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ZIF衍生的中空NiS_(2)/CoS_(2)@HNC的制备及储锂性能

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科学通报 2024年第3期69卷 464-472页

作者：周雪陈平刘莹孙晓杰大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室大连116024

过渡金属硫化物是石墨负极材料的优异替代品,但其导电性差、充放电过程中体积膨胀严重.针对这些问题,本文从组成和结构设计的角度出发,通过自模板法简单高效地合成中空十二面体结构的NiS_(2)/CoS_(2)@HNC复合材料.研究表明,NiS_(2)/CoS_... 详细信息

过渡金属硫化物是石墨负极材料的优异替代品,但其导电性差、充放电过程中体积膨胀严重.针对这些问题,本文从组成和结构设计的角度出发,通过自模板法简单高效地合成中空十二面体结构的NiS_(2)/CoS_(2)@HNC复合材料.研究表明,NiS_(2)/CoS_(2)@HNC复合材料用于锂电池负极时显示出良好的电化学性能,在0.2 A g^(−1)电流密度下循环100圈能达到828 mA h g^(−1)的高可逆容量,还具有优异的倍率性能.这主要得益于材料中不同成分间的协同作用以及结构优势,中空氮碳层封装NiS_(2)、CoS_(2)纳米颗粒,缩短了Li+的传输路径,增强了材料的导电性,同时很好地缓解了Li+脱嵌过程中体积膨胀造成的容量衰减.

关键词：锂离子电池负极材料过渡金属硫化物中空结构

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单分散中空介孔结构的盐模板合成及形貌调控

高等学校化学学报 2023年第1期44卷 290-299页

作者：朱科润任雯萱张威李伟复旦大学化学系上海200433

中空介孔结构因具有丰富的内部空间以及多孔渗透性外壳等优势,在催化、能源储存与转化及生物医药等领域得到了广泛应用.然而,目前仍然缺少高效、简便且绿色的合成中空介孔结构的方法.本文以柠檬酸钠胶体颗粒作为模板,通过十六烷基三甲... 详细信息

中空介孔结构因具有丰富的内部空间以及多孔渗透性外壳等优势,在催化、能源储存与转化及生物医药等领域得到了广泛应用.然而,目前仍然缺少高效、简便且绿色的合成中空介孔结构的方法.本文以柠檬酸钠胶体颗粒作为模板,通过十六烷基三甲基溴化氨(Cetyltrimethylammonium bromide,CTAB)胶束与正硅酸四乙酯(Tetraethyl orthosilicate,TEOS)的水解低聚物在胶体颗粒表面进行界面共组装,直接生长介孔二氧化硅壳层;然后通过简便的醇洗和水洗分别除去CTAB胶束和柠檬酸钠胶体颗粒后,得到中空介孔结构.进一步研究表明,负电荷的柠檬酸钠胶体颗粒与CTAB胶束之间的静电相互作用是诱导氧化硅低聚物在颗粒表面进行交联组装的关键.基于此,通过控制生长时间实现了对中空介孔结构形貌和壳层厚度的精确调控.所得中空介孔二氧化硅纳米球可以显著增强物质的扩散传输,是理想的催化剂载体,负载金纳米颗粒后可以高效催化4-硝基苯酚的还原反应.研究结果为中空介孔材料的绿色简便合成提供了思路.

关键词：中空结构介孔盐模板

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智能中空药物载体的门控设计

高等学校化学学报 2023年第1期44卷 13-29页

作者：王慧赵德偲杨乃亮王丹青岛科技大学化学与分子工程学院青岛266001 中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

由于具有独特新颖的结构和广泛的应用领域,中空材料已成为合成化学和材料化学研究的热点;特别是其高的表面体积比、低密度及大空腔等特点,成为药物递送载体的最佳选择.通过对中空结构的精确选择和精准修饰,可赋予中空材料独特的刺激响... 详细信息

由于具有独特新颖的结构和广泛的应用领域,中空材料已成为合成化学和材料化学研究的热点;特别是其高的表面体积比、低密度及大空腔等特点,成为药物递送载体的最佳选择.通过对中空结构的精确选择和精准修饰,可赋予中空材料独特的刺激响应行为,从而实现该类药物载体的智能设计和药物的可控释放.目前,构建中空智能载体主有以下两条思路:(1)利用自身可对环境中的物理化学刺激做出响应的中空材料作为载体;(2)在中空载体表面修饰功能性分子,以实现在特定的刺激下精确控制孔道的“开-关”转换.其核心在于分子组成和构型的精准调控.基于此,本文综合评述了中空智能载体的可控释放机制.首先介绍中空药物载体的发展历史,随后阐述药物分子在中空结构中的扩散规律,并总结了中空结构载体的智能响应行为、不同的门控机制、控制释放原理以及应用前景,最后对未来的发展做了展望.

