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碳基电催化剂缺陷工程用于CO_(2)还原反应

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新型炭材料（中英文） 2024年第1期39卷 17-41页

作者：卢衍堃程白雪战浩宇周鹏青岛大学生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室材料科学与工程学院山东省海洋生物质纤维材料及纺织品协同创新中心海洋纤维新材料研究院山东青岛266071

电催化二氧化碳(CO_(2))还原是通过电能将温室气体CO_(2)转化为高附加值化学品。碳基材料因其成本低、活性高的特点,被广泛应用于包括电催化CO_(2)还原在内的多种电化学反应中。近年来,通过缺陷工程在碳基材料中构建不对称中心优化材料... 详细信息

电催化二氧化碳(CO_(2))还原是通过电能将温室气体CO_(2)转化为高附加值化学品。碳基材料因其成本低、活性高的特点,被广泛应用于包括电催化CO_(2)还原在内的多种电化学反应中。近年来,通过缺陷工程在碳基材料中构建不对称中心优化材料的物理化学性质,提高电催化活性这一策略引起了研究人员的广泛关注。本文综述了缺陷碳基材料的类型、构建方法和缺陷表征方法,并进一步梳理了缺陷工程的优势、各种缺陷构建方法和表征方法的优缺点。最后,对缺陷碳基材料在电催化CO_(2)还原中面临的挑战和机遇进行了展望。相信本文能为缺陷碳基材料在CO_(2)还原中的发展提供针对性的建议。

关键词：缺陷工程碳基材料电催化 CO_(2)还原

湿法制备聚丙烯腈/石墨烯基纤维及染料吸附应用探讨

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东华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：成思蓉何美莹张焕侠李炜东华大学纺织学院嘉兴大学东华大学民用航空复合材料协同创新中心

石墨烯纤维因其内部结构缺陷，导致其综合性能远不如理论值。控制纤维内部结构缺陷是制备高性能石墨烯纤维的关键。因纤维的结构决定其性能，使用聚丙烯腈杂化工艺对石墨烯微观结构进行调控。利用湿法纺丝技术制备聚丙烯腈/石墨烯共混... 详细信息

石墨烯纤维因其内部结构缺陷，导致其综合性能远不如理论值。控制纤维内部结构缺陷是制备高性能石墨烯纤维的关键。因纤维的结构决定其性能，使用聚丙烯腈杂化工艺对石墨烯微观结构进行调控。利用湿法纺丝技术制备聚丙烯腈/石墨烯共混纤维，研究聚丙烯腈质量分数对共混纤维的内部结构的影响，并对纤维性能进行测试。结果表明，聚丙烯腈成功嵌入石墨烯片层间，填补孔洞后形成均匀的小孔洞，弥补了纤维缺陷。聚丙烯腈质量分数为30%时，共混纤维的整体形态和微观形貌最好，导电性略有下降，但在保持柔性的同时，断裂强度较纯石墨烯纤维提高26%。此外，聚丙烯腈的引入，增大（9.4倍）了石墨烯纤维的比表面积，润湿性变好，可在6 h内快速完成染料吸附。

关键词：石墨烯纤维聚丙烯腈结构调控均匀孔洞吸脱附

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正向偏置电压修复钙钛矿太阳电池的研究

太阳能学报 2024年第4期45卷 59-64页

作者：郑志江王仁杰黄少彪杭陈旺吴炯桦程树英福州大学物理与信息工程学院福州350108 中国福建光电信息科学与技术创新实验室福州350108 江苏省光伏科学与工程协同创新中心常州213164

采用偏置电压调控钙钛矿太阳电池离子迁移,抑制钙钛矿离子在界面的堆积、填充太阳电池缺陷,恢复老化太阳电池的性能。在对老化太阳电池引入正向偏置电压修复手段后,太阳电池光电转换效率从老化后的17.8%恢复到21.5%;在100 h的最大功率... 详细信息

