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实现稳定光电化学水分解的自修复机制

Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 158-170页

作者：冯超李严波电子科技大学基础与前沿研究院四川成都610054

随着全球经济的持续增长,人类社会对能源的需求也在不断攀升.然而,传统的化石燃料无法再生,并且由于其过度消耗而引发的环境问题日益凸显,这使得寻找清洁、可持续的能源替代品成为当务之急.其中,通过人工光合作用对太阳能进行转化和储... 详细信息

随着全球经济的持续增长,人类社会对能源的需求也在不断攀升.然而,传统的化石燃料无法再生,并且由于其过度消耗而引发的环境问题日益凸显,这使得寻找清洁、可持续的能源替代品成为当务之急.其中,通过人工光合作用对太阳能进行转化和储存是一个理想的能源替代方案.光电化学(PEC)水分解技术可以将太阳能直接转化为氢能,并且在氢燃料的生产和燃烧过程中水是唯一的原料和产物,实现了“零碳”排放的紧密氢循环,整个过程被认为是绿色、可持续的.在过去几十年里,大量关于PEC水分解的研究被报道,尤其是在提高太阳能到氢气(STH)转换效率方面取得了较大的进展.然而,光电极在工况下的长期稳定性问题仍然是制约PEC水分解商业化的主要障碍.为了应对这一挑战,催化领域引入了自修复的概念,并将其扩展应用于提高光电极的稳定性,这为解决其稳定性问题提供了新的策略.因此,有必要对实现稳定PEC水分解的自修复机制进行综述.本文系统综述了不同半导体光吸收体、保护层和助催化剂在工况下的衰减机制.首先,重点探讨了窄带隙半导体材料,如硅基(n-Si或p-Si)或III-V族半导体(GaAs,InP等)在工况下的衰减机制.这些材料受到电解液化学腐蚀的影响,导致其理化性质不稳定.特别是在光照或外加偏压的作用下,腐蚀作用会进一步加剧,严重影响其性能.然后,分析了具有合适带隙的半导体材料的衰减机制.受热力学因素影响,非氧化物半导体,如金属硫化物/硒化物、氮化物、氧氮化物、磷化物等,容易被光生空穴氧化;而金属氧化物半导体,如Cu_(2)O,则容易被光生电子还原.此外,热力学上相对稳定的金属氧化物半导体,如BiVO_(4),受动力学因素影响易发生光腐蚀,导致光吸收物种的溶解和晶格结构的破坏.除了半导体材料本身,表面保护层受到寄生光吸收和针孔现象的限制,导致其保护效果降低.助催化剂同样面临着活性衰减和寄生光吸收带来的挑战,这些因素影响了光电极的整体效率和稳定性.为了应对这些挑战,本文总结了一系列具有自修复机制的损伤修复策略,包括光吸收材料和助催化剂中活性组分的内在自修复、半导体中缺陷位点的内在自修复、保护层中的外在自修复以及表面改性层中自修复薄膜的厚度自限性特征.实现这些自修复机制通常需要结合PEC水分解工况下提供的偏压或光电压,并在电解液中添加失活物种的离子源或额外的修复剂.工况下提供的偏压大小以及添加到电解质中的物种数量和浓度将直接决定PEC水分解的自修复能力.综上,自修复作为维持易腐蚀光电极稳定性的理想方式,具有极大的应用潜力.通过利用更先进的原位分析技术能够更深入地揭示光电极/电解质界面在工况下的动态演变规律,从而更好地从本质上了解PEC水分解系统的损伤机制.针对运行状态下损伤部位的针对性修复,可以建立动态稳定的损伤-修复机制,为实现人工光合作用系统的高效和长期稳定运行提供有力保障.展望未来,需要进一步深入剖析并完善自修复机制,使其成为催化系统开发的一般性设计原则,此外,还应积极探索将自修复机制扩展至更广泛的应用平台和场景中,为推动清洁能源领域的进一步发展贡献更多的解决方案.

