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Fe3+掺杂TiO2的制备及其光催化玉米秸秆发酵产氢的研究 认领 引用
1
作者 张靖楠 李甜甜 +4 位作者 李穆奇 周涵钰 杜晨 徐清萍 马戎 《食品与发酵工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第8期64-71,共8页
为了提高秸秆类生物质发酵产氢效率,该文采用溶胶-凝胶法制备了复合催化剂Fe3+掺杂二氧化钛(Fe3+/TiO2),利用透射电镜(transmission electron microscope,TEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、紫外-可见漫反射(ultraviole... 为了提高秸秆类生物质发酵产氢效率,该文采用溶胶-凝胶法制备了复合催化剂Fe3+掺杂二氧化钛(Fe3+/TiO2),利用透射电镜(transmission electron microscope,TEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、紫外-可见漫反射(ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy,UV-vis DRS)和荧光光谱(photoluminescence spectroscopy,PL)对其进行了表征,并对该复合催化剂的光催化玉米秸秆发酵产氢性能进行了研究。结果表明Fe3+掺杂降低了催化剂的颗粒度,拓宽了TiO2的光响应范围,抑制了电子-空穴对的复合。在催化体系pH值为8,辐照时间为2 h,复合催化剂质量浓度为0.3 g/L的情况下,玉米秸秆的最大累积产氢量可达(79.5±1.7)mL/g,较对照组提高了13.9%。高通量测序技术分析结果显示,光催化预处理秸秆后改变了微生物的群落结构,提高了发酵产氢菌的丰度,发酵体系内发酵产氢菌和协同代谢菌间的生长协同作用,有效提高了氢气的产量。利用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)分析、傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)分析、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析、热重(derivative thermogravimetry,DTG)分析对秸秆进行表征和测定,结果表明,光催化对秸秆表面形态和结构组分有明显的破坏作用,有利于发酵产氢。 展开更多
关键词 Fe3+掺杂TiO2 光催化 玉米秸秆 发酵产氢
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Fe-Co/Al(2)O3多孔介质催化剂催化低浓度瓦斯燃烧特性 认领 引用
2
作者 韩家章 曹运齐 +4 位作者 肜浩楠 翟成 李点尚 童校长 刘方 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第6期183-195,共13页
针对8%以下煤矿低浓度瓦斯利用率低与大量排空造成能源浪费和温室效应问题,采用超声辅助浸渍法制备了负载Fe2O3与Co3O4双活性组分的Fe-Co/Al(2)O3双金属多孔介质催化剂,在渐变孔密度燃烧器中开展低浓度甲烷催化燃烧性能研究,... 针对8%以下煤矿低浓度瓦斯利用率低与大量排空造成能源浪费和温室效应问题,采用超声辅助浸渍法制备了负载Fe2O3与Co3O4双活性组分的Fe-Co/Al(2)O3双金属多孔介质催化剂,在渐变孔密度燃烧器中开展低浓度甲烷催化燃烧性能研究,重点考察了过量空气系数φa和流量f对燃烧特性的影响,并测试了长期燃烧稳定性。结果表明:Fe-Co/Al(2)O3中的Fe、Co双金属协同参与了CH4催化反应,Fe3+和Co3+在反应中被部分还原为Fe2+和Co2+物种,CoFe2O4尖晶石结构的形成提高了催化剂的热稳定性和抗烧结能力,使其在高温贫燃过程中保持良好的催化活性。CH4氧化反应遵循MvK机制,晶格氧参与CH4中C—H键断裂与活化,其消耗形成氧空位;吸附氧动态补充晶格氧,在维持氧物种迁移与循环的同时进一步促进中间产物氧化。过量空气系数和流量显著影响温度分布与火焰迁移,低过量空气系数或低流量易引发燃烧回火,高过量空气系数或高流量则会导致脱火风险;多孔介质渐变孔结构的热缓冲作用与催化反应的持续放热减缓了温度波动并提高了火焰稳定性。在φa=2.44~2.56与f=50~65 L/min,火焰锚定于燃烧器中游,燃烧温度维持在800℃以上,且NOx排放极低。在φa=2.56下,燃烧持续72 h预热区温度仍保持在220℃左右,CH4转化率接近100%,表明渐变多孔介质与催化反应的耦合显著提高了贫燃特性和稳定性。本研究为煤矿低浓度瓦斯的清洁高效利用提供了新的思路和技术支撑。 展开更多
关键词 低浓度甲烷 多孔介质催化燃烧 Fe-Co/Al(2)O3 燃烧特性 稳定性
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尺寸控制的FeF3·0.33H2O多孔微球正极材料的制备及电化学性能研究 认领 引用
3
作者 李继 李怡暄 +5 位作者 况知凡 甘振鉴 刘红英 王石泉 曾造 李琳 《湖北大学学报（自然科学版）》 CAS 2026年第1期1-10,共10页
以Fe(NO3)3·9H2O为铁源,氢氟酸(40%,质量分数)为氟源,通过调控溶剂中乙醇与聚乙二醇(PEG)的体积比,利用溶剂热及退火处理制备了3种不同粒径的FeF3·0.33H2O微球。探究了3种样品的结构、形貌以及电化学性能等方... 以Fe(NO3)3·9H2O为铁源,氢氟酸(40%,质量分数)为氟源,通过调控溶剂中乙醇与聚乙二醇(PEG)的体积比,利用溶剂热及退火处理制备了3种不同粒径的FeF3·0.33H2O微球。探究了3种样品的结构、形貌以及电化学性能等方面的不同。结果表明:聚乙二醇∶乙醇的体积比为1∶1时,所得产物(A-3)的尺寸最小,微球直径约为0.5μm。作为锂离子电池(LIBs)正极材料,在1.5~4.0 V的电压范围下,和A-1,A-2样品相比,A-3样品有更高的放电比容量和较好的循环性能与倍率性能。在0.1 C的电流密度下,循环50圈后仍有近200 mAh·g-1的可逆放电比容量。在1C电流密度下,循环300圈仍保持135 mAh·g-1。作为SIBs正极材料时,0.1 C下循环50圈可以保持145 mAh·g-1,在1C电流密度下循环300圈仍保持105 mAh·g-1。A-3良好的储锂储钠性能可以归因于制备的FeF3·0.33H2O晶体具有较小的尺寸和较大的比表面积,可以加快锂离子、钠离子的传输速度。制备的A-3样品可以作为较有潜力的锂/钠离子电池正极材料。 展开更多