采用偏置电压调控钙钛矿太阳电池离子迁移,抑制钙钛矿离子在界面的堆积、填充太阳电池缺陷,恢复老化太阳电池的性能。在对老化太阳电池引入正向偏置电压修复手段后,太阳电池光电转换效率从老化后的17.8%恢复到21.5%;在100 h的最大功率点跟踪中引入偏置电压修复手段后,获得3.1%总能量增益。通过自主搭建的集成表征环境,原位实时测量偏压修复太阳电池前后太阳电池电学性能和光学特性的变化规律,建立偏压调控钙钛矿离子迁移的物理模型,探究偏置电压修复太阳电池的背后机理。结果表明,该修复策略可通过调控离子迁移,钝化缺陷、优化载流子提取和输运、进而修复太阳电池。

关键词：修复钙钛矿太阳电池偏置电压离子迁移

基于声波逆时偏移成像的海上风电基础冲刷坑监测方法

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太阳能学报 2024年第8期45卷 466-476页

作者：杨开端张成张宁孙怀凤王晓龙华北电力大学水利与水电工程学院北京102206 山东大学岩土工程中心济南250061 山东省工业技术研究院先进勘探与透明城市协同创新中心济南250061 山东大学电气工程学院济南250061

海上风电基础冲刷是目前海上风电基础面临的普遍问题,冲刷坑的探测与监测对保障桩基安全十分重要。针对现有探测方法存在成本高、无法准确描述冲刷坑发展和形态等缺陷,提出一种基于声波逆时偏移的监测方法,首先采用有限差分方法求解声... 详细信息

海上风电基础冲刷是目前海上风电基础面临的普遍问题,冲刷坑的探测与监测对保障桩基安全十分重要。针对现有探测方法存在成本高、无法准确描述冲刷坑发展和形态等缺陷,提出一种基于声波逆时偏移的监测方法,首先采用有限差分方法求解声波方程模拟在海上风电桩基上布置震源的声波传播过程,分析冲刷坑界面反射波的波场特征;在此基础上,提出一种线性观测系统用于监测冲刷坑发展过程,并提出基于逆时偏移的冲刷坑表面成像方法,通过多组数值模拟试验验证该方法对不同规模和形态的冲刷坑都有良好的成像效果,最大冲刷深度误差均在10%以内。最后采用沙坑模型试验进一步证明提出冲刷坑监测方法的有效性。

关键词：海上风电基础冲刷实时监测逆时偏移成像

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用于食品包装的结冷胶基膜功能改进研究进展

食品与发酵工业 2024年第1期50卷 326-333页

作者：张润峰薛思雅王清陈山广西大学轻工与食品工程学院广西南宁530004 广西大学广西糖业协同创新中心广西南宁530004 信阳农林学院食品学院河南信阳464000

结冷胶(gellan gum,GG)基膜具有优良的特性以及可生物降解的优势,在食品包装中用于替代石油基塑料展现出巨大的潜力。该文针对GG膜在食品包装应用中机械性能、耐水性以及功能方面存在的缺陷,对其改进措施以及功能强化策略进行了综述,包... 详细信息

结冷胶(gellan gum,GG)基膜具有优良的特性以及可生物降解的优势,在食品包装中用于替代石油基塑料展现出巨大的潜力。该文针对GG膜在食品包装应用中机械性能、耐水性以及功能方面存在的缺陷,对其改进措施以及功能强化策略进行了综述,包括聚合物共混的特性改进,植源性活性剂、抗菌肽以及颗粒物质掺入的功能强化,最后进行了总结与展望,以期为GG膜的研究提供有价值的参考,进一步推动其在食品包装方面的发展。

关键词：结冷胶复合食品包装功能改进活性包装

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新精英教育:重构高等教育的理想类型

大学教育科学 2024年第1期 21-31页

作者：陈海静王建华南京师范大学教育科学学院南京210097 常熟理工学院高等教育协同创新中心

精英教育曾是高等教育的一种理想类型,它以培养精神上的贵族为旨趣。在工业文明进程中,精英教育逐渐演变为精英主义和优绩主义,人们对优绩的迷思加剧了高等教育的内卷化。在现代分层分类的高等教育体系中,精英教育在多样性、包容性等方... 详细信息

