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目次
第42卷第9期封面和目次
2026, 42(9):
[Abstract](3) [FullText HTML] [PDF 2281KB](1)
Abstract:
亮点
Chiral COF-based S-scheme heterojunction for spin-polarized photocatalytic hydrogen evolution
Xinhe Wu , Chang Cheng
2026, 42(9): 100303  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100303
[Abstract](4) [FullText HTML] [PDF 905KB](1)
Abstract:
Sustainable production of aviation fuel cycloalkanes from plastic waste under ambient-pressure conditions
Jiahe Peng , Dongxiao Wen , Jizhou Jiang
2026, 42(9): 100341  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100341
[Abstract](5) [FullText HTML] [PDF 1645KB](0)
Abstract:
论文
MA3Bi2Br9/g-C3N4 0D/2D S-scheme heterojunction for selective photooxidation of toluene
Lishan Chen , Xuemei Li , Xiangju Xu , Youqing Dong , Quanlong Xu
2026, 42(9): 100258  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100258
[Abstract](3) [FullText HTML] [PDF 3040KB](0)
Abstract:
由于sp3 C–H键的反应惰性,甲苯转化为高附加值的苯甲醛仍面临巨大挑战。本研究采用原位生长法精确构建了MA3Bi2Br9/g-C3N4异质结,并采用O2分子作为绿色氧化剂进行甲苯选择性氧化研究。能带结构分析和先进表征技术证实该异质结遵循S型机制,从而产生强氧化还原能力的光生电子-空穴对,并为生成关键活性氧物种·O2提供强大驱动力。优化后的20%MA3Bi2Br9/g-C3N4复合材料展现出优异的甲苯转化率和产物选择性,在4 h内达到27.4%的甲苯转化率和94.2%的苯甲醛选择性。本研究为未来开发新型异质结光催化剂用于碳氢化合物向高值化学品的转化提供了普适性策略。
Navigating the continuous parameter space for ultra-broadband microwave absorption: a sequence-aware deep learning and evolutionary optimization approach
Xiaochuang Di , Mushan Yuan , Junyu Lu , Shenquan Yang , Cuiqing Zhou , Yang Chen , Huawei Zou
2026, 42(9): 100270  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100270
[Abstract](3) [FullText HTML] [PDF 4027KB](0)
Abstract:
电磁污染的快速蔓延促使需要尽快开发具备超宽带能力的高性能微波吸收材料。然而,传统的试错设计范式受限于制备过程的路径依赖性,即特定的浸渍历史严格决定了最终的梯度分布和阻抗匹配。为此,本研究提出一种序列感知的逆向设计框架,将长短期记忆(LSTM)神经网络与遗传算法(GA)相结合。基于多步浸渍制备的聚氨酯/碳纳米管(PU/CNT)泡沫工艺—性能数据库,构建高保真LSTM代理模型以表征浸渍历程中的时间依赖关系,并预测随频率变化的复介电常数。随后,GA基于该预测模型在设计空间中寻优,确定可实现精确三层梯度构型的最优浸渍路径。优化后的泡沫通过介电损耗的阶梯式递增实现性能提升,获得−24.2 dB的平均反射损耗(RL),并实现覆盖2–18 GHz的超宽有效吸收带宽(EAB)。本研究表明,利用包含历程信息的数据驱动策略可显著加速材料发现,为先进功能复合材料的智能设计提供可扩展范式。
Preparation and absorption properties of petal-clustered WS2/MnFe2/O4/GNs composite materials
Gengsu Zhu , Yuanyuan Ma , Chengzhi Sun , Mengting Li , Chunyu Wang , Bo Zhong , Long Xia
2026, 42(9): 100273  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100273
[Abstract](7) [FullText HTML] [PDF 6089KB](0)
Abstract:
异质界面的合理构造是改善材料吸波性能一种有效的方法。本研究采用简便的两步水热法合成花瓣状WS2/MnFe2O4/GNs复合材料(其中GNs为石墨烯)。WS2均匀包覆在多面体MnFe2O4颗粒上附着于GNs表面,形成多层三维异质结构。通过调节MnFe2O4/GNs的负载量,可有效调控三元复合材料的电磁波吸收特性。当负载量为20%时,RLmin达−44.50 dB,最大有效吸收带宽达4.08 GHz。这归功于花状WS2、多面体MnFe2O4与GNs共同构成的多级微结构,多层结构的存在使得电磁波的反射路径更加丰富,通过多次反射增强能量耗散,另一方面,它改善了材料的阻抗匹配,并强化了磁损耗与介质损耗的协同效应。