关键词 锂离子电池 钠离子电池 正极材料 FeF3·0.33H2O 电化学性能
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Insights into mechanisms of activity promotion and SO2tolerance over NbyFezMnCeOxcatalyst with optimized Nb/Fe molar ratio for low-temperature NH3-SCR reaction 认领 引用
4
作者 Zhian Gong Lulu Long +3 位作者 Jun Cao Shihong Tian Yadi Yang Xiaojiang Yao 《Journal of Rare Earths》 SCIE EI CAS CSCD 2026年第4期1124-1134,I0005,共11页
SO2-induced MnCeOxcatalyst severe deactivation for low-temperature deNOxremains an intractable issue.In this study,the molar ratio of Nb/Fe was innovatively tuned to enhance the SO2tolerance of Nb and Fe c... SO2-induced MnCeOxcatalyst severe deactivation for low-temperature deNOxremains an intractable issue.In this study,the molar ratio of Nb/Fe was innovatively tuned to enhance the SO2tolerance of Nb and Fe co-doped MnCeOxcatalysts.The Nb7Fe3MnCeOxcatalyst shows optimal catalytic performance advantages,achieving over 90%nitrogen oxide conversion and outstanding N2selectivity within a broad activity temperature range(150-250℃),and also admirable SO2-tolerant performance at 250℃.Detailed experimental results indicate that the strong electron transfer among Fe,Ce and Mn species helps to induce the production of surface oxygen vacancy and accelerate redox cycling,and thus improves the catalytic performance at low temperatures.Moreover,in situ diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy(DRIFTS)experiments unveil the potential SO2tolerance mechanism of the Nb7Fe3MnCeOxcatalyst.Although the Langmuir-Hinshelwood pathway is somewhat constrained after sample sulfation,the Eley-Rideal pathway greatly facilitates the strongly adsorbed ammonia and NO molecules to undergo the selective catalytic reduction(SCR)reaction.The NO molecules are not required to be weakly adsorbed on the Nb7Fe3MnCeOxcatalyst surface as reactive nitrates,thereby relieving the negative effect of sulfation for NOxremoval. 展开更多
关键词 Environmental catalysis NH3-SCR reaction Ce-based catalysts Nb and Fe co-doping SO2tolerance Rare earths
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愈创木酚在Ni-Fe团簇/Al2O3界面上加氢脱氧的密度泛函理论研究 认领 引用
5
作者 赵豪 代博文 +3 位作者 程崇博 卞凤杰 沈德魁 姜小祥 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2026年第7期128-136,共9页
为阐明双金属负载型催化剂在愈创木酚加氢脱氧反应中的协同机理,基于密度泛函理论构建了Ni/Al2O3和Ni-Fe/Al2O3模型,系统探究了愈创木酚的吸附活化及反应路径.结果表明,Fe的掺杂显著增强了金属-载体相互作用,从而提升了催... 为阐明双金属负载型催化剂在愈创木酚加氢脱氧反应中的协同机理,基于密度泛函理论构建了Ni/Al2O3和Ni-Fe/Al2O3模型,系统探究了愈创木酚的吸附活化及反应路径.结果表明,Fe的掺杂显著增强了金属-载体相互作用,从而提升了催化剂的结构稳定性.愈创木酚在两种催化剂上均优先发生脱甲基反应,Fe的引入特异性地活化了甲氧基C—O键,使其断裂能垒从1.20 eV降至0.84 eV,导致加氢脱氧反应的速率控制步骤由脱甲基反应转变为中间产物的加氢反应.对于中间体邻苯二酚的后续转化,Fe掺杂虽未改变优先脱羟基的主路径,但普遍升高了各基元步骤的能垒.电子结构分析揭示,Fe的高亲氧性驱动电子从金属团簇向载体迁移,导致金属团簇电子密度降低.这种电子重构效应在促进C—O键活化(脱氧)的同时,抑制了苯环加氢活性,为理解非贵金属催化剂的高选择性脱氧机理提供了理论依据. 展开更多
