
2023-03-11
過渡金屬氧化物中由于晶格、自旋、軌道和電荷等多重自由度高度耦合,表現(xiàn)出極為豐富的物理特性,是多場物態(tài)調(diào)控的載體。在氧化物界面處,不連續(xù)的晶格結(jié)構(gòu)導(dǎo)致各序參量之間的相互作用發(fā)生急劇變化,極易發(fā)生金屬離子間的電荷轉(zhuǎn)移、軌道重構(gòu)和自旋重排等新奇現(xiàn)象,因此氧化物界面的原子級精準(zhǔn)構(gòu)筑、物性表征和動(dòng)態(tài)調(diào)控成為功能薄膜物理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
過渡金屬氧化物中由于晶格、自旋、軌道和電荷等多重自由度高度耦合,表現(xiàn)出極為豐富的物理特性,是多場物態(tài)調(diào)控的載體。在氧化物界面處,不連續(xù)的晶格結(jié)構(gòu)導(dǎo)致各序參量之間的相互作用發(fā)生急劇變化,極易發(fā)生金屬離子間的電荷轉(zhuǎn)移、軌道重構(gòu)和自旋重排等新奇現(xiàn)象,因此氧化物界面的原子級精準(zhǔn)構(gòu)筑、物性表征和動(dòng)態(tài)調(diào)控成為功能薄膜物理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。過去幾十年,科學(xué)家們只能通過選擇晶格結(jié)構(gòu)和晶格常數(shù)相近的材料進(jìn)行外...
2023-03-11
氧還原反應(yīng)(ORR)對于質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)、金屬-空氣電池等各種能量轉(zhuǎn)換和儲存系統(tǒng)具有重要意義。開發(fā)具有高性價(jià)比、高效率的用于ORR的電催化劑是實(shí)現(xiàn)這些裝置大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵。在過去的幾十年里,一類新開發(fā)的共軛聚合物(CPs)網(wǎng)絡(luò),主要涉及結(jié)晶的共價(jià)有機(jī)框架(COFs)和非結(jié)晶共價(jià)有機(jī)聚合物(COPs),由于獨(dú)特的拓?fù)湓O(shè)計(jì)原則、模塊化的特征以及豐富的元素組成,在電催化領(lǐng)域中表現(xiàn)出巨大的潛力。其中,COPs材...
2023-03-11
通過研究有機(jī)分子在金屬表面的吸附與反應(yīng)特性來實(shí)現(xiàn)低維功能分子結(jié)構(gòu)的可控制備具有十分重要的意義。金屬襯底在表面反應(yīng)過程中可以充當(dāng)催化劑,從而有效降低相關(guān)反應(yīng)的反應(yīng)勢壘。雖然人們早就意識到分子在金屬表面的具體吸附構(gòu)型對反應(yīng)路徑和反應(yīng)勢壘起著關(guān)鍵的作用,然而由于很難在單分子尺度對分子吸附構(gòu)型進(jìn)行調(diào)控,因此幾乎沒有具體實(shí)驗(yàn)嘗試研究分子在金屬表面的具體吸附構(gòu)型對相關(guān)反應(yīng)影響的機(jī)制。
通過研究有機(jī)分子在金屬表面的吸附與反應(yīng)特性來實(shí)現(xiàn)低維功能分子結(jié)構(gòu)的可控制備具有十分重要的意義。金屬襯底在表面反應(yīng)過程中可以充當(dāng)催化劑,從而有效降低相關(guān)反應(yīng)的反應(yīng)勢壘。雖然人們早就意識到分子在金屬表面的具體吸附構(gòu)型對反應(yīng)路徑和反應(yīng)勢壘起著關(guān)鍵的作用,然而由于很難在單分子尺度對分子吸附構(gòu)型進(jìn)行調(diào)控,因此幾乎沒有具體實(shí)驗(yàn)嘗試研究分子在金屬表面的具體吸附構(gòu)型對相關(guān)反應(yīng)影響的機(jī)制。合肥光源催化與表面科學(xué)...
2023-03-11
溫和條件下光催化氧化CH4為液體燃料一直是科學(xué)界和工業(yè)界追求的目標(biāo),相比較傳統(tǒng)的甲烷轉(zhuǎn)化技術(shù)(尤其是甲烷水汽重整反應(yīng))需要的高溫高壓反應(yīng)條件,基于半導(dǎo)體的光催化甲烷轉(zhuǎn)化技術(shù)能夠利用光能克服甲烷活化的能壘,被認(rèn)為是一種極具前景的能夠在溫和條件下實(shí)現(xiàn)甲烷有效轉(zhuǎn)化的途徑之一。
溫和條件下光催化氧化CH4為液體燃料一直是科學(xué)界和工業(yè)界追求的目標(biāo),相比較傳統(tǒng)的甲烷轉(zhuǎn)化技術(shù)(尤其是甲烷水汽重整反應(yīng))需要的高溫高壓反應(yīng)條件,基于半導(dǎo)體的光催化甲烷轉(zhuǎn)化技術(shù)能夠利用光能克服甲烷活化的能壘,被認(rèn)為是一種極具前景的能夠在溫和條件下實(shí)現(xiàn)甲烷有效轉(zhuǎn)化的途徑之一。 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)謝毅團(tuán)隊(duì)孫永福課題組設(shè)計(jì)了由兩種不同金屬氧化物組成的二維面內(nèi)多孔Z型異質(zhì)結(jié)構(gòu)ZnO/Fe2O3,實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)調(diào)控CH4光氧化...
