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LDH-based nanomaterials for photocatalytic applications:A comprehensive review on the role of bi/trivalent cations, anions,morphology, defect engineering, memory effect, and heterojunction formation

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Journal of Energy Chemistry 2023年第9期84卷 242-276页

作者： Azmat Ali Khan Muhammad Tahir Nazish Khan Baluchistan University of Information Technology Engineering and Management Sciences(BUITEMS)P.O.Box 87100QuettaPakistan Chemical and Petroleum Engineering Department UAE UniversityP.O.Box 15551Al AinUnited Arab Emirates The University of Agriculture Swat P.O.Box 19040Pakistan

Using sunlight to drive chemical reactions via photocatalysis is paramount for a sustainable future.Among several photocatalysts,employing layered double hydrides(LDH) for photocatalytic application is most straightforward and desirable owing to their distinctive two-dimensional(2D) lamellar structure and optical attributes.This article reviews the advancements in bimetallic/trimetallic LDHs and various strategies to achieve high efficiency toward an outstanding performing photocatalyst.Firstly,the tuning of LDH components that control the electro nic and structural properties is explained.The tu ning obtained through the adoption,combination,and incorporation of different cations and anions is also explained.The progress of modification methods,such as the adoption of different morphologies,delamination,and defect engineering towards enhanced photocatalytic activities,is discussed in the mainstream.The band engineering,structural characteristics,and redox tuning are further deliberated to maximize solar energy harvesting for different photocatalytic applications.Finally,the progress obtained in forming hierarchical heterostructures through hybridization with other semiconductors or conducting materials is systematically disclosed to get maximum photocatalytic performance.Moreover,the structural changes during the in-situ synthesis of LDH and the stability of LDH-based photocatalysts are deliberated.The review also summarizes the improvements in LDH properties obtained through modification tactics and discusses the prospects for future energy and environmental applications.

关键词： LDH Properties Potential photocatalyst Photocatalytic application Photocatalytic properties Improvement strategies

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LA43M镁锂合金表面水热合成Mg-Al LDH膜层的耐腐蚀及磨损性能

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表面技术 2022年第11期51卷 318-327页

作者：张菊梅候安荣李嘉诚段鑫王博连朵朵张萌春西安科技大学材料科学与工程学院西安710054 国网陕西省电力公司电力科学研究院西安710054

目的提高镁锂合金的耐蚀和耐磨性,拓宽其应用范围。方法保持水热温度为90℃,改变水热时间,采用原位水热法在LA43M镁锂合金表面制备了Mg-Al层状双金属氢氧化物(LDH)膜层。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分别表... 详细信息

目的提高镁锂合金的耐蚀和耐磨性,拓宽其应用范围。方法保持水热温度为90℃,改变水热时间,采用原位水热法在LA43M镁锂合金表面制备了Mg-Al层状双金属氢氧化物(LDH)膜层。利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)分别表征了膜层的表面形貌、成分及物相。采用浸泡试验、析氢试验、动电位极化测试以及摩擦磨损试验对膜层的耐蚀性、耐磨性进行了评估。结果水热反应后,在合金表面形成了细小片状结构,且随着水热时间的延长,尺寸变大,数量增加,分布越密集。经XRD分析,得到了LDH特征衍射峰。浸泡及析氢试验表明,LDH膜层的耐蚀性顺序为LDH-30 h>LDH-18 h>LDH-12 h>LA43M基体。其中LA43M基体在浸泡8 d后,腐蚀严重,出现了明显的腐蚀坑和裂纹;而LDH膜层试样腐蚀程度较轻,只在部分区域出现点蚀和微裂纹。动电位极化测试表明,水热30 h的膜层具有良好的耐蚀性。与基体相比,其自腐蚀电位提高了143.7 mV,腐蚀电流密度降低了约2个数量级。摩擦磨损试验结果显示,基体的摩擦因数最大,磨痕深而宽,而LDH膜层的摩擦因数均明显小于基体,磨痕浅而窄。结论Mg-Al LDH膜层在提高镁锂合金基体耐蚀性的同时,也能使基体的耐磨性有所改善。

关键词：镁锂合金水热法 LDH 耐蚀性耐磨性

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CoFe-LDH nanowire arrays on graphite felt: A high-performance oxygen evolution electrocatalyst in alkaline media

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Chinese Chemical Letters 2022年第2期33卷 890-892页

作者： Biao Deng Jie Liang Luchao Yue Tingshuai Li Qian Liu Yang Liu Shuyan Gao Abdulmohsen Ali Alshehri Khalid Ahmed Alzahrani Yonglan Luo Xuping Sun Chemical Synthesis and Pollution Control Key Laboratory of Sichuan Province School of Chemistry and Chemical EngineeringChina West Normal UniversityNanchong 637002China Institute of Fundamental and Frontier Sciences University of Electronic Science and Technology of ChinaChengdu 610054China Institute for Advanced Study Chengdu UniversityChengdu 610106China School of Materials Science and Engineering Henan Normal UniversityXinxiang 453007China Chemistry Department Faculty of ScienceKing Abdulaziz UniversityP.O.Box 80203Jeddah 21589Saudi Arabia

