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Enhanced thermoelectric and mechanical properties of bi0.5Sb1.5Te3 alloy with dispersed yttrium oxide ceramic nanoparticles

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Rare Metals 2024年第4期43卷 1758-1768页

作者： Cun-Cheng Li Ming-Wei Zhang Ji-Wu Xin Lei Wei Wen-Yu Zhao School of Materials Science and Engineering Shandong University of Technology School of Electrical and Electronic Engineering Nanyang Technological University State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing Wuhan University of Technology

Reducing thermal conductivity while avoiding adverse interfacial reactions during sintering is crucial for improving the thermoelectric performance of bi2Te3-based composites.Inert ceramic nanoparticles are good candidates for achieving this goal.In this study,we designed and prepared a series of p-type bi0.5Sb1.5Te3nanocomposites decorated with Y2O3ceramic nanoparticles via ball-milling dispersion and spark-plasma sintering.Owing to the chemical stability of the ceramics,no traces of atomic doping or interfacial reactions were observed.Transport measurements revealed that the Y2O3nanoparticles distributed along the grain boundaries acted as energy-dependent carrier-filtering centers to improve the scattering parameter and Seebeck coefficient,contributing to the elevated power factor even with a decreased electrical conductivity.Moreover,the incorporated Y2O3nanoparticles and various defect structures they induced effectively strengthened the phonon scattering and suppressed the lattice thermal conductivity.Consequently,a peak figure of merit（ZT） of 1.23 at 313 K was achieved for 0.4%Y2O3/bi0.5Sb1.5Te3,which is 13% higher than that of the matrix.In addition,the Vickers hardness of the composite material was 35% higher than that of the matrix.This study demonstrates the effectiveness of ceramic nanoparticles in synergistic ally improving the thermoelectric and mechanical properties,which may be further extended to other thermoelectric systems.

关键词： bi 0.5 Sb 1.5 Te 3 alloy Y 2 O 3 ceramic nanoparticles Microstructures Thermoelectric performance Mechanical properties

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Texture and Se vacancy optimization induces high thermoelectric performance in bi2Se3 flexible thin films

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Rare Metals 2024年第6期43卷 2796-2804页

作者： Dong-Wei Ao Wei-Di Liu Yue-Xing Chen Fan Ma Yi-Jie Gu Zhuang-Hao Zheng School of Machinery and Automation Weifang University Australian Institute for bioengineering and Nanotechnology The University of Queensland Shenzhen Key Laboratory of Advanced Thin Films and Applications Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong ProvinceCollege of Physics and Optoelectronic EngineeringShenzhen University School of Materials Science and Engineering Inner Mongolia University of Technology

bi2Se3-based flexible thin film with high thermoelectric performance is promising for the waste heat recovery technology.In this work,a novel post-selenization method is employed to prepare n-type bi2Se3flexible thin films with highly textured structure.The strengthened texture and Se vacancy optimization can be simultaneously achieved by optimizing the selenization temperature.The highly oriented texture leads to the increased carrier mobility and results in a high electric conductivity of ～290.47 S·cm-1at 623 K.Correspondingly,a high Seebeck coefficient(> 110 μW·K-1) is obtained due to the reduced carrier concentration,induced by optimizing vacancy engineering.Consequently,a high power factor of 3.49 μW·cm-1·K-2at 623 K has been achieved in asprepared highly-bendable bi2Se3flexible thin films selenized at 783 K.This study introduces an effective post-selenization method to tune the texture structure and vacancies of bi2Se3flexible thin films,and correspondingly achieves high thermoelectric performance.

关键词： Thermoelectric bi 2 Se 3 Flexible thin film Post-selenization

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Drug delivery with Mn-doped MoO2 for photothermalenhanced chemotherapy in fighting cancers

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Rare Metals 2024年第5期43卷 2230-2240页

作者： Ping Zhao Hai-Fa Zheng Ju Peng Xing-Long Li Fazal Raziq Xiao-Jun Liu Hao-Quan Yu Jin-Lu Tang Yi-Fan Kang Wen-Huan Huang School of Chemistry and Chemical Engineering Guangdong Pharmaceutical University KAUST Catalysis Center King Abdullah University of Science and Technology 23955-6900 Thuwal Key Laboratory of Chemical Additives for China National Light Industry College of Chemistry and Chemical EngineeringShaanxi University of Science and Technology

