为ε-己内酰胺溴化镁,催化剂为N,N′-异酞酰基-双-ε-己内酰胺)制备复合材料。通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(RS)和扫描电镜(SEM)对材料进行表征,发现两种填料均能显著提升PA6的机械性能:CaSi2使拉伸强度提升42%±7%,而SLX使冲击强度提升24%±12%。热稳定性与熔点未受显著影响,但填料作为成核剂提高了结晶温度。透射电镜(TEM)显示填料在1 wt%以下分散良好,但更高含量会导致团聚。1
来源:Polymer Engineering & Science
时间:2025-08-05
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羧基功能化多壁碳纳米管增强E-玻璃纤维/环氧树脂层合板的II型断裂韧性与残余弯曲强度研究
摘要研究采用三种羧基功能化多壁碳纳米管(COOH-MWCNTs)改性E-玻璃纤维/环氧树脂层合板,通过ASTM标准测试了不同重量比(0.1%-0.9%)纳米管对II型层间断裂韧性(GIIc)和残余弯曲强度的影响。短薄型MWCNTs(10-20 nm直径,10-30 μm长度)在0.3 wt%添加量时表现最优,GIIc提升约2倍,而长厚型MWCNTs效果较弱。扫描电镜(SEM)显示纳米管通过界面增强、裂纹阻碍和纤维桥接等机制增韧。引言纤维增强复合材料(FRC)层合板在工业应用中易因层间微裂纹导致分层失效。过去30年研究多集中于碳纤维/环氧体系,而E-玻璃纤维/环氧体系的II型断裂行为缺乏系统研究
来源:Polymer Composites
时间:2025-08-05
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玻璃微球填充微层薄膜的层倍增共挤出:形态调控与工艺稳定性研究
材料与方法采用低密度聚乙烯(LDPE 5004I)作为基体,A型玻璃微球(5000A,中值粒径2.7μm)作为模型填料。通过双螺杆挤出机制备10-40 vol%的母料,采用配备熔体齿轮泵的共挤出系统,在230°C下通过AB层配置的进料块和层倍增模具(LMEs)制备8-64层薄膜。通过扫描电镜(SEM)和流变测试表征微观结构和流变性能。流变学特性动态剪切测试显示,填充体系的相对粘度(ηr)随填料含量增加呈非线性上升:10 vol%时符合Einstein-Batchelor预测,20 vol%接近渗流阈值,40 vol%显著超出渗流阈值。熔体流动指数(MFI)测试表明,40 vol%填充体系的相对
来源:Macromolecular Materials and Engineering
时间:2025-08-05
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镍单原子与NiO纳米颗粒协同氧缺陷TiO2实现高效CO2甲烷化的局部协同效应
这项突破性研究揭示了镍单原子(Ni-SA)与邻近NiO纳米颗粒在氧缺陷二氧化钛(TiO2-x)载体上的"三体协同"机制。就像精密编排的分子舞蹈,氧空位扮演着CO2分子激活的"捕手"(in situ XAS证实),而NiO纳米颗粒则化身氢分子(H2)解离的"舞伴",通过动态还原为金属镍(Ni0)完成催化循环。这种"单原子-纳米颗粒双人舞"创造了16768 mmol g-1 h-1的超高甲烷(CH4)生成速率,比传统单原子催化剂提升67%。特别值得注意的是,氧缺陷TiO2载体就像智能舞台,既防止单原子"演员"氧化失活,又通过电子转移(electron transfer)增强反应中间体的稳定性,最终
来源:ChemCatChem
时间:2025-08-05
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非晶态Ni-W纳米棒薄膜实现高电流密度下稳定高效的碱性析氢反应
Highlight非晶态Ni115W185合金展现出突破性HER性能:电荷转移电阻(Rct)仅1.5 Ω,创纪录的Tafel斜率(-34.2 mV dec−1),在1 M KOH中实现10/100 mA cm−2仅需-41/-116 mV过电位。更令人振奋的是,该电极在工业级500/1000 mA cm−2超高电流密度下分别保持-271/-366 mV的稳定过电位,持续运行200小时无衰减!Introduction碱性电解水制氢技术正成为解决能源与环境问题的"绿色钥匙"。虽然贵金属(Pt/Ru)催化剂性能优异,但其高昂成本制约规模化应用。有趣的是,具有类Pt电子结构的镍(Ni)与钨(W)组合能
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-08-05
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不对称氢化驱动的钒锚定N3掺杂石墨烯催化剂在氮还原反应中的活性与选择性协同提升
