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中国材料进展
中国材料进展

周廉

月刊

1674-3962

rml@c-nin.com

029-86226599

710016

西安市未央路96号

中国材料进展/Journal Materials ChinaCSCD北大核心CSTPCD
正式出版
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    基于结构调控的Pt基氧还原催化剂的研究进展

    刘优林李董艳沈岳松
    765-772页
    查看更多>>摘要：贵金属Pt基催化剂作为氧还原反应(ORR)中重要的催化剂之一,因储量有限且价格昂贵,限制了其规模化应用.如何提高Pt的利用率是目前开发高性能氧还原催化剂的关键.特别是,对催化剂进行结构调控(形貌、晶相、晶面、电子结构),可以有效提升Pt原子利用率及其本征活性,但由于表面效应和小尺寸效应使Pt纳米粒子具有较高的表面能和化学活性,导致它在化学反应中不稳定,影响催化剂的寿命.因此,开发具有高本征活性、高暴露活性晶面且结构稳定的Pt基催化剂依然是质子交换膜燃料电池领域的一个重大挑战.针对近年来该领域催化剂的研究进展进行综述.重点讨论通过调控Pt基纳米催化剂的形貌、晶相、晶面和电子结构等结构要素,提高Pt基纳米催化剂氧还原性能的设计理念与制备技术.最后简要总结Pt基纳米催化剂面临的挑战和研究重点.

    结构调控Pt基纳米催化剂氧还原反应形貌晶面晶相电子结构

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    移动源分子筛脱硝催化剂研究进展

    李昊邓志权李国波彭洪根...
    773-785页
    查看更多>>摘要：柴油车尾气是大气中氮氧化物(NOx)的主要来源之一,NH3选择性催化还原(NH3-SCR)是目前移动源脱硝最成熟的技术手段.在过去的十几年中,金属基分子筛催化剂因其较宽的活性温度窗口、较好的热稳定性的优点,成为了柴油车尾气脱硝催化剂的重点研究对象,其中,Cu基小孔分子筛催化剂已经实现了商业化应用.但日益严格的NOx排放标准对脱硝催化剂的低温活性、水热稳定性和抗中毒性等性能提出了更高的要求.因此,许多学者围绕分子筛催化剂的催化机理及改良策略进行了更深入的研究,并取得了不错的进展.从反应机理、低温活性、水热稳定性、中毒及抗中毒策略等方面综述了分子筛NH3-SCR催化剂的研究进展,并对其应用前景进行了展望,旨在为高性能分子筛脱硝催化剂的开发提供理论指导.

    选择性催化还原分子筛反应活性水热稳定性中毒及抗中毒

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    有机废弃物催化重整制氢研究进展

    古飒飒丁妍刘远飞沈岳松...
    786-795页
    查看更多>>摘要：能源短缺和环境污染成为当今世界的两大难题,在双碳战略驱动下,氢能开发成为全球的研究热点.相比于利用一次能源制氢,重整有机废弃物制氢既可以减少化石能源利用、解决环境问题,又能产出清洁能源,是当前制备绿氢的重要途径之一.综述催化重整废弃食用油、废塑料、含氧挥发性有机化合物这3种典型有机废弃物制氢研究进展,着重阐述废弃物制氢工艺、催化剂的制备及性能,并针对催化重整有机废弃物制氢过程中三大关键问题:积碳与碳资源回收、催化剂高活性结构调控、催化剂再生与回收展开讨论.最后,基于该领域面临的挑战和发展趋势展望了重整有机废弃物制氢实用化、工业化的前景.

