氧化铝纳米纤维的制备及其应用研究进展

摘要:氧化铝纳米纤维作为一种重要的无机纳米材料,因其具有优异的热稳定性、高熔点、低导热性和高化学稳定性等优点,引起科研人员广泛关注。文章主要介绍氧化铝纳米纤维的3种制备方法,包括静电纺丝法、溶液吹纺法和离心纺丝法,并分别对比这3种制备方法的优缺点。当前,静电纺丝法仍是氧化铝纳米纤维最主流的制备方法,特别是多针头与无针头静电纺丝技术的发展,有效解决氧化铝纳米纤维产量不足的问题,而溶液吹纺法和离心纺丝法在一些满足产品特定需求的应用场景有望取代静电纺丝法。此外,文章还重点介绍近几年氧化铝纳米纤维在高温隔热、储能和催化等领域的应用研究进展。最后,对氧化铝纳米纤维制备技术与应用领域的未来发展趋势进行展望。

微波介质陶瓷测试技术及相关体系研究进展

摘要:随着通讯技术的快速发展,微波介质陶瓷作为其中的核心材料,其性能参数一定程度上决定了应用前景。实际应用中的微波介质陶瓷要求适当的介电常数以满足各种应用场景,较低的介电损耗以提高信号传输效率,谐振频率温度系数近零以确保在不同环境中的稳定性。了解不同频率范围内的介电特性对于表征不同实际应用的介电材料非常重要。介电性能的精确测量是预测器件性能以及新体系开发的关键。国内外学者对微波介质陶瓷性能参数的测量提出了多种测试方法,但是这些测试技术均存在一定的限制。因此,详细了解各种测试技术的测试原理以及应用范围和注意事项,对于性能参数的准确测量尤为重要。微波介质陶瓷根据介电常数不同分别对应于不同的应用场景,充分了解现有体系的研究进展,为开发高性能微波介质陶瓷提供指导。本文简要概述了微波介质陶瓷的主要性能参数,并系统描述和比较了各种微波介质陶瓷测试技术,最后综述现有体系,为高性能微波介质陶瓷的研究提供借鉴参考。

等静压石墨发展近况的研究进展

摘要:等静压石墨因其优异的耐热性、各向同性、高强度、抗热震性及化学稳定性,被广泛应用于半导体、光伏、航空航天和核能等高技术领域,是当前特种石墨材料中发展最为迅速、应用层级最高的品类之一。本文系统梳理了等静压石墨在全球及我国的发展现状,重点分析了其在光伏G12+ 热场、大尺寸碳化硅半导体器件及第四代核反应堆等前沿领域的应用需求与技术演进趋势。在此基础上,深入比较了我国与国际先进水平在基础理论研究、产品综合性能、高端产品体系、大规格制品制造及绿色生产工艺等方面的差距。最后,对等静压石墨向高纯度、大规格、低成本及绿色制造方向的发展趋势进行了展望,指出加强产学研协同、突破关键装备与核心工艺瓶颈,是实现国产化替代和产业升级的关键路径。

硅酸盐生物陶瓷/玻璃促创面修复的研究进展:作用、机制和应用方式

摘要:大面积皮肤创伤是全球公共卫生最具挑战性的问题之一, 其修复与治疗给医疗保健系统造成了巨大的经济负担, 亟需开发能够促进创面皮肤组织再生的高效伤口敷料。近年来, 硅酸盐生物陶瓷/玻璃因具备促进血管再生、刺激细胞胶原蛋白沉积以及抗感染等多重优势, 在创面修复领域得到了广泛的关注与应用。本文简要概述了硅酸盐生物陶瓷/玻璃在皮肤再生过程中的作用机制, 介绍了硅酸盐生物陶瓷/玻璃材料和一些新技术的结合方法及其在创面修复领域的相关应用, 最后总结了硅酸盐生物陶瓷/玻璃的优势与局限性, 为硅酸盐生物陶瓷/玻璃材料在创面修复领域的临床应用提供参考。

二维无机材料调控病损皮肤组织再生的研究进展

摘要: 二维无机材料作为一类具有单原子层或多原子层的无机超薄纳米片, 呈现出高比表面积、高导电性和/或高光热转换效率等特点。这些独特的理化特性赋予其促凝血、抗菌、抗炎和抗氧化等生物效应。近年来, 鉴于降解和代谢问题, 该类材料被应用于调控病损皮肤组织, 如全层皮肤缺损、烧烫伤及糖尿病创面等, 展现出加速伤口愈合、减轻感染及改善炎症微环境的显著效果。本文围绕二维无机材料的特有结构和生物效应, 系统性阐述了其在伤口愈合中的应用及相关作用机制, 并展望了二维无机材料在皮肤修复领域面临的挑战和前景。

