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水系锌离子电池正极的改性策略及发展展望

储能科学与技术 2025年

作者：尹朝莛郭威王金鑫孟洋西北工业大学化学与化工学院

伴随着国家“碳达峰”和“碳中和”政策的实施，新型电化学储能技术的开发已成为新型电力系统和能源转型的重要支撑。在各种储能设备中，水系锌离子电池具有资源丰富、理论比容量高、经济性和安全性好等优点而受到广泛关注，但其快速发... 详细信息

伴随着国家“碳达峰”和“碳中和”政策的实施，新型电化学储能技术的开发已成为新型电力系统和能源转型的重要支撑。在各种储能设备中，水系锌离子电池具有资源丰富、理论比容量高、经济性和安全性好等优点而受到广泛关注，但其快速发展亟待在电极材料的技术难题上实现突破。现阶段的水系锌离子电池正极材料普遍存在三方面的问题，这使其难以在复杂服役条件下高性能长续航应用。本文从水系锌离子电池的发展历程出发，通过对近期相关文献的探讨，系统阐述了水系锌离子电池正极材料常见的四类储能机制，总结了锰基材料、钒基材料、有机材料三类常见正极材料存在的固有电导率低、离子传输速度慢、材料结构稳定性差等问题，重点介绍了构建新颖微观结构、氧空位浓度调控、层间结构调控、增加材料疏水性四种性能提升策略及相应的研究进展，最后，展望了正极材料的研究发展前景和在材料复合方法、研究领域拓展和表征测试技术等方面的具体方向，为高性能水系锌离子电池的设计开发提供参考和借鉴。

关键词：水系锌离子正极储能机制调控策略

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生物固碳效益评价的发展和挑战

过程工程学报 2025年第2期 129-141页

作者：王梦蝶夏雪王丹秦钊彭祉尧重庆大学化学化工学院

空气中二氧化碳(Carbon Dioxide, CO2)浓度逐步上升，全球变暖问题日益严重。目前全球已有120多个国家提出了碳中和目标，碳捕集、碳封存和碳转化技术受到学术界和工业界的高度重视。生物固碳技术因反应条件温和、绿色环保及反应产品应... 详细信息

空气中二氧化碳(Carbon Dioxide, CO2)浓度逐步上升，全球变暖问题日益严重。目前全球已有120多个国家提出了碳中和目标，碳捕集、碳封存和碳转化技术受到学术界和工业界的高度重视。生物固碳技术因反应条件温和、绿色环保及反应产品应用范围广等特点，在碳中和背景下显示出良好的工业应用潜力。然而，要真正实现可持续发展，必须采用有效评价策略用以量化生物固碳效益。但目前的生物固碳效益评价方法多种多样，缺乏统一的科学评估框架。为了促进生物固碳效益评价的发展，本文综述了基因组规模代谢网络模型(Genome-ScaleMetabolicNetworkModel,GSM)和生命周期评价(LifeCycle Assessment, LCA)在生物固碳评价中的应用，重点分析了这两种方法在生物固碳效益评价中的瓶颈问题。此外，本综述还对生物固碳效益评价的未来发展方向进行了系统展望，阐述了机器学习应用的显著优势，指出了基于原子经济性(Atomic Economy,AE)的科学评估指标，规范了数据获取的基本框架，并分析了构建多层次评估框架的重要突破。要点：(1)综述了GSM模型、LCA在生物固碳效益评价中的应用。(2)重点分析GSM模型、LCA在生物固碳效益评价中的瓶颈问题。(3)系统性展望生物固碳效益评价的未来发展方向。

关键词：生物固碳效益评价基因组规模代谢网络生命周期评价机器学习原子经济性多层次评价框架

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基于光、电驱动促进海水中铀和锂提取的研究进展

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化工学报 2025年

作者：杨雅南常胜然薛松林潘建明邢卫红江苏大学化学化工学院

铀、锂的富集和分离对绿色能源和工业升级具有重要意义。海水中铀、锂的储量是陆地的数千倍，但浓度极低，从海水中高效提取铀、锂，已成为化学、材料、能源与催化领域的研究前沿之一，基于光电驱动的还原吸附分离技术发展迅速。本文介... 详细信息

铀、锂的富集和分离对绿色能源和工业升级具有重要意义。海水中铀、锂的储量是陆地的数千倍，但浓度极低，从海水中高效提取铀、锂，已成为化学、材料、能源与催化领域的研究前沿之一，基于光电驱动的还原吸附分离技术发展迅速。本文介绍了光电驱动促进海水中铀和锂提取的研究进展，重点介绍了典型光电驱动提取材料与过程，总结了光、电驱动海水中分离锂和铀的性能及优缺点。基于光电驱动的新策略对锂和铀提取展现出了更快的吸附动力和更强的捕获能力，分析总结了海水提铀和锂中的能量消耗及成本效益，并展望了光电驱动促进海水中铀和锂提取研究的发展趋势，旨在为设计开发新型海水提铀和提锂的光电提取材料设计提供启示。