    废弃食用油废塑料含氧挥发性有机化合物催化重整氢气

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    乙炔氢氯化无汞催化剂研究进展

    王明明范宇睿黄文君徐浩淼...
    796-806页
    查看更多>>摘要：聚氯乙烯(PVC)是全球产量第三大的聚合物,而乙烯基氯化物是PVC的基本构建单元,催化乙炔氢氯化反应已被广泛应用于乙烯基氯化物的生产.高稳定性无汞催化剂(例如Au基催化剂)的研发对于实现乙炔氢氯化行业的绿色可持续具有重要的工业意义.用p-区(N)杂原子掺杂的贵金属单原子催化剂替代基于汞的催化剂已成为主流做法,在过去的几年中吸引了广泛的研究.N元素的掺杂可以解决催化剂失活和原子利用率低的根本问题,从而形成稳定的超细金属纳米颗粒甚至单原子催化剂,使该催化剂在乙炔氢氯化反应中表现出优异的催化性能.在此基础上,基于最新的理论和实验研究进展,全面回顾N元素调控的乙炔氢氯化催化剂的性质、性能和机制.讨论了催化剂结构与催化活性和稳定性的关系,总结出N掺杂单原子催化剂性能描述符,以强调设计催化剂的关键因素.最后,展望N元素调控催化剂的发展趋势.对性能提升机制和结构-性能关系的深入了解可以为定向合成材料提供参考,从而促进乙炔氢氯化无汞催化剂的实际应用.

    乙炔氢氯化单原子催化杂原子掺杂结构-性能关系性能描述符

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    核聚变装置偏滤器靶板材料选择与研究进展

    吴玉程盛学洋马冰王珊...
    807-823页
    查看更多>>摘要：可控热核聚变能是人类最理想的清洁能源之一,是解决人类能源和环境问题的根本途径.目前,可控热核聚变能的发展面临诸多挑战,偏滤器靶板作为磁约束核聚变装置中的重要部件,其设计和制造是维持等离子体放电、实现核聚变反应堆稳定运行亟需解决的关键问题之一.作为等离子体轰击最严重区域,偏滤器靶板经受着高能粒子流辐照和高热负荷冲击(10 MW·m-2稳态负荷和20 MW·m-2瞬态负荷),同时承担着磁约束聚变装置最主要的排热功能.因此,研发具有优异性能的靶板材料是推动核聚变能发展的关键一步.目前,金属铍、碳基材料以及钨基材料是主要的3种偏滤器靶板候选材料.基于国内外现有研究成果,论述了偏滤器靶板材料的选择与研究进展,对比分析了3种候选材料的优势以及存在的问题,以期为偏滤器靶板材料的选择、研发提供借鉴.

    核聚变能金属铍碳基材料钨基材料偏滤器靶板材料

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    国内外石墨烯标准化研究进展与思考

    梁俊梅赵少雷吴玉龙赵海波...
    824-831页
    查看更多>>摘要：石墨烯材料的研发及应用关系到国家高新技术产业基础,发展石墨烯产业有望成为开启我国新一轮产业升级的关键之匙.然而当前石墨烯产业发展时间相对较短,石墨烯的标准化工作仍处于起步阶段,缺乏系统的、全面的研究.因此急需建立全面、规范、权威的石墨烯及其产品标准体系,以对石墨烯产业链的可持续发展起到重要支撑、保障作用.从国内外石墨烯研究政策及需求出发,分析了现阶段推进石墨烯标准化建设的必要性.重点概述了当前国内外石墨烯标准的研究进展,并基于现阶段我国石墨烯标准的发展特点,提出了石墨烯标准化研究的思考,为后续我国石墨烯标准化体系的建设提供参考.