关键词 愈创木酚 Ni-Fe团簇 Al2O3载体 加氢脱氧 密度泛函理论
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钠离子电池O3型NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2正极的研究进展与展望 认领 引用
6
作者 李广贤 爱新觉罗·闿玉 +4 位作者 陈希至 邹之全 郭浩 孙凯 陈东风 《粉末冶金工业》 CAS 北大核心 2026年第2期193-202,共10页
O3型NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2(NFM111)层状氧化物作为钠离子电池正极材料的典型代表,具有高容量、低成本及合成工艺简单等优势,在钠离子电池领域具有广阔的应用前景。然而,其在充放电过程中的复杂相变、离子迁移、界面副反应等... O3型NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2(NFM111)层状氧化物作为钠离子电池正极材料的典型代表,具有高容量、低成本及合成工艺简单等优势,在钠离子电池领域具有广阔的应用前景。然而,其在充放电过程中的复杂相变、离子迁移、界面副反应等问题,严重制约了循环稳定性与快充性能。本文从元素掺杂、表面包覆、形貌与微结构调控3个方面介绍了NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2材料的研究进展,元素掺杂通过引入异质离子,稳定体相结构,抑制有害相变并拓宽钠离子扩散通道;表面包覆构建界面保护层,隔绝电解液侵蚀并提升空气稳定性;形貌与微结构调控通过单晶化、浓度梯度设计等方法增强材料的结构稳定性和循环稳定性。最后,从多策略协同改性、理论计算和人工智能辅助筛选等方面展望了O3型NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2的发展方向。 展开更多
关键词 钠离子电池 O3型NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2 元素掺杂 表面包覆 形貌与微结构调控
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乙醇溶剂体积对Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂微波热解高密度聚乙烯制氢性能的影响 认领 引用
7
作者 魏家荣 谢翔 +5 位作者 周志彬 雷丁懿 李嘉墀 卢林博 侯丽敏 张智羽 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2026年第6期159-166,共8页
微波热解因反应速率快、能效高,被认为是塑料废弃物资源化制氢的重要途径,其中催化剂制备工艺对制氢性能具有关键影响。以Ni-Fe/γ-Al2O3;为研究对象,系统考察乙醇体积(0、25、50、75mL)对催化剂结构及其在高密度聚乙烯(HDPE)微... 微波热解因反应速率快、能效高,被认为是塑料废弃物资源化制氢的重要途径,其中催化剂制备工艺对制氢性能具有关键影响。以Ni-Fe/γ-Al2O3;为研究对象,系统考察乙醇体积(0、25、50、75mL)对催化剂结构及其在高密度聚乙烯(HDPE)微波热解制氢过程中的性能影响。结果表明,不同体积的乙醇可调控活性组分在γ-Al2O3;载体上的分散状态及物相结构,显著影响催化剂制氢性能。当乙醇体积为25mL时,Ni、Fe活性组分分散均匀,形成稳定的FeAl2O3和NiFe2O4复合活性结构,HDPE热解的氢气产量、氢气效率及氢气体积分数分别达到49.7mmol/g、69.6%和82.7%。乙醇用量不足或过量均会导致活性组分分布不均或团聚脱落,从而削弱制氢性能。该研究表明,合理调控乙醇体积是优化Ni-Fe/γ-Al2O3,催化剂制备工艺、提升微波热解塑料制氢效率的有效途径。 展开更多
关键词 Ni-Fe/γ-Al2O3催化剂 乙醇溶剂 微波热解 高密度聚乙烯 制氢性能
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HMX/Fe2O3/炭黑复合含能材料的制备及其激光点火性能测试 认领 引用
8
作者 杨全成 郭天冰 +1 位作者 齐秀芳 郭红莉 《材料科学》 2026年第4期187-201,共15页
以催化效果良好的Fe2O3及吸光性能良好的炭黑作HMX复合含能材料的复合成分,并加入适量的氟橡胶作黏结剂,采用溶剂–非溶剂法结合超声震荡的方法制备HMX/Fe2O3/炭黑复合含能材料,以改善HMX的激光点火性能。通过扫描电镜(SEM)、X-射线粉... 以催化效果良好的Fe2O3及吸光性能良好的炭黑作HMX复合含能材料的复合成分,并加入适量的氟橡胶作黏结剂,采用溶剂–非溶剂法结合超声震荡的方法制备HMX/Fe2O3/炭黑复合含能材料,以改善HMX的激光点火性能。通过扫描电镜(SEM)、X-射线粉末衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、紫外漫反射(UV-Vis-DRS)对复合物进行形貌表征,并对其进行1064 nm激光点火性能测试,结果表明:复合物中的HMX晶型为β型,且颗粒大小分布均匀,粒径在30 μm~60 μm区间内;炭黑能改善HMX基复合含能材料对光的吸收效果,炭黑含量为0.2%的HMX复合药剂对1064 nm波长的光吸收率为47.79%,而炭黑含量为1%的HMX复合药剂对1064 nm波长的光吸收率增加到了59.71%;加入Fe2O3能提高HMX基复合含能材料的质量燃速,仅加入质量分数1%的炭黑的HMX复合药剂质量燃速为0.0279 g·cm−2·s−1,燃速较小,继续向其中分别引入质量分数为1%、2%、3%的Fe2O3后,药剂质量燃速分别提高到了0.0374、0.0524、 0.0796 g·cm−2·s−1。在各组药剂中,各组分质量比(HMX:Fe2O3:炭黑:氟橡胶)为94:3:1:2的HMX复合药剂激光点火效果最好,药剂能够稳定燃烧,还赋予药剂较高的质量燃速0.0796 g·cm−2·s−1。 展开更多
