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拓展燃烧范围:通过景观设计途径推进土地-火烧管理

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景观设计学（中英文） 2024年第2期12卷 86-93页

作者：埃米莉·施里克曼布雷特·米利根美国加利福尼亚大学戴维斯分校人类生态学系戴维斯95616

近年来,气候变化加剧、土地利用变化及火灾机制改变等因素增加了灾难性野火的风险。为此,全球范围内开始越来越多地采用景观管理工具来应对此类问题,例如利用有益火烧来减少可燃物堆积、改善生物栖息地和支持生态文化活动。有益火烧包... 详细信息

近年来,气候变化加剧、土地利用变化及火灾机制改变等因素增加了灾难性野火的风险。为此,全球范围内开始越来越多地采用景观管理工具来应对此类问题,例如利用有益火烧来减少可燃物堆积、改善生物栖息地和支持生态文化活动。有益火烧包括多种形式,如文化火烧、计划火烧,以及允许自然野火在安全前提下燃尽。以往,从事景观规划与设计的专业人员往往通过空间设计来抑制和消除火烧,以防止火烧带来的负面影响。然而,本文强调了多方共同决策的必要性,认为应肯定并充分利用火烧的效用。文章探讨了景观设计师如何拓展他们的野火适应性工具箱,以整合土地-火烧管理技术。文章还指出,景观设计师应把握是否在易燃区域实施项目开发的决策主动权,与现有火烧管理者展开积极合作(获取相关经验或将其纳入项目团队),甚至亲身参与火烧管理工作。

关键词：气候变化适应有益火烧文化火烧计划火烧火灾抑制野火利用

集成有CNTs和Ni-Ni(OH)_(2)异质结构的电解析氢自支撑薄膜催化剂

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第7期62卷 287-295页

作者：赵万成马加朋田栋康宝涛夏方诠成婧吴亚军王梦遥武刚济南大学化学化工学院山东济南250022 纽约州立大学布法罗分校化学与生物工程系纽约美国

氢气是一种重要的能量储存载体.通过电解水析氢的方式,可以将其他可再生能源转化为电能,并以化学能的形式储存于氢气中.为了提高电解析氢过程的能量转化效率、降低能耗,需要高活性的析氢催化剂.这些催化剂不仅应具有巨大的比表面积,还... 详细信息

氢气是一种重要的能量储存载体.通过电解水析氢的方式,可以将其他可再生能源转化为电能,并以化学能的形式储存于氢气中.为了提高电解析氢过程的能量转化效率、降低能耗,需要高活性的析氢催化剂.这些催化剂不仅应具有巨大的比表面积,还应具备适中的氢吸附能和较强的解离水的能力.铂基催化剂在电解析氢方面展现出了显著的优势,而同族的镍基催化剂因其高性价比而备受关注.然而,在电解析氢过程中,镍基催化剂存在氢吸附强度高和解离水能力弱两个重要缺陷,这导致析氢过程动力学不理想.因此,本文的研究思路是探索如何在镍基催化剂中引入功能性组分,以平衡氢吸附能和催化水解离的能力,从而实现析氢性能的提升.研究表明,碳纳米管(CNTs)可以改善催化剂的电解析氢性能,而Ni(OH)_(2)则可以提升催化剂解离水的能力.因此,本文采用复合电沉积法制得CNTs-Ni薄膜,并通过原位氧化在其表面形成Ni-Ni(OH)_(2)异质结构,构建了包含CNTs和Ni-Ni(OH)_(2)两种功能组分的CNTs-Ni-Ni(OH)_(2)薄膜.该薄膜展现出与Pt/C相当的析氢活性和更出色的稳定性.微观形貌分析显示,CNTs的引入使CNTs-Ni薄膜具有复杂的三维结构,镍以高度褶皱的微球形态均匀负载在CNTs表面,形成巨大的比表面积.电化学测试和模拟计算结果证实,CNTs-Ni薄膜的析氢活性较纯镍有显著提高,这归因于其巨大的电化学活性面积以及CNTs对析氢过程动力学的积极影响.当优化沉积时间和CNTs表面镍的负载量时,CNTs-Ni薄膜的电化学活性面积和析氢活性均得到显著提升.进一步氧化处理后,通过X射线光电子能谱和X射线衍射等测试手段证实了Ni-Ni(OH)_(2)异质结构的形成,并观察到电化学活性面积的增大和析氢活性的改善.此外,深入研究发现,随着氧化时间的延长,单位电化学活性面积上的析氢活性出现下降.结合析氢过程的背景电流分析推测,在析氢过程中CNTs-Ni-Ni(OH)_(2)表面发生氢氧化镍的还原,重新生成的镍活性位点对提升析氢过程动力学起到关键作用.但过长的氧化时间可能会破坏镍活性位点的再生.基于此理论构建的计算模型验证了CNTs和异质结构对析氢活性的协同增强作用,使氢的吸附自由能达到理想值,理论上氢在复合薄膜表面的析出过电位接近于0 V.因此,在碱性溶液中,集成有CNTs和Ni-Ni(OH)_(2)异质结构的CNTs-Ni-Ni(OH)_(2)析氢催化剂表现出优异的性能,其氢气起始析出电位为0 V,当阴极电流密度分别为10和50 mA/cm^(2)时,析氢过电位也仅为65和109 mV.综上所述,本文通过复合电沉积和原位氧化的方式获得了CNTs-Ni-Ni(OH)_(2)自支撑析氢催化剂,不仅体现出明显的几何效应,而且也对析氢过程的动力学产生了积极影响.这种整合多种功能性组分的方式,为未来设计和制备高活性、高性价比的电解析氢材料提供了新的思路.