关键词：自修复光电化学水分解稳定性半导体光吸收层保护层助催化剂

生物基可降解聚氨酯材料的制备及改性研究进展

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工程塑料应用 2024年第2期52卷 187-192页

作者：杨尚科母艳潇卞军赵威李铜倪可扬江兴玉蔺海兰陈代强常凯军蔡旭光西华大学材料科学与工程学院成都610039 四川大学高分子科学与工程学院成都610065 海南古樽科技有限公司海口570100 常州源自然新材料科技有限公司江苏常州213000

利用生物质资源合成的聚氨酯材料,凭借其生物相容性和可降解性受到国内外的广泛关注。围绕近几年的文献,首先介绍了合成生物基聚氨酯常用的生物基多元醇和生物基异氰酸酯,以及它们的制备方法与结构特点,然后从不同结构的单体、不同扩链... 详细信息

利用生物质资源合成的聚氨酯材料,凭借其生物相容性和可降解性受到国内外的广泛关注。围绕近几年的文献,首先介绍了合成生物基聚氨酯常用的生物基多元醇和生物基异氰酸酯,以及它们的制备方法与结构特点,然后从不同结构的单体、不同扩链剂和复合改性等方面详细概述了生物基可降解聚氨酯的研究进展,阐述了单体的设计与合成、聚合反应原理、生物基可降解聚氨酯的结构、性能以及应用等内容。最后对未来生物基可降解聚氨酯的研究趋势进行了展望。

关键词：聚氨酯生物基高分子材料可降解性研究进展

新型聚苯并噁嗪树脂及其防腐复合材料的研究进展

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塑料工业 2024年第2期52卷 1-7页

作者：张爱萍赵威蔺海兰李鑫康唐钦越金彤彤卞军陈代强常凯军西华大学材料科学与工程学院四川成都610039 四川大学高分子科学与工程学院四川成都610065 海南古樽科技有限公司海南海口570100

本文首先对聚苯并噁嗪树脂(PBZ)的合成路线和反应机理进行了概述,并对比了溶剂法、无溶剂法和悬浮法制备PBZ的优缺点。然后介绍了金属防腐的必要性和紧迫性以及PBZ的性能及在耐腐防腐领域的应用,并指出存在的不足。最后对PBZ及耐腐蚀PB... 详细信息

本文首先对聚苯并噁嗪树脂(PBZ)的合成路线和反应机理进行了概述,并对比了溶剂法、无溶剂法和悬浮法制备PBZ的优缺点。然后介绍了金属防腐的必要性和紧迫性以及PBZ的性能及在耐腐防腐领域的应用,并指出存在的不足。最后对PBZ及耐腐蚀PBZ复合材料的国内外研究进展进行了详细概述,从不同的分子结构设计、共混共聚改性以及添加功能纳米填料等策略分析了PBZ树脂及其复合材料的耐腐蚀性能及机理,以期对PBZ树脂及其耐腐蚀复合材料的发展与应用前景作出展望。本文能为从事高性能聚苯并噁嗪树脂及其复合材料的研究和开发提供有价值的借鉴。

关键词：聚苯并噁嗪树脂复合材料涂层耐腐蚀性能研究进展

ZnO:Na纳米晶室温表面光电压气敏机理的研究

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材料工程 2024年第2期52卷 218-226页

作者：隆小芹哈万•阿仁王展梁玉卿平特伍沙王子强孙翼飞余飞袁欢西南民族大学电子信息学院成都610041 电子科技大学光电科学与工程学院成都610054

采用简单溶胶凝胶法在溅射有Au/Ti叉指电极的PET柔性基底上制备出不同Na掺杂浓度的ZnO纳米晶。通过对样品的微结构和光学性质表征,探究光辅助室温NO_(2)气敏机理与表面光电压之间的联系。X射线衍射(XRD)结果显示所有样品均为六方纤锌矿... 详细信息

采用简单溶胶凝胶法在溅射有Au/Ti叉指电极的PET柔性基底上制备出不同Na掺杂浓度的ZnO纳米晶。通过对样品的微结构和光学性质表征,探究光辅助室温NO_(2)气敏机理与表面光电压之间的联系。X射线衍射(XRD)结果显示所有样品均为六方纤锌矿结构,Na的掺杂并没有出现Na及其氧化物的衍射峰。室温气敏测试结果显示Na掺杂ZnO纳米晶具有优良的室温气敏性能,能够检测到0.94 mg/m^(3)浓度的NO_(2),相对于纯ZnO纳米晶体气敏响应明显提高。表面光电压谱(SPV)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)实验结果表明掺杂ZnO样品的室温气敏性可能与其表面缺陷含量和缺陷能级有关。Na掺杂能够显著增强光生电荷的分离,同时也引入了更多的氧空位(Vo)和活性位点,促进了NO_(2)气体与表面吸附电离氧缺陷的反应。另外光学带隙的蓝移和新产生的缺陷能级也进一步提高了对NO_(2)气体的灵敏度。