关键词 复合含能材料 激光点火 HMX 溶剂–非溶剂 HMX/Fe2O3/炭黑
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超高温油基钻井液用新型Fe2O3-CQDs封堵材料研究 认领 引用
9
作者 郭建华 范炜昊 谢慧华 《能源化工》 CAS 2026年第3期58-64,共7页
为解决超高温环境中油基钻井液处理剂易失效的问题,通过在金属氧化物Fe2O3表面生长碳量子点(CQDs),研制出新型纳米Fe2O3-CQDs封堵材料。XRD、FT-IR、XPS表征结果显示CQDs紧密附着在Fe2O3表面且二者之间存在稳定的相互作用,SEM表征结果显... 为解决超高温环境中油基钻井液处理剂易失效的问题,通过在金属氧化物Fe2O3表面生长碳量子点(CQDs),研制出新型纳米Fe2O3-CQDs封堵材料。XRD、FT-IR、XPS表征结果显示CQDs紧密附着在Fe2O3表面且二者之间存在稳定的相互作用,SEM表征结果显示Fe2O3-CQDs封堵材料的平均粒径约为200 nm,TG表征结果显示该材料的热分解温度不低于344℃。将Fe2O3-CQDs封堵材料加入柴油基钻井液中进行初步评价,发现添加质量分数4%封堵材料的油基钻井液在220℃老化16 h后的高温高压滤失量由8.2 mL降低至4 mL,滤饼厚度由5.0 mm降至1.5 mm,具有优异的降滤失与封堵性能。 展开更多
关键词 钻井液 封堵材料 Fe2O3 CQDs
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Ni-Fe-Al2O3纳米复合电刷镀层制备及其耐磨与抗疲劳性能 认领 引用
10
作者 董嫔 李亚楠 《电镀与精饰》 CAS 北大核心 2026年第8期74-82,共9页
Ni-Fe电刷镀层因其良好的结合性能和工艺适应性受到关注,但在摩擦磨损与交变载荷共同作用的服役环境中,仍存在耐磨性能和疲劳寿命不足的问题。采用电刷镀工艺制备Ni-Fe-Al2O3纳米复合镀层,调控纳米Al2O3添加量(0、5、10和15... Ni-Fe电刷镀层因其良好的结合性能和工艺适应性受到关注,但在摩擦磨损与交变载荷共同作用的服役环境中,仍存在耐磨性能和疲劳寿命不足的问题。采用电刷镀工艺制备Ni-Fe-Al2O3纳米复合镀层,调控纳米Al2O3添加量(0、5、10和15g/L)构建不同复合体系,并在相同工艺参数条件下,对镀层的表面粗糙度、显微硬度、摩擦磨损行为及疲劳寿命进行了系统测试与对比分析。结果表明,当纳米Al2O3添加量为10 g/L时,镀层算术平均粗糙度降至0.94μm,较未添加纳米Al2O3的镀层降低25.20%;复合镀层在相同工况下的磨损率降至2.87×10-6 mm3·N-1·m-1。在500 MPa应力幅值下,该复合镀层疲劳寿命可达428915.64次。本研究系统揭示了电刷镀体系中纳米Al2O3对Ni-Fe镀层耐磨与抗疲劳性能的协同强化机制,为复合电刷镀技术在高可靠性工程修复领域的应用提供了定量实验支撑。 展开更多
关键词 电刷镀 Ni-Fe合金 纳米Al2O3 耐磨性能 疲劳寿命
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生物质炭基复合肥施用对砂质水稻土NH3挥发和N2O排放的影响 认领 引用 被引量：1
11
作者 龚雪柳 覃景嵩 +7 位作者 吴佳蓉 赵近凯 冯彦房 卞荣军 郑聚锋 张旭辉 李恋卿 潘根兴 《农业资源与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2026年第2期366-376,共11页
为探究稻壳炭基复合肥替代市售复合肥对砂质稻田土壤氨(NH3)挥发、氧化亚氮(N2O)排放及水稻产量和氮肥农学效率的影响及其影响因素,本研究采用土柱试验法,设置CK(不施肥)、商品复合肥A(N-P2O5-K2O=15-10-10)、商品复合肥... 为探究稻壳炭基复合肥替代市售复合肥对砂质稻田土壤氨(NH3)挥发、氧化亚氮(N2O)排放及水稻产量和氮肥农学效率的影响及其影响因素,本研究采用土柱试验法,设置CK(不施肥)、商品复合肥A(N-P2O5-K2O=15-10-10)、商品复合肥B(N-P2O5-K2O=15-15-15)和炭基复合肥(N-P2O5-K2O=15-10-10,11%生物质炭)4个处理,通过连续气流法和静态暗箱法测定水稻主要施肥期土壤NH3挥发和N2O通量,分析等氮条件下炭基复合肥料施用对土壤NH3挥发、N2O排放和水稻产量的影响及其与关键环境因子之间的关系。结果表明,与复合肥A和复合肥B处理相比,炭基复合肥处理下土壤NH3挥发分别增加了55.72%和56.85%,而土壤N2O累积排放量分别降低了67.82%和58.03%。土壤NH3挥发与土壤pH值和脲酶活性呈显著相关(P<0.05),土壤N2O排放通量与土壤NH4+-N和NO3--N含量、土柱表面水pH值和NH4+-N含量及产量均呈极显著相关(P<0.01)。研究表明,不同施肥条件下土壤pH值和脲酶活性是影响NH3挥发的重要因子,而N2O排放则受土壤NH4+-N和NO3--N含量、土柱表面水pH值和NH4+-N含量的影响。炭基复合肥处理与常规复合肥处理对水稻产量和氮肥农学利用率的影响不显著。施用炭基复合肥替代常规市售复合肥料,在水稻稳产的同时显著降低土壤N2O排放,但增加了氨挥发排放的风险。 展开更多
关键词 炭基肥 氨挥发 氧化亚氮 肥料农学效率 水稻
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Fe3+掺杂TiO2的制备及可见光催化降解亚甲基蓝 认领 引用
12
作者 曾言 张涛 李政 《辽宁化工》 CAS 2026年第2期270-272,共3页
