[亮点] Chiral COF-based S-scheme heterojunction for spin-polarized photocatalytic hydrogen evolution Xinhe Wu 1, Chang Cheng 2,* 1 Hubei Key Laboratory of Pollutant Analysis & Reuse Technology Colleg
[亮点] 武汉工程大学,材料科学与工程学院,磷矿及其共伴生资源绿色高效开发利用全国重点实验室,磷资源开发利用教育部工程研究中心,绿色化工过程教育部重点实验室,等离子体化学与新材料湖北省重点实验室,新型催化材料湖北省工程研究中心,湖北 武汉 430205 Sustainable production of aviation fuel cycloalkanes from plastic waste
摘要:由于 sp3C-H键的反应惰性,甲苯转化为高附加值的苯甲醛仍面临巨大挑战。本研究采用原位生长法精确构建了 MA3Bi2Br9/g-C3N4异质结,并采用 O2分子作为绿色氧化剂进行甲苯选择性氧化研究。能带结构分析和先进表征技术证实该异质结遵循S型机制,从而产生强氧化还原能力的光生电子-空穴对,并为生成关键活性氧物种 ?O2-提供强大驱动力。优化后的 20%MA3Bi2Br9/g-C3N4复合材料展现出优异的甲苯转化率和产物选择性,在4h内达到 27.4%的甲苯转化率和 94.2%的苯甲醛选择性。本研究为未来开发新型异质结光催化剂用于碳氢化合物向高值化学品的转化提供了普适性策略。
摘要:电磁污染的快速蔓延促使需要尽快开发具备超宽带能力的高性能微波吸收材料。然而,传统的试错设计范式受限于制备过程的路径依赖性,即特定的浸渍历史严格决定了最终的梯度分布和阻抗匹配。为此,本研究提出一种序列感知的逆向设计框架,将长短期记忆(LSTM)神经网络与遗传算法(GA)相结合。基于多步浸渍制备的聚氨酯/碳纳米管(PU/CNT)泡沫工艺—性能数据库,构建高保真LSTM代理模型以表征浸渍历程中的时间依赖关系,并预测随频率变化的复介电常数。随后,GA基于该预测模型在设计空间中寻优,确定可实现精确三层梯度构型的最优浸渍路径。优化后的泡沫通过介电损耗的阶梯式递增实现性能提升,获得-24.2 dB的平均反射损耗(RL),并实现覆盖2-18 GHz的超宽有效吸收带宽(EAB)。本研究表明,利用包含历程信息的数据驱动策略可显著加速材料发现,为先进功能复合材料的智能设计提供可扩展范式。
[论文] 摘要:异质界面的合理构造是改善材料吸波性能一种有效的方法。本研究采用简便的两步水热法合成花瓣状 WS2/MnFe2O4/GNs 复合材料(其中GNs为石墨烯)。 WS2 均匀包覆在多面体 MnFe2O4 颗粒上附着于GNs表面,形成多层三维异质结构。通过调节 MnFe2O4/GNs 的负载量,可有效调控三元复合材料的电磁波吸收特性。当负载量为20%时, RLmin 达-44.50
摘要:通过在氮化碳结构中实施精确的分子层面调控策略,可有效实现光生电子的定向传输,从而提升光催化转化效率。本文设计了一种以吡啶环作为电子陷阱的氮化碳体系。该体系在氮化碳结构边缘引入特定吸附位点 (-C=O,-OH/-NH2) ,有效促进了 O2 分子的活化。在可见光照射及牺牲剂存在条件下,最优样品在催化剂用量为 1mgmL-1 时实现了 的光催化 H2O2 产率,表观量子产率在400
[论文] 摘要:无线通信与电子设备的普及加剧了电磁波污染与高性能储能需求的双重挑战。为解决这些问题,我们开发了一种简易策略制备金属(铜或钴)修饰的软碳多孔纳米片复合材料,该材料具有原位分散金属纳米颗粒的多级孔纳米片结构。系统表征证实了晶态铜相和钴相在碳基体中的成功复合。其中SC-N/Co复合材料展现出卓越的多功能性能:作为电磁波吸收体时,在1.5 mm的薄层厚度下可实现-39.10 d