    石墨烯标准化产业链标准体系石墨烯标准

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    多孔结构可磨耗涂层抗氧化性能评价方法

    孙泽睿董琳刘梅军杨冠军...
    832-838页
    查看更多>>摘要：防钛火可磨耗封严涂层的抗氧化性能是决定其服役寿命的重要因素.然而,当涂层呈现孔隙率高达50％量级的多孔结构,经典的氧化增重评价方法不适用.为构建多孔结构涂层抗氧化性能的合理评价方法,以防钛火可磨耗封严涂层为典型的多孔结构合金涂层研究对象,通过系统研究涂层氧化动力学规律、氧化膜分布特征,揭示了多孔结构涂层内表面氧化机制,建立合理考虑涂层实际氧化表面积的多孔结构涂层抗氧化性能评价方法.结果表明,孔隙作为环境氧的快速扩散通道,使涂层与环境氧的接触而积增大2个数量级,导致根据经典氧化增重法所得氧化膜厚度比实际表面氧化膜厚度高2个数量级.据此,通过建模计算包含外表面和内表面的多孔涂层实际氧化面积,构建基于实际氧化表面积的涂层抗氧化评价方法.采用该方法评价NiCrAl-膨润土可磨耗封严涂层,得出600 ℃空气氧化条件下该涂层平均氧化速率为1.8×10-2g·m-2·h-1,达到标准HB5258-2000规定的完全抗氧化级.上述评价方法为准确评价多孔涂层抗氧化性能从而保障涂层可靠服役提供方法支撑.

    封严涂层孔隙接触面积氧化动力学抗氧化性

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    铜纳米粒子在有机合成中的应用

    王嗣昌王力婷袁铭张攀...
    839-849页
    查看更多>>摘要：随着纳米技术的飞速发展,铜纳米粒子因其独特的物理化学性质,如高活性、大比表面积和良好的选择性,在有机合成中展现了广泛的应用前景.讨论了新型铜纳米材料在各种类型有机反应中的应用,包括多组分"一锅法"反应合成药物活性分子、炔-叠氮化合物环加成反应合成三唑和四唑衍生物、醇的选择性氧化反应、硝基的还原反应、C—X(C,N,O)偶联反应(其中 C—C 偶联包括 Mizoroki-Heck、Suzuki-Miyaura、Glaser-Hay 等偶联反应;C—N 及 C—O 偶联包括 Chan-Lam、Buch-wald-Hartwig、Ullmann、Goldberg等偶联反应).大多数铜纳米粒子催化反应具有反应操作简单、反应条件温和、催化效率高、官能团耐受性好、成本低、反应体系干净且铜催化剂可重复使用等优点.铜纳米粒子在有机合成中的应用将对有机合成方法学产生重要影响,并促进有机铜化学的进一步发展.

    纳米铜粒子有机合成三唑四唑氧化还原偶联

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    陶瓷的激光连接技术研究进展

    黄常聪陈健马宁宁祝明...
    850-858页
    查看更多>>摘要：随着材料加工的快速化、智能化、数字化的发展趋势,材料连接技术越来越受到广泛的重视,其中激光连接陶瓷技术是引人关注的重要技术之一.论述了近年来激光连接陶瓷技术的研究现状与进展,首先阐述了激光连接技术的原理和分类;其次对适合陶瓷激光连接的激光器类型和特点进行了介绍,并分析了影响激光连接陶瓷质量的关键因素;然后对基于激光连接技术的陶瓷与陶瓷之间的连接以及陶瓷与异质材料之间的连接的研究进展进行了详细的介绍,阐述了各种激光连接陶瓷方法的特点、机理和连接性能;最后对激光连接陶瓷技术进行总结,并展望其发展趋势.

    激光连接陶瓷材料异质材料激光器连接性能

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    增材制造专用材料标准现状与体系研究

    吴珊周阳史志武李文韬...
    859-864页
    查看更多>>摘要：近年来随着增材制造技术相关产业的快速发展以及应用范围的不断扩大,增材制造面临的标准化问题日益突出.增材制造专用材料作为增材制造技术发展的重要物质基础和根本保证,开展相应的标准化工作并构建增材制造专用材料标准体系具有重要的指导意义.首先,充分分析国内外增材制造专用材料的发展概况、标准化工作现状,研究构建了由产品实现流程、产品分类和全产业链维度构成的三维增材制造专用材料标准体系框架,该框架覆盖了所有增材制造专用材料设计、生产、流通及服务过程的标准.然后,根据标准体系框架梳理现行标准的分布情况,并结合行业实际,从原材料标准、生产工艺和设备标准、测试方法与质量标准、监管与服务标准、特定应用标准等方面给出了增材制造专用材料标准体系的制修订建议,为增材制造专用材料标准化工作的开展奠定基础.

    增材制造专用材料标准体系三维框架标准制修订建议

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