关键词： ZnO 掺杂表面光电压谱气敏叉指电极

γ射线辐照对PA66结构和摩擦学性能的影响

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表面技术 2024年第19期53卷 50-60页

作者：欧阳杏张帆肖雨生覃冬龚适汤召华魏仁兵蔡振兵西南交通大学摩擦学研究所成都610031 东方电气集团科学技术研究院有限公司成都611731 西南交通大学附属医院成都市第三人民医院眼科成都610031 四川金核高分子材料有限公司四川眉山620866

目的研究辐照后PA66的分子结构和摩擦学性能变化情况,以及两者之间的联系。方法采用凝胶含量测试、红外光谱测试、XPS测试分析、DSC测试分析等方法研究辐照前后PA66的分子结构变化情况,将辐照前后各剂量PA66以球-平面形式进行往复式摩... 详细信息

目的研究辐照后PA66的分子结构和摩擦学性能变化情况,以及两者之间的联系。方法采用凝胶含量测试、红外光谱测试、XPS测试分析、DSC测试分析等方法研究辐照前后PA66的分子结构变化情况,将辐照前后各剂量PA66以球-平面形式进行往复式摩擦磨损试验,对摩擦因数、磨损率及磨痕形貌进行分析,以研究辐照对PA66摩擦学性能的影响。结果随着辐照剂量的增加,PA66凝胶的质量分数从1.31%增加到60.77%,辐照导致PA66表面含氧官能团含量增加,且在1000kGy剂量下生成了羟基,同时材料结晶度整体随辐照剂量的增加而降低。经辐照后,PA66的摩擦因数从0.49逐渐增至0.615,磨损率从179.3×10^(3)μm^(3)/(N·m)大幅增至2511.7×10^(3)μm^(3)/(N·m)。磨痕中央和边缘的磨损形式的变化趋势不同,磨痕中央始终为黏着形貌,磨痕边缘在剂量增大后从黏着形貌变化为沟壑状形貌。结论PA66在γ射线辐照影响下主要发生分子链间的交联和表面氧化,分子间的交联和辐照破坏了材料内晶体的结构,导致材料的结晶度下降。同时,PA66交联使对磨副运动时剥落表面材料受到更大的阻力,导致材料在黏着和犁削过程的剥落体积更大,经辐照后PA66的摩擦因数上升、磨损率增大。

关键词： PA66 γ射线辐照分子结构摩擦磨损

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醋酸纤维卷曲实验研究

高分子材料科学与工程 1986年第4期 64-73页

作者：阳道允傅师申周一心曾宪珉王峨眉范忠勇成都科技大学高分子材料系化纤室成都科技大学高分子材料系化纤室化纤80级毕业生

笔者采用自制的模拟装置实现纤维卷曲。在用不同方法测定醋酸纤维素的玻璃化温度的基础上,研究了醋酸纤维的结构、性能与卷曲工艺条件的关系。本实验结果为醋酸纤维卷曲工艺提供了理论依据,并为化学纤维的卷曲实验建立了简便易行的模拟... 详细信息

笔者采用自制的模拟装置实现纤维卷曲。在用不同方法测定醋酸纤维素的玻璃化温度的基础上,研究了醋酸纤维的结构、性能与卷曲工艺条件的关系。本实验结果为醋酸纤维卷曲工艺提供了理论依据,并为化学纤维的卷曲实验建立了简便易行的模拟卷曲装置及其方法。

关键词：醋酸纤维玻璃化温度无定形增塑剂丙酮醋酯纤维防软剂塑料助剂脂肪族酮化学纤维卷曲度溶液浓度卷曲温度实验研究

粘度法测定醋酸纤维素特性粘度-分子量方程中的常数

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高分子材料科学与工程 1987年第3期 76-80页

作者：阳道允王峨眉付师申曾宪珉周一心邹均成都科技大学高分子材料系化纤室成都科技大学高分子材料系化纤室化纤专业80级毕业生

通过粘度法测定醋酸纤维在四氢呋喃溶剂里特性粘度——分子量方程式中的常数这一实例表明,我们可以根据〔η〕=K_M_η~α公式和已知高聚物在一种溶剂里的K、α值,采用粘度法能测定出在另一种溶剂里的K、α值。按此法所得K、α值,对于同... 详细信息