关键词：铀锂海水分离光电驱动

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磁场诱导梯度水凝胶的制备及其致动性能研究

现代化工 2025年第1期45卷 170-177页

作者：张伟腾郑奥从怀萍合肥工业大学化学与化工学院安徽合肥230009

采用酸刻蚀和高温热分解法合成了2D超顺磁性Fe_(3)O_(4)-MXene纳米片,以Fe_(3)O_(4)-MXene纳米片和聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)为原料开发了一种各向异性梯度水凝胶致动器。结果表明,Fe_(3)O_(4)-MXene纳米片在水凝胶前溶液中垂直向下移... 详细信息

采用酸刻蚀和高温热分解法合成了2D超顺磁性Fe_(3)O_(4)-MXene纳米片,以Fe_(3)O_(4)-MXene纳米片和聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)为原料开发了一种各向异性梯度水凝胶致动器。结果表明,Fe_(3)O_(4)-MXene纳米片在水凝胶前溶液中垂直向下移动,产生增量含量梯度,交联固定后得到各向异性梯度的网络结构。水凝胶在厚度上形成不同尺寸的孔径,在远离磁体的一侧孔具有相对较大的尺寸,约有50μm,在靠近磁体附近尺寸逐渐减小到约5μm。Fe_(3)O_(4)-MXene纳米片赋予水凝胶优异光热效应,在近红外光的照射下能够实现多种可逆的形状变化和仿生软机器人的功能。

关键词： Fe_(3)O_(4)-MXene磁性纳米片 N-异丙基丙烯酰胺光聚合梯度水凝胶软机器人

Co_(n)Cu_(1)O_(x)@NF催化剂的制备及其催化甲苯氧化性能

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石油炼制与化工 2025年第3期56卷 18-26页

作者：刘文举潘达袁凯龙张政侯亚芳冯秋悦党丹王少锋河南工业大学化学化工学院郑州450001

以泡沫镍(NF)为载体,采用原位电沉积法制备了不同Co/Cu物质的量比的整体式催化氧化催化剂Co_(n)Cu_(1)O_(x)@NF(n为Co Cu物质的量比,n为0.5,1,2,3)。其中,在原料甲苯质量浓度为1000 mg/m^(3)、空速为15000 mL(g·h)的条件下,Co_(3)Cu_(1... 详细信息

以泡沫镍(NF)为载体,采用原位电沉积法制备了不同Co/Cu物质的量比的整体式催化氧化催化剂Co_(n)Cu_(1)O_(x)@NF(n为Co Cu物质的量比,n为0.5,1,2,3)。其中,在原料甲苯质量浓度为1000 mg/m^(3)、空速为15000 mL(g·h)的条件下,Co_(3)Cu_(1)O_(x)@NF催化甲苯氧化降解的性能最佳,其T_(20)(达到20%转化率时所对应的温度)和T 90(达到90%转化率时所对应的温度)分别为201℃和219℃。此外,Co_(3)Cu_(1)O_(x)@NF催化甲苯氧化的表观活化能最小(21.79 kJ/mol),且其在40 h的稳定性测试中,催化活性并没有出现下降,具有优异的稳定性。通过一系列表征手段探究Co_(3)Cu_(1)O_(x)@NF催化性能优异的原因,结果表明,Co_(3)Cu_(1)O_(x)@NF催化剂表面具有三维网状结构,活性物质已成功负载且分散均匀,具有最高的Co^(3+)/Co^(2+)物质的量比和O_(ads)/O_(Latt)物质的量比,并具有丰富的氧缺陷和优异的氧化还原性能。

关键词：催化氧化整体式催化剂甲苯泡沫镍电沉积

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类玻璃高分子流变学研究进展

高分子通报 2025年第2期38卷 298-316页

作者：谢欣宇谢星雨张凡郑宗宜方华高丁运生合肥工业大学化学与化工学院合肥230009

自兼具热固性和热塑性优点的类玻璃高分子材料的概念提出以来,类玻璃高分子材料展现出了广阔的发展前景,相关研究受到学术界的广泛关注。类玻璃高分子的使用性能、再加工能力和自修复等特性都与其流变性质密切相关。本文综述了类玻璃高... 详细信息

自兼具热固性和热塑性优点的类玻璃高分子材料的概念提出以来,类玻璃高分子材料展现出了广阔的发展前景,相关研究受到学术界的广泛关注。类玻璃高分子的使用性能、再加工能力和自修复等特性都与其流变性质密切相关。本文综述了类玻璃高分子材料流变学的研究现状与进展,旨在总结分析类玻璃高分子材料流变学研究的主要方法以及探讨影响类玻璃高分子流变学性质的主要因素,讨论流变学研究促进其在高性能涂料等领域应用的作用,提出当前类玻璃高分子材料流变学研究中面临的亟待解决的关键问题,为后续研究提供思路及建议。

