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金属纳米团簇修饰的g-C3N4在光催化中的最新进展

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科学通报 2024年第21期69卷 3130-3143页

作者：李宇涵宋欣源欧阳平段有雨董帆重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心环境与资源学院重庆市催化与环境新材料重点实验室重庆大学重庆新型储能材料与装备研究院

石墨相氮化碳（graphitic carbon nitride,g-C3N4）作为一种不含金属的聚合物半导体材料,以其合适的能带结构和在可见光范围内的响应能力,展现出在光催化氧化还原反应中的广泛应用潜力,对治理环境污染和新能源技术开发具有显著意义.然而... 详细信息

石墨相氮化碳（graphitic carbon nitride,g-C3N4）作为一种不含金属的聚合物半导体材料,以其合适的能带结构和在可见光范围内的响应能力,展现出在光催化氧化还原反应中的广泛应用潜力,对治理环境污染和新能源技术开发具有显著意义.然而,含氮前驱体热聚合制备的体相g-C3N4存在可见光吸收范围窄、光生载流子快速复合和活性位点不足等局限性.为了克服这些限制,金属团簇与g-C3N4的结合被提出,并证明能显著增强其氧化还原性能.本文详细介绍了金属团簇的分类,并综述了通过构建异质结构、元素掺杂和缺陷工程等手段对g-C3N4进行改性的策略.针对各种改性策略,本文进行了详尽的分类和系统总结,涵盖了目前采用的制备方法及其对光催化剂性能提升的影响.此外,文章也指出了金属团簇改性g-C3N4在能源（如光催化产氢、CO2还原）和环境（包括气体污染物去除、废水处理和有机污染物消除）领域应用中存在的挑战,并建议进一步研究改性策略及其制备方法,以期提高其在上述领域的应用效能,从而为未来研究提供方向.

关键词： g-C3N4 金属团簇光催化材料改性策略

金属纳米团簇修饰的g-CN在光催化中的最新进展

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科学通报 2024年

石墨相氮化碳(graphitic carbon nitride, g-C3N4)作为一种不含金属的聚合物半导体材料,以其合适的能带结构和在可见光范围内的响应能力,展现出在光催化氧化还原反应中的广泛应用潜力,对治理环境污染和新能源技术开发具有显著意义.然而... 详细信息

石墨相氮化碳(graphitic carbon nitride, g-C3N4)作为一种不含金属的聚合物半导体材料,以其合适的能带结构和在可见光范围内的响应能力,展现出在光催化氧化还原反应中的广泛应用潜力,对治理环境污染和新能源技术开发具有显著意义.然而,含氮前驱体热聚合制备的体相g-C3N4存在可见光吸收范围窄、光生载流子快速复合和活性位点不足等局限性.为了克服这些限制,金属团簇与g-C3N4的结合被提出,并证明能显著增强其氧化还原性能.本文详细介绍了金属团簇的分类,并综述了通过构建异质结构、元素掺杂和缺陷工程等手段对g-C3N4进行改性的策略.针对各种改性策略,本文进行了详尽的分类和系统总结,涵盖了目前采用的制备方法及其对光催化剂性能提升的影响.此外,文章也指出了金属团簇改性g-C3N4在能源(如光催化产氢、CO2还原)和环境(包括气体污染物去除、废水处理和有机污染物消除)领域应用中存在的挑战,并建议进一步研究改性策略及其制备方法,以期提高其在上述领域的应用效能,从而为未来研究提供方向.

关键词： g-C N 金属团簇光催化材料改性策略

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氧化物神经元器件及其神经网络应用

无机材料学报 2024年第4期39卷 345-358页

作者：李宗晓胡令祥王敬蕊诸葛飞中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201 宁波工程学院电子与信息工程学院宁波315211 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心上海200031 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100029 浙江大学温州研究院温州325006

目前,人工智能在人类社会发挥着越来越重要的作用,以深度学习为代表的人工智能算法对硬件算力的要求也越来越高。然而随着摩尔定律逼近极限,传统冯·诺依曼计算架构越来越难以满足硬件算力提升的迫切需求。受人脑启发的新型神经形态计... 详细信息

目前,人工智能在人类社会发挥着越来越重要的作用,以深度学习为代表的人工智能算法对硬件算力的要求也越来越高。然而随着摩尔定律逼近极限,传统冯·诺依曼计算架构越来越难以满足硬件算力提升的迫切需求。受人脑启发的新型神经形态计算采用数据处理与存储一体架构,有望为开发低能耗、高算力的新型人工智能技术提供重要的硬件基础。人工神经元和人工突触作为神经形态计算系统的核心组成部分,是当前研究的前沿和热点。本文聚焦氧化物人工神经元,从神经元数学模型出发,重点介绍了基于氧化物电子器件的霍奇金–赫胥黎神经元、泄漏–累积–发射神经元和振荡神经元的最新研究进展,系统分析了器件结构、工作机制对神经元功能模拟的影响规律。进一步,根据不同尖峰发射动态行为,阐述了基于氧化物神经元硬件的脉冲神经网络和振荡神经网络的研究进展。最后,讨论了氧化物神经元在器件、阵列、神经网络等层面面临的挑战,并展望了其在神经形态计算等领域的发展前景。