精英教育曾是高等教育的一种理想类型,它以培养精神上的贵族为旨趣。在工业文明进程中,精英教育逐渐演变为精英主义和优绩主义,人们对优绩的迷思加剧了高等教育的内卷化。在现代分层分类的高等教育体系中,精英教育在多样性、包容性等方面表现出明显的缺陷。精英的培养不能只遵循一个模式,科研创新人才、大国工匠、新技能型人才都是精英,普及化高等教育阶段我们需要重构一种鼓励多样性、包容性的高等教育理想类型,即“新精英教育”。新精英教育范式框架包括:价值取向坚持贡献正义;核心要素重点把握不同类型高校人才培养与科学研究的异质性;运作逻辑主张精英人才的分类培养。新精英教育范式的理想类型应同步关涉高等教育的人民性和国家性,以人的主体性价值的发挥促进教育社会功能的实现并满足国家需求。在实践进路中,新精英教育需要破除制度与资源供给不均抑或制度与资源双重依赖的困局。

关键词：高等教育普及化高等教育类型新精英教育精英主义优绩主义范式危机

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褐煤基硬炭微观结构调控及其储钠特性

煤炭学报 2024年第4期49卷 2086-2098页

作者：邢宝林徐巧妙曾会会冯来宏张传祥黄光许韩学锋康伟伟屈笑笑程松河南理工大学化学化工学院河南焦作454003 河南省煤炭绿色转化重点实验室河南焦作454003 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心河南焦作454003 华能煤炭技术研究有限公司北京100000

煤炭的多元化清洁高值利用对促进我国煤炭工业低碳可持续发展具有重要作用,而煤的材料化是提升煤炭清洁高效利用水平的重要途径之一。充分利用褐煤含芳环结构、原生孔隙发达、表面活性基团丰富等特点,通过高温炭化(1000~1600℃)处理华... 详细信息

煤炭的多元化清洁高值利用对促进我国煤炭工业低碳可持续发展具有重要作用,而煤的材料化是提升煤炭清洁高效利用水平的重要途径之一。充分利用褐煤含芳环结构、原生孔隙发达、表面活性基团丰富等特点,通过高温炭化(1000~1600℃)处理华亭褐煤制备出褐煤基硬炭,探究褐煤基硬炭中类石墨微晶、无定形碳与纳米孔及表面官能团等缺陷结构在高温炭化过程中的形成机制与演变规律,揭示炭化温度对煤基硬炭微观结构的影响,并通过恒电流充放电、恒电流间歇滴定及循环伏安测试等研究不同褐煤基硬炭用作钠离子电池负极材料的电化学性能,探索微观结构对负极材料电化学储钠性能的影响机制及褐煤基硬炭的电化学储钠机理。研究表明,通过调节炭化温度可实现对褐煤基硬炭中类石墨微晶、无定形碳、纳米孔、含氧/含氮官能团等缺陷结构的调控。当炭化温度为1400℃时,所制褐煤基硬炭LHC-1400富含合理层间距(0.371 nm)的类石墨微晶,兼有适宜含量的无定形碳和纳米孔等缺陷结构,其比表面积为4.92 m^(2)/g,且含有C—O、C=O、O—C=O及吡啶氮、吡咯氮、石墨氮等含氧/含氮官能团。该硬炭用作钠离子电池负极材料的可逆容量达275 mAh/g,且在0.2 A/g电流密度下可逆容量为111 mAh/g,经200次循环后容量保持率仍可达96%,展现出良好的倍率性能和循环稳定性。褐煤基硬炭优异的储钠性能与其不同微观结构所发挥的功能与作用密切相关。硬炭中合理层间距的类石墨微晶可为Na^(+)的快速嵌入/脱出提供传输通道,以插层储钠来提供容量;硬炭中的无定形碳、开放的纳米孔和含氧/含氮等缺陷结构可为Na^(+)存储提供足够的活性位点,以吸附储钠来贡献容量;而硬炭中少量封闭孔则可为Na^(+)的存储提供足够的空间,以填充储钠来提供容量。褐煤基硬炭中“吸附-插层-填充”3种储钠方式相互协同,最终实现其高效的电化学储能。