新型过渡金属氧氟化物非线性光学晶体研究进展

摘要:非线性光学晶体是固体激光器的核心器件,广泛应用于可控核聚变、量子通信、高精度光谱分析等前沿领域。最近研究表明,具有4d0和5d0电子构型的过渡金属阳离子Zr4+、Hf4+、Nb5+和Ta5+具有较低的电负性,与高电负性的氟阴离子形成的化学键中的离子键成分增加,有利于拓宽光学带隙,同时其多面体保持了较强的几何畸变,对增强晶体的非线性光学效应和双折射性能发挥关键作用。此类过渡金属氧氟化物的光学透过范围能达到紫外甚至更短的深紫外光谱区,可能是潜在的紫外非线性光学晶体候选材料。本文介绍了基于这些过渡金属的氧氟化物多面体设计合成新型无机紫外透明非线性光学晶体的最新进展,总结了11种最新报道的此类非线性光学晶体,详细介绍了其晶体结构、光学性质(吸收截止边、光学带隙、倍频和双折射等),以及过渡金属的氧氟化物多面体对这些光学性质的影响机制。

合金催化剂在电化学合成氨中的应用研究

摘要:电化学合成氨作为绿色可持续的合成氨技术路线近年来受到广泛关注。目前常用的氮源包括氮气、一氧化氮和硝酸根,高效催化剂的设计开发是该技术走向应用的关键。合金催化剂设计性强,可针对不同反应体系选择对应的活性金属,同时具有活性位点丰富、比表面积大、稳定性高的优势,适用于电化学合成氨这类复杂的反应体系。本文介绍了常用的合金催化剂制备方法,总结了不同电化学合成氨体系的反应机理以及相关合金催化剂开发进展,提出了合金催化剂活性中心设计策略以及合金材料存在的问题和解决方向,可为今后相关研究提供借鉴。

过渡金属钼酸盐电催化剂研究进展

摘要: 作为一种关键的催化技术,电催化技术在能源、环境和化学工程领域展现出巨大潜力。开发稳定、高效和具有成本效益的电催化剂是这一领域的核心挑战之一。过渡金属钼酸盐电催化剂因其独特的物理化学特性,包括丰富的催化活性位点和优异的结构稳定性,最近已成为一类前景广阔的材料。系统总结了基于过渡金属钼酸盐的电催化剂的最新进展,特别强调了它们在析氢反应(HER)、析氧反应(OER)、氧还原反应(ORR)和二氧化碳还原反应(CO2RR)等关键电催化过程中的性能指标和机理认识。通过全面的结构-活性相关性,我们对当前面临的挑战(包括工业条件下活性不足和长期耐久性问题)进行了分析。最后,对该领域未来的研究方向和发展趋势进行了展望,旨在为过渡金属钼酸盐电催化剂的进一步研究和应用提供全面的参考。

多组分金属纳米材料的原子凝聚态调控及其催化效应

摘要:在纳米尺度的金属颗粒中,不同元素的原子可呈现多种凝聚态形式:既可充分混合,形成均匀合金相;也可分离成不同的相,进而形成异质结构。这些不同的原子排列方式显著影响材料的电子耦合效应和催化性能。借助化学合成手段精准调控纳米颗粒内的原子凝聚态,有望优化其电子结构,为新型纳米催化剂的创制与新特性的发现提供契机。然而,湿化学合成在精准调控纳米颗粒原子凝聚态方面仍面临挑战。在合金纳米材料的合成中,金属盐间本征还原电势差造成显著的还原动力学差异,难以实现不同金属组分的均匀合金化及含量的精准调控。在异质结构合成中,受本征还原电势差影响,贵金属盐易与活泼金属纳米结构发生置换反应,限制了纳米晶定向生长的可控性。本文系统评述了近年来在克服上述合成限制方面的研究进展。通过引入活性氢(即氢原子或自由基)界面还原机制,有效缓解了金属间本征还原电势差对还原动力学的影响,显著提升了不同金属原子在纳米颗粒内的混合均匀性,实现了对各组分含量的独立精准调控。通过调控金属盐还原电势,成功抑制了其与活泼金属纳米结构间的置换反应,实现了一类以相对活泼的金属为核、贵金属为壳的新型核壳结构的可控合成。通过精准调控多组分金属纳米颗粒的原子凝聚态,实现了电子结构的有效调控,使其在催化反应中展现出显著的性能提升。

二维材料催化剂在甲烷选择氧化中的应用

摘要:二维材料因其高比表面积和可调电子结构,在提高催化效率、选择性和稳定性方面展现出显著优势,其催化甲烷转化为高附加值化学品对能源可持续利用和环境保护具有重要意义。本文综述了二维材料在甲烷低温选择性氧化中的应用进展,对甲烷氧化时C—H键断裂的两种机制进行概述,列举了几类典型的二维材料(如石墨烯、过渡金属硫化物、MXenes、MOFs、金属氧化物等)及其合成方法,重点探讨了这些材料掺杂金属活性位点催化剂在不同氧化剂(如H2O2、H2+O2、O2和CO+O2)下进行甲烷选择性氧化的催化性能,强调了二维材料在活性位点调控、反应路径优化等方面的作用。最后,对二维材料在解决甲烷活化难题、推动能源技术进步方面的潜力、挑战及未来发展方向进行了展望。