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通过调节底层孔隙率实现双层太阳能蒸汽生成系统的性能优化
摘要： 近年来，太阳能蒸汽发电因其潜在的海水淡化等应用而备受关注。本研究通过在烧结锯末薄膜上涂抹碳颗粒制备了双层太阳能蒸汽发电系统，该系统相比广泛使用的木材具有可调节孔隙率的独特优势。随后探究了孔隙率对蒸发性能的影响。实验结果表明：孔隙率会显著影响薄膜中的水分传输，水分扩散率随孔隙率增加几乎呈线性增长。蒸发效率随孔隙率升高而提升，当孔隙率达到约0.52后缓慢下降。水分扩散率增强的正面效应与底层薄膜热导率升高的负面效应共同作用，使得0.52的孔隙率成为提升蒸发效率的最优值。在1 kW·m?2光照强度下，该最优孔隙率实现了77.64%的蒸发效率，与既往报道的双层系统最佳性能相当。热量通过底层传导至水体及顶部表面对流热损失占总热损失的83%，提示未来应用中需进一步降低这两种能量损耗模式。鉴于其材料易得、制备简便、成本低廉且效率优异，我们认为0.52孔隙率系统适合作为高效太阳能蒸汽发电装置使用。
关键词： 太阳能蒸汽生成、热导率、太阳能、多孔材料
更新于2025-11-14 15:14:40
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多孔纳米壳的波传播
摘要： 本研究旨在探究多孔纳米壳体的波传播特性。采用双亥姆霍兹非局部应变梯度理论与高阶剪切变形壳理论相结合的方法，以考虑尺寸效应的影响。该纳米壳体由沿厚度方向性能连续变化的多孔功能梯度材料（P-FGM）制成。通过变分法处理问题控制方程，解析求解得到波频率和相速度随波数的变化关系。分析了孔隙体积分数、材料性能、非局部参数、应变梯度长度尺度、温度、湿度和波数等变量对波响应的敏感性。结果表明，其尺寸依赖性与板、梁和管材的响应几乎一致。
关键词： 双曲纳米壳、波传播、高阶剪切变形壳理论、多孔材料、广义非局部应变梯度理论
更新于2025-09-23 15:23:52
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无机-有机二维CdSe板-二胺量子网络合成
摘要： 多孔半导体因其高比表面积的独特结构特性以及固有的光学和电子性能而备受关注。本研究展示了无机-有机二维CdSe薄片-二氨基辛烷（DAO）多孔量子网络结构的合成。研究发现，这种混合二维CdSe-DAO层状结构会解离形成多孔网络结构，同时保持CdSe薄片约1纳米的超薄厚度。此外，量子网络中的CdSe薄片在吸收光谱中显示出高度红移的激子跃迁，表明其具有强限域的电子结构。通过使用不同碳链长度的正烷基二胺进行合成控制实验，以及用油胺对DAO进行配体交换，我们探究了这种多孔结构可能的形成机制。研究表明，长链DAO之间强烈的范德华作用力可能对CdSe薄片施加显著的拉伸应力，最终导致薄片解离。进一步研究CdSe-DAO量子网络的热分解过程可形成形貌规整的CdSe纳米棒。我们认为当前这种处于强量子限域状态下的CdSe-DAO量子网络，将为多孔半导体纳米结构提供新类型，可应用于催化剂、电子器件和光电子学等多个技术领域。
关键词： 量子网络、多孔材料、半导体纳米晶体、硒化镉、二维材料
更新于2025-09-23 15:23:52
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纳米多孔铜上CuO（x＝1和2）纳米阵列的简易制备及光催化性能
摘要： 通过一步阳极氧化法成功在纳米多孔铜(np-Cu)上合成了微纳级CuxO(x=1和2)复合阵列。随着阳极氧化时间延长，松针状CuO团簇的表面积与长度均增大。以非晶层为载体的np-Cu/CuxO复合光催化剂对罗丹明B降解表现出优异的光催化活性和循环稳定性。相较于粉末和纳米颗?；厥绽训奈侍?，这种柔性自支撑复合材料更易于异相催化剂的回收利用。研究还探讨了np-Cu/CuxO的光催化机理。
关键词： 纳米复合材料、非晶材料、多孔材料、功能材料
更新于2025-09-23 15:23:52
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煅烧温度对CeO2纳米纤维形貌结构及其光催化活性的影响
摘要： 煅烧温度对CeO?纳米纤维的形貌和结构具有关键影响，进而决定其光催化活性。通过电纺结合煅烧工艺成功制备出直径为95纳米的CeO?纳米纤维，煅烧温度范围（500-800℃）由热重分析（TGA）确定。采用扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）表征了不同煅烧温度下样品的形貌与结构，同时通过比表面积测试（BET）发现：当温度从500℃升至800℃时，样品比表面积从56.3 m2/g骤降至3.3 m2/g（降低17倍）。通常比表面积越大光催化效率越高，但有趣的是：在紫外光照射60分钟条件下，500℃和800℃煅烧制得的CeO?催化剂对亚甲基蓝的光降解率从67%提升至98%，且反应动力学常数提高4倍。这表明CeO?纳米纤维催化剂的光催化活性与比表面积无直接关联，提高煅烧温度反而能增强光催化效率。
