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纳米酶具有比传统酶更高、更广泛的底物适应性以及更好的稳定性,使其成为一种替代传统酶的生物催化剂.然而纳米酶通常需要在高温、高压甚至有毒条件下制备,工序复杂、耗时且能量效率不高.羟基氧化钴纳米片是一种典型的纳米材料,具有出色的氧化酶相似活性.在常温、常压且无需添加任何化学试剂稳定的条件下,利用飞秒激光液相烧蚀技术成功制备了晶面规则完整的羟基氧化钴纳米片,其与四甲基联苯胺在显色反应中更易结合且反应效率更高.通过显色反应检测了多种抗氧化物质,结果表明,该方法成本低、操作简单、灵敏度高、易观察,在生物化学检测和食品安全检测等领域具有极大的应用潜能.

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抗氧化物质 液相 纳米酶 羟基氧化钴纳米片 飞秒激光 液相烧蚀

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铂基纳米结构催化剂因其高活性而成为质子交换膜燃料电池阴极最有应用前景的氧还原催化剂.电化学脱合金能够通过调节铂基催化剂的表面结构提升催化剂性能,并且兼具简单易行、低成本等优点,成为优化铂基催化剂的有效手段之一.重点介绍电化学脱合金在铂基催化剂的微结构调控中的应用研究进展.首先,对铂基氧还原催化剂的电化学脱合金机理进行了归纳总结;其次,从纳米催化剂(组分、粒径、表面暴露晶面)和电化学脱合金条件(电位、扫描速率、气氛)两大方面分析了电化学脱合金在铂基催化剂微观结构调控中的机理,并对其未来的研究发展进行了展望.

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氧还原反应 透射电子显微学 铂基催化剂 微结构 电化学脱合金 燃料电池

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CO2加氢制甲醇反应过程中产生的大量副产物水会加速催化剂中CuZn物种的聚集和烧结,导致催化剂严重失活.而CeO2亲水性较弱,具有较高的水热稳定性,可以增强CuZn物种的分散.因此,通过水热合成法制备了一系列CeO2载体晶面可调控的CuZn基催化剂,并在其中引入了适当浓度的氧空位.采用TEM、XRD和H2-TPR等表征手段研究了合成的CeO2载体及CuZn/CeO2-y催化剂(y为rod、cube或otca)的形貌、结构和还原性能等物理化学性质,并考察了 CuZn/CeO2-y催化剂在CO2加氢制甲醇反应中的催化性能.结果表明,暴露(110)晶面的纳米棒结构的CeO2载体(CeO2-rod)更有利于CuZn基物种的分散,并且CeO2-rod与Cu物种形成了 Cu—O—Ce界面,增强了催化剂同时吸附和活化CO2和H2的性能.因此,CuZn/CeO2-rod表现出较高的CO2转化率和甲醇选择性,在260℃、3MPa的条件下,甲醇时空收率为433.4 g/(kg·h),甲醇选择性高达68.5％.同时,利用原位漫反射傅立叶变换红外光谱对CO2加氢制甲醇的反应路径和重要中间物种的演变进行了详细研究,发现在CuZn/CeO2催化剂的作用下,反应主要遵循甲酸盐路径,载体的晶面效应没有改变反应路径,但是提高了重要中间物种达到平衡的速率.

Keyword ：

CO2加氢 甲醇选择性 CuZn/CeO2催化剂 氧空位

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利用COMSOL Multiphysics有限元软件对LaB6微尖阵列的场屏蔽效应进行模拟,揭示了场屏蔽效应与微尖间距的关系,发现当微尖间距大于8倍微尖高度时,阵列的总发射电流最大,为LaB6微尖阵列设计提供了理论依据。采用飞秒激光技术实现了在单晶LaB6块体（100）晶面进行微尖阵列微结构的可控加工,其工艺参数为:激光功率Fs=0.01%,样品移动速度为20 mm/min,划线间隔为4-8μm,刻槽重复次数为8次,加工过程加半径2mm孔光阑,并吹氩气保护。飞秒激光制备单晶LaB6FEAs具有均匀的形貌和表面纳米结构,微尖曲率半径可以控制在0.5-3μm之间,微尖间距约为高度的1.5倍,曲率半径0.5μm的单晶LaB6 FEAs具有最佳的场发射性能,其启动电场为2.2 V/μm,在8.0 V/μm电场下发射电流密度为1.0 A/cm

Keyword ：

微尖阵列 LaB6单晶 飞秒激光 场发射性能 有限元分析

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本发明公开了一种ALD修饰的特定晶面CeO2载体负载Pd三效催化剂的制备方法,包括以下步骤:称取一定量的铈前驱体和氢氧化钠沉淀剂放入烧杯中溶解反应, 然后将混合物转移至自压反应器中进行水热反应24h; 将反应后的混合液洗涤干燥,研磨成粉末,放入马弗炉中,在500-1000℃下煅烧4-6小时,得到不同形貌的二氧化铈载体; 将制备好的氧化铈载体与贵金属溶液通过浸渍法混合,最终得到负载型贵金属铈基催化剂; 5-20个循环的Al2O3通过原子层沉积(ALD)被涂覆。 本发明采用制备AlD修饰的特定晶面CeO2载体负载Pd三元催化剂,既能在高温条件下保持CeO2的高活性(100)晶面,又比未处理的Pd具有更好的分散性 催化剂,从而有效提高贵金属催化剂三元催化剂的低温活性和热稳定性。

