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材料导报
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张明

半月刊

1005-023X

mat-rev@163.com

023-63505701 67398525

401121

重庆市北部新区洪湖西路18号

材料导报/Journal Materials ReviewCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊是综述性材料科技刊物，中国科技论文源统计期刊。反映材料科技发展动态和国家宏观政策，跟踪材料世界发展前沿和方向，评述材料研究进展，及新材料产业化进程；探讨传统材料产业改造中的问题；跟踪WTO对中国材料产业的影响；展示国家相关材料计划实施及研究开发新成果，促进高新技术材料的发展及产业化，为我国材料科技起引导作用。在跟踪新材料重点发展的基础上，为了对一些热门课题作更加深入地报道，自2003起本刊编辑出版了《纳米与新材料专辑》系列特刊，每年5月和11月定期出版，序号连续（本数据库每年以增刊1和2的形式发布）。欢迎订户直接向《材料导报》编辑部订购。
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    汗液发电:原理、器件结构及应用

    戴江炫姬文辉卢嘉铖谢瑞杰...
    1-16页
    查看更多>>摘要：可穿戴设备作为一种新兴科技产品，已在健康监测、人机交互和航天航空等领域展现出巨大的应用潜力。然而，大多数可穿戴设备的能源供给方式仍采用传统的纽扣电池或锂电池组供电，此类电池刚性大、体积臃肿、储能量有限、寿命短，严重限制了可穿戴设备的应用及推广。人体排汗的连续性以及汗液中包含了大量的电解质和代谢物，使得汗液成为可穿戴器件持续能源供给的潜在来源。汗液电池是一种利用人体汗液作为燃料进行供电的新型技术，具有轻薄柔软、反应条件温和、生物相容性高、可穿戴等优点。本综述旨在全面总结汗液电池的工作原理、材料特性、器件结构与最新进展，以期为柔性汗液电池的发展提供参考。

    汗液发电柔性可穿戴器件水伏效应生物燃料电池

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    MXene对锌-空气电池双金属催化剂催化性能的影响

    马润山王海燕张琦杨建新...
    17-24页
    查看更多>>摘要：开发高氧还原和氧析出性能、稳定和低成本阴极催化剂是实现锌-空气电池产业化的关键。本工作以FeCl3、NiCl2、ZnCl2和甲酰胺为原材料，采用水热合成-高温碳化-低温硫化的制备方法引入层状MXene材料，制备了 FeNiSNC7:3@MXene双金属复合材料作为锌-空气电池阴极催化剂，并分析了其物相组成、微观形貌、元素组成、电化学性能和电池性能。结果表明，使用这种催化材料制备的电池在电池测试中具有0。74 V的窄电压间隙，峰值功率密度达到179 mW/cm2，为二维材料与非贵金属催化剂结合提升锌-空气电池催化剂性能方面提供了新思路。

    MXene材料双金属复合材料催化剂水热合成高温碳化低温硫化

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    Ba5[Nb1-x(Al1/3Mo2/3)x]4O15陶瓷的结构和微波介电性能

    张晓辉张哲汇张效华马帅...
    25-30页
    查看更多>>摘要：移动通信的全面快速发展迫切需要研究开发频率温度系数小的中等εr、高Q值的微波介质陶瓷新材料。本工作通过固相反应法，将(Al1/3-Mo2/3)5+引入缺位型六方钙钛矿陶瓷Ba5Nb4O15的B位，研究离子掺杂对其相组成、微结构和微波介电性能的影响。分析表明:适量的(Al1/3-Mo2/3)5+有利于Ba5Nb4O15陶瓷的致密化烧结，然而当掺入量过多时，并未完全形成固溶体，出现了第二相BaMoO4，这在一定程度上会影响陶瓷基体的微波介电性能。随着取代量的增加，Ba5[Nb1-x(Al1/3Mo2/3)x]4O15陶瓷的介电常数及Qxf值均表现出下降的趋势，但是复合取代令Tf值朝负方向移动。当x=0。1时，1 385 ℃下烧结的陶瓷样品具有最优的微波介电性能:εr=37，Qxf=10 300 GHz，τf=6。5×10-6/℃。结果表明，改性的Ba5Nb4O15陶瓷介质可作为候选材料应用于高可靠性的移动通信器件。

