高CO耐性的金属间PtBi纳米片用于甲醇电氧化

我们通过热注入的方法制备了一种高CO耐性的金属间PtBi纳米片。所制备的金属间PtBi纳米片在甲醇氧化反应(MOR)中展现出优异的催化性能和良好的稳定性能,最大的质量活性高达4.09 A·mg_(Pt)^(-1),接近商业Pt/C的3.2倍。计时电流-时间(I-t)稳定性测试之后,活性仅仅衰减5.7%,远低于商业Pt/C。CO吸附-脱附(CO-Stripping)曲线和循环伏安演变(CV-Evolution)曲线证实了金属间PtBi纳米片高的CO耐受性。

石墨烯纳米片对碳纤维增强金属层板层间力学性能的影响

提出一种新的方法,用来改善碳纤维增强金属板(CARALL)的层间黏结强度。将不同质量分数(0,0.1%,0.3%,0.5%和1.0%)的石墨烯纳米片(GnPs)利用超声分散的方法使其均匀分散于环氧树脂中,并利用湿法铺层方法完成CARALL的制作。进行Ⅰ型断裂韧性的测试,探究GnPs对CARALL层间性能的影响,并进行CARALL的拉伸与弯曲性能测试,研究GnPs对CARALL力学性能的影响。通过SEM与光学图像观察GnPs的增强机制与CARALL试件的失效模式。结果表明,当GnPs的添加量为0.5%时,CARALL具有最佳的层间黏结强度与力学性能。当添加0.5%GnPs时,Ⅰ型断裂韧性提高79%;拉伸强度、弹性模量与断裂应变率分别提高14.5%,11.0%和15.5%;弯曲强度与弯曲应变率分别提高23.9%和81.5%。这是由于添加GnPs到环氧树脂中可以分散CARALL所承受载荷,并利用自身的断裂、拔出和脱黏等机制吸收能量,进一步改善CARALL的层间力学性能。

通过金属间化合物PdBi纳米片调控Pd基催化剂电催化CO_(2)还原为甲酸盐

电催化CO_(2)还原(CO_(2)RR)对于降低大气中CO_(2)浓度、减缓温室效应具有重要意义.在众多CO_(2)还原产物中,甲酸盐是有机化工生产的重要原料.CO_(2)是一个线性分子,有两个等量的C=O键,打破它们需要较大的能量势垒和过电位.此外,CO_(2)还原涉及复杂的质子耦合,电子转移步骤和催化剂上多个结合能相近的反应中间体,导致产物分布广泛、选择性低.Pd催化剂能在较低的负电位下有效催化CO_(2)还原生成甲酸盐,然而,在高负电位下的CO毒化和CO_(2)还原的竞争反应(析氢反应,HER)阻碍了甲酸盐的生成.考虑到大多数单金属催化剂对CO_(2)RR的效率和选择性都不理想,双金属合金催化剂被广泛研究.*OCHO是甲酸盐生产的关键中间体,它能较好地生成并吸附在以p电子为主的主族金属(如Bi,In,Sn及其氧化物)上,可高选择性获得甲酸盐.因此,通过引入主族金属,可在较宽的电位范围内提高Pd基催化剂的甲酸盐选择性.本文采用模板法、有机相合成策略制备了具有六方相结构的有序PdBi双金属纳米片催化剂.通过调节合成温度,可以很容易地控制制备不同有序度的PdBi纳米片,并系统地研究了它们的结构与CO_(2)RR性能之间的关系.有序PdBi纳米片催化剂具有较大的二维尺寸和比表面积,且丰富的缺陷结构可以提供更多的活性位点.X射线衍射结果表明,随着温度的升高,PdBi双金属纳米片的结构从面心立方转变为六方相.透射电子显微镜和原子力显微镜结果表明有序PdBi纳米片的厚度较薄(约3.5 nm),纳米片表面具有丰富的褶皱和晶界,为反应中间体的吸附提供了更多的活性位点.X射线光电子能谱结果表明,随着Bi元素的引入,PdBi中Pd的结合能向正偏移,并且偏移程度与PdBi合金的有序度成正比.Pd的结合能的正偏移可以归因于电子从Pd转移到Bi.在CO_(2)RR反应性能测试中,有序PdBi纳米片的电催化活性明显高于有序PdBi纳米片以及商业化Pd/C催化剂.在–1.0 V过电位下,有序的PdBi纳米片的甲酸盐法拉第效率(FE)可达到91.9%,优于无序PdBi和纯Pd催化剂.在10 h稳定性测试中,有序的PdBi纳米片的甲酸法拉第效率可高于80%,催化剂的形貌在测试前后基本未发生改变,表明其具有良好的稳定性.密度泛函理论计算表明,与无序的PdBi纳米片相比,完全有序的PdBi纳米片可使*OCHO(生成甲酸盐的关键中间体)的自由能垒降低,并抑制H_(2)产生,从而提高催化甲酸盐产物的活性和选择性.Bi的引入在一定程度上降低了^(*)CO在Pd表面的结合能,减缓了Pd被毒化的趋势.