Developing non-noble-metal oxygen evolution reaction(OER) electrocatalysts with high performance is critical to electrocatalytic water splitting. In this work, we fabricated Co Fe-layered double hydroxide(LDH) nanowire arrays on graphite felt(Co Fe-LDH/GF) via a hydrothermal method. The Co Fe-LDH/GF, as a robust integrated 3 D OER anode, exhibits excellent catalytic activity with the need of low overpotential of 252 and 285 mV to drive current densities of 10 and 100 mA/cm^(2) in 1.0 mol/L KOH, respectively. In addition, it also maintains electrochemical durability for at least 24 h. This work would open up avenues for the development of GF like attractive catalyst supports for oxygen evolution applications.

关键词： LDH Graphite felt Electrocatalyst Oxygen evolution Alkaline media

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Adsorption and mechanistic study of the invasive plant-derived biochar functionalized with CaAl-LDH for Eu(Ⅲ) in water

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Journal of Environmental Sciences 2020年第10期32卷 127-137页

作者： Shengbo Li Lijia Dong Zuofu Wei Guodong Sheng Kui Du Baowei Hu School of Life Science School of Chernistry and Chemical EngineeringShaoxing UniversityShaoxing 312000China School of Life Science Shanxi Normal UniuersityLinfen 041004China

Herein,we developed the invasive plant-derived biochar (IPB) functionalized with CaAl-LDH at five mass ratios using a physical mixture method,assessed their adsorption perform for Eu(Ⅲ),and explored the relative mechanisms.Results show that the IPB successfully loaded CaAl-LDH in five composites and their Eu(Ⅲ) sorption affinities were strongly affected by solution p H,contact time,temperature,and the mass ratio of LDH and IPB.All the sorpiton process for Eu(Ⅲ) occurred on the heterogeneous surface of five composites and the boundary layer diffusion limited the chemical sorption rate.Interestingly,the CaAl-LDH/IPB composite with high ratio of IPB had higher sorption capacity than the one with high ratio of LDH due to larger porosity of the former.Three mechanisms containing ion exchange between Al and Eu ions,surface complexation with carboxyl-and oxygen-containing functional groups,and precipitation were involved in the Eu(Ⅲ) sorption,but the dominant sorption mechanism for each CaAl-LDH/IPB composite differed with different mass ratio of CaAl-LDH and IPB.In composite with more IPB (e.g.,CaAl-LDH/IPB-13),both ion exchange and surface complexes dominated the sorption process and the intensity of Eu^3+ was identified with the one of Eu2O3.Whereas in composites with high LDH,ion exchange dominated the sorption and the intensity of Eu^3+ was obviously higher than the one of Eu_2O_3.This research will provide a new perspective for the application of the LDH/biochar materials.

关键词： Invasive plants Biochar LDH Europium sorption

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Bimetallic two-dimensional materials for electrocatalytic oxygen evolution

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Chinese Chemical Letters 2022年第8期33卷 3657-3671页

作者： Xiaojie Li Qi Hu Hengpan Yang Tao Ma Xiaoyan Chai Chuanxin He College of Chemistry and Environmental Engineering Shenzhen UniversityShenzhen 518060China

Electrocatalytic oxygen evolution reaction(OER)is one of the important half reactions of electrocatalytic water splitting.However,the slow kinetic process involving four-electron transfer severely limits its reaction efficiency,which in turn limits the overall electrocatalytic hydrolysis efficiency.In order to improve the activity of the electrocatalytic OER,researchers mainly update the catalyst from three aspects,that is,increase the conductivity of the electrocatalyst,and the quantity and quality of active sites.Twodimensional(2 D)engineering can effectively reduce the resistance of the materials and greatly increase the number of electrochemically active sites,while heterometal doping,or the bimetal strategy,can improve the quality of active sites via changing the electronic structure of the material.Thus,the combination of the two can enhance the activity of electrocatalytic OER in all three aspects:conductivity,number and quality of active sites.However,there is currently no review on this topic.Therefore,in this review,we summarize the application of bimetallic 2 D materials in electrocatalytic OER from four aspects:the structure,synthesis strategy,catalytic efficiency,and reaction mechanism.