    微波介质陶瓷Ba5Nb4O15六方钙钛矿离子取代

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    钆掺杂的高非线性和低漏流SnO2基压敏电阻材料

    孙斐赵洪峰缪奎
    31-34页
    查看更多>>摘要：本工作通过在SnO2-Co3O4-Cr2O3-Ta2O5体系中引入Gd，制备了兼具高非线性系数和低泄漏电流的SnO2压敏陶瓷材料。结果表明:Gd的掺杂能够促进晶粒生长，降低样品气孔率，并在掺杂量为0。25％(如无特殊说明均为摩尔分数)时获得了最佳的电气性能，非线性系数达到55，泄漏电流低至7。74 mA/cm2，同时电压梯度高达568 V/mm，在50 Hz频率下介电常数高达213，显示出其潜在的应用前景。但过饱和的掺杂会恶化压敏陶瓷的电气性能。本工作将非线性系数的变化归因于晶界势垒的提升，认为泄漏电流减小是晶界电阻升高，电子迁移率下降导致的，并从点缺陷的角度分析了晶界势垒升高的原因，系统地阐述了 Gd的掺杂对SnO2压敏电阻陶瓷电气性能和微观结构的影响机理。

    SnO2压敏电阻非线性泄漏电流晶界电阻势垒点缺陷

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    硫化纳米零价铁复合材料对Cu(Ⅱ)去除性能的研究

    丁亚荣李灿华章蓝月李家茂...
    35-42页
    查看更多>>摘要：硫化纳米零价铁(S-nZVI)及其复合材料以去除重金属的优异性能而著称，但较高的制备成本极大限制了 S-nZVI的发展及应用。本工作以Na2S2O4为单一还原剂，通过流变相反应制备S-nZVI@Ma纳米复合材料，采用SEM、TEM、EDS、XPS、XRD、FTIR、VSM等手段对S-nZVI@Ma进行了表征，研究了 S-nZVI@Ma对模拟废水中Cu(Ⅱ)的去除效果。结果表明，S-nZVI@Ma能够高效地去除模拟废液中99％以上的Cu(Ⅱ)，并可利用外置磁铁将其从模拟废液中分离出来。经过五次重复利用后，S-nZVI@Ma对Cu(Ⅱ)的去除率仍保持在75％以上，表明该材料具有良好的磁回收利用性能。Cu(Ⅱ)的去除过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型，最大容量(qmax)为71。43 mg·g-1，热力学研究表明了去除过程的自发性和吸热性。利用FESEM-EDS、XRD、XPS、FTIR等手段对反应物进行表征，从电子转移的角度讨论了反应机理。以上研究可为S-nZVI的实际应用提供参考。

    硫化纳米零价铁连二亚硫酸钠含铜废水吸附

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    一维HfC、ZrC、TaC的制备与应用

    任金翠吴义胜李欣沂唐艳姿...
    43-52页
    查看更多>>摘要：HfC、ZrC、TaC具有超高的熔点、良好的耐高温、抗氧化、耐化学腐蚀性及较高的机械强度等优异性能。一维HfC、ZrC、TaC不仅具有其块体材料的优异性能也具有一维材料良好的力学性能，作为增韧材料、高温防护材料、电子材料、电化学催化材料、储氢材料等受到广泛关注。综述了化学气相沉积法(CVD)、有机先驱体转化法、熔盐法等一维HfC、ZrC、TaC的制备方法。综述了一维HfC、ZrC、TaC在增强增韧材料、电极材料、电催化材料等应用领域的国内外研究进展。讨论了当前一维HfC、ZrC、TaC原料价格昂贵、原料利用率低、制备工艺复杂等尚存的问题，并且对其未来研究方向的发展趋势提出了展望。

    一维材料碳化铪碳化锆碳化钽生长机制影响因素

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    水基钻井液用多元协同纳米润滑剂的研究进展

    屈沅治张蝶兰雅婧任晗...
    53-58页
    查看更多>>摘要：纳米技术在钻井液中的应用是目前油田化学领域的研究热点之一，受到国内外钻井液行业的普遍关注。随着纳米粒子的研究越来越深入，国内外已开始将其用于钻井液润滑改性，其用量少、对环境潜在的负面影响小，开发与应用新型环保钻井液纳米润滑剂是当前的发展趋势。本文围绕钻井液用纳米润滑材料的研究进展进行了详细的综述，包含纳米材料抗磨减摩机理、纳米粒子种类及形态、纳米材料在钻井液中的润滑效果，指出了纳米润滑材料应用于钻井液存在的问题，重点探讨了纳米粒子表面修饰改性进展并对多元协同及多效发挥进行了展望。