Introducing dual-functional site on carbon nitride: steering carrier migration and O2 activation for boosted H2O2 photosynthesis
Yuan Xue , Yanjun Zhang , Jun Du , Zushun Xu , Guangfu Liao , Qing Li
2026, 42(9): 100311  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100311
[Abstract](3) [FullText HTML] [PDF 11199KB](0)
Abstract:
通过在氮化碳结构中实施精确的分子层面调控策略,可有效实现光生电子的定向传输,从而提升光催化转化效率。本文设计了一种以吡啶环作为电子陷阱的氮化碳体系。该体系在氮化碳结构边缘引入特定吸附位点(–C=O、–OH/–NH2),有效促进了O2分子的活化。在可见光照射及牺牲剂存在条件下,最优样品在催化剂用量为1 mg mL-1时实现了2798 μmol g-1 h-1的光催化H2O2产率,表观量子产率在400 nm波长下达到14.5%,优于目前已报道的大多数氮化碳基光催化剂。飞秒瞬态吸收光谱(fs-TA)揭示了电子陷阱诱导的电荷转移现象,该过程加速了电子向表面活性位点的迁移。实验表征与密度泛函理论(DFT)计算表明,氮化碳的边缘功能化改变了其电子结构,引发电荷重新分布,降低了O2吸附与活化的能垒,并证实了依赖于吡啶环的快速电子离域通道。该工作为利用生物相容性共轭氮杂环化合物修饰氮化碳材料开发高效光催化体系提供了新思路。
Synergistic engineering of heterointerfaces in metal@carbon nanosheets for bifunctional electromagnetic wave absorption and electrochemical energy storage
Qi Wei , Yaru Qiu , Tengfei Yang , Yiling Jiang , Shaohan Zhu , Jie Zhou , Congcong Liu , Wenjie Hou , Yue Wang , Dong Liu
2026, 42(9): 100320  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100320
[Abstract](5) [FullText HTML] [PDF 4259KB](0)
Abstract:
无线通信与电子设备的普及加剧了电磁波污染与高性能储能需求的双重挑战。为解决这些问题,我们开发了一种简易策略制备金属(铜或钴)修饰的软碳多孔纳米片复合材料,该材料具有原位分散金属纳米颗粒的多级孔纳米片结构。系统表征证实了晶态铜相和钴相在碳基体中的成功复合。其中SC-N/Co复合材料展现出卓越的多功能性能:作为电磁波吸收体时,在1.5 mm的薄层厚度下可实现-39.10 dB的强反射损耗与6.16 GHz的宽频带吸收;作为锂离子电池负极时,则表现出高可逆容量、优异倍率性能及在1.0 A g-1电流密度下循环1000次后仍保持~325 mA h g-1的长周期稳定性。这种卓越性能源于界面极化增强、阻抗匹配优化及电荷传输动力学改善等多重协同效应。本研究为设计兼具电磁波调控与高效储能双功能的碳-金属复合材料提供了新思路。
Peanut biomimetic functional phases-engineered metacomposites with loading-insensitive epsilon-negative response for electromagnetic shielding
Xing Zhang , Hanying Wang , Yanling Hao , Yunpeng Qu , Xihui Wang , Wenyu Jiang , Haifeng Li , Chunyuan Deng , Xiaosi Qi
2026, 42(9): 100326  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100326
[Abstract](4) [FullText HTML] [PDF 7197KB](0)
Abstract:
超复合材料对组分与逾渗结构的高度依赖性导致其负电磁参数的调控幅度过大。本研究基于类花生仿生结构,通过静电纺丝工艺设计合成了一种FeCo@C功能相,并将其与导电聚苯胺(PANI)复合构筑了一组含量梯度的超复合材料。这些超复合材料在10 kHz–50 MHz频段成功实现了极弱负介电负响应(-100 < ε' < 0)。得益于这种碳包覆金属的花生衍生结构,金属的高等离子体振荡强度被有效限制。该材料的填充不敏感性表现为:当FeCo@C含量从2 wt%增加至12 wt%时,全频段负介电频谱基本保持不变。复合材料的多级界面还将电子-空穴双载流子传导与共轭PANI的链内电子跃迁、链间载流子输运相连接,共同构建三维导电网络。相应地,其损耗角正切值(tanδ < 0.2)较金属基超复合材料也显著降低。进一步的阻抗分析揭示了FeCo@C/PANI负介电超复合材料的本征电感特性。最后,我们通过电磁仿真验证了该磁性超复合材料的电磁波散射能力,并探索了其在隐身器件、抗电磁干扰和敏感天线中的应用。
Melamine-assisted topotactic transformation of MOFs into needle-like α-MoC/β-Mo2C for high-performance electromagnetic wave absorption and corrosion resistance
Jing Yan , Zenan Zhang , Dongwei Ma , Xinyi Zhang , Zhuodong Ye , Xuefang Chen
2026, 42(9): 100328  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100328
[Abstract](3) [FullText HTML] [PDF 5224KB](0)
Abstract:
