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稀土基二维纳米材料的合成及其电催化中应用的研究进展

稀土基二维纳米材料的合成及其电催化中应用的研究进展

摘要：电催化技术可为实现低碳经济和清洁生产提供助力，成为当今国际社会普遍关注的焦点。在实际应用过程中，多数电催化系统的效率取决于催化剂的性能。二维纳米材料具有较高的比表面积、丰富的活性位点和特殊的电子态，在电催化领域展现了巨大的应用潜力。稀土元素具有特色的4f轨道电子结构，能够有效调制催化材料活性位点状态及电子传输能力，为二维催化材料的优化提供了新思路。近年来，越来越多的稀土基二维纳米材料涌现出来并在电催化领域展现优势。本文主要论述了稀土基二维纳米材料设计理念、合成方法及其在多种电催化过程当中的应用。在此基础上,对稀土基二维纳米电催化材料当前存在的挑战进行了总结，并指明了其未来发展方向。
稀有 2025年05月13日
高温高压处理增强化学气相沉积多晶金刚石的光学性能

高温高压处理增强化学气相沉积多晶金刚石的光学性能

摘要:增强化学气相沉积(CVD)金刚石的光学性能是学术界和工业界长久以来的 追求。然而,CVD技术的壁垒限制了金刚石的应用领域。文章通过高温高压处理方法成功提高了CVD多晶金刚石的光学性能。使用光学显微镜、紫外-可见光吸收光谱和红外吸收光谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对 CVD多晶金刚石在高温高压处理前后的微观结构进行了表征。结果表明,在 10 GPa下,CVD金刚石的透明度随着处理温度的升高而显著增加,从最初的不透明提升到几乎完全的光学透明。通过光谱和微观结构分析,提出了高温高压条件下 CVD多晶金刚石的改性机理。高温高压处理改善初始CVD多晶金刚石光学性能的同时降低了合成具有纯sp3键合的高透明度金刚石材料的技术难度,具有科学及应用上的双重意义。
稀有 2025年05月10日
酸化生物炭负载锰材料对Pb(Ⅱ)的吸附性能及机理研究

酸化生物炭负载锰材料对Pb(Ⅱ)的吸附性能及机理研究

摘要: 水体中重金属污染问题越来越被水环保领域研究人员所重视,如何高效去除水体中重金属问题被广泛研究。研究利用农林废弃物核桃壳作为原材料,制备出核桃壳衍生生物炭材料(WC)以及改性生物炭材料(SMWC)。并对其进行表征分析,研究材料的物理微观以及吸附特征性质,表征结果表明,改性后的炭材料表面孔隙中聚集较多的细小颗粒,增加了表面的粗糙程度;较改性前O—C=O、C—O 和O-Mn-O 基团的含量有所增加。研究了外界条件对SM-WC去除Pb(Ⅱ)的吸附性能影响。结果表明,在温度298K下,pH=5.5,SM-WC投加量为0.4g/L,Pb(Ⅱ)浓度为20mg/L的条件下,模拟吸附水中Pb(Ⅱ)的效率最高,去除率为93.8%。根据吸附动力学、等温线和热力学分析表明:SM-WC对Pb(Ⅱ)的吸附过程更符合拟二级动力学和Langmuir等温吸附模型,属于单分子层吸附,并且以化学吸附为主。
稀有 2025年05月07日
贵金属Pt掺杂对MgH2/MoS2异质结脱氢性能的影响

贵金属Pt掺杂对MgH2/MoS2异质结脱氢性能的影响

摘要: 二维材料中二硫化钼(MoS2)被认为是一种很有前途的高效、低成本析氢反应(HER)催化剂,并且已经被证实能够增强氢化镁(MgH2)的脱氢性能,但是对其深层机理仍然缺少认识。在密度泛函理论(DFT)的基础上,通过第一性原理计算方法在理论上进行研究,构建了MgH2/MoS2的异质结模型,深入探究MoS2对MgH2脱氢性能的影响,并且引入贵金属Pt掺杂进一步改善复合结构的脱氢性能。研究表明,MoS2能够增强MgH2的脱氢热力学性能,MgH2/MoS2 异质结的脱氢性能增强是由于MoS2的引入导致MgH2表面发生大量电荷转移削弱了Mg—H键相互作用以及带隙明显变窄。此外在Pt原子的掺杂使得MgH2/MoS2异质结层间距增大利于H-的迁移,同时进一步的缩小带隙宽度,全面提升了脱氢热力学和动力学性能。
稀有 2025年05月06日
铬污染场地强化微生物修复技术研究进展