关键词：中空结构纳微结构刺激响应药物递送载体

中空MOFs材料制备及电催化应用的研究进展

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高等学校化学学报 2023年第1期44卷 227-244页

作者：杨庆凤吕良赖小勇省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室宁夏大学化学化工学院银川750021

水分裂、金属-空气电池和燃料电池等能源转换技术对解决未来的能源危机和环境问题至关重要.氧还原反应(ORR)、氧析出反应(OER)和氢析出反应(HER)作为其核心反应,存在反应动力学速率较慢的问题,因此,开发研制高效的非贵金属电催化剂具有... 详细信息

水分裂、金属-空气电池和燃料电池等能源转换技术对解决未来的能源危机和环境问题至关重要.氧还原反应(ORR)、氧析出反应(OER)和氢析出反应(HER)作为其核心反应,存在反应动力学速率较慢的问题,因此,开发研制高效的非贵金属电催化剂具有重要意义.金属有机骨架(MOFs)材料因具有高度可调的组成和多孔晶体结构,在不同的应用领域引起了越来越多的关注.中空MOFs纳米材料具有MOFs材料高度可调的组成和结构优势,又具有中空结构纳米材料的优点(如更快的物质传输、更丰富的孔隙率、灵活多变的活性组分、更多的暴露活性位点及对苛刻条件的更好相容性等),在电催化领域显现出巨大的应用潜力.本文对近几年来基于中空结构MOFs材料的制备及在电催化方面应用的研究进展进行了综合评述,并对该领域面临的挑战和发展前景进行了总结和展望.

关键词：中空结构金属-有机骨架材料合成策略电催化

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中空全固态Z型异质结光催化剂的研究进展

高等学校化学学报 2023年第1期44卷 121-136页

作者：刘双红夏思玉刘世奇李旻孙嘉杰钟永张锋白锋河南大学材料学院特种功能材料教育部重点实验室开封475004 河南大学物理与电子学院开封475004 沧州市生态环境局孟村回族自治县分局沧州061400

中空结构材料由于比表面积大、密度低和电荷传输距离短等特点,在光催化反应中具有巨大的应用价值. Z型光催化剂具有宽光谱响应、高稳定性、高光生载流子的分离效率以及强氧化还原能力等优点,受到了广泛关注.然而,由于Z型多元组分和中空... 详细信息

中空结构材料由于比表面积大、密度低和电荷传输距离短等特点,在光催化反应中具有巨大的应用价值. Z型光催化剂具有宽光谱响应、高稳定性、高光生载流子的分离效率以及强氧化还原能力等优点,受到了广泛关注.然而,由于Z型多元组分和中空结构不稳定,设计并制备高效稳定的中空全固态Z型光催化剂仍是一大挑战.本文综合评述了近年来中空全固态Z型光催化剂的种类、构筑策略及性能等方面的研究进展,并进一步展望了其在未来应用中面临的问题与挑战,最后归纳总结了其设计与发展方向,为高效稳定光催化剂的设计提供了思路.

关键词：中空结构光催化全固态 Z型光催化剂

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中空结构介孔有机硅球的制备及吸附性能研究

化学研究与应用 2024年第1期36卷 103-110页

作者：孟祥艳侯月强南方林枫菏泽学院化学化工学院山东菏泽274015

采用Stober法制备出分散性比较单一的二氧化硅纳米球,再以得到的二氧化硅纳米球为硬模板,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,有机硅烷(BTEE)为前驱体,一步水热直接合成出中空介孔有机硅球,避免了传统制备中空微球方法中的刻蚀步骤,并... 详细信息