Although chemotherapy has been intensively applied in cancer treatments,its inadequate therapeutic efficacy and severe side effects are still under constant concerns.Nanoplatforms used as anti-tumor drug delivery system （DDS） have attracted tremendous attentions owing to their various intriguing properties.Herein,Mn-doped Mo O2nanoparticles coated with Zr O2and capped with bi2O3have been designed as a DDS,namely MMZB.MMZB possesses good magnetic properties,great photothermal conversion ability,sensitive tumor microenvironment （TME） responsiveness,and good biocompatibility in hemocompatibility in vitro.Thus,MMZB has been utilized to load the chemotherapeutic agent daunomycin（DNM）(MMZB@DNM) for chemo-photothermal combined therapy.MMZB@DNM demonstrates a more impressive anti-cancer effect than the individual photothermal or chemotherapy both in vitro and in vivo.Furthermore,the analysis of tumor specimen sections and serum levels after the treatment indicates negligible side effects for MMZB@DNM in vivo.This contribution provides a valuable concept in designing therapeutic agents for achieving significantly enhanced tumor treatments,which benefits from the synergistic combination of chemotherapy and photothermal therapy in one single nanoagent.

关键词： Mn-doped MoO 2 bi 2 O 3 Nanocarrier Photothermal Chemotherapy

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Review of 2D bi2X3（X=S,Se,Te）:from preparation to photodetector

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Rare Metals 2024年第6期43卷 2349-2370页

作者： Zhi Zeng Dong-Bo Wang Xuan Fang Jia-Mu Cao bing-Ke Zhang Jing-Wen Pan Dong-Hao Liu Si-Hang Liu Shu-Jie Jiao Tian-Yuan Chen Gang Liu Lian-Cheng Zhao Jin-Zhong Wang Department of Optoelectronic Information Science School of Materials Science and EngineeringHarbin Institute of Technology Changchun University Science and Technology School of PhysicsThe State Key Laboratory of High Power Semiconductor Lasers School of Astronautics Harbin Institute of Technology Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research

Detector has become an indispensable part of human beings.The increasing demand for photodetectors with high performance has promoted the research of novel materials.At the same time,with the development of rising material system,two-dimensional（2D） materials attract a lot of attention,while the suitable option for fabricating photodetector is still limited.The prospering of bismuth chalcogenides injected new vitality for material field,thereinto,the unique topological insulator characteristics make the research on bismuth selenide（bi2Se3） and bismuth telluride（bi2Te3） intriguing.2D bi2X3also exhibits unique features among various 2D materials,of which,the adjustable narrow energy band gap and polarization-sensitive photocurrent contribute to the promising application of high performance and broadband photodetector.In this review,from a bottom-up perspective,we summarize fundamental properties,synthesis method,photodetector performance of 2D bi2X3based on the previous study,which provide an overall perspective of 2D bi2X3.Wherein,the section of the photodetector is specifically discu ssed with regard to pure bi2X3photodetector and heterojunction photodetector.A brief summary and outlook were also explored in the end.

关键词： bi 2 X 3 Preparation 2D Photodetector

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铋纳米颗粒负载的氮掺杂石墨毡用于稳定高效的铁铬液流电池

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新型炭材料（中英文） 2024年第1期39卷 131-141页

作者：车航欣高宇飞杨家辉洪崧郝磊端徐亮 Sana Taimoor Alex WRobertson 孙振宇北京化工大学化学工程学院有机-无机复合材料国家重点实验室北京100000 桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541000 Department of Physics University of WarwickCoventry CV47ALUK

铁铬氧化还原液流电池(ICRFB)是一种具有成本效益的可规模化储能系统,其利用资源丰富、低成本的铬和铁作为电解液的活性物质。然而,ICRFB存在Cr^(3+)/Cr^(2+)电化学活性低、负极易产生严重的析氢反应(HER)等问题。本文报道了一种简单的... 详细信息

