蒙脱石原位合成有序介孔材料

介孔材料由于其特殊的孔结构和性能而引起众多学者的极大兴趣 . 1 0年来 ,对其合成技术、形成机理、功能材料制备和催化应用等进行了有意义的探索 [1～ 5] .目前 ,对介孔材料热稳定性探讨也在不断深入 [6 ,7] .已有的研究所用的硅源大多是化学试剂 ,以天然矿物为原料 ,利用其硅源和特殊结构 ,通过结构活化转变制备介孔材料的研究还少见报道 .Yanagisawa[8]和 Inagaki等 [9]在相同条件下采用方钠石作前驱体合成了与 MCM-41结构相似的 FSM-1 6.本项研究采用蒙脱石天然矿物作为前驱体 ,通过适当活化 ,在模板剂用量较少的情况下 ,得到了热稳…     

太阳能电池的新进展

太阳能电池的研究、开发和利用，倍受世界各国政府所重视。在科学前沿一系列重大发现和“新思维、新科学、新技术”的推动下，太阳能电池得到了迅速发展，它的开发和利用可为人类提供清洁（绿色）的能源，对促进人类社会的文明与进步具有重要的意义。     

仿生矿化增强材料

近年来,随着材料科学领域的发展,机械性能优异且具有特定功能的有机-无机复合材料成为了研究热点。而天然的生物矿化过程产生了在自然界中分布广泛、结构特征多样性、机械性能优异的天然生物矿物,比如牙齿、骨骼、珍珠、贝壳、海胆刺、海洋红虫颚等。这些天然复合增强材料中的矿化组织结构特点和矿化机理为仿生设计与合成具有特定结构、特定功能和优异机械性能的材料提供了理论依据。通过模拟天然过程的仿生矿化方法,利用有机基质调控无机矿物成核生长为固态矿物,最终能够定向组装具有特定有序结构和先进功能的有机-无机复合材料。本文主要综述了自然界中通过生物矿化过程得到的高强度、高韧性的天然复合增强材料,以及受生物矿化增强现象的启发,在化学与材料仿生矿化合成中出现的一些有机-无机复合的增强材料。     

太阳能电池的新进展

太阳能电池的研究、开发和利用 ,倍受世界各国政府所重视。在科学前沿一系列重大发现和“新思维、新科学、新技术”的推动下 ,太阳能电池得到了迅速发展 ,它的开发和利用可为人类提供清洁 (绿色 )的能源 ,对促进人类社会的文明与进步具有重要的意义。     

太阳能电池的新进展

太阳能电池的研究、开发和利用,倍受世界各国政府所重视.在科学前沿一系列重大发现和“新思维、新科学、新技术“的推动下,太阳能电池得到了迅速发展,它的开发和利用可为人类提供清洁(绿色)的能源,对促进人类社会的文明与进步具有重要的意义.     

γ-VOOH空心纳米结构的合成及其在电解水中的应用

<正>能源和环境是现今涉及人类社会可持续发展的两大问题,正威胁着人们正常的生产和生活。随着工业、社会的发展以及石油等矿物能源消耗的不断增加,全球环境污染日益严重,而这些资源终将枯竭,所以发展一种清洁、可持续的替代能源是人类社会亟待解决的问题。新能源如氢能、太阳能、风能等具有清洁、无污染、来源广泛、可再生、环境友好的特点,引起了全世界的广泛关注。因此,新能源的研究与开发、能源的高效可持续利用以及环境友好成为各国科学家的     

废弃天然高分子基功能材料

从废弃高分子角度对废弃生物质的高附加值再利用进行综述,阐述了废弃生物质中天然高分子的类型以及废弃生物质中包含的大量天然高分子具有官能团丰富、可降解、生物相容、无毒无害等优异的性能,归纳了废弃生物质的传统处理方法及作为材料使用的再利用途径,介绍了废弃天然高分子用作复合材料、吸附材料、载体材料、能源材料、医用高分子材料、智能高分子材料等的研究进展,并对废弃天然高分子的资源化利用进行了展望。     

凝聚态化学视角下的生物矿化

凝聚态化学是研究凝聚态材料的合成、组分、结构、性能、相互作用及相关化学反应等多个领域的一门学科。近年来对生物矿物这种特殊的天然凝聚态材料不断深入的探索,极大扩展了凝聚态化学原有的研究视野。这些生物矿物常通过非经典的方式,在温和而复杂的体内甚至体外环境中形成;它们具有长期进化筛选出的跨尺度多级组织结构,充分利用了材料微观形态和不同凝聚态材料间的表、界面相互作用,因此具有非常优异的性能。本文通过分析生物矿物形成和转化过程中涉及的几种特殊机制,阐明真实环境条件下凝聚态材料合成和凝聚态化学反应的一些新特征。同时,还将介绍由生物矿物相关研究推动的凝聚态化学的实际应用。最后,对该领域未来需要解决的问题和重要发展方向做出展望。     