铬污染场地强化微生物修复技术研究进展

摘要：铬是一种具有致癌性、致畸性的有毒金属元素，铬矿冶炼、镀铬和皮革制造等人类活动使大量铬释放到环境中， 造成严重的环境污染，引起各国学者的广泛关注。首先对国内外铬污染的现状和铬在土壤、水和大气环境中分布特征进行了介绍；归纳了pH、氧化还原电位、氧化物/氢氧化物、有机质和微生物影响下铬在土壤中的迁移转化规律；总结了微生物修复主要依靠生物吸附、生物累积和生物转化，通过细菌和真菌等微生物吸附和还原Cr（Ⅵ）；在此基础上归纳了矿物材料、固定材料和刺激剂在强化微生物修复方面的研究进展。目前常用的铬修复微生物是假单胞菌属、芽孢杆菌属和希瓦氏菌属等细菌及霉菌和酵母菌等真菌。铁基材料和碳基材料通过促进微生物的胞外电子传递过程加速Cr（Ⅵ）的还原；膨润土、生物炭等材料通过为微生物提供合适的生存空间；海藻糖等刺激剂通过改善土壤环境，促进微生物生长，强化微生物修复能力。强化微生物修复技术能够增强Cr（Ⅵ）还原效率，适应恶劣土壤环境，已逐渐成为目前研究的重点。
稀有 2025年05月05日
化学计量比对钇-镍基储氢合金结构和储氢性能的影响

化学计量比对钇-镍基储氢合金结构和储氢性能的影响

摘要：采用磁悬浮感应熔炼和分步退火的方法制备了YNix（x=1.9,2.1,2.3，2.5）合金，通过X射线衍射(XRD）电子显微探针（EPMA）和Sieverts方法研究了化学计量比x对合金相结构和储氢性能的影响。结果表明，随着x从1.9增加至2.5，合金中YNi相消失，Y0.95Ni2相含量逐渐减小，YNi3相出现，且含量逐渐增加，当x=2.5时，YNi3相含量达到92.85%。储氢性能测试结果表明，随着化学计量比x的增加，合金前4周储氢容量衰减率逐渐减小，稳定吸氢容量逐渐增加，YNi2.5合金在循环后容量不发生衰减，具有最大的稳定吸氢容量，为1.716%。吸放氢前后结构变化研究表明，YNix（x=1.9，2.1，2.3，2.5)合金容量衰减主要来源于Y0.95Ni2相的歧化，而YNi3相结构在吸放氢后不发生改变。化学计量比x的增大能够显著改善钇-镍基合金的吸放氢容量和可逆储氢容量。
稀有 2025年04月29日
砷化镓废料回收再生研究进展

砷化镓废料回收再生研究进展

摘要：随着科技的进步与发展，以砷化镓为代表的二代半导体材料已逐渐取代硅材料应用于电子通讯、国防、航空航天等领域。每年在砷化镓晶体制备、设计加工、产品应用环节都会产生大量废料函待处理。砷化镓废料作为含砷有毒废弃物，蕴藏着品位高、存量大的碑、资源，近年来砷化镓废料的清洁、高效回收受到广泛关注。从砷化镓产业链角度出发，总结了上、中、下游产生的砷化镓废料来源与成分间的差异，详细综述了砷化晶体切割废料、砷化镓加工废料、废旧砷化镓电子器件这3类砷化镓废料二次资源的回收工艺与现状，归纳了不同方法的技术指标及工艺特点，重点对真空热分解法处理砷化废料的相关研究进行了探讨，并展望了砷化废料回收技术的未来发展方向。
稀有 2025年04月28日
矿用硬质合金摩擦、腐蚀行为研究进展

