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面向月球科研站资源支持的永久阴影区水冰红外遥感探测方法研究

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第8期52卷 1171-1179页

作者：杨其全谢欢冯永玖柳思聪王超刘成保黄潜黄荣盛丽艳彭松童小华同济大学测绘与地理信息学院上海200092 同济大学上海市航天测绘遥感与空间探测重点实验室上海200092 澳门科技大学月球与行星科学国家重点实验室中国澳门999078 中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094 北京空间飞行器总体设计部北京100094

水冰是支撑国际月球科研站建设和运行所需的重要资源。红外遥感是探测月球水冰的重要手段,但却难以直接用于无阳光直射的永久阴影区。提出了一种基于光照散射强度模型的阴影区光谱信息校正方法,并构建了基于光谱吸收特征的水冰探测方法... 详细信息

水冰是支撑国际月球科研站建设和运行所需的重要资源。红外遥感是探测月球水冰的重要手段,但却难以直接用于无阳光直射的永久阴影区。提出了一种基于光照散射强度模型的阴影区光谱信息校正方法,并构建了基于光谱吸收特征的水冰探测方法,实现了对于永久阴影区水冰信号的探测。应用该方法对月球南极沙克尔顿(Shackleton)和诺比利(Nobili)撞击坑进行分析,发现它们内部的永久阴影区存在水冰信号。该研究有望为国际月球研究站的选址和建设提供借鉴。

关键词：月球水冰红外遥感永久阴影区国际月球科研站

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载人月球探测科学研究发展概述与趋势分析

同济大学学报（自然科学版） 2024年第8期52卷 1188-1198页

作者：张鹏代巍白一帆张光牛冉刘成保王之郑海菠杨瀚哲刘光辉刘欣童小华中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094 同济大学测绘与地理信息学院上海200092 同济大学上海市航天测绘遥感与空间探测重点实验室上海200092

月球是具有重要科学价值与战略价值的自然天体,开展载人月球探测,实现中国人首次登陆地外天体,将成为航天强国建设的重要标志。在载人月球探测过程中,可利用月球特殊条件及资源,开展有人参与的科学研究活动,获取月球科学、月基科学和月... 详细信息

月球是具有重要科学价值与战略价值的自然天体,开展载人月球探测,实现中国人首次登陆地外天体,将成为航天强国建设的重要标志。在载人月球探测过程中,可利用月球特殊条件及资源,开展有人参与的科学研究活动,获取月球科学、月基科学和月球资源利用等方面的研究成果。首先回顾了阿波罗计划、阿尔忒弥斯计划、嫦娥工程等月球探测任务,针对其中的科学研究任务实施情况及关键成果进行了总结,并分析了后续载人月球科学任务发展趋势。在此基础上,对人类在开展未来载人月球探测任务过程中重点部署的方向提出了建议,涉及月球样品采集、月球科学探测,以及月球原位资源利用等方面。对载人月球探测科学研究发展趋势的分析及建议,可为未来载人登月相关论证设计提供参考。

关键词：载人月球探测科学研究与应用月球样品采集月球科学探测原位资源利用

添加Al(NO_(3))_(3)对镁合金表面水滑石蒸汽涂层耐蚀性能的影响

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表面技术 2024年第9期53卷 43-55,74页

作者：马言耀潘仕琪张芬崔蓝月李硕琦刘成宝曾荣昌山东科技大学材料科学与工程学院山东青岛266590

目的研究原位蒸汽法制备层状双金属氢氧化物(LDH)的反应机理,以及添加Al(NO_(3))_(3)对AZ91D镁合金表面水滑石蒸汽涂层耐蚀性的影响和耐蚀机理。方法在蒸汽源中添加不同浓度的Al(NO_(3))_(3),以提供Al3+,采用原位蒸汽法在150℃下进行5 ... 详细信息