通过粘度法测定醋酸纤维在四氢呋喃溶剂里特性粘度——分子量方程式中的常数这一实例表明,我们可以根据〔η〕=K_M_η~α公式和已知高聚物在一种溶剂里的K、α值,采用粘度法能测定出在另一种溶剂里的K、α值。按此法所得K、α值,对于同一聚合物在不同溶剂里的分子量是相同的。此种方法使用的仪器简单,操作方法易行,所得结果可靠。

关键词：粘度法特性粘度 α值醋酸纤维素增比粘度量方程操作方法比浓对数粘度最小二乘法公式相对偏差

2D SiC/SiC中温热冲击损伤与面内剪切性能退化规律

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无机材料学报 2024年

作者：由博杰李博李旭勤马雪寒张毅成来飞西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室陕西科技大学材料科学与工程学院成都工业学院材料与环境工程学院

SiCf/SiC复合材料热冲击损伤是航空发动机热端部件应用中需解决的关键问题。本研究利用全自动精准控温的热冲击设备，在1200 ℃下测试了2D SiCf/SiC的热冲击性能，进行了750次热冲击，拟建立热冲击损伤与面内剪切性能退化之间的相关性... 详细信息

SiCf/SiC复合材料热冲击损伤是航空发动机热端部件应用中需解决的关键问题。本研究利用全自动精准控温的热冲击设备，在1200 ℃下测试了2D SiCf/SiC的热冲击性能，进行了750次热冲击，拟建立热冲击损伤与面内剪切性能退化之间的相关性。结果表明，随着热冲击次数增加，2D SiCf/SiC的玻璃涂层出现BSG气泡，SiC基体氧化与BN界面脱黏加剧，但并未影响基体开裂、纤维桥联及界面脱黏机制的耦合作用。因此，2D SiCf/SiC的面内剪切应力-应变曲线依然呈双线性。热冲击产生的热膨胀失配及SiC基体氧化导致面剪模量由78.5 GPa降低至63.6 GPa，面剪比例极限应力由128.9 MPa降低至99.25 MPa，面剪强度由205.8 MPa降低至187.3 MPa。根据面内剪切混合定律，BN界面相脱黏加剧是剪切模量退化的关键因素。通过基体开裂应力公式表明，氧化后SiC基体体积分数下降，进一步降低了面剪比例极限应力。基于修正刚体块滑移模型，减小纤维台阶间距能够有效预测面剪强度的下降，且理论计算结果与实际值误差小于20%。

关键词： 2D SiC /SiC 化学气相渗透工艺抗热冲击行为面剪性能退化

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金融科技伦理:特征、治理架构及实践

科学学研究 2024年第7期42卷 1345-1353,1386页

作者：何若水陈光宇税发萍鲁若愚电子科技大学经济与管理学院四川成都611731

金融科技伦理是金融服务高质量发展的基石。鉴于学界在系统性治理方面研究不足,本文通过金融科技伦理的内涵剖析,揭示层次结构与演化过程的复杂性特征,包括技术隐蔽性、应用多样性、社会影响广泛性以及跨层次的纵向交互作用,还有横向的... 详细信息

金融科技伦理是金融服务高质量发展的基石。鉴于学界在系统性治理方面研究不足,本文通过金融科技伦理的内涵剖析,揭示层次结构与演化过程的复杂性特征,包括技术隐蔽性、应用多样性、社会影响广泛性以及跨层次的纵向交互作用,还有横向的导入期、技术入侵期和融合波动期以及周期性迭代增长。接着,构建针对融合波动期的引导性和预防性的协同治理架构,凸显以政府为主导并连接市场和个人的三元协同治理主体作用,强调从法律干预、市场调节到引导伦理嵌入的层层递进,以解决政策失灵、风险失控和伦理意识不足等主要问题。最后,对比分析世界主要经济体在金融科技伦理问题治理方面的规制措施和实例并给出治理建议,对于我国金融生态系统建设具有积极的意义。

关键词：金融科技复杂性三层架构伦理风险协同治理