关键词：氧化物神经元器件类脑计算神经形态计算人工神经网络综述

CuO材料在锂电池及气敏材料以及催化中的晶面、结构、形貌效应

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化工新型材料 2024年第6期52卷 58-62页

作者：杨娜杜秋月杨淇张海东熊昆龚海峰宋钰婷重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心环境与资源学院重庆400067

氧化铜(CuO)材料广泛应用于锂电池、气敏材料和催化等领域,是极具前景的新型功能材料。但是对其构效关系的内在本质和作用机制仍然未达成统一认识,制约了新型CuO功能材料的研发。从晶面、微观结构和微观形貌这样不同尺度的视角分析了Cu... 详细信息

氧化铜(CuO)材料广泛应用于锂电池、气敏材料和催化等领域,是极具前景的新型功能材料。但是对其构效关系的内在本质和作用机制仍然未达成统一认识,制约了新型CuO功能材料的研发。从晶面、微观结构和微观形貌这样不同尺度的视角分析了CuO纳米材料在锂电池、气敏材料和催化中的构效关系,展望了其构效关系研究的挑战和发展方向。

关键词：氧化铜锂电池气敏材料催化晶面效应结构效应形貌效应

CNTs包覆功能性粘胶/羊毛混纺纱性能研究

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纺织导报 2024年第2期 37-40页

作者：孙玮辰张硕明津法青岛大学纺织服装学院特型非织造材料山东省工程研究中心

文章采用氢氧化钠溶液预处理后,在功能性粘胶/羊毛混纺纱表面包覆碳纳米管(CNTs)导电层,制备成导电纱线。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、数字万用表对CNTs包覆功能性粘胶/羊毛混纺纱的形貌... 详细信息

文章采用氢氧化钠溶液预处理后,在功能性粘胶/羊毛混纺纱表面包覆碳纳米管(CNTs)导电层,制备成导电纱线。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、数字万用表对CNTs包覆功能性粘胶/羊毛混纺纱的形貌、结构与性能进行了表征。结果表明,薄荷改性粘胶纤维/羊毛混纺纱和艾草改性粘胶纤维/羊毛混纺纱中,随着羊毛混纺比含量的降低,CNTs在纱线表面的负载量增加,纱线电阻值变小,导电性能更好。

关键词：羊毛粘胶混纺纱导电性能

BiVO_(4)/GO纳米复合材料制备及其光催化性能研究

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钢铁钒钛 2024年第2期45卷 51-57页

作者：王丽师兆忠崔伟娜周华占桂荣刘进开封大学材料与化学工程学院河南开封475004 河南省先进材料与绿色过程工程技术研究中心河南开封475004 河南省先进碳化硅材料重点实验室河南开封475004 开封大学功能材料研究中心河南开封475004

钒酸铋(BiVO_(4))因其便宜易得、制备条件温和简单、窄带隙(~2.4 eV)、突出的光响应能力和优异的稳定性而在光催化领域受到广泛关注。以硝酸铋和偏钒酸铵为原料,采用水热法成功制备了鱼骨状钒酸铋/石墨烯(BiVO_(4)/GO)复合光催化材料,通... 详细信息

钒酸铋(BiVO_(4))因其便宜易得、制备条件温和简单、窄带隙(~2.4 eV)、突出的光响应能力和优异的稳定性而在光催化领域受到广泛关注。以硝酸铋和偏钒酸铵为原料,采用水热法成功制备了鱼骨状钒酸铋/石墨烯(BiVO_(4)/GO)复合光催化材料,通过X射线粉末衍射、扫描电镜、透射电镜对复合光催化材料结构和形貌进行表征,并考察其模拟太阳光下对阿昔洛韦(AC)的降解活性。扫描电镜和透射电镜照片显示,钒酸铋(BiVO_(4))为独特的鱼骨状结构,GO片层穿插其间,将BiVO_(4)纳米结构很好地连接起来。GO的加入改变了BiVO_(4)原有的纯单斜白钨矿结构。BiVO_(4)/GO(BG-3)对AC的降解效率高达97.23%,循环使用5次后降解效率还可以达到87.15%,说明该催化剂具有良好的循环使用活性。采用Langmuir-Hinshelwood(L-H)一级动力学模型方程拟合催化降解过程,相关系数R2均大于0.99,说明L-H一级动力学模型方程非常适合于拟合该催化动力学过程。