随着对宽带、轻质且耐腐蚀的优异电磁波吸收(EWA)材料需求日益增长,碳化钼基复合材料受到广泛关注。然而,单相碳化钼通常存在阻抗匹配不佳和介电损耗可调性受限的问题。本研究报道了一种三聚氰胺辅助的金属有机框架(MOFs)拓扑转化策略,制备出针状α-MoC/β-Mo2C复合材料,兼具高性能EWA特性和耐腐蚀性。该策略中,三聚氰胺作为额外碳/氮源和结构导向剂,在热解过程中其分解释放的气体诱导双金属MOF前驱体(MoZn-BIFs)发生原位形貌重构,显著提升比表面积和孔隙结构,从而增强电磁波衰减与多重反射效应。通过系统优化前驱体与三聚氰胺质量比1:1及热解温度700 ℃,获得最优α-MoC/β-Mo2C复合材料(记为MoC/Mo2C-M11T700)。该材料具有独特的针状三维导电网络和丰富的多相界面,可有效促进界面极化与介电损耗。值得注意的是,在仅30 wt%填料负载和2.025 mm匹配厚度下,MoC/Mo2C-M11T700实现-63.61 dB的最小反射损耗,其1–4 mm厚度范围内的总有效吸收带宽达12.61 GHz (覆盖5.39–18 GHz),展现出卓越的宽带EWA性能。此外,材料还表现出良好的耐腐蚀性。本研究阐明了双相异质结构的形成机制及其对电磁参数的影响规律,为开发高性能、多功能碳化钼基吸波材料提供了可控的制备途径。
Strong and broadband microwave absorption under thin thickness induced by multiple dielectric relaxation and multiple magnetic resonances through the dual nanocrystalline phases in amorphous FeSiBCr flakes
Liangsen Zhu , Caiyun Cui , Tao Jing , Shihao Tan , Xianguo Liu , Menglin Yu
2026, 42(9): 100331  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100331
[Abstract](5) [FullText HTML] [PDF 5539KB](0)
Abstract:
非晶材料的阻抗匹配与损耗能力平衡仍是获得优异微波吸收性能的重大挑战。本研究通过在FeSiBCr薄片中构建FeNi和α-Fe双纳米晶相,增强损耗能力并优化阻抗匹配。双超细纳米晶相与非晶薄片不仅提供包含自然共振、交换共振和涡流损耗的多重磁损耗能力,同时促进磁导率提升;而引入的非晶/纳米晶相异质界面带来大量缺陷和偶极子,增强了多极化损耗。此外,非晶FeSiBCr基体确保高电阻率和低介电常数。更在FeSiBCr薄片表面形成约15 nm的非晶混合氧化物层以引入界面极化。双纳米晶相、非晶FeSiBCr薄片及核壳结构共同保障了良好的阻抗匹配与增强的损耗能力,实现卓越微波吸收性能。优化后的复合材料在12.4 GHz频率、2.20 mm厚度下获得−40.62 dB的最小反射损耗,1.90 mm厚度时有效吸收带宽达6.40 GHz (覆盖11.44–17.84 GHz)。通过周期性多层结构设计,更可将吸收带宽扩展至12.68 GHz,提升幅度达198.1%。雷达散射截面仿真进一步验证了其在实际场景中的优异隐身性能。
Oxygen vacancy-mediated 2D/2D Bi2MoO6/Bi2O2S S-scheme heterojunctions for efficient CO2 photoreduction
Hongfei Yin , Mengling Hong , Jinyang Zhang , Wentao Wang , Wei Chen , Guozhi Wu
2026, 42(9): 100332  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100332
[Abstract](6) [FullText HTML] [PDF 5225KB](0)
Abstract:
通过光催化高效还原CO2以生产高附加值化学品面临巨大挑战,主要体现在光催化剂的电荷分离与传输动力学以及CO2还原过程的热力学限制上。本研究提出了一种通过原位水热硫化法实现基于氧空位介导的二维/二维Bi2MoO6/Bi2O2S S型异质结的理性设计策略。X射线光电子能谱(XPS)和电子顺磁共振(EPR)测试证实,部分S2−取代[MoO4]2−形成了紧密结合的异质界面并诱导产生氧空位。密度泛函理论(DFT)计算表明,氧空位介导的Bi2MoO6/Bi2O2S S型异质结能显著降低*COOH形成这一决速步骤的能垒,从而优化CO2光还原热力学过程。实验结果表明,Bi2MoO6/Bi2O2S异质结(特别是BMOS5)具有最高的CO产率,达到11.01 μmol g−1 h−1,分别是纯相BMO和BOS的2.82倍与3.40倍。通过原位XPS、能带边缘测定及DFT计算,验证了S型电荷转移路径。这些研究结果为开发具有可调节缺陷的高性能S型异质结以实现太阳能驱动的二氧化碳还原提供了可行的途径。
Synergizing magnetic exchange resonance and hierarchical dielectric relaxation in multiphase core-shell heterojunctions for efficient microwave dissipation
Jun Wang , Yibo Wang , Jiran Wu , Dashuang Wang , Cheng Liu , Haiming Huang , Youyong Wang , Chuankun Zhang
2026, 42(9): 100336  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100336
[Abstract](5) [FullText HTML] [PDF 11730KB](0)
Abstract:
电磁污染治理与雷达隐身的双重需求持续驱动着高性能宽频微波吸收材料的创新发展。然而,现有过渡金属基体系因趋肤效应存在严重阻抗失配,而传统外源氧化物包覆策略虽能改善阻抗匹配