关键词：褐煤基硬炭储钠性能微观结构调控钠离子电池负极材料

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湖北省优质稻适宜栽培期的区划研究

长江流域资源与环境 2024年第8期33卷 1821-1832页

作者：杨青青穆麒麟刘越胡玉婷刘洋旋严鹏陈龙周田小海黄永平长江大学农学院湖北荆州434025 荆州农业气象试验站湖北荆州434020 主要粮食作物产业化湖北省协同创新中心湖北荆州434025

湖北省优质稻灌浆期常在高温下完成,品质和产量显著降低。开展优质稻气候适宜性区划,规划优质稻在不同地区的合理灌浆期,是发展优质稻的一项基础工作。在前期研究基础上,以湖北省75个国家级气象观测站1991~2020年的逐日气象资料,采用5d... 详细信息

湖北省优质稻灌浆期常在高温下完成,品质和产量显著降低。开展优质稻气候适宜性区划,规划优质稻在不同地区的合理灌浆期,是发展优质稻的一项基础工作。在前期研究基础上,以湖北省75个国家级气象观测站1991~2020年的逐日气象资料,采用5d滑动平均法确定各地水稻灌浆期的高温、缓温和适温等3类适宜界限日期;以各地缓温和适温栽培期时长为主指标,采用模糊聚类统计方法完成湖北省不同区域优质稻适宜栽培期类型划分,并对不同区域影响优质稻的主要气象资源条件进行了比较分析。结果表明,不同区域适宜栽培期的季节分布和时间长短各不相同,湖北省全域上适于优质稻灌浆的时间普遍较短,是其发展优质稻的一个重大缺陷。湖北省优质稻适宜栽培期可分为4个区域,分别为鄂西山地短季优质稻区,鄂西北适温高光优质稻区,鄂中东高温秋短优质稻区和鄂东南高温秋长优质稻区。该区划图在地理上呈现出由东南向西北的鱼鳞状次第衔接分布。其中,前二区域适于和较适于优质稻。不同区域发展优质稻在气候上的差异,主要可以归结为气温及其适宜性栽培期限和日照时数及光热熵等参数的差异。总之,湖北省优质稻产业应将抗热避热和区域合理布局作为其技术发展的重点。

关键词：优质稻栽培期区划灌浆期气象学

IC互连金属及其阻挡层化学机械抛光的研究进展

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材料导报 2024年第16期38卷 228-235页

作者：李雯浩宇高宝红霍金向贺斌梁斌刘鸣瑜河北工业大学电子信息工程学院天津300130 河北省微电子超精密加工材料与技术协同创新中心天津300130 河北省微电子专用材料与器件工程研究中心天津300130

集成电路的产业发展作为衡量一个国家经济实力的重要指标,反映该国的整体实力。在集成电路的众多制备工艺中,化学机械抛光(Chemical mechanical planarization,CMP)是关键制造技术之一,也是目前应用最广且能够实现全局和局部平坦化的技... 详细信息

集成电路的产业发展作为衡量一个国家经济实力的重要指标,反映该国的整体实力。在集成电路的众多制备工艺中,化学机械抛光(Chemical mechanical planarization,CMP)是关键制造技术之一,也是目前应用最广且能够实现全局和局部平坦化的技术。互连技术与CMP紧密相关,芯片互连属于后段制程,目前的互连技术主要包括铜互连、钴互连,在使用这些互连技术时不可避免地会影响芯片的性能,包括金属离子扩散速率快、薄膜与衬底的结合强度差等,学者们通过加入阻挡层来解决这些问题。互连金属和阻挡层都要进行CMP工序,它直接决定芯片良率和可靠性。本文总结了互连金属及其阻挡层化学机械抛光的研究进展,以技术节点出发介绍了三种典型的互连金属以及它们常用的阻挡层材料,分析总结了各种材料的抛光机理、抛光液组分、抛光效果及其材料的应用优势与缺陷,简述了在CMP互连与阻挡层的研究中存在的局限性,最后对新的材料、新型互连技术的研发及应用进行了展望。

关键词：铜互连钴互连钌互连钽/氮化钽阻挡层钴阻挡层钌阻挡层化学机械抛光