目的研究原位蒸汽法制备层状双金属氢氧化物(LDH)的反应机理,以及添加Al(NO_(3))_(3)对AZ91D镁合金表面水滑石蒸汽涂层耐蚀性的影响和耐蚀机理。方法在蒸汽源中添加不同浓度的Al(NO_(3))_(3),以提供Al3+,采用原位蒸汽法在150℃下进行5 h水热反应,在AZ91D镁合金表面制备水滑石蒸汽涂层。使用XRD、FT-IR、SEM、EDS等测试手段对水滑石蒸汽涂层进行表征,通过动电位极化、电化学阻抗和盐雾试验,研究水滑石蒸汽涂层的生长机理及腐蚀机理。结果基于不同浓度梯度的Al(NO_(3))_(3),在AZ91D镁合金表面成功制备了水滑石蒸汽涂层,涂层的主要组成物相为Mg(OH)_(2)、Mg-Al-NO_(3)LDH、Mg-Al-CO_(2)LDH。Al(NO_(3))_(3)/LDH相较于未添加Al(NO_(3))_(3)得到的LDH,其生长均匀、结构致密,耐腐蚀性能由大到小的顺序为LDH-100、LDH-200、LDH-50、LDH-20、LDH、AZ91D镁合金。水滑石蒸汽涂层的腐蚀产物主要为Mg(OH)_(2)、MgCO_(3)。结论在添加100 mmol/L的Al(NO_(3))_(3)作为蒸汽源时,充足的Al^(3+)保证了合成结构致密水滑石的需要,副产物最少,且耐蚀性最好。最后,讨论了水滑石蒸汽涂层的生长机理和腐蚀机理。

关键词：镁合金水滑石原位蒸汽法耐蚀性能成膜机理

高电容电极材料MnO-Co纳米晶修饰多孔生物碳的简易合成

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稀有金属材料与工程 2024年第7期53卷 1855-1862页

作者：徐杨刘高尚刘成宝郑磊之陈丰钱君超邱永斌孟宪荣陈志刚苏州科技大学江苏省环境功能材料重点实验室江苏苏州215009 苏州科技大学材料科学与工程学院江苏苏州215009 苏州科技大学江苏水处理技术与材料协同创新中心江苏苏州215009 江苏省陶瓷研究所有限公司江苏宜兴214221 苏州市环境科学研究所江苏苏州215007

随着化石燃料的迅速枯竭和一系列环境问题的出现,开发和利用新型电化学储能装置已迫在眉睫,而电极材料的设计、制备和优化是决定超级电容器性能的关键因素。采用水热法将蜀葵秸秆转化为多孔碳基质,并在其上锚定了MnO和Co纳米晶。结果表... 详细信息

随着化石燃料的迅速枯竭和一系列环境问题的出现,开发和利用新型电化学储能装置已迫在眉睫,而电极材料的设计、制备和优化是决定超级电容器性能的关键因素。采用水热法将蜀葵秸秆转化为多孔碳基质,并在其上锚定了MnO和Co纳米晶。结果表明,制备的生物碳具有多孔结构和良好的电子传输特性,而其上的纳米晶MnO-Co则具有高电容。由于独特的纳米碳骨架结构和较大的比表面积(345.9 m^(2)·g^(-1)),MnO-Co纳米晶/多孔碳显示出优异的电化学电容(1 A·g^(-1)时为146 F·g^(-1))和循环稳定性,循环1000次后,比容量仍保持在99.4%。

关键词： MnO-Co纳米晶体能量储存电极材料多孔生物碳

MoS_(2)/CQDs/g-C_(3)N_(4)三相复合材料的合成及其光催化性能

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稀有金属 2024年第5期48卷 682-694页

作者：徐杨刘成宝金涛陈丰钱君超邱永斌孟宪荣陈志刚苏州科技大学材料科学与工程学院江苏省环境功能材料重点实验室江苏苏州215009 苏州科技大学江苏水处理技术与材料协同创新中心江苏苏州215009 江苏省陶瓷研究所有限公司江苏宜兴214221 苏州市环境科学研究所江苏苏州215007

为了使石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))高效地应用于光催化反应,以硫脲、柠檬汁和四水合钼酸铵为前驱体制备了MoS_(2)/CQDs/g-C_(3)N_(4)三相复合光催化剂,成功构建n-n型异质结。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(T... 详细信息