关键词： Ni-Ni(OH)_(2)异质结构电解催化剂析氢反应碳纳米管吸附自由能

基于金属-配体共轭界面键的纳米粒子内电荷离域:金属d电子的影响（英文）

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Chinese Journal of Chemical Physics 2018年第4期31卷 433-438,613页

作者：彭益 Eduardo Y.Hirata 潘万章陈丽梅吕家恩陈少伟美国加利福尼亚大学圣克鲁兹分校化学与生物化学系

过去研究表明，当金属纳米粒子被有机配体修饰形成界面共轭的“金属-配体”共价键时，会出现特殊的粒子内电子离域现象，然而对于不同金属对此现象的影响却缺少系统研究．本文介绍了合成了乙基苯乙炔修饰的d区元素（包括4d的钌、铑和钯... 详细信息

过去研究表明，当金属纳米粒子被有机配体修饰形成界面共轭的“金属-配体”共价键时，会出现特殊的粒子内电子离域现象，然而对于不同金属对此现象的影响却缺少系统研究．本文介绍了合成了乙基苯乙炔修饰的d区元素（包括4d的钌、铑和钯，5d的铱、铂和金纳米粒子的方法，并通过对比研究其光电性质，阐明了金属元素d电子对其粒子内电子离域现象的影响．博里叶转换红外光谱和光致发光光谱测量结果均表明，在同一周期的金属元素中，随着d电子数的增加，粒子内电子离域现象逐渐增强．然而钯却表现异常，这可能与其异常低的电子亲和能相关．

关键词：纳米颗粒 d电子炔基界面键粒子内电子离域

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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

拓展燃烧范围：通过景观设计途径推进土地-火烧管理（英文）

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景观设计学(中英文） 2024年第2期 85-92页

作者：埃米莉·施里克曼布雷特·米利根美国加利福尼亚大学戴维斯分校人类生态学系

近年来，气候变化加剧、土地利用变化及火灾机制改变等因素增加了灾难性野火的风险。为此，全球范围内开始越来越多地采用景观管理工具来应对此类问题，例如利用有益火烧来减少可燃物堆积、改善生物栖息地和支持生态文化活动。有益火烧... 详细信息

近年来，气候变化加剧、土地利用变化及火灾机制改变等因素增加了灾难性野火的风险。为此，全球范围内开始越来越多地采用景观管理工具来应对此类问题，例如利用有益火烧来减少可燃物堆积、改善生物栖息地和支持生态文化活动。有益火烧包括多种形式，如文化火烧、计划火烧，以及允许自然野火在安全前提下燃尽。以往，从事景观规划与设计的专业人员往往通过空间设计来抑制和消除火烧，以防止火烧带来的负面影响。然而，本文强调了多方共同决策的必要性，认为应肯定并充分利用火烧的效用。文章探讨了景观设计师如何拓展他们的野火适应性工具箱，以整合土地-火烧管理技术。文章还指出，景观设计师应把握是否在易燃区域实施项目开发的决策主动权，与现有火烧管理者展开积极合作（获取相关经验或将其纳入项目团队），甚至亲身参与火烧管理工作。