关键词： BiVO_(4) GO 纳米复合材料光催化阿昔洛韦

碳基非金属催化剂在有机合成领域的应用及机理研究

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有机化学 2024年第1期44卷 137-147页

作者：赵茜帆陈永正张世明遵义医科大学药学院贵州省绿色制药工程研究中心贵州省仿制药工程研究中心贵州省生物催化与手性药物合成重点实验室贵州遵义563000 遵义医科大学基础药理教育部重点实验室特色民族药教育部国际合作联合实验室贵州遵义563000

碳基非金属催化剂是指包括碳纳米管(CNTs)、氧化石墨烯(GO)、石墨烯(G)、活性炭(AC)及其掺杂或修饰后得到的材料作为用于涉及能量转换等关键反应过程的催化剂.碳基非金属催化剂由于具有来源丰富、成本低、对环境友好、后处理简单、可持... 详细信息

碳基非金属催化剂是指包括碳纳米管(CNTs)、氧化石墨烯(GO)、石墨烯(G)、活性炭(AC)及其掺杂或修饰后得到的材料作为用于涉及能量转换等关键反应过程的催化剂.碳基非金属催化剂由于具有来源丰富、成本低、对环境友好、后处理简单、可持续发展等优点,近年来被成功应用于有机合成领域.基于碳基非金属催化剂应用于氧化反应、还原反应、取代反应和偶联反应被成功报道,但针对碳基非金属催化剂应用于有机合成领域进行催化的活性位点的研究目前仍处于早期发展阶段.近年来,科学家们针对其机理的研究主要集中于对催化剂的表征分析和第一性原理计算,但未得出相对一致的实验结论.对碳基非金属催化剂在有机合成领域的应用及机理研究进行了综述.

关键词：碳基非金属催化剂有机合成机理研究

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山竹壳制备吸附-光催化碳材料及其性能

林业工程学报 2024年第1期9卷 92-100页

作者：陈厶墁贾赵平邱梦杰李玉成马梦韶刘静北京林业大学林木生物质化学北京市重点实验室北京100083 北京林业大学林业生物质材料与能源教育部工程研究中心北京100083

以山竹壳为原料,通过磷酸活化处理、焙烧、浸渍乙酸锌、乙酸银溶液的方法制得复合双金属生物质碳材料AgZn/P/BC,并在可见光照射下研究该复合双金属生物质碳材料对2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的吸附-可见光催化协同降解性能。采用扫描电子显微... 详细信息

以山竹壳为原料,通过磷酸活化处理、焙烧、浸渍乙酸锌、乙酸银溶液的方法制得复合双金属生物质碳材料AgZn/P/BC,并在可见光照射下研究该复合双金属生物质碳材料对2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的吸附-可见光催化协同降解性能。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱仪(DRS)、比表面积测试仪(BET)和X射线光电子能谱(XPS)对复合材料进行表征分析,采用高效液相色谱法(HPLC)测定反应物浓度,计算脱除率。分别比较不同金属物质的量比(Ag、Zn)和不同金属乙酸盐溶液浸渍浓度的单一反应条件发现,当金属物质的量比n(Ag)∶n(Zn)为1∶1,金属乙酸盐溶液浓度为0.01 mol/L时,复合材料对2,4-DCP的降解效果最好,黑暗环境中吸附30 min脱除率可达62.33%,光照条件下催化120 min脱除率可达93.52%。动力学研究结果表明,金属乙酸盐溶液浓度为0.01 mol/L的复合双金属生物质碳材料AgZn/P/BC,其降解速率相较于金属乙酸盐溶液浓度为0.03 mol/L的AgZn/P/BC提高了近1.76倍,在pH测试和循环实验中复合材料的催化性能均保持良好,表明AgZn/P/BC具有优异的光催化降解2,4-二氯苯酚性能。

关键词：山竹壳 2,4-二氯苯酚生物质碳乙酸银乙酸锌吸附-光催化

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2023年中国稀土研究综合评述

中国稀土学报 2024年第3期42卷 381-418页

作者：严纯华黄小卫兰州大学化学化工学院稀有同位素前沿科学中心甘肃省有色金属化学与资源利用重点实验室甘肃兰州730000 北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家研究中心北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室北京100871 中国有研科技集团有限公司稀土国家工程研究中心有研稀土新材料股份有限公司北京100088

稀土新材料作为现代工业和高新技术产业发展的关键基础材料,在未来的产业发展中将面临新的机遇和挑战。本文主要以中国2023年稀土领域研究发展状况为对象,总结归纳了近年来中国稀土光功能材料、催化材料、生物医用材料等10个稀土材料领... 详细信息

稀土新材料作为现代工业和高新技术产业发展的关键基础材料,在未来的产业发展中将面临新的机遇和挑战。本文主要以中国2023年稀土领域研究发展状况为对象,总结归纳了近年来中国稀土光功能材料、催化材料、生物医用材料等10个稀土材料领域以及中国在稀土提取和分离方面取得的研究成果及进展,并对未来发展趋势进行了研判和展望。

关键词：稀土新材料提取分离