为了使石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))高效地应用于光催化反应,以硫脲、柠檬汁和四水合钼酸铵为前驱体制备了MoS_(2)/CQDs/g-C_(3)N_(4)三相复合光催化剂,成功构建n-n型异质结。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、荧光光谱、氮气吸附-脱附和紫外可见光漫反射分析(UV-Vis DRS)等方法对复合材料的晶体结构、微观形貌、光吸收特性和孔隙结构等进行了详细表征。结果表明,MoS_(2)/CQDs/g-C_(3)N_(4)复合材料的比表面积大、反应活性位点多。在可见光照射下(波长(λ)>420 nm),MoS_(2)的含量为10%时所合成MoS_(2)/CQDs/g-C_(3)N_(4)复合材料对罗丹明B(RhB)的光催化降解效率达到其降解效率最高的75.8%,降解速率最快且为g-C_(3)N_(4)的4倍。经过4次降解循环后,复合材料的降解效率仍为70.2%。

关键词：石墨相氮化碳碳量子点过渡金属硫化物异质结光催化性能

CuS/CQDs/g-C_(3)N_(4)复合材料的合成及光催化性能

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材料导报 2024年第11期38卷 41-47页

作者：于巧玲刘成宝金涛陈丰钱君超邱永斌孟宪荣陈志刚苏州科技大学江苏省环境功能材料重点实验室江苏苏州215009 苏州科技大学材料科学与工程学院江苏苏州215009 苏州科技大学江苏水处理技术与材料协同创新中心江苏苏州215009 江苏省陶瓷研究所有限公司江苏宜兴214221 苏州市环境科学研究所江苏苏州215007

本工作以三水合硝酸铜(Cu(NO_(3))_(2)·3H_(2)O)、硫脲(CH_(4)N_(2)S)和柠檬汁为原料,基于水热法获得碳量子点(Carbon quantum dots,CQDs),采用超声震荡法成功合成了CuS/CQDs/g-C_(3)N_(4)三相复合光催化材料,构建了p-n型异质结。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、光致发光光谱(PL)、氮气吸附-脱附测试(BET)和紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis DRS)等方法对材料的晶体结构、微观形貌和孔结构进行了详细表征。结果表明:三相复合材料界面结构构建良好,纯度高,各相分布均匀。光催化降解实验中,当CuS的含量为10%(质量分数)时,CuS/CQDs/g-C_(3)N_(4)复合材料的光催化降解效果达到最佳(72.1%)。复合材料在经过四次循环降解RhB后,其光催化降解效率仍然保持在65.2%。光催化实验结果表明,·O_(2)^(-)自由基是光催化降解产生的主要因素,h^(+)自由基的作用次之。

关键词：石墨相氮化碳碳量子点过渡金属硫化物异质结光催化性能

模板法合成g-C_(3)N_(4)基复合材料及其光催化性能的研究进展

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功能材料 2024年第4期55卷 4062-4071页

作者：唐浩宇刘成宝陈丰钱君超邱永斌孟宪荣陈志刚苏州科技大学江苏省环境功能材料重点实验室江苏苏州215009 江苏水处理技术与材料协同创新中心苏州科技大学苏州215009 江苏省陶瓷研究所有限公司江苏宜兴214221 苏州市环境科学研究所江苏苏州215007

石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))作为一种新型非金属高聚物半导体,具有易于合成、无毒无害、耐酸碱腐蚀、环境亲和性好等性质。独特的层状结构赋予了其较高的比表面积,适中的禁带宽度给予了其较好的光催化性能,使得其在光催化领域受到了广... 详细信息

石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))作为一种新型非金属高聚物半导体,具有易于合成、无毒无害、耐酸碱腐蚀、环境亲和性好等性质。独特的层状结构赋予了其较高的比表面积,适中的禁带宽度给予了其较好的光催化性能,使得其在光催化领域受到了广泛的关注。然而,纯相g-C_(3)N_(4)存在着比表面积小、活性位点不足、载流子复合过快和氧化还原能力偏弱等缺点,制约了其光催化领域的有效应用。研究表明,使用模板诱导工艺对g-C_(3)N_(4)进行结构调控可以有效解决上述问题。综述了目前常用于制备石墨相氮化碳的模板法(即硬模板法、软模板法和生物模板法),扩展讨论了多相复合工艺的进展情况,并归纳总结了g-C_(3)N_(4)基材料在光催化降解、CO_(2)转化和制氢等方面的应用情况。