铁铬氧化还原液流电池(ICRFB)是一种具有成本效益的可规模化储能系统,其利用资源丰富、低成本的铬和铁作为电解液的活性物质。然而,ICRFB存在Cr^(3+)/Cr^(2+)电化学活性低、负极易产生严重的析氢反应(HER)等问题。本文报道了一种简单的合成策略,即通过自聚合和湿化学还原方法结合煅烧处理,在氮掺杂石墨毡(GF)表面沉积了非晶态铋(bi)纳米颗粒(NPs),其作为ICRFB的负极材料时可展示出高效的电化学性能。生成的biNPs与H+形成中间体,极大地抑制了HER副反应。此外,bi的引入和GF表面的N掺杂通过协同作用显著提高了Fe^(2+)/Fe^(3+)和Cr^(3+)/Cr^(2+)的电化学活性,降低了电荷传递电阻,提高了反应传质速率。在不同的电流密度下,经25次循环,库仑效率仍高达97.7%。在60.0 mA cm^(-2)电流密度下,能量效率达到85.8%,超过了许多其他报道的材料。循环100次后容量达到862.7 mAh/L,约为GF的5.3倍。

关键词：铁铬液流电池 bi 负极氮掺杂石墨毡

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biO基复合光催化剂改性及在水处理的应用进展

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工业水处理 2024年

作者：靳亚斌徐甜甜赵德中张乐万振杰张高明西安航空学院能源与建筑学院郑州轻工业大学建筑环境工程学院中国计量大学计量测试与仪器学院

光催化技术在处理工业废水中的有机污染物方面展现出极大潜力，因此开发在可见光下高效的光催化剂已成为研究的热点。bi2O3具有特殊的电子结构和良好的光吸收性能，使其在光催化领域表现出极大的应用潜力。本文综述了bi2O3的多种改性策... 详细信息

光催化技术在处理工业废水中的有机污染物方面展现出极大潜力，因此开发在可见光下高效的光催化剂已成为研究的热点。bi2O3具有特殊的电子结构和良好的光吸收性能，使其在光催化领域表现出极大的应用潜力。本文综述了bi2O3的多种改性策略，包括掺杂、负载、表面修饰和与其他纳米材料复合等，同时详细总结了其在光催化领域的最新研究进展。对bi2O3基复合光催化剂在有机物、重金属和有害微生物降解及重复回收利用方面进行了系统总结、归纳和评述，对不同改性方法对光催化性能的影响进行了深入的分析，明确阐明了其光催化机理。最后对用于有机污染物去除的bi2O3基复合光催化剂的研究进展进行了总结和展望，旨在为催化降解有机物技术中开发高效、稳定和廉价催化剂提供参考。

关键词： bi O 光催化改性，有机污染物

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biSnO/CeOZ型异质结光催化剂在可见光下降解有机污染物性能研究

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现代化工 2024年

作者：王妮都汪业勇王逸菲沈正千黄江华竺柏康杨淑清舟山市质量技术监督检测研究院浙江海洋大学石油化工与环境学院

利用水热法将bi2Sn2O7纳米颗粒负载到CeO2微球上制备Z型异质结光催化剂并用于光催化降解水污染物。结果表明，当优化的bi2Sn2O7/CeO2(BSC-5)暴露在光照下60min时，盐酸四环素的降解效率达到88.4%(反应速率常数k=0.0334min-1)，是CeO2的8... 详细信息

利用水热法将bi2Sn2O7纳米颗粒负载到CeO2微球上制备Z型异质结光催化剂并用于光催化降解水污染物。结果表明，当优化的bi2Sn2O7/CeO2(BSC-5)暴露在光照下60min时，盐酸四环素的降解效率达到88.4%(反应速率常数k=0.0334min-1)，是CeO2的8.25倍和bi2Sn2O7的4.71倍。Z型异质结可以形成更多暴露的活性中心，具有更好的光电子-空穴对分离效率、优异的氧化还原能力以及有效产生超氧自由基(·O2-)和羟基自由基(·OH)。此外，bi2Sn2O7/CeO2在光催化降解实验中表现出良好的稳定性，经过5次循环后降解效率保持在85%以上。同时，在实验研究的基础上阐明了bi2Sn2O7/CeO2光催化剂的光催化机理。

关键词： bi Sn O /CeO Z型异质结四环素

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biWO/g-CN复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

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现代化工 2024年

作者：韩碧波刘世凯宋志健王嘉琳吴昊承闫国晋河南工业大学材料科学与工程学院

以尿素、硝酸铋、钨酸钠等为主要原料，在热缩聚法制备g-C3N4的基础上，通过水热法制备bi2WO6/g-C3N4复合光催化剂。在模拟太阳光照射下，研究bi2WO6/g-C3N4复合光催化剂对甲基橙的光催化降解性能。结果表明，复合光催化剂相比于单体光... 详细信息