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本文在密切关注新兴增材制造技术所产生的微观结构组织特征的同时，具体选取一种3D打印Ti-6Al-4V合金，分析其中的伯氏取向差结构。利用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)和统计性的五参数法，首先标定了合金结构中大量存在的α/α晶界，其次统计了α/α晶界的惯习面分布状况，之后对5种伯氏取向差分别进行了晶面取向织构分析，最后对5种伯氏取向差进行了晶界面理论结构计算。本文提出了α/α晶界识别判据并继而实现了在α/α晶界上进行伯氏取向差的准确表征，因而从具体观测技术层面发展了特定晶界的提取技术和典型取向差的结构分析技术。

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3D打印钛合金 观测技术 扫描电子显微镜 伯氏取向差 电子背散射衍射

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现阶段制备出的镍基单晶高温合金中常常难以避免平行于加载方向的小角晶界存在,开展小角晶界失效机制的研究对于综合评价镍基单晶合金的服役性能具有重要指导作用.本文通过双籽晶法制备出含有小角晶界的双晶高温合金,采用透射电镜中的原位技术,开展小角晶界对镍基单晶高温合金失效机制的研究.研究发现,改变籽晶的排布方式可以制备出晶界近似平行(010)和(11-0)晶面的两类双晶;当沿(010)晶面的晶界进行拉伸时,两侧晶粒分别发生了沿滑移面的解理断裂及横截面的脆性断裂;而沿(11-0)晶面的晶界进行拉伸时,两侧晶粒仅发生沿滑移面的解理断裂.上述现象主要由合金内取向因子的差异所导致.

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镍基单晶高温合金 原位研究 失效机制 小角晶界

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SnAgCu焊点中的金属间化合物(intermetallic compounds,IMCs)Ag3 Sn脆性大且电阻高,对焊点可靠性具有重要影响,有必要明确其形成过程和相变机制以控制其生长.采用固体与分子经验电子理论(empirical electron theory,EET)研究Ag-Sn系统中的主要扩散元素及原子运动路径,应用自洽键距差(self-consistent bond length difference,SCBLD)法计算了Ag-Sn系统内参与反应相的价电子结构及可能形成的固溶体的结合能,根据结合能变化趋势从价电子层面描述出Ag3 Sn在焊点内部的形成过程.研究结果表明:Ag-Sn系统中的主要扩散元素为Sn,Sn原子进入Ag晶胞形成固溶体,固溶体内原子重新排布,形成结合能更高、排布更均匀的共价键,造成晶格膨胀,位于(110)晶面和面心位置的Ag原子随之向外扩张,形成了同样具有良好对称性的Ag3 Sn,与前人研究Ag-Sn系统扩散的实验结果相符.

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自洽键距差(SCBLD)法 经验电子理论(EET) 结合能 金属间化合物(IMCs) 扩散 相变

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以固溶态Mg-8Gd-1Er-0.5Zr (质量分数,%)合金为对象,研究了在高应变速率多向锻造过程中合金微观组织及织构的演变规律,并探讨了高应变速率多向锻造对合金力学性能的影响机制。结果表明,变形初期,合金晶粒内部的大部分{10■2}拉伸孪晶被激发,随着累积应变(ΣΔε)的增加,孪晶面积分数降低,再结晶面积分数增高,再结晶机制以连续动态再结晶为主,同时伴有不连续动态再结晶和孪生诱导再结晶。合金晶粒细化分为2个阶段:当ΣΔε<1.32时,为孪晶破碎机制,晶粒尺寸由初始态的33.0μm细化至13.1μm;当ΣΔε≥1.32时,为动态再结晶细化机制,晶粒尺寸进一步细化至4.2μm。合金织构随ΣΔε...

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织构 多向锻造 力学性能 Mg-Gd-Er-Zr合金 孪生 晶粒细化

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电动汽车续航里程的提升主要依赖于锂离子电池的能量密度,其中发展高容量的正极材料成为关键。富锂锰基层状氧化物(LLOs)和高镍三元层状氧化物(NCM,Ni≥80%)等高容量正极材料成为了研究热点,其前体的开发对正极材料电化学性能的发挥有重要的影响。本文从工业化的角度对共沉淀法制备LLOs和NCM正极材料前体的反应过程和影响因素进行了介绍,分析了球形团聚体、单晶和浓度梯度等正极材料的结构和性能,并详细阐述了正极材料中晶面取向调控、掺杂及表界面处理等改性策略的原理及优缺点。文章指出,综合来看单晶材料表现出较好的循环稳定性和热稳定性,但倍率性能有待进一步提升。浓度梯度正极材料不仅保持了高容量特性,还兼...

Keyword ：

高容量正极材料 共沉淀 前体 锂离子电池

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