本文以钛酸四丁酯为钛源、Fe(NO3)3·9H2O为铁元素添加剂,制备了Fe3+掺杂TiO2光催化材料,用于可见光降解亚甲基蓝。通过XRD和SEM对光催化材料进行表征分析,进一步考察光催化剂投加量、亚甲基蓝初始质量浓度及初始pH... 本文以钛酸四丁酯为钛源、Fe(NO3)3·9H2O为铁元素添加剂,制备了Fe3+掺杂TiO2光催化材料,用于可见光降解亚甲基蓝。通过XRD和SEM对光催化材料进行表征分析,进一步考察光催化剂投加量、亚甲基蓝初始质量浓度及初始pH对光催化效果的影响。结果表明:Fe3+掺杂TiO2光催化材料由锐钛矿型TiO2粒子和金红石型TiO2粒子组成,为表面光滑的片状结构,粒径大多在50μm左右。当Fe3+掺杂TiO2光催化材料投加量为0.15 g、亚甲基蓝初始质量浓度为10 mg·L-1、初始pH为8时,亚甲基蓝的降解率达到98.02%。 展开更多
关键词 Fe3+掺杂TiO2 光催化 亚甲基蓝
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Constructing highly efficient Z⁃scheme MIL⁃101(Fe)/Cu2O heterojunction photocatalysts by interface coupling and their mechanism for tetracycline degradation 认领 引用
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作者 WANG Junli JING Miaomiao +4 位作者 LIU Danyang DAI Yurun ZHAO Qiang LI Zuopeng GUO Yong 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2026年第7期1555-1565,共11页
A series of MIL-101(Fe)/Cu2O heterojunction photocatalysts was successfully constructed by coupling highly active dodecahedral Cu2O with MIL-101(Fe)through a co-precipitation method.The catalytic performance of ... A series of MIL-101(Fe)/Cu2O heterojunction photocatalysts was successfully constructed by coupling highly active dodecahedral Cu2O with MIL-101(Fe)through a co-precipitation method.The catalytic performance of these materials was systematically evaluated under visible light using tetracycline as the target pollutant.The results indicated that when the mass fraction of MIL-101(Fe)was 20%,the composite material exhibited the best catalytic performance,with a tetracycline degradation rate of up to 87.37%after 100 min of illumination,significantly enhancing the photocatalytic degradation efficiency.The significant improvement in photocatalytic performance was mainly attributed to the tight interface coupling between the two components.Transient photocurrent response and electrochemical impedance spectroscopy(EIS)demonstrated that the introduction of MIL-101(Fe)greatly enhanced the electron conduction ability of the composite system and accelerated charge migration.On the other hand,X-ray diffraction(XRD),X-ray photoelectron spectroscopy(XPS),transmission electron microscopy(TEM),UV-Visible diffuse reflectance spectra(UV-Vis DRS),and Mott-Schottky characterizations,combined with electron paramagnetic resonance(EPR)tests,confirmed the formation of an effective Z-scheme heterojunction between the two components.This Z-scheme heterojunction photocatalyst not only promotes the spatial separation of photogenerated electron-hole pairs but also retains the stronger redox ability of the composite material,thereby synergistically achieving efficient degradation of pollutants. 展开更多
关键词 photocatalysis interface coupling MIL-101(Fe)/Cu2O heterojunction Z-type mechanism antibiotic degradation
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LiCl-Li2O熔盐中U3O8的电化学还原及机理研究 认领 引用
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作者 程仲平 任健 +2 位作者 肖益群 贾艳虹 何辉 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2026年第3期289-296,I0002,共8页