以尿素、硝酸铋、钨酸钠等为主要原料，在热缩聚法制备g-C3N4的基础上，通过水热法制备bi2WO6/g-C3N4复合光催化剂。在模拟太阳光照射下，研究bi2WO6/g-C3N4复合光催化剂对甲基橙的光催化降解性能。结果表明，复合光催化剂相比于单体光催化剂的性能有显著提高。在bi2WO6与g-C3N4质量比为2:1、水热温度为180℃、水热时间为12h条件下，复合光催化剂的性能最好。光照时间210min时，甲基橙降解率达到了98.15%，相比于单体bi2WO6和g-C3N4光催化剂的效率分别提高了25.1%和37.7%，且光催化降解过程符合一级动力学方程。复合光催化剂具有优异的稳定性，经过4次重复性实验，甲基橙降解率仍达到95.17%。

关键词： g-C N bi WO 水热法光催化甲基橙

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铈掺杂对α- biMoO纳米片催化剂丙烯选择性氧化性能的影响

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现代化工 2024年

作者：张鑫杨艳艳周如金许松泠单书峰曾兴业吉林化工学院化学与制药工程学院广东石油化工学院广东高校劣质油加工重点实验室华南理工大学化学与化工学院

采用快速微波辅助水热法制备了4种不同的bi2-xCexMo3O12纳米片催化剂。在制备过程中通过调节铈的掺杂量可以改变合成催化剂的形貌和结构，成功地提高了bi2-xCexMo3O12纳米片催化剂的比表面积。结果表明，煅烧温度为500℃、pH为3、掺杂量... 详细信息

采用快速微波辅助水热法制备了4种不同的bi2-xCexMo3O12纳米片催化剂。在制备过程中通过调节铈的掺杂量可以改变合成催化剂的形貌和结构，成功地提高了bi2-xCexMo3O12纳米片催化剂的比表面积。结果表明，煅烧温度为500℃、pH为3、掺杂量x=0.05时制备的bi2-xCexMo3O12纳米片催化剂具有最高的丙烯选择性氧化性能，丙烯转化率为42.1%，丙烯醛选择性为88.3%。bi2-xCexMo3O12纳米片催化剂的性能与结晶度呈负相关。用XPS表征了bi2-xCexMo3O12的氧迁移率，bi2-xCexMo3O12的催化性能与其氧流动性呈正相关。

关键词： bi Ce Mo O 丙烯丙烯醛

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CNT-Co/biO催化剂光催化协同过硫酸盐活化高效降解四环素研究

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化工学报 2024年

作者：张佳颖王聪王雅君中国石油大学(北京)重质油全国重点实验室新能源与材料学院中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司有机化工厂

在过硫酸盐高级氧化技术中，Co2+的再生效率低是Co高效活化过一硫酸盐（PMS）的主要问题。成功制备了富含氧缺陷氧化铋负载碳纳米管(x%CNT-Co/bi2O3)光催化剂，用于光催化协同过硫酸盐活化降解污染物。在紫外光照射下，催化剂添加量为20... 详细信息

在过硫酸盐高级氧化技术中，Co2+的再生效率低是Co高效活化过一硫酸盐（PMS）的主要问题。成功制备了富含氧缺陷氧化铋负载碳纳米管(x%CNT-Co/bi2O3)光催化剂，用于光催化协同过硫酸盐活化降解污染物。在紫外光照射下，催化剂添加量为20 mg/L、PMS浓度为0.5 mmol/L和初始pH为4.68时，70%CNT-Co/bi2O3对四环素（TC）的降解率高达91.3%，具有优异的可重复利用性和稳定性。其降解活性的提高归因于CNT-Co具有极大的比表面积有利于TC吸附，光生电子加速Co2+→Co3+→Co2+的循环速率，既促进光生电荷的分离与迁移，又促进PMS的活化，实现TC的快速降解。此外，bi2O3均匀分散在CNT-Co外管壁上，避免了bi2O3纳米颗粒的团聚，CNT-Co具有较大的比表面积，有利于污染物吸附于催化剂表面，增加吸附效果。该体系产生多种活性物种，其贡献度为1O2＞·SO4-＞·OH＞·O2-，可实现自由基和非自由基双通路高效降解污染物。

关键词：活化催化降解四环素 CNT-Co bi O

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