2023-03-11
得益于射電天文望遠(yuǎn)鏡的飛速發(fā)展,人類已經(jīng)在星際介質(zhì)中觀測到了上百種復(fù)雜有機(jī)分子(Complex Organic Molecules,COMs),包括多種與生命相關(guān)的醛、羧酸、酯和氨基酸等。研究這些地外復(fù)雜有機(jī)分子的形成機(jī)制,有助于構(gòu)建分子云和恒星形成區(qū)域的化學(xué)模型,為探索生命起源問題提供重要參考,對天體化學(xué)、天體生物學(xué)和物理化學(xué)界具有重要意義。理論計(jì)算顯示僅氣相反應(yīng)生成的物質(zhì)的濃度比觀測結(jié)果低2到3個(gè)數(shù)量級,因此固相反應(yīng)對復(fù)...
2023-02-20
在溫和條件下,將CO2轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的化學(xué)原料或液體燃料,對于減輕溫室效應(yīng)和實(shí)現(xiàn)碳中和具有重要意義。其中,光催化被認(rèn)為是一種利用太陽能轉(zhuǎn)化CO2的綠色技術(shù)。在眾多光催化劑中,聚合氮化碳(CN)以其優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和低成本被認(rèn)為是最有希望實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模利用的光催化劑之一。然而,已報(bào)道的CN基材料仍然存在催化位點(diǎn)不足和電荷分離能力有限的問題,限制了其在光催化中的進(jìn)一步實(shí)際應(yīng)用。因此,需要新的策略以提高CN基材料上...
2023-02-20
通過光催化水分解法進(jìn)行太陽能制氫(H2)是一種利用陽光產(chǎn)生綠色H2燃料的有前途、廉價(jià)且環(huán)境友好的技術(shù)。然而,目前開發(fā)的光催化劑效率低、穩(wěn)定性差、價(jià)格高,嚴(yán)重制約了其大規(guī)模應(yīng)用。因此,開發(fā)高活性、穩(wěn)定且廉價(jià)的光催化劑對于實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)模的太陽能制氫具有重要意義。由于獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),2D過渡金屬磷硫?qū)倩衔铮∕PCx)(M=Cr、Mn、Fe等;C=S、Se和Te)在催化、光電等領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注。其具有以下特點(diǎn):1)超...
2023-02-20
燃料的燃燒和揮發(fā)性有機(jī)物的大氣氧化反應(yīng)是非常復(fù)雜的反應(yīng)過程,涉及到多種類型的化學(xué)反應(yīng)、寬廣的溫度和壓力范圍、極其復(fù)雜的產(chǎn)物分布。因此解析燃燒和大氣氧化中的反應(yīng)產(chǎn)物,尤其是過氧化物等活潑中間體,對于闡明燃燒反應(yīng)和大氣氧化反應(yīng)的機(jī)制是至關(guān)重要的。同步輻射光電離質(zhì)譜(SVUV-PIMS)在過氧化物和自由基等活潑中間體探測等方面發(fā)揮巨大的作用,取得了系列重要研究成果。隨著研究的不斷深入,需要更好的區(qū)分在燃燒和大...
2023-02-20
最著名的碳形式包括石墨和鉆石,但也有其它更奇特的納米級碳異構(gòu)體,如石墨烯和富勒烯,它們是具有零(扁平狀)或正(球狀)曲率的sp2雜化碳。碳材料研究領(lǐng)域近年來的諸多進(jìn)展表明,從富勒烯這一具有明確結(jié)構(gòu)的納米單元出發(fā),有望得到具有新奇性質(zhì)和應(yīng)用潛力的新型碳基晶體材料。
最著名的碳形式包括石墨和鉆石,但也有其它更奇特的納米級碳異構(gòu)體,如石墨烯和富勒烯,它們是具有零(扁平狀)或正(球狀)曲率的sp2雜化碳。碳材料研究領(lǐng)域近年來的諸多進(jìn)展表明,從富勒烯這一具有明確結(jié)構(gòu)的納米單元出發(fā),有望得到具有新奇性質(zhì)和應(yīng)用潛力的新型碳基晶體材料。然而,在已經(jīng)報(bào)道的制備研究中,研究人員主要是利用高溫高壓等極限條件,或者是采用紫外光、電子束輻照等微觀處理技術(shù),產(chǎn)物的產(chǎn)率較低且多為混合...