新型石墨烯膜可高效分离盐湖中金属离子

据报道,兰州大学稀有同位素前沿科学中心陈熙萌、李湛团队,通过研究氧化石墨烯纳米片在涡旋剪切力场中结构组成的动态变化过程,发展出一种超级简单的涡旋力场拉伸堆积成膜策略,制备出高选择性、低能耗且超平层间结构的涡旋氧化石墨烯膜,实现了实验室阶段盐湖中锂、钾和镁等离子的选择性高效分离。相关成果发表在《纳米快报》上。膜分离是高效无相变、绿色无污染的新型分离技术,但传统膜分离技术很难用于盐湖卤水中碱土金属离子的选择性分离,因此有必要发展一类更为简单、高效且经济环保的膜分离技术,促进我国盐湖卤水资源的高质化利用。

Ni-GNSs增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头热迁移组织与性能

针对微焊点服役过程中由大温度梯度导致的热迁移问题,设计了一种热迁移试验装置,研究了复合钎料/Cu钎焊接头热迁移过程中的组织演变与力学性能。研究结果表明:设计的试验装置可满足单一热迁移试验条件。与未热加载时相比,Ni-GNSs增强Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE复合钎料/Cu钎焊接头热迁移200 h后,接头热端Cu;Sn;界面金属间化合物(IMC)大幅减薄并在界面出现微孔洞;冷端界面粗大扇贝状IMC厚度明显增加,冷端Cu/Cu;Sn;界面间生成平均厚度1μm的层状IMC Cu;Sn;。热加载200 h后,钎焊接头剪切强度降低33%。复合钎料钎焊接头断裂位置由热端界面IMC/钎缝的过渡区向界面IMC方向迁移;随热加载时间增加其断裂机制由韧性断裂向先转变为以韧性断裂为主的韧-脆混合断裂,再转变为以脆性断裂为主的韧-脆混合断裂。Ni-GNSs增强相的添加可抑制复合钎料/Cu钎焊接头的热迁移。

层间Cu^(+)离子重排诱导体系超导转变

层间离子插层的层状材料表现出多样有趣的物理和化学特性.为了获得奇特的二维材料,离子客体对晶体的掺杂和调控在材料科学中得到广泛应用.然而,在离子插层层状材料的研究中,由层间结构变化所引起的性质研究较少.因此,在本文中我们展示了由于Cu_(0.65)NbS_(2)纳米片的新型层间结构导致的超导性.随着维度的降低,层间铜离子的占位从体相结构时的单一四面体位点转变为混合四面体位点,导致原本的普通金属态转变成超导体.值得注意的是,材料的超导转变温度具有强烈的厚度依赖性,并且随厚度变化呈火山曲线,展现出了与纯NbS2体系不同的随样品层数变化关系.操控层间离子的排列方式将成为促进二维材料领域新本征性质研究的重要方法之一.