摘要:超复合材料对组分与逾渗结构的高度依赖性导致其负电磁参数的调控幅度过大。本研究基于类花生仿生结构,通过静电纺丝工艺设计合成了一种FeCo@C功能相,并将其与导电聚苯胺(PANI)复合构筑了一组含量梯度的超复合材料。这些超复合材料在10 kHz-50 MHz频段成功实现了极弱负介电负响应 (-100′ 关键词:超复合材料;负介电常数;仿生结构;电磁屏蔽。 中图分类号:O64 doi
[论文] 摘要:随着对宽带、轻质且耐腐蚀的优异电磁波吸收(EWA)材料需求日益增长,碳化钼基复合材料受到广泛关注。然而,单相碳化钼通常存在阻抗匹配不佳和介电损耗可调性受限的问题。本研究报道了一种三聚氰胺辅助的金属有机框架(MOFs)拓扑转化策略,制备出针状α-MoC/β-Mo₂C复合材料,兼具高性能EWA特性和耐腐蚀性。该策略中,三聚氰胺作为额外碳/氮源和结构导向剂,在热解过程中其分解释放
摘要:非晶材料的阻抗匹配与损耗能力平衡仍是获得优异微波吸收性能的重大挑战。本研究通过在FeSiBCr薄片中构建FeNi和α-Fe双纳米晶相,增强损耗能力并优化阻抗匹配。双超细纳米晶相与非晶薄片不仅提供包含自然共振、交换共振和涡流损耗的多重磁损耗能力,同时促进磁导率提升;而引入的非晶/纳米晶相异质界面带来大量缺陷和偶极子,增强了多极化损耗。此外,非晶FeSiBCr基体确保高电阻率和低介电常
摘要:通过光催化高效还原 CO2以生产高附加值化学品面临巨大挑战,主要体现在光催化剂的电荷分离与传输动力学以及 CO2还原过程的热力学限制上。本研究提出了一种通过原位水热硫化法实现基于氧空位介导的二维/二维 Bi2MoO6/Bi2O2SS型异质结的理性设计策略。X射线光电子能谱(XPS)和电子顺磁共振(EPR)测试证实,部分 S2-取代 [MoO4]2-形成了紧密结合的异质界面并诱导产
摘要:电磁污染治理与雷达隐身的双重需求持续驱动着高性能宽频微波吸收材料的创新发展。然而,现有过渡金属基体系因趋肤效应存在严重阻抗失配,而传统外源氧化物包覆策略虽能改善阻抗匹配,却会牺牲材料本征磁响应。为解决上述问题,本文采用梯度可控热氧化策略处理气雾化等原子比FeCo合金粉末,制备了氧化程度连续可调的FeCo@(Fe,Co) x O 4 多相核壳异质结构。氧化程度同时调控核壳比例、多相壳层组成和界面缺陷状态。该原位拓扑化学方法保留了强磁性金属内核,以维持高频磁损耗。同时,衍生的多相半导体壳层优化了阻抗匹配,确保电磁波有效入射。随后,入射能量通过磁-介电协同多重损耗机制被耗散。一方面,功函数梯度诱导的Mott-Schottky内建电场结合氧空位偶极和混合价态Fe 2+ /Fe 3+ 、Co 2+ /Co 3+ 电子跃迁网络,精准调控极化弛豫时间,在X至Ku波段激活宽频多级极化耗散。另一方面,粗糙核壳异质界面处形成的高密度界面自旋钉扎阵列,通过磁交换弹簧效应触发强交换共振和自旋摩擦热耗散,构成主导衰减机制。因此,FeCo-450在1.9 mm厚度下实现RL min = -60.11 dB、EAB = 7.12 GHz的卓越吸波性能,为下一代磁性金属基宽频微波吸收材料设计提供了重要指导。
[论文] 摘要:基于金属有机框架(MOF)衍生物的多组分界面工程在实现高性能电磁波(EMW)吸收方面具有巨大潜力。然而,精确控制异质界面构型及其相关极化机制仍是一个重大科技难题。本研究开发了一种基于双金属MOF前驱体的可控热解-硒化策略,用于制备 多相复合材料。通过前驱体结构设计和硒化程度的精准调控,实现了形貌与异质界面的双重精确控制。多尺度表征、有限元模拟和密度泛函理论(DFT)计算共同