传统湿法后处理技术(如PUREX流程)存在废液生成量大、操作复杂等问题,而干法熔盐电解技术因其高效、废物量少等优势备受关注。通过干法熔盐电解技术将氧化物乏燃料转化为金属燃料是推动我国一体化快堆建设、实现闭式核燃料循环的关键环... 传统湿法后处理技术(如PUREX流程)存在废液生成量大、操作复杂等问题,而干法熔盐电解技术因其高效、废物量少等优势备受关注。通过干法熔盐电解技术将氧化物乏燃料转化为金属燃料是推动我国一体化快堆建设、实现闭式核燃料循环的关键环节。然而,我国在氧化物乏燃料电化学还原方面的研究报道较少,相关理论基础、实验方法及技术均相对薄弱。考虑到氧化物乏燃料中主要成分是UO2,在首端过程中UO2芯块通过氧化挥发技术转变为U3O8粉末。为此,本工作以U3O8固体粉末为对象,通过循环伏安法(CV)和恒电位电解实验,系统探究其在650℃的LiCl-Li2O熔盐中的电化学还原机理,并借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)对电解产物的物相组成、微观形貌与元素分布进行表征。结果显示,电位扫描(1.50 V至0.00 V(vs.Li+/Li,下同))中观察到六个还原峰(c1—c6)及五个对应氧化峰(a1—a5),其中c1峰(0.00 V)为Li沉积,c2—c6峰(0.15-0.84 V)对应U3O8逐步还原为UO2和金属U的过程。恒电位电解实验显示在1.95 V下仅生成UO2相;1.20 V下产物为UO2与Li2UO4共存;而0.10~0.70 V未检测到金属U。这些结果表明U3O8电化学还原机理可能是:(1)与Li+发生氧化还原反应生成UO2和Li2UO4;(2)Li2UO4进一步还原为UO2;(3)UO2逐步电脱氧形成U。脉冲式恒电压电解产物经XRD与SEM/EDS分析证实其中存在金属U和UO2,说明U3O8固体粉末在LiCl-Li2O熔盐体系中可直接电化学还原为金属U。通过直接氧化法测定,U3O8的平均还原率为45.47%,平均电流效率为22.86%。本研究阐明了U3O8在熔盐体系中的多步还原机制,揭示了关键中间产物的转化规律,为优化氧化物乏燃料电化学还原工艺参数(如电位控制、熔盐组分设计)提供了理论依据,对实现金属燃料的高效制备及核能可持续发展具有重要意义。 展开更多
关键词 干法后处理 LiCl-Li2O熔盐 U3O8 电化学还原
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Interfacial engineering-mediated S-Scheme heterojunction with dual-ion cycling for enhanced photo-Fenton degradation of levofloxacin using a magnetically recyclable MnFe2O4@MIL-101(Fe)catalyst 认领 引用
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作者 Xichen Mi Tingting Zhan +2 位作者 Xiaojing Zhou Na Ma Wei Dai 《Journal of Environmental Sciences》 SCIE EI CAS CSCD 2026年第8期96-108,共13页
The uniform pore size distribution and inherent particle inseparability of iron-based metal-organic frameworks(Fe-MOFs)have been shown to significantly hinder their light-harvesting capabilities and charge carrier sep... The uniform pore size distribution and inherent particle inseparability of iron-based metal-organic frameworks(Fe-MOFs)have been shown to significantly hinder their light-harvesting capabilities and charge carrier separation efficiency.These intrinsic limitations compromise catalyst recyclability and reaction kinetics in practical scenarios,thereby impeding their applicability in the degradation of antibiotic pollutants such as levofloxacin(LEV)in aquatic environments.Here,we report an S-type heterojunction photocatalyst,MnFe2O4@MIL-101(Fe),prepared via hydrothermal coupling of magnetic MnFe2O4 nanoparticles with MIL-101(Fe).The synergistic effect of Fe3+/Fe2+and Mn3+/Mn2+redox pairs,combined with the heterojunction interface and built-in electric field,significantly enhances visible-light-driven photo-Fenton activity.The catalyst degraded over 95%of LEV with a rate constant of 0.05056 min-1 and retained 87%activity after five cycles.LC-MS analysis revealed defluorination and demethylation pathways,while toxicity assessments confirmed lower LC50,mutagenicity,and developmental toxicity of intermediates,validating the environmental viability of the photo-Fenton process. 展开更多