关键词： Bimetal/bimetallic Two-dimensional/2D Oxygen evolution Electrocatalytic MOF LDH

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细胞因子对初诊急性早幼粒细胞白血病患者早期死亡的影响

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中国实验血液学杂志 2023年第5期31卷 1315-1321页

作者：赵世香葛圆圆李增政何海萍沈承敏史克倩杨同华杜云云云南省第一人民医院(昆明理工大学附属医院)血液科云南昆明650100 昆明理工大学生命科学与技术学院云南昆明650500 联勤保障部队第九二〇医院心内科云南昆明650032

目的:探索细胞因子对初诊急性早幼粒细胞白血病(APL)患者早期死亡及凝血功能障碍的影响。方法:69例初诊APL患者入院时完善常规检查,采集空腹静脉血4 ml,离心后取上清液,通过相应试剂盒检测细胞因子浓度及铁蛋白、乳酸脱氢酶(LDH)的浓度... 详细信息

目的:探索细胞因子对初诊急性早幼粒细胞白血病(APL)患者早期死亡及凝血功能障碍的影响。方法:69例初诊APL患者入院时完善常规检查,采集空腹静脉血4 ml,离心后取上清液,通过相应试剂盒检测细胞因子浓度及铁蛋白、乳酸脱氢酶(LDH)的浓度。结果:本研究证实急性脑血管意外是APL患者早期死亡的主要原因;LDH升高、血小板数(PLT)下降及凝血酶原时间(PT)延长是早期死亡的高危因素(PLDH对IL-5、IL-10、IL-17A表达有正向影响,尤其是铁蛋白与IL-5(r=0.867)、IL-17A(r=0.841)呈高度正相关;5种高危细胞因子之间也有一定联系,其中IL-5与IL-17A(r=0.827)、IL-6与IL-10(r=0.823)呈高度正相关。结论:初诊APL患者细胞因子水平升高导致早期出血及死亡风险增加。铁蛋白及LDH正向影响细胞因子表达,从而影响APL患者预后,细胞因子之间也相互影响。

关键词：细胞因子急性早幼粒细胞白血病凝血障碍铁蛋白 LDH

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LDH增强dsRNA对稻瘟病抑制效果的研究

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南京农业大学学报 2024年

作者：陈盼夏胜格兰莹周彤梁友赵弘巍南京农业大学植物保护学院

[目的]本文旨在研究层状复合氢氧化物(LDH)对dsRNA抑制稻瘟病的增强效果。[方法]比较LDH与不同比例dsRNA混合的负载效率，筛选合适的负载比。用不同浓度LDH处理稻瘟病菌孢子，考察LDH对稻瘟病菌孢子发育的影响。使用不同浓度的dsRNA-LD... 详细信息

[目的]本文旨在研究层状复合氢氧化物(LDH)对dsRNA抑制稻瘟病的增强效果。[方法]比较LDH与不同比例dsRNA混合的负载效率，筛选合适的负载比。用不同浓度LDH处理稻瘟病菌孢子，考察LDH对稻瘟病菌孢子发育的影响。使用不同浓度的dsRNA-LDH处理稻瘟病菌孢子，检测dsRNA-LDH对稻瘟病菌孢子附着胞形成的抑制作用。使用稻瘟病菌侵染水稻，考察LDH增强dsRNA防治稻瘟病的效果。[结果]在100 ng·μL-1浓度条件下LDH不仅不影响稻瘟病菌孢子发育还可以增强dsRNA稳定性及其对稻瘟病菌孢子附着胞形成的抑制作用。与对照相比，dsRNA-LDH处理组的水稻发病症状明显减弱。[结论] LDH可以明显增强dsRNA对稻瘟病的防治效果。dsRNA-LDH具有开发成为高效绿色环保RNAi药剂的潜力和价值。

关键词：稻瘟病 LDH SIGS RNAi药剂

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电纺纳米纤维诱导LDH生长促进CO_(2)分离

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膜科学与技术 2023年第6期43卷 35-43页

作者：李子恒郑文姬代岩吴雪梅阮雪华王汉利杨振东贺高红大连理工大学精细化工国家重点实验室膜科学与技术研究开发中心大连116024 大连理工大学盘锦产业技术研究院盘锦124221 山东华夏神舟新材料有限公司淄博256401

先进的功能膜材料是实现高效膜分离的关键,要求兼顾选择性和渗透通量。层状双金属氢氧化物(LDH)表面存在丰富的-OH基团,对CO_(2)具有较高吸附选择性。利用晶种外延生长策略(SES),通过溶剂热合成在电纺纤维载体上诱导生长LDH,并用聚乙二... 详细信息