关键词： 煅烧、多孔材料、微观结构、CeO2纳米纤维、光催化
更新于2025-09-23 15:23:52
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含红外遮光剂的聚苯乙烯泡沫辐射特性建模
摘要： 在泡沫中添加遮光剂可显著降低辐射热导率，从而提高泡沫的隔热性能。本研究开发了两种不同方法来计算遮光挤塑聚苯乙烯（XPS）泡沫材料的光谱比消光系数。对两个相同的XPS泡沫样品（一个添加3wt%炭黑作为遮光剂，另一个未添加遮光剂）的泡孔形貌和热导率进行了全面表征。实验结果与两种不同计算技术获得的理论结果高度吻合。这些方法能准确预测任意遮光泡沫材料的比消光系数。
关键词： 辐射传递、辐射热导率、复折射率、消光系数、多孔材料、遮光剂
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过TiO?@Si(HIPE)整体大孔泡沫实现体相光驱动CO?转化
摘要： 光诱导反应仅发生在催化剂表面而未充分利用整个催化剂体积，会导致光催化反应器产生显著的占地面积问题，并造成催化材料利用效率低下。光子研究表明，固体泡沫具有强烈的多重扩散特性——当光子平均自由程为lt = 20.1 ± 1.3 μm时，光子会被显著截留在样品芯部。这种三维过程既能大幅抑制逆向反应，又能促进甲烷（约80%）生成的卓越选择性，甚至通过碳-碳偶联反应生成乙烷（约18%），残余一氧化碳和氢气含量（约2%）。二氧化硅-二氧化钛TiO2@Si(HIPE)自支撑大孔催化剂可实现高达粉末材料20倍的最优有效厚度，从而推动毫米级以上直至6毫米厚度的真实三维光驱动催化过程发展。研究提出一个基于Langmuir-Hinshelwood机理的简易动力学模型，揭示了光催化反应速率对光散射的强依赖性以及氧化逆向反应的关键作用。此外，还证实了光衰减系数与光子平均自由程、中值孔径之间存在强相关性，从而为预测光催化行为提供了工具。
关键词： 多相催化、二氧化碳光还原、溶胶-凝胶法、多孔材料、综合化学
更新于2025-09-23 15:22:29
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在多孔氮化镓电极上光沉积钯纳米颗粒用于葡萄糖的非酶电化学传感
摘要： 本文描述了一种非酶电化学葡萄糖传感器，该传感器通过在多孔氮化镓（PGaN）电极上原位光沉积高密度且均匀分布的钯纳米颗粒（PdNPs）制备而成。采用循环伏安法和计时电流法对修饰电极的葡萄糖响应性能进行了表征。在0.1 M氢氧化钠溶液中，该传感器具有两个线性检测范围：1 μM至1 mM和1至10 mM，检测限为1 μM。该电极具有重复性好、灵敏度高、响应快速和长期稳定的特点。将其应用于血清葡萄糖定量分析时，显示出准确的电流响应信号。
关键词： 电化学传感、氮化镓、光沉积、葡萄糖检测、钯纳米颗粒、多孔材料
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过低填充量Ag@SiO?核壳纳米颗粒提升多孔硅基介电弹性体复合材料的性能
摘要： 在本研究中，通过同步向聚二甲基硅氧烷（PDMS）薄膜中引入微孔结构和低填充量的Ag@SiO2纳米颗粒（NPs），制备出多孔介电弹性体复合材料。研究考察了该复合材料的形貌、介电性能和力学性能。所得复合材料具有高介电常数、低介电损耗和低杨氏模量，符合介电弹性体驱动器的要求。本研究为制备填充低含量Ag@SiO2 NPs的高性能PDMS基多孔介电弹性体复合材料提供了有效方法。
关键词： 核壳颗粒、介电损耗、杨氏模量、介电常数、弹性体、多孔材料
更新于2025-09-23 15:22:29
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具有三唑和三嗪复合骨架的有序介孔C?N?及其石墨烯复合材料
摘要： 具有C3N4化学计量比的介孔氮化碳（MCN）可应用于催化、传感、吸附分离及生物技术等多个领域。通过合成不同氮含量和化学结构的MCN，有望拓展其更广泛的应用前景。本研究展示了一种由5-氨基-1H-四唑（5-ATTZ）简单自组装制备的、具有三唑-三嗪复合骨架的介孔C3N5材料。我们以石墨烯-介孔二氧化硅杂化物为模板，将这些纳米结构与石墨烯杂化以调控其电子特性。结合密度泛函理论计算与多种光谱分析，明确证实该C3N5由1个三唑单元和2个三嗪单元构成。研究发现，基于三唑的介孔C3N5及其石墨烯杂化物在氧还原反应（ORR）中表现出高活性，其扩散极限电流密度高于块体g-C3N4且过电位更低。这种制备三唑基介孔C3N5的简易方法，有望推广用于开发系列新型MCN纳米结构及其杂化材料。
关键词： 氧还原反应、多孔材料、电催化剂、富氮碳氮化合物、结构
更新于2025-09-23 15:21:21