储氢材料的研究进展

日益严峻的能源危机和环境污染,使得发展清洁的可再生能源成为世界各国的重要课题。氢能源以其可再生性和良好的环保效应成为未来最具发展潜力的能源载体,氢能被公认为人类未来的理想能源,而氢的储存是发展氢能技术的难点之一。介绍了各类材料的储氢功能特点和近年来几类主要储氢材料的研究进展,并指出了储氢材料的发展方向。     

水系钠离子电池电极材料研究进展

随着太阳能、风能等可再生能源发电并网普及应用和智能电网建设,储能技术成为能源优化利用的核心技术之一。水系钠离子电池具有资源丰富、价格低廉等优势,作为未来电网储能的重要选择而成为近年来电化学储能技术前沿的研究热点。由于受到水的热力学电化学窗口限制及嵌钠反应的特殊性(例如溶液的pH值、氧的溶解等),以及容量、电化学电位、适应性及催化效应等,电极材料选择面临挑战,进而影响水系钠离子电池的应用。因此,电极材料成为水系钠离子电池的研究重点。本文简要概括了水系钠离子电池的特点,并对氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝类似物和有机物等电极材料体系的最新研究进展进行了总结,并概括了将来的发展方向,为推动水系钠离子电池的发展和能源优化研究奠定了基础。     

钠离子电池用铁基正极材料的研究进展

气候变化和化石燃料枯竭等问题将促进新型绿色能源的开发和利用。因此,高效率、低成本、安全的储能系统,得到了越来越多的关注和研究。在各类储能系统中,二次电池是存储电能、为电子设备供电的最理想选择。目前,锂离子电池(LIBs)的应用最广泛。然而,地球上锂资源的短缺和分布不均造成的成本较高,急需研究和开发其他高性能的新型二次电池。钠元素具有地壳中储量丰富、均匀且与锂具有相似化学性质等优势,使得钠离子电池(SIBs)成为了取代LIBs最有前景的备选二次电池之一。然而,钠离子的体积较大、离子传导动力学更缓慢、导电性更差等问题,限制了SIBs高性能的实现,这是目前研究的难点和重点。此外,铁具有储量丰富、环境友好的特点,其在SIBs中的应用引起了电池领域科研工作者的广泛关注。因此,寻找良好的铁基正极材料成为SIBs高性能电极材料开发的一个重要研究方向。本综述对近年来SIBs铁基正极材料方面的研究进展进行了总结,并按照聚阴离子型化合物、过渡金属氧化物、普鲁士蓝及类似物和氟化物分类,进行了系统的阐述和分析。     

无机-无机复合电致变色材料的研究进展

在外加电压的作用下,电致变色材料的光学性能（颜色、透光率等）能够可控制、可逆地变化,在节能减排领域有重要应用前景。随着相关研究的不断创新、深入和拓展,单一组分的电致变色材料因受到其自身结构和性能的限制,不能表现出人们所期望的电致变色性能,并且在结构和性能上不具有可设计和调控性,因而越来越无法满足实际应用的需求。与非复合电致变色材料相比较,复合型材料在这方面具有明显的优势,其优势体现在通过合理的材料设计,借助复合材料各组分的协调作用,充分激发各组分的优点,克服各自的缺点,可以获得结构和性能优异的电致变色材料。因此,近年来越来越多的研究聚焦于复合型电致变色材料。目前已开展研究的复合型电致变色材料的种类很多,根据复合组分是无机材料还是有机材料来对复合型电致变色材料分类的话主要可分为无机-无机复合、无机-有机复合和有机-有机复合3大类。相比有机电致变色材料,无机电致变色材料在材料成分控制、机械性能、光调制、使用稳定性、寿命等方面优势显著,因此,单一组分的和复合型的无机电致变色材料始终是本领域研究的重要方向。因此,本文致力于近年来无机-无机复合电致变色材料、器件和电解质的研究现状和未来的发展动态,对其研究进展、所存在的问题和发展趋势进行了归纳总结,为复合型电致变色材料的进一步研发和应用提供依据。     

Biofuels and biomass-to-liquid fuels in the biorefinery: catalytic conversion of lignocellulosic biomass using porous materials

At a time when the focus is on global warming, CO(2) emission, secure energy supply, and less consumption of fossil-based fuels, the use of renewable energy resources is essential. Various biomass resources are discussed that can deliver fuels, chemicals, and energy products. The focus is on the catalytic conversion of biomass from wood. The challenges involved in the processing of lignocellulose-rich materials will be highlighted, along with the application of porous materials as catalysts for the biomass-to-liquids (BTL) fuels in biorefineries. The mechanistic understanding of the complex reactions that take place, the development of catalysts and processes, and the product spectrum that is envisaged will be discussed, along with a sustainable concept for biorefineries based on lignocellulose. Finally, the current situation with respect to upgrading of the process technology (pilot and commercial units) will be addressed.     