先进的功能膜材料是实现高效膜分离的关键,要求兼顾选择性和渗透通量。层状双金属氢氧化物(LDH)表面存在丰富的-OH基团,对CO_(2)具有较高吸附选择性。利用晶种外延生长策略(SES),通过溶剂热合成在电纺纤维载体上诱导生长LDH,并用聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)在纤维间隙间原位光聚合得到致密的PEO/HPAN-LDH MMM,用于CO_(2)的高效分离。研究结果表明,沿纤维连续的低结晶LDH具有丰富的亲CO_(2)基团提供连续亲和CO_(2)的传递通路。通过增加LDH生长次数,提高LDH的担载量。性能最佳的PEO/HPAN-LDH-2 MMM的CO_(2)渗透性能为132.1 Barrer,CO_(2)/N_(2)选择性高达99.4,相较于PEO/HPAN MMM,CO_(2)渗透性能提升46.8%,CO_(2)/N2选择性提升25.8%。

关键词：静电纺丝诱导 HPAN LDH CO_(2)分离膜混合基质膜

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LDH预处理溶胶凝胶封闭对铝合金阳极氧化膜耐蚀性的影响

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表面技术 2023年

作者：陈高红肖鉴杨浩东于美北京航空材料研究院北京市先进铝合金材料及应用工程技术研究中心北京航空航天大学材料科学与工程学院

目的本文开发了一种新型LDH预处理溶胶凝胶封闭工艺，获得了高耐蚀性的封闭阳极氧化膜层。方法用LDH预处理溶胶凝胶封闭法对阳极氧化铝合金进行表面处理，采用场发射扫描电镜、原子力显微镜对氧化膜封闭前后进行微观形貌表征，通过接... 详细信息

目的本文开发了一种新型LDH预处理溶胶凝胶封闭工艺，获得了高耐蚀性的封闭阳极氧化膜层。方法用LDH预处理溶胶凝胶封闭法对阳极氧化铝合金进行表面处理，采用场发射扫描电镜、原子力显微镜对氧化膜封闭前后进行微观形貌表征，通过接触角测试评价阳极氧化膜层表面的润湿性能，通过浸泡试验、电化学阻抗谱对阳极氧化膜的耐蚀性进行研究，并与传统沸水封闭工艺进行比较。结果在LDH预处理之后，膜层表面被一层致密的LDH覆盖，多孔结构和孔洞缺陷均消失。涂覆溶胶凝胶后，膜层表面均匀平整，无明显缺陷。与沸水封闭相比，LDH预处理溶胶凝胶封闭的氧化膜具有更平整均匀的表面和更低的粗糙度，接触角为92.3°，具有疏水性。在3.5wt.%NaCl溶液中浸泡15天后，膜层的|Z|0.01Hz仍可达到6.79×106Ω·cm2，相比传统沸水封闭法高出两个数量级。膜层具有良好的长期耐蚀性，主要机理为LDH的铝合金氧化膜空隙和表面生长出双片层状的LiAl-LDH，表面膜层更致密，片层结构一定程度上阻挡了腐蚀溶液的入侵，同时使得膜层表面存在更多的-OH基团，在溶胶凝胶封闭时提供了更多的反应位点，促进溶胶凝胶涂层与基体之间的结合，有效阻挡了外界溶液对基体的入侵，因此延缓了腐蚀。结论 LDH预处理溶胶凝胶封闭提高了铝合金阳极氧化膜的致密性和表面疏水性，有效提高了膜层的耐蚀性能。

关键词：铝合金阳极氧化溶胶凝胶法封闭改性 LDH 耐蚀性

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电纺纳米纤维诱导LDH生长促进CO分离

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膜科学与技术 2023年

作者：李子恒郑文姬代岩吴雪梅阮雪华王汉利杨振东贺高红大连理工大学精细化工国家重点实验室膜科学与技术研究开发中心山东华夏神舟新材料有限公司大连理工大学盘锦产业技术研究院

先进的功能膜材料是实现高效膜分离的关键，要求兼顾选择性和渗透通量。层状双金属氢氧化物(LDH)表面存在丰富的-OH基团，对CO2具有较高吸附选择性。利用晶种外延生长策略(SES)，通过溶剂热合成在电纺纤维载体上诱导生长LDH，并用聚乙... 详细信息

先进的功能膜材料是实现高效膜分离的关键，要求兼顾选择性和渗透通量。层状双金属氢氧化物(LDH)表面存在丰富的-OH基团，对CO2具有较高吸附选择性。利用晶种外延生长策略(SES)，通过溶剂热合成在电纺纤维载体上诱导生长LDH，并用聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)在纤维间隙间原位光聚合得到致密的PEO/HPAN-LDH MMM，用于CO2的高效分离。研究结果表明，沿纤维连续的低结晶LDH具有丰富的亲CO2基团提供连续亲和CO2的传递通路。通过增加LDH生长次数，提高LDH的担载量。性能最佳的PEO/HPAN-LDH-2 MMM的CO2渗透性能为132.1 Barrer，CO2/N2选择性高达99.4，相较于PEO/HPAN MMM，CO2渗透性能提升46.8%，CO2/N2选择性提升25.8%。

关键词：静电纺丝诱导 HPAN LDH CO 分离膜混合基质膜

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