关键词：气候变化适应有益火烧文化火烧计划火烧火灾抑制野火利用

吡丙醚作为保幼激素模拟物用于蚊虫控制的优势

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中国热带医学 2024年第6期24卷 627-636页

作者：苏天运刘洪霞绿色媒介治理有限公司美国加利福尼亚州925062 山东大学公共卫生学院山东济南250012 上海市疾病预防控制中心病媒生物控制科上海200336

随着新的媒介种类的出现和现存种类的种群增长,蚊虫及其传播疾病仍然是人类主要的公共卫生危害之一。由于缺乏疫苗以及有效的药物治疗,防控蚊媒病唯一可持续的关键措施是蚊虫控制。相较于控制成蚊,使用灭幼剂控制蚊虫孳生地更为有效可... 详细信息

随着新的媒介种类的出现和现存种类的种群增长,蚊虫及其传播疾病仍然是人类主要的公共卫生危害之一。由于缺乏疫苗以及有效的药物治疗,防控蚊媒病唯一可持续的关键措施是蚊虫控制。相较于控制成蚊,使用灭幼剂控制蚊虫孳生地更为有效可行。但目前可用的灭幼剂为数不多。这些可用的灭幼剂主要包括微生物制剂、昆虫生长调节剂和其他选项(比如植物源杀虫剂)。在昆虫生长调节剂领域,保幼激素模拟物在研发和使用领域均受到了广泛关注。吡丙醚于20世纪70年代早期由日本住友化学首次合成,其潜在杀虫作用和安全性已在很多有害节肢动物的控制上得到充分认可。本次述评介绍了吡丙醚的一般信息,并重点强调其以下优势:独特的模拟天然保幼激素活性的作用机理,广泛的靶生物谱,与其他所有已知的或者潜在的灭幼剂相比具有较高的生物活性,很低的抗性风险,不易产生交叉抗性,而且对覆蚊亚属有很高的杀灭活性。由于吡丙醚能影响成蚊生殖和寿命而越来越多地被尝试用于饵剂,绿篱喷洒以及蚊帐处理来杀灭成蚊。吡丙醚和其代谢物在环境中的残留和潜在影响,值得进一步评估。无论是现在或可预见的将来吡丙醚在蚊虫控制上都是一个不可或缺的重要工具。

关键词：吡丙醚保幼激素模拟物生物合理杀虫剂抗性治理

通过拟单晶扫描电化学池显微镜研究银上析氢反应动力学

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Chinese Journal of Catalysis 2022年第12期43卷 3170-3176页

作者：王雨菲李明阳 Emma Gordon 任航德克萨斯大学奥斯汀分校化学系美国奥斯汀德克萨斯迈阿密大学化学与生物化学系美国

阐明电催化剂的结构与其活性之间的关系对于电化学能量转化和储存具有重要的意义.然而,催化剂表面结构的异质性为提示真正的构效关系带来了挑战:催化剂表面通常包括不同的平面,采用常规方法总体测得的平均催化活性无法代表单一晶体结构... 详细信息

阐明电催化剂的结构与其活性之间的关系对于电化学能量转化和储存具有重要的意义.然而,催化剂表面结构的异质性为提示真正的构效关系带来了挑战:催化剂表面通常包括不同的平面,采用常规方法总体测得的平均催化活性无法代表单一晶体结构的电化学活性.因此,本文采用扫描电化学池显微镜(SECCM)结合同位置电子背散射衍射(EBSD)来直接揭示电催化剂局部表面电化学活性与其晶体结构间的关系.以多晶银表面为例,通过测量金属银局部表面析氢反应活性与其晶面取向之间的关系来揭示催化活性位点的电化学性质.SECCM和EBSD结果表明,当晶面靠近{111}时,析氢反应的电流密度较高;而靠近{110}晶面时,则塔菲尔曲线的斜率较低.同时,实验发现塔菲尔曲线的斜率随着原子台阶密度的增加而减小.综上,本文采用扫描电化学池显微镜与电子背散射衍射相结合的方法,更精细地分析了金属银局部表面析氢反应活性与其结构间的关系,为设计制备高活性电催化剂,以及今后针对其他复杂结构电化学体系的界面动力学研究等提供新的思路.