Highlight不对称氢化诱导的电子结构调控使V@H5A-N3G催化剂在0.89 V外加电位下实现-0.04 V vs. SHE的超低氮还原(NRR)极限电位,同时将析氢反应(HER)选择性抑制效率提升45.6%。这种sp2/sp3杂化界面的独特电子再分布,通过d带中心下移优化了N2吸附强度,突破了传统催化剂活性与选择性的权衡困境。Calculation details and methods采用维也纳第一性原理模拟软件包(VASP)进行密度泛函理论(DFT)计算,结合恒定电位法评估催化性能。使用RPBE泛函和DFT-D3修正描述电子相互作用,设置550 eV截断能确保计算精度。Struct
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-08-05
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综述:掺杂对燃料电池应用中作为互连涂层的Mn-Co尖晶石的微观结构、电学、热学和氧化性能的影响
Mn-Co尖晶石特性与潜在应用AB2O4型尖晶石结构中,Mn-Co体系因独特的电子跃迁机制展现优异导电性(800°C时达60 S/cm),其CTE值(10.5×10-6 K-1)与SOFC组件完美匹配。通过调控Mn2+/3+与Co2+/3+的价态比例,可优化氧离子迁移能垒,抑制Cr2O3挥发导致的阴极毒化。涂层制备技术进展溶胶-凝胶法可制备纳米级Mn1.5Co1.5O4粉体(粒径<50nm),经电泳沉积(EPD)成膜后孔隙率<5%;磁控溅射工艺能在Crofer22APU合金表面获得致密尖晶石层(厚度2-5μm),使Cr扩散通量降低两个数量级。掺杂效应的多维度调控铜掺杂:引入5at% Cu使电导
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-08-05
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构建WO3/In2S3/碳量子点异质结光阳极实现高效光电化学水分解
Highlight通过整合II型异质结与碳量子点(CQDs)的光敏化特性,我们构建了高性能WO3/In2S3/CQDs光阳极。相较于纯WO3,该三元光阳极将可见光吸收范围从461 nm显著拓宽至625 nm,电荷转移效率达83.8%,光电流密度实现4倍提升(2.13 mA cm−2 @1.23 V vs. RHE)。Characterization扫描电镜(SEM)显示(图1b),100-200 nm厚的方形WO3纳米片均匀生长在FTO基底上。当使用不同络合剂时,In2S3纳米片呈现差异化形貌:柠檬酸制备的样品中,更小的In2S3纳米片包裹在WO3表面形成"纳米三明治"结构。Conclusio
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-08-05
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氦循环与CO2-甲醇合成耦合的生物质燃料动力系统:面向可持续能源与碳减排的多目标优化
亮点本研究通过化学浴沉积法(CBD)在WO3表面构建了Ⅱ型异质结WO3/In2S3,并采用旋涂法负载碳量子点(CQDs)作为助催化剂。相较于其他络合剂,水杨酸制备的复合光阳极将可见光吸收范围从461 nm显著拓宽至592 nm,界面处形成的n-n结有效抑制了电子-空穴复合,电荷转移效率达83.8%。制备方法WO3通过水热法合成:将3 M盐酸与25 mM钨酸钠溶液混合后加入55 mM草酸铵,140°C水热反应后在500°C退火获得黄色WO3纳米片(厚度100-200 nm)。形貌表征SEM显示(图1c-e),不同络合剂(水杨酸、柠檬酸、草酸)显著影响In2S3形貌。柠檬酸体系形成更小的In2S3
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-08-05
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可见光驱动的WO3/In2S3/碳量子点异质结光阳极设计:提升光电化学性能与四倍光电流密度突破
Highlight设计高效光阳极材料是光电化学(PEC)能量转换的研究热点。三氧化钨(WO3)虽具化学稳定性与理想能带结构,但其宽带隙和低载流子迁移率限制了应用。本研究通过构建WO3/In2S3异质结并引入碳量子点(CQDs),实现了可见光吸收范围突破性扩展与载流子分离效率提升。Characterization扫描电镜(SEM)显示(图1b),100-200 nm厚度的方形WO3纳米片均匀生长在FTO基底上。当使用柠檬酸作为络合剂时(图1c-e),WO3表面被更小的In2S3纳米片包裹,显著改变了材料形貌。Conclusions通过化学浴沉积(CBD)法成功构建WO3/In2S3异质结,并采用
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-08-05