矿用硬质合金摩擦、腐蚀行为研究进展

摘要：硬质合金是一种包括硬质相（WC）和软粘结相（Fe、Co、Ni、HEA等）的金属陶瓷，其耐摩擦、高硬度、热硬性好等优良特性的组合使得硬质合金被广泛应用于矿山、隧道、钻井等地质工程。由于实际服役环境复杂，矿用硬质合金常面临极端恶劣的工况，存在诸多失效机制，例如摩擦、腐蚀和热冲击等一种甚至几种共同作用都会造成硬质合金材料的失效。因此，了解矿用硬质合金的失效机理，对不同环境下选用和改进硬质合金材料具有重要意义。本文对矿用硬质合金的摩擦、腐蚀行为进行了综述，重点涉及环境和热应力对硬质合金失效的影响，此外，由于成分对硬质合金的微观结构和力学性能具有重要的影响，还综述了粘结相和添加剂的加入对硬质合金摩擦、腐蚀行为的影响。旨在为后续硬质合金的选择、改进和新型硬质合金开发提供参考。
稀有 2025年04月27日
WC含量对激光熔覆CoCrFeNiTi高熵合金涂层组织及耐腐蚀性能的影响

WC含量对激光熔覆CoCrFeNiTi高熵合金涂层组织及耐腐蚀性能的影响

摘要：为了延长脱硫浆液循环泵叶轮的寿命，采用激光熔覆技术在脱硫浆液循环泵叶轮的母材30CrMnSiA钢表面制备了WC增强CoCrFeNiTi-WCx（x=0，5，10，15，20，质量分数，%）高合金涂层，研究了WC含量对涂层的显微组织、力学和耐蚀性能影响。研究发现 CoCrFeNiTi高熵合金涂层相组成为fcc(Fe-Ni)、bcc(Fe-Cr)、Laves(CoTi2)和AB-type（Ti的化合物），随着WC含量增加，Laves相衍射峰强度增强，且生成了新相碳化物（WC、TiC、Cr7C3和Fe3C）。CoCrFeNiTi高合金涂层主要组织为底部的胞状晶和顶部的等轴枝晶，随着WC含量增加，涂层组织主要为等轴枝晶，且晶粒尺寸逐渐细化。WC的加入提高了涂层的性能，其中CoCrFeNiTi-20%WC涂层硬度（HV0.2）最大，为6419MPa，且摩擦系数（0.664）和磨损率（1.3×102μm(s-N)-1）最小，耐磨性能最好，磨损机制主要为轻微的黏着磨损和磨粒磨损。此外，随着WC含量的增加，涂层表现出更低的腐蚀速率和腐蚀电流。其中，CoCrFeNiTi-20%WC涂层腐蚀电流最小，耐腐蚀性能最好。
稀有 2025年04月25日
PtCo合金电催化剂在燃料电池氧还原催化中的研究现状与进展

PtCo合金电催化剂在燃料电池氧还原催化中的研究现状与进展

摘要：质子交换膜燃料电池（PEMFC）具有高效、低温、环保等优点，是解决能源短缺和环境污染双重问题的潜在方案。然而，其阴极氧还原反应（ORR）中迟缓的动力学过程不得不依赖稀缺昂贵的Pt基催化剂，这阻碍了PEMFC技术的进一步发展和应用。为了降低成本并保证高效的催化性能，近年来研究人员已开发了多种技术策略，引入过渡金属与Pt合金化为主要策略之一，特别是PtCo双金属催化剂，它表现了更优异的ORR催化性能。本文综述了PtCo合金催化剂在PEMFC氧还原催化中的最新进展和现状，总结了催化剂组分控制、粒径调控、晶面调控、掺杂等调控策略对燃料电池催化活性的影响，详细介绍了最有前途的PtCo合金结构，如多面体、核壳、纳米框架、有序金属间结构等PtCo合金催化剂，并对催化剂载体研究进行了讨论，最后指出了PtCo合金催化剂在其应用中存在的挑战以及未来前景。
稀有 2025年04月24日