2022-11-29
內(nèi)燃機(jī)的自點(diǎn)火過程主要由低溫氧化化學(xué)所調(diào)控。理想反應(yīng)器與診斷手段的發(fā)展推動(dòng)并促進(jìn)人們對于低溫氧化機(jī)制的理解和認(rèn)識。法國洛林大學(xué)、法國國家科學(xué)研究中心CNRS研究員Battin-Leclerc研究團(tuán)隊(duì)與合肥光源燃燒線站、原子與分子物理線站合作,首次實(shí)現(xiàn)了高壓燃燒反應(yīng)器與同步輻射光電離質(zhì)譜(SVUV-PIMS)相結(jié)合,開展了正庚烷1至10個(gè)大氣壓工況下的低溫氧化實(shí)驗(yàn)研究。本工作利用三級差分系統(tǒng)將變壓力射流攪拌反應(yīng)器與同步輻射光...
2022-11-29
甲烷作為一種重要的碳基小分子,在自然界分布廣泛,是天然氣、頁巖氣、可燃冰、沼氣等的主要成分。迄今為止,甲烷的使用仍以燃燒為主,導(dǎo)致排放出大量的二氧化碳。甲烷作為化工原料主要用于合成氨、甲醇及其衍生物,但其用量僅占天然氣消耗量的5%-7%。雖然甲烷儲量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過石油儲量,但作為化工原料其開發(fā)程度無法與石油相比。如何將儲量巨大的甲烷資源轉(zhuǎn)化為具有更高經(jīng)濟(jì)附加值的燃料或化工產(chǎn)品,具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景...
2022-10-22
近年來人工外延異質(zhì)結(jié)受到廣泛關(guān)注,其界面現(xiàn)象和多自由度糾纏的電子態(tài)導(dǎo)致的新奇電子學(xué)和磁性狀態(tài)引起了大家的興趣。目前,兩個(gè)非磁材料界面出現(xiàn)磁性是自旋電子學(xué)器件構(gòu)成中新奇的特性之一。
近年來人工外延異質(zhì)結(jié)受到廣泛關(guān)注,其界面現(xiàn)象和多自由度糾纏的電子態(tài)導(dǎo)致的新奇電子學(xué)和磁性狀態(tài)引起了大家的興趣。目前,兩個(gè)非磁材料界面出現(xiàn)磁性是自旋電子學(xué)器件構(gòu)成中新奇的特性之一。盡管理論預(yù)測兩個(gè)反鐵磁超晶格界面或者反鐵磁和順磁的界面可以出現(xiàn)鐵磁序,近二十多年來界面磁性一直在全氧化物或者金屬與氧化物的界面被報(bào)道,并通過界面電荷轉(zhuǎn)移、結(jié)構(gòu)耦合、軌道重組或者陽離子重組基礎(chǔ)上的交換耦合作用調(diào)控等幾種機(jī)...
2022-10-22
中國科學(xué)院空間新技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星上搭載的46.5 nm極紫外太陽成像儀(SUTRI)順利開機(jī),成功獲得首批太陽過渡區(qū)(太陽色球與日冕之間的層次)動(dòng)態(tài)成像觀測數(shù)據(jù),并捕獲到近期太陽上的一些活動(dòng)現(xiàn)象。原文鏈接: http://www.nao.cas.cn/news/ky/202209/t20220914_6512205.htmlSUTRI是由中國科學(xué)院國家天文臺懷柔太陽觀測基地、北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院、同濟(jì)大學(xué)精密光學(xué)工程技術(shù)研究所、中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所月球與深...
2022-10-12
可充電鋅空氣電池(ZABs)因其具有較高理論能量密度(1086 Wh·kg-1,包括氧)、低成本、本征安全性(使用水系電解質(zhì))、以及實(shí)現(xiàn)高倍率和長循環(huán)壽命的潛在可行性,而被認(rèn)為是極具前景的下一代儲能器件。然而,ZABs在放電過程中的氧還原反應(yīng)(ORR)和在充電過程中的析氧反應(yīng)(OER)具有非常緩慢的反應(yīng)動(dòng)力學(xué),因此在工況條件下產(chǎn)生較大的極化,使得能源效率低下。近年來,無貴金屬M(fèi)-N-C(M指過渡金屬原子)單原子催化劑(SACs...
2022-09-05
堿性電催化析氫反應(yīng)(HER)在清潔能源的轉(zhuǎn)化與存儲中起著重要作用。釕(Ru)基HER催化劑因其突出的催化活性、低成本和優(yōu)于鉑基催化劑的耐久度,被廣泛應(yīng)用于堿性HER反應(yīng)。
堿性電催化析氫反應(yīng)(HER)在清潔能源的轉(zhuǎn)化與存儲中起著重要作用。釕(Ru)基HER催化劑因其突出的催化活性、低成本和優(yōu)于鉑基催化劑的耐久度,被廣泛應(yīng)用于堿性HER反應(yīng)。但是,堿性介質(zhì)中緩慢的水解離導(dǎo)致的質(zhì)子供應(yīng)不足以及關(guān)鍵中間體在催化劑上的吸附/脫附較差,給實(shí)現(xiàn)Ru基催化劑上的高效反應(yīng)過程帶來了巨大挑戰(zhàn)。近期,合肥光源用戶中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室宋禮教授課題組報(bào)道了一種在碳載體上形成的具有相鄰Ru單原...