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UiO-66催化增强MgH2储氢性能的研究:机制与优化策略
Highlight本研究通过化学浴沉积法(CBD)在WO3表面构建了II型异质结WO3/In2S3,并采用旋涂法负载碳量子点(CQDs)作为助催化剂。相较于其他络合剂,水杨酸制备的复合体系将光阳极可见光吸收范围从461 nm显著拓展至592 nm,界面处形成的n-n结有效抑制了电子-空穴复合,电荷转移效率达83.8%。Characterization扫描电镜(SEM)显示(图1b),100-200 nm厚度的方形WO3纳米片均匀生长在FTO基底上。图1c-e对比了三种络合剂(水杨酸、柠檬酸、草酸)制备的WO3/In2S3形貌差异:当使用柠檬酸时,In2S3纳米片更小且紧密包裹WO3表面,这种独
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-08-05
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质子交换膜燃料电池-锂电池混合动力汽车动态工况下新型规则能量管理策略的开发与实验验证
Highlight• 功率平衡:电池处理超过10 kW/s的动态功率需求,而质子交换膜燃料电池(PEMFC)专注稳态负载,实现高效协同。• 效率跃升:PEMFC效率从51.75%提升至53.24%,氢耗降低2.68%,验证了策略的节能优势。• 启停革命:动态工况下燃料电池启停次数从6次锐减至1次,大幅提升系统可靠性。• 智能待机:创新的120秒怠速关机逻辑避免低效运行,延长PEMFC寿命。• SOC魔法:电池荷电状态(SOC)稳定维持在40-75%安全区间,精准锚定60%目标值。• 能量回收:减速阶段PEMFC动态降功率,最大化再生制动能量捕获。Conclusion本研究构建的质子交换膜燃料电
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-08-05
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面向风电-氢储智能电网的日前风险调度混合模型:新兴柔性资源协同优化策略
亮点本研究为集成新兴柔性资源的智能电网提出日前风险调度混合框架。通过动态线路评级(DLR)技术实时校准输电线路容量(较静态评级提升2%效益),协同需求响应(DR)和氢储能(HES)构建"源-网-荷-储"多维灵活性体系。问题建模采用随机-CVaR方法处理风速、辐照度等气象参数不确定性,鲁棒优化应对负荷需求波动。创新性引入线性化交流潮流模型,突破传统DC或非线性AC模型的局限。测试系统基于IEEE 24节点系统验证,配置3座风电场、12台机组及HES-DLR混合设施。关键线路(如15-21、16-17号总线)部署智能监测设备实现DLR动态调控。结论该混合风险模型通过协调DLR、DR与HES,实现风
来源:International Journal of Hydrogen Energy
时间:2025-08-05
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沁水盆地南部煤层气富集机制:构造-岩性-流体动力耦合协同作用
Highlight沁水盆地以厚煤层、高热成熟度和显著CBM潜力著称,但多期构造活动导致的储层非均质性给开发带来挑战。本研究通过多参数耦合分析,揭示了南部地区四种特色富集模式。Geological structural control5条/km²时,含气量下降40%),而逆断层因挤压作用可形成"动力封存舱"。鼻状构造(nose structure)的转折端是气相富集热点,δ13C-CH4值轻于-35‰指示生物气混源。Accumulation model of CBMModel I(浅埋藏区):大气降水驱动-背斜耦合控气,含气量梯度达2.5 m³/t/100m;Model II(中深部):随着埋深
来源:International Journal of Coal Geology
时间:2025-08-05
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综述:棕榈酸与蛋白质棕榈酰化在癌症中的作用:认知、见解与挑战
高脂饮食与癌症高脂饮食(HFD)通过改变脂质代谢和促炎微环境促进多种癌症进展。棕榈酸作为HFD主要成分,通过CD36依赖性机制增强口腔癌和黑色素瘤转移,并激活β-肾上腺素受体通路加速结直肠癌细胞增殖。临床研究显示,HFD通过重塑肠道菌群、增加胆固醇代谢和细胞因子释放,驱动胰腺癌和乳腺癌转移。棕榈酸代谢与肿瘤发生棕榈酸通过de novo脂质合成(DNL)途径由乙酰辅酶A羧化酶(ACC)和脂肪酸合酶(FASN)催化生成,其代谢关键酶如硬脂酰辅酶A去饱和酶(SCD1)通过调节单不饱和脂肪酸(MUFA)比例促进EGFR/HER2信号激活。CD36和FABP4介导的棕榈酸摄取增强肿瘤细胞侵袭性,而CPT
来源:The Innovation
时间:2025-08-05