关键词 MnFe 2 O 4 MIL-101(Fe) Levofloxacin Photo-Fenton S-scheme Electric field
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V2O5/TiO2和Cs/Co3O4催化剂联合催化脱除NOx和N2O 认领 引用
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作者 苗静文 樊星 +1 位作者 刘若雯 张雅坤 《环境工程》 CAS CSCD 2026年第2期103-111,共9页
针对高效脱除硝酸生产尾气中NOx和N2O的需求,提出了先催化NOx还原后催化N2O分解的技术路线。分别考察了V2O5/TiO2和Co3O4基催化剂催化NOx还原和N2O分解的性能,在优选出2.0Cs/Co3O4催化剂的基础... 针对高效脱除硝酸生产尾气中NOx和N2O的需求,提出了先催化NOx还原后催化N2O分解的技术路线。分别考察了V2O5/TiO2和Co3O4基催化剂催化NOx还原和N2O分解的性能,在优选出2.0Cs/Co3O4催化剂的基础上,重点考察了在V2O5/TiO2催化剂之后串接2.0Cs/Co3O4催化剂的联合催化脱除NOx和N2O的性能,并采用N2吸脱附、XRD、XPS和O2-TPD等手段对催化剂理化特性进行表征。结果表明:V2O5/TiO2催化还原NOx时,进气中含2%H2O有利于拓宽活性温度窗口和提高N2选择性,以及抑制N2O形成。在Co3O4表面负载2.0%Cs显著提高了催化剂催化N2O分解性能,这可能与Cs的引入导致部分Co3+还原为Co2+以及催化剂表面形成了更多氧空位有关。高温(400℃)下通入2%H2O对2.0Cs/Co3O4催化N2O分解的抑制作用较弱,但同时通入2%H2O和50×10-6 NO显著抑制了2.0Cs/Co3O4催化剂的活性。采用先V2O5/TiO2后2.0Cs/Co3O4的两段式催化剂联合脱除NOx和N2O时,前端的V2O5/TiO2催化剂主要催化NOx的还原反应,N2O对脱硝过程的影响有限;在V2O5/TiO2催化剂高效脱除NOx(和NH3)的温度范围内,后端的2.0Cs/Co3O4催化剂可较为稳定地催化N2O分解;在温度400℃,进气中含2%H2O时,NOx和NH3转化率均接近100%,N2O转化率为61.3%。 展开更多
关键词 NOx还原 N2O分解 V2O5/TiO2 Cs/Co3O4 联合催化
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High-efficiency Photocatalytic Performance of Bi/Bi2Fe4O9Nanocomposites Synthesized by Hydrothermal Method for Degradation of Bisphenol A 认领 引用
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作者 WANG Junjie LI Yijie +1 位作者 LI Xinyi GUO Dongyun 《Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science)》 SCIE EI CAS CSCD 2026年第2期364-370,共7页
Bi/Bi2Fe4O9nanocomposites consisting of Bi2Fe4O9nanosheets decorated with Bi nanodots were synthesized by a hydrothermal method.The formation of Bi nanodots on the Bi2Fe4O9nanosheet surfaces... Bi/Bi2Fe4O9nanocomposites consisting of Bi2Fe4O9nanosheets decorated with Bi nanodots were synthesized by a hydrothermal method.The formation of Bi nanodots on the Bi2Fe4O9nanosheet surfaces was attributed to the reducibility of 2-methoxyethanol in the precursor solution.Comparative photocatalytic evaluation reveals that the Bi/Bi2Fe4O9nanocomposites significantly enhance the degradation efficiency(99.0%)of bisphenol A compared with Bi2Fe4O9nanosheets(64.2%)under 120 min simulated solar irradiation.This remarkable enhancement can be attributed to the established Bi/Bi2Fe4O9heterojunction structure,which effectively facilitates the separation of photogenerated electron-hole pairs and accelerates interfacial charge transfer between the metallic Bi nanodots and semiconductor Bi2Fe4O9nanosheets.The synergistic effects arising from this unique architecture ultimately lead to superior photocatalytic performance. 展开更多