    纳米润滑剂表面改性多元协同水基钻井液

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    三种微生物矿化修复再生混凝土裂缝效果对比分析

    李克亮颜辰陈希陈爱玖...
    59-66页
    查看更多>>摘要：为获得微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)修复混凝土裂缝的较好技术方案，确定了巨大芽孢杆菌的最佳生长条件，研究了注射法、琼脂固载微生物法以及再生骨料固载微生物法对再生混凝土裂缝的修复效果，对比分析了三种修复方案下的最大修复裂缝宽度、面积修复率、渗透系数降低率、沉积深度及沉积产物的微观形貌和组成。研究表明:修复28 d后，采用琼脂固载微生物法时表面最大修复裂缝宽度为0。66 mm，大于采用注射法和再生骨料固载微生物法的0。29 mm、0。56 mm;在修复早期，采用琼脂固载微生物法在面积修复率和渗透系数降低率方面显著优于另外两种修复方式;再生骨料固载微生物法产生了较大的沉积深度，琼脂固载微生物法则更多在表面产生沉积产物;MICP修复混凝土裂缝的填充物为方解石型CaCO3。因此，采用MICP技术修复再生混凝土微裂缝是有效的，且合适的固载方式可以显著提升微生物修复再生混凝土裂缝效果。

    再生混凝土裂缝修复微生物微观形貌

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    植物源脲酶诱导碳酸钙沉积固化石灰石粉尘试验研究

    杜常博陶晗易富黄惠杰...
    67-74页
    查看更多>>摘要：露天石灰石矿山的粉尘会导致空气、水和土壤污染，对人体健康和周围生态系统产生不利影响，制约着绿色矿山的建设和生产。为了解决这一问题，本工作基于酶诱导碳酸钙沉淀技术，利用大豆脲酶制备生物抑尘剂。从宏观和微观角度分析了生物抑尘剂对石灰石粉尘的固化效果，并揭示其固化机理。结果表明脲酶的活性与尿素浓度和温度密切相关，当胶结液浓度为0。8 mol·L-1时，生物抑尘剂的碳酸钙沉淀比最大，pH值为7。47，呈弱碱性。生物抑尘剂作用下的碳酸钙生成量显著提高，抑尘效率得到大幅提升。生物抑尘剂能够有效提高抗风蚀能力，在最高风速下抑尘效率达49。65％，最低风速下更是达到85。45％。此外，生物抑尘剂能有效减缓腐蚀速率，96 h达到0。020 mm/a，约为水的11。05％。脲酶诱导碳酸钙沉积(Enzyme-induced carbonate precipitation，EICP)的矿化产物主要为方解石型碳酸钙，具有充填、黏附、桥接和整体固化作用，能有效固化石灰石粉尘。研究表明EICP技术的经济性、环保性、可持续性以及对石灰石粉尘的积极影响使其成为一种具有极大潜力的解决方案。

    脲酶诱导碳酸钙沉积生物抑尘剂石灰石粉尘抗风蚀测试固化机理

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    混凝土全寿命周期固碳技术研究进展

    杨海涛练鑫晟柳苗孙国文...
    75-82页
    查看更多>>摘要：混凝土制备产生的碳排放占建筑业碳排放的28％，固碳技术成为实现"双碳"目标的关键。混凝土固碳技术是指利用CO2与混凝土孔溶液中碱金属离子(如Ca2+和Mg2+)或水化产物的碳化反应生成稳定的碳酸盐来实现CO2的封存。碳化反应会影响孔溶液、孔结构和水化产物的特性，进而影响混凝土的力学和耐久性能。本文围绕混凝土全寿命周期(拌合、养护、服役、二次利用)，对混凝土固碳技术进行总结，对不同固碳技术的碳化机理、技术特点和固碳潜力进行了论述。拌合阶段注入CO2可促使混凝土主动碳化，但会消耗能量并产生新的碳排放。碳化养护可提高混凝土早期强度，但致密的碳化产物限制了碳化的进一步发展。服役阶段的碳化无需人为干预，固碳潜力大，但其碳化速率较低。二次利用阶段的碳化不仅可实现CO2封存，还可改善再生骨料的品质。对现有技术进行优化、引入新材料和新结构形式有助于提升全寿命周期混凝土的CO2封存效率。

    混凝土全寿命周期固碳碳化机理碳化养护"双碳"

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