关键词：类玻璃高分子流变学表征方法影响因素

平面集成TVS二极管对半导体桥火工品换能元性能的影响因素

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含能材料 2025年第1期33卷 73-81页

作者：陶禹任王磊周彬王军南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094

为探究平面集成瞬态抑制二极管(TVS)对半导体桥(SCB)火工品换能元性能的影响因素以及规律,通过电容放电发火实验,研究了平面集成TVS二极管的并联数量与击穿电压对半导体桥火工品换能元的电爆性能的影响,并通过500 pF/500Ω/25 kV静电放... 详细信息

为探究平面集成瞬态抑制二极管(TVS)对半导体桥(SCB)火工品换能元性能的影响因素以及规律,通过电容放电发火实验,研究了平面集成TVS二极管的并联数量与击穿电压对半导体桥火工品换能元的电爆性能的影响,并通过500 pF/500Ω/25 kV静电放电实验,研究了其对半导体桥火工品换能元的静电可靠性能的影响。结果表明,当激励能量使单个平面集成TVS二极管单位时间吸收的能量接近上限时,增加平面集成TVS二极管并联数量会延长SCB火工品换能元的爆发时间,影响SCB火工品换能元正常爆发,反之,若激励能量不足以使单个平面集成TVS二极管单位时间吸收的能量接近其上限,则SCB火工品换能元爆发性能不会随并联平面集成TVS二极管的数量变化而变化;当激励电压大于平面集成TVS二极管的击穿电压时,TVS二极管击穿电压越低,SCB火工品换能元的爆发时间越长,爆发能量越大,甚至影响SCB火工品换能元正常爆发;降低平面集成TVS二极管的击穿电压、增加并联数量都能够提高SCB火工品换能元的静电可靠性能;设计桥区尺寸为350μm(W)×100μm(L)×2μm(H)的抗静电集成半导体桥芯片时可以集成两个击穿电压略低于14 V或一个击穿电压略高于7 V的TVS二极管。

关键词：抗静电集成半导体桥芯片火工品 TVS二极管电爆性能

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生物润滑用聚合物材料研究进展

日用化学工业(中英文) 2025年第1期55卷 12-25页

作者：侯仕达彭平刘远康颜静闫毅西北工业大学化学与化工学院陕西西安710129

生物体不同组织维系正常的生理功能离不开天然润滑剂对组织摩擦界面的润滑作用。当组织界面因各种因素导致润滑功能丧失时,即需要依靠功能性外源润滑材料提供润滑功能。本研究在详细介绍天然润滑剂的种类及生物界面润滑机制的基础上,综... 详细信息

生物体不同组织维系正常的生理功能离不开天然润滑剂对组织摩擦界面的润滑作用。当组织界面因各种因素导致润滑功能丧失时,即需要依靠功能性外源润滑材料提供润滑功能。本研究在详细介绍天然润滑剂的种类及生物界面润滑机制的基础上,综述了近年来国内外对于不同组织摩擦界面的润滑策略和聚合物润滑材料构建方面的研究进展。重点总结了用于皮肤保湿润滑、关节软骨润滑、黏膜润滑、抗组织粘连和医用导管润滑等聚合物材料的作用机理、润滑性能和兼具的生物学功能,强调了这些聚合物材料在降低组织摩损和促进受损组织修复方面的独特贡献。此外,还对聚合物润滑材料的功能性优化和应用开发进行了前瞻性展望,希望为聚合物材料在生物组织界面润滑领域的未来发展提供一定的指导作用。

关键词：生物润滑剂润滑机制聚合物仿生润滑

Mo掺杂FeS超薄纳米片电催化氮气还原合成氨的研究

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现代化工 2025年第1期45卷 100-104页

作者：张刚范旭卓张鉴定何雨晴郑栋程盛合肥工业大学化学与化工学院安徽合肥230009

超薄二维纳米片因其独特的尺寸依赖性而引起了人们的关注。然而,超薄纳米片合成方法以及纯的超薄片性能有待优化。建立了一种易于制备的不同Mo物质的量掺杂FeS超薄纳米片的合成方法,通过Mo掺杂FeS超薄纳米片调节活性位点的电子结构和环... 详细信息

超薄二维纳米片因其独特的尺寸依赖性而引起了人们的关注。然而,超薄纳米片合成方法以及纯的超薄片性能有待优化。建立了一种易于制备的不同Mo物质的量掺杂FeS超薄纳米片的合成方法,通过Mo掺杂FeS超薄纳米片调节活性位点的电子结构和环境、缓冲多种反应中间体、促进N_(2)的吸收、降低电位测定步骤的能垒、加速催化过程来提高电催化氮还原反应(eNRR)的活性和选择性。结果表明,无贵金属催化剂Mo-FeS在eNRR中表现出高效催化性能,在0.1 mol/L Na_(2)SO_(4)、-0.1 V下(相对可逆氢电极)产氨速率为10.79μg/(h·cm^(2))。

关键词：胶体合成超薄纳米片氮气还原硫化铁 Mo掺杂