层状双金属氢氧化物及其复合材料加速电解水制氢的研究进展

随着经济社会的不断发展和能源的不断消耗,开发清洁能源已引起研究者们的广泛关注。层状双金属氢氧化物(LDH)具有典型的层状结构、制备难度低、组成易调节等优点,在电催化分解水方面表现出可与贵金属催化剂相媲美的性能。目前LDH催化剂仍然存在稳定性不足、活性位点辨别不明、电催化反应机理模糊不清等科学问题亟待解决。本文首先介绍了LDH材料的性质和制备方法,重点从元素和化合物对LDH材料结构和性能的调控、取代阳极OER以及海水氧化三个方面综述了LDH材料在电催化制氢方面的研究进展,阐述了LDH复合材料的形貌、界面作用及化合物之间的协同作用。最后对LDH材料更深层次的研究方向作出展望。     

Nickel/cobalt based materials for supercapacitors

We briefly summarize the fundamental mechanism of supercapacitors and classify them into three kinds according to the different energy storage mechanism. We further discuss the energy storage mechanism of nickel/cobalt based materials, and we suggest that these kinds of battery-type materials should be classified into hybrid supercapacitor instead of pseudocapacitors.     

微纳米纤维素功能膜在能源与环境领域的应用

探寻绿色清洁的资源与材料以维持高效的社会经济增长是未来数十年人们面临的最大挑战之一. 可持续资源与绿色材料的开发是降低传统化石能源与材料比重的最有前途的方案. 纤维素作为一种可持续发展、 可生物再生、 储量丰富且低成本的天然高分子聚合物, 在众多领域中具有广泛的应用, 并且纤维素可以加工成各种构型, 包括气凝胶、 泡沫、 海绵和薄膜等. 本文介绍了不同形态的纤维素及其衍生物组装而成的功能膜在能源与环境中的应用, 综述了微纳米纤维素及其衍生物在先进功能化储能器件方面的最新进展和制备方案, 以及在用于水处理的膜分离技术中的应用, 其中重点讨论了微纳米纤维素及其衍生物功能膜在电池、 电容器及水处理等领域中的作用, 如隔膜、 柔性电极膜和分离膜等. 此外, 还对纤维素及其衍生物功能膜的未来发展进行了总结和展望.     

基于纤维素的先进功能材料（专题报道）

 收集整理了近几年间发表在国内外重要期刊上的约360篇文献,以纤维素功能材料的制备方法为线索,简要综述了该领域的最新进展,对纤维素基纤维材料、膜材料、光电材料、杂化材料、智能材料、生物医用材料等功能材料的制备过程、功能和应用前景做了概括性描述.     

Recent progress in lithium-ion and lithium metal batteries

Moving towards carbon-free energy and global commercialization of electric vehicles stimulated extensive development in the field of lithium-ion batteries (LIBs), and to date, many scientific and technological advances have been achieved. The number of research works devoted to developing high-capacity and stable materials for lithium- ion and lithium metal batteries (LMBs) is constantly rising. This review covers the main progress in the development of LIBs and LMBs based on research works published in 2021. One of the main goals in the recent publications is to solve the problem of instability of layered nickel-rich lithium– nickel–cobalt–manganese oxides (Ni-rich NMC) cathodes, as well as silicon anodes. Improving the stability of NMC cathodes can be achieved by doping them with cations as well as by coating the oxides’ surfaces with protective layers (organic polymers and inorganic materials). The most effective strategies for dampening volumetric changes in silicon anodes include using porous silicon structures, obtaining composites with carbon, coating silicon-containing particles with inorganic or polymeric materials, and replacing standard binder materials. Much work has been devoted to suppressing dendrite formation in LMBs by forming stable coating layers on the surface of lithium metal, preparing composite anodes and alloys, and changing the composition of electrolytes. At the same time, in the field of electrolyte development, many research works have been devoted to the search for new hybrid polymer electrolytes containing lithium-conducting inorganic materials.     

稀土离子特性与稀土功能材料研究进展

稀土元素是一个包含了由钪、钇与镧系共17种元素的系列统称,它们既具有本质上的物理化学相似性,也具有各自独特和多样的电子结构。 从化学水平上讲,稀土离子的特性决定了稀土永磁、磁致冷、超导、热释电、光学制冷、非线性光学、催化等高新技术应用的本质;从材料水平上讲,稀土功能材料是实现这些技术应用的基础。 从科技发展要求来讲,稀土功能材料的研发是实现稀土资源高质量发展的最重要途径。 本文从稀土离子特性出发,利用轨道杂化模型构建稀土离子与稀土功能材料之间的基本关系,总结了近年来不同应用领域中稀土离子在稀土功能材料的组成设计与性能优化方面的研究进展。