关键词：类石墨相氮化碳光催化模板法诱导

Robust damage warning and healing tracing strategy for anticorrosion coatings on magnesium alloy AZ31enabled by polydopamine fluorophores

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Journal of Materials Science & Technology 2023年第21期152卷 169-180页

作者： chengbao liu Li Cheng Lan-Yue Cui Peimin Hou Bei Qian Rong-Chang Zeng College of Materials Science and Engineering Shandong University of Science and TechnologyQingdao 266590China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049China State Key Laboratory of Marine Coatings Marine Chemical Research InstituteQingdao 266071China College of Chemistry and Pharmaceutical Sciences Qingdao Agricultural UniversityQingdao 266109China

Polymeric coatings are susceptible to microdefects that are difficult to detect thus leading to premature failure of metallic components or even catastrophic *** obtaining considerable progress in damage healing and detecting,it is still challenging for anticorrosion coating to realize warning the damage generation and tracing the healing process *** article validates a robust strategy based on damage-induced fluorescence enhancement effect to visualize dynamic damage-healing processes in anticorrosion coatings on magnesium alloy *** embedding fluorescent poly-dopamine nanoparticles into thermo-responsive epoxy resin,immediate fluorescence was intensified at coating *** electrochemical impedance and salt spray results proved that the prepared coating possessed pronounced healing and corrosion protection capability with near-infrared ***,the healing behavior can be traced and visualized based on the decrease in fluorescence *** work opens a new avenue to monitor the failure and self-healing mechanism of anticorrosion coatings,providing guideline for engineering of next generation smart protection materials.

关键词： Damage warning Healing tracing Corrosion protection Photothermal conversion Coating

茎秆模板诱导合成g-C_(3)N_(4)/C及其光催化降解四环素研究

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功能材料 2024年第5期55卷 5093-5100页

作者：徐杨刘成宝曹一达郑磊之陈丰钱君超邱永斌孟宪荣陈志刚苏州科技大学江苏省环境功能材料重点实验室江苏苏州215009 苏州科技大学材料科学与工程学院江苏苏州215009 江苏水处理技术与材料协同创新中心苏州科技大学苏州215009 江苏省陶瓷研究所有限公司江苏宜兴214221 苏州市环境科学研究所江苏苏州215007

为解决残留在环境中的抗生素给生物带来的巨大危害和潜在威胁,以芦蒿茎秆(较高的纤维素含量)和豆芽茎秆(较低的纤维素含量)作为生物模板,利用茎秆表面凹凸不平的结构作为微反应空间来控制局部双氰胺量并作为结晶晶核,诱导合成薄片状石... 详细信息

为解决残留在环境中的抗生素给生物带来的巨大危害和潜在威胁,以芦蒿茎秆(较高的纤维素含量)和豆芽茎秆(较低的纤维素含量)作为生物模板,利用茎秆表面凹凸不平的结构作为微反应空间来控制局部双氰胺量并作为结晶晶核,诱导合成薄片状石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4)),并考察其光催化降解四环素性能。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和荧光光谱测试等方法对材料进行了表征,结果表明g-C_(3)N_(4)成功负载在生物炭基体的表面,并且薄片状g-C_(3)N_(4)在生物炭基上分散性较高、团聚体相较低。在模拟可见光照射30 min下,茎秆模板和双氰胺质量比为1:2时合成的g-C_(3)N_(4)/C对四环素(TC)表现出了较好的的降解效率,分别为31.7%和26.1%。循环四次后,ACN-2对TC的降解效率从31.7%下降到27.2%,表明材料的光催化循环稳定性良好。

关键词：生物模板石墨相氮化碳光催化四环素