关键词：析氢反应动力学银拟单晶扫描电化学池显微镜

厌氧发酵中硝态氮和亚硝态氮对己酸巨球菌产酸性能的影响机制

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环境科学研究 2024年第5期37卷 1046-1054页

作者：王泽宇范红叶刘灵秀柏萌薇陈浚浙江树人学院交叉科学研究院浙江省污染暴露与健康干预重点实验室浙江杭州310015 浙江树人学院生物与环境工程学院浙江杭州310015 浙江师范大学地理与环境科学学院浙江金华321004 浙江工业大学环境学院浙江杭州310014 拉科鲁尼亚大学理学院化学与生物学跨学科中心拉科鲁尼亚15001

目前有机废弃物在厌氧发酵方面引起了极大的关注,然而在发酵过程中不可避免地会积累硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和亚硝态氮(NO_(2)^(-)-N),它们对链延长微生物在脂肪酸合成过程中的影响尚鲜见报道.为了揭示无机氮污染对厌氧发酵过程可能产生... 详细信息

目前有机废弃物在厌氧发酵方面引起了极大的关注,然而在发酵过程中不可避免地会积累硝态氮(NO_(3)^(-)-N)和亚硝态氮(NO_(2)^(-)-N),它们对链延长微生物在脂肪酸合成过程中的影响尚鲜见报道.为了揭示无机氮污染对厌氧发酵过程可能产生的影响及其机理,探究了1、3、5 g/L的NO_(3)^(-)-N和NO_(2)^(-)-N对Megasphaera hexanoica(己酸巨球菌)厌氧发酵过程中己酸生产性能的影响.结果表明:①1、3、5 g/L的NO_(3)^(-)-N对菌株的生长代谢特性无明显促进或抑制作用,而同浓度的NO_(2)^(-)-N则严重抑制了菌株的生长代谢和己酸产生,其中5 g/L的NO_(2)^(-)-N导致菌株最大生长量仅为2.21 g/L,显著低于对照组的5.83 g/L,同时菌株的乳酸消耗量和己酸产量也分别从5.9和3.8 g/L降至2.2和1.1 g/L.②进一步的代谢活性实验表明,5 g/L的NO_(2)^(-)-N抑制了碳源氧化〔还原型辅酶Ⅰ产量为6.2 nmol/(mg·protein)〕和能量运输〔电子传递系统活性为0.04 mg/(g·protein·min)〕,且导致了菌株膜完整性受到破坏(乳酸脱氢酶释放量为92 mU/mL)以及胞外聚合物分泌增加(多糖含量为94 mg/L).③己酸巨球菌的基因表达结果显示,NO_(2)^(-)-N显著降低了链延长相关功能基因的表达丰度.研究显示,NO_(2)^(-)-N作为厌氧发酵液中的常见污染物,通过抑制己酸巨球菌中链延长相关基因和酶的代谢活性,从而显示出对己酸合成的明显抑制作用.

关键词：亚硝酸己酸巨球菌(Megasphaera hexanoica) 链延长己酸胞外聚合物

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模板辅助合成氮掺杂的多孔碳基氧还原电催化剂的研究进展（英文）

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电化学 2017年第2期23卷 110-122页

作者：牛文翰黎立桂陈少伟华南理工大学环境与能源学院新能源研究中心广东广州510006 美国加利福尼亚大学圣克鲁兹分校化学与生物化学系/美国加利福尼亚州圣克鲁兹市950641

氮掺杂的多孔碳材料有望能取代当前普遍应用于质子交换膜燃料电池和金属-空气电池阴极中的贵金属氧还原催化剂,因而备受关注.模板辅助合成技术作为一种可靠、通用的方法已经在多孔碳电催化剂的制备中得到了广泛的应用.在碳基ORR电催化剂... 详细信息

氮掺杂的多孔碳材料有望能取代当前普遍应用于质子交换膜燃料电池和金属-空气电池阴极中的贵金属氧还原催化剂,因而备受关注.模板辅助合成技术作为一种可靠、通用的方法已经在多孔碳电催化剂的制备中得到了广泛的应用.在碳基ORR电催化剂中,其ORR活性受到诸多因素的影响,如掺杂剂的浓度及其在碳上的分子掺杂态、孔洞结构、比表面积以及碳基材料的导电性等.本文对近期氮掺杂多孔碳电催化剂的设计、制备、功能化及其在氧还原电催化中的应用研究进展进行了总结,同时展望了模板辅助合成法的一些发展趋势.

关键词：氧还原反应氮掺杂多孔碳模板辅助合成热可移模板