关键词 Bi2Fe4O9 nanosheets Bi nanodots nanocomposite hydrothermal method photocatalytic performance
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石墨烯对光固化Al2O3陶瓷力学性能的影响 认领 引用
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作者 刘耀 余庆轩 +3 位作者 王中原 文蓉江 李澜波 占丽娜 《热加工工艺》 CAS 北大核心 2026年第13期75-82,共8页
针对光固化Al2O3陶瓷在脱脂烧结后易形成孔洞、力学性能差的问题,系统研究了石墨烯添加对陶瓷浆料流变性、沉降性、固化行为及烧结体力学性能的影响。采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)对Al2O3粉体进行表面改性,并加入不同含... 针对光固化Al2O3陶瓷在脱脂烧结后易形成孔洞、力学性能差的问题,系统研究了石墨烯添加对陶瓷浆料流变性、沉降性、固化行为及烧结体力学性能的影响。采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)对Al2O3粉体进行表面改性,并加入不同含量的石墨烯,制备高固相、低粘度的光固化浆料。通过傅里叶红外光谱、旋转流变仪、沉降试验及Beer-Lambert模型分析,优化了浆料配方与光固化工艺参数。结果表明:当KH560含量为2.5wt%、石墨烯含量为0.01wt%时,浆料粘度最低、沉降分层最少;在曝光时间4 s条件下,添加0.01wt%石墨烯的浆料透射深度为382μm,临界曝光能量为44.3 m J/cm2。经1750℃烧结后,陶瓷零件致密度达99.7%,弯曲强度为27.61 MPa,维氏硬度为13.45GPa。石墨烯通过位阻效应及裂纹偏转机制有效促进了烧结致密化并改善了力学性能。本研究为光固化增材制造高致密、高性能氧化铝陶瓷提供了试验依据。 展开更多
关键词 石墨烯 光固化 Al2O3陶瓷 浆料 流变性能
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高熵P2/O3双相正极的协同设计助力高性能钠离子电池 认领 引用
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作者 赵珊 刘旭 +4 位作者 郭昊天 柳宗琳 王鹏飞 舒杰 伊廷锋 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2026年第1期49-61,共13页
P2型层状过渡金属氧化物(P2-NaxTMO2)因其优异的循环稳定性和倍率性能,成为钠离子电池正极材料的有力候选者。然而,其在高电压下的不可逆相变和固有低理论容量问题,阻碍了实际应用。本研究工作提出高熵策略与双相结构的协同设计... P2型层状过渡金属氧化物(P2-NaxTMO2)因其优异的循环稳定性和倍率性能,成为钠离子电池正极材料的有力候选者。然而,其在高电压下的不可逆相变和固有低理论容量问题,阻碍了实际应用。本研究工作提出高熵策略与双相结构的协同设计来克服这些挑战。通过在P2相高熵基体中引入O3相,构建新型P2/O3双相高熵层状氧化物Na0.70Ni0.25Mn0.35Co0.15Fe0.05Ti0.20O2(简称Na0.70NMCFT)。其中,高熵设计通过构型熵稳定效应有效抑制P2相的不可逆相变,而O3相则通过协同作用弥补容量不足并提升循环稳定性。此外,双相组分之间的相互作用进一步促进P2-O3与P2-P3相变的高度可逆性。Na0.70NMCFT在1C倍率下的初始放电容量为102.08 mAhg-1,200次循环后容量保持率达88.15%,表明具有优异的循环稳定性。更重要的是,即使在10C的高倍率下,Na0.70NMCFT仍能提供85.67 mAh g-1的初始放电比容量,并在1000次循环后容量保持率达70%。本工作证实双相高熵设计在提升钠离子电池正极性能中的关键作用,为开发先进钠离子电池正极材料提供了新思路。 展开更多
关键词 钠离子电池 层状氧化物正极 高熵 P2/O3双相 相变
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釉中SiO2和Al2O3含量对青花瓷“晕散”的影响研究 认领 引用
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作者 李小龙 胡其国 +2 位作者 赵田贵 董伟霞 包启富 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2026年第7期79-88,共10页
青花瓷作为中国传统文化的瑰宝,在制备烧造过程中,因青花色料、釉料配方组成以及制备工艺的影响,易造成青花装饰出现发色不均匀、线条或者块面在不同朝代或者是同一朝代有不同程度的“晕散”。实验采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶光... 青花瓷作为中国传统文化的瑰宝,在制备烧造过程中,因青花色料、釉料配方组成以及制备工艺的影响,易造成青花装饰出现发色不均匀、线条或者块面在不同朝代或者是同一朝代有不同程度的“晕散”。实验采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、傅里叶光谱(FTIR)、电子探针(EPMA)、光学显微镜(OM)等设备分析青花瓷釉中SiO2和Al2O3含量对青花装饰晕散距离、微观结构、釉层网络结构以及釉中Co2+浓度的影响,结合理论计算阐明了青花瓷“晕散”与釉料黏度之间的关系。实验结果表明,随着釉中SiO2和Al2O3含量的增加,釉层网络结构中Si—O—Si键数量增多并且增强,釉层黏度增大;黏流活化能拟合结果表明,黏流活化能增大,原子间作用力越强,Co2+在釉中扩散越困难,青花瓷线条的“晕散”距离从250μm减小到10μm。本研究有助于从物理化学角度理解青花“晕散”机制,为青花装饰工艺的优化提供科学依据。 展开更多
关键词 青花瓷 SiO2 Al 2O3 晕散 黏流活化能
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