采用Stober法制备出分散性比较单一的二氧化硅纳米球,再以得到的二氧化硅纳米球为硬模板,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,有机硅烷(BTEE)为前驱体,一步水热直接合成出中空介孔有机硅球,避免了传统制备中空微球方法中的刻蚀步骤,并探索了反应条件对产品结构形貌的影响规律。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附脱附等对所制备材料的结构形貌进行表征。研究结果表明,改变合成体系中乙醇和去离子水的比例可以调节有机硅源在硅球表面发生缩聚的位置,从而调节中空有机硅球的分散性,而改变氨水的量可以调节中空介孔有机硅球的壳层厚度。最后以亚甲基蓝为模型化合物考察了中空介孔有机硅球的壳层厚度对其吸附性能的影响。

关键词：有机硅球中空结构介孔吸附性能

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基于刻蚀反应的纳米结构空心化

高等学校化学学报 2023年第1期44卷 1-12页

作者：叶祖洋殷亚东加州大学河滨分校化学系美国加利福尼亚92521

中空纳米材料的可控合成使其在催化、能量转换与储存、生物医药等领域具有广阔的应用前景.本专论旨在揭示刻蚀反应对纳米结构空心过程的关键影响.讨论了通过增强纳米粒子表面在刻蚀液中的相对稳定性来精确操纵中空化过程的策略,主要关注... 详细信息

中空纳米材料的可控合成使其在催化、能量转换与储存、生物医药等领域具有广阔的应用前景.本专论旨在揭示刻蚀反应对纳米结构空心过程的关键影响.讨论了通过增强纳米粒子表面在刻蚀液中的相对稳定性来精确操纵中空化过程的策略,主要关注3种刻蚀策略,包括硬模板法、氧化还原辅助中空法和表面钝化自模板法.最后,对基于刻蚀反应的纳米结构空心化可控合成未来的发展方向进行了展望.

关键词：中空结构刻蚀模板自模板法纳米合成表面钝化

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聚合物中空微球的合成策略

高等学校化学学报 2023年第1期44卷 92-105页

作者：沈欣怡张森王树涛宋永杨中国科学院理化技术研究所中国科学院仿生材料与界面科学重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 青岛中科未来健康研究院有限公司青岛266109

在过去的20年中,聚合物中空微球由于其独特的结构和优异的性质受到了广泛的关注.它们表现出低密度、高比表面积和高负载力的特性,在催化、药物递送及能量存储等领域中展现出巨大的应用前景.本文综合评述了聚合物中空微球的合成策略,主... 详细信息

在过去的20年中,聚合物中空微球由于其独特的结构和优异的性质受到了广泛的关注.它们表现出低密度、高比表面积和高负载力的特性,在催化、药物递送及能量存储等领域中展现出巨大的应用前景.本文综合评述了聚合物中空微球的合成策略,主要包括模板法、乳液聚合法、自组装与及微流控等,并详细阐述和讨论了这些合成策略的原理、典型过程以及优缺点.同时,还指出了现有合成策略面临的挑战以及聚合物中空微球存在的不足,并对聚合物中空微球的制备和应用前景进行了展望.

关键词：聚合物微球中空结构模板乳液聚合自组装

中空铜纳米线的拉伸断裂分布与初始滑移分布的关系

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无机化学学报 2024年第2期40卷 394-404页

作者：刘守涛赵健伟王奋英马汉杰浙江理工大学信息科学与工程学院杭州310018 嘉兴学院材料与纺织工程学院嘉兴314001 南昌大学化学化工学院南昌330031 浙江理工大学计算机科学与技术学院(人工智能学院) 杭州310018

构建了系列球形中空结构的纳米线(NW),采用分子动力学(MD)对每个模型300个不同初始态的样本开展拉伸形变模拟。并利用基于密度的噪声应用空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)机器学习算法,... 详细信息

构建了系列球形中空结构的纳米线(NW),采用分子动力学(MD)对每个模型300个不同初始态的样本开展拉伸形变模拟。并利用基于密度的噪声应用空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)机器学习算法,获得了初始滑移面的位置。基于大数据统计,分析了初始滑移位置分布以及断裂位置分布两者之间的相关性。研究结果表明:当内部中空半径较小时,断裂位置分布形成于塑性形变阶段,初始滑移分布与断裂位置分布之间无显著的相关性;但是对于脆性特征明显的大中空半径的NW,高能内表面诱导产生的滑移面迅速积累,产生颈缩并导致最终的断裂。因此当内部中空结构达到一定尺寸时初始滑移位置的分布与最终断裂位置的分布之间有明确的因果关系。

关键词：分子动力学中空结构基于密度的噪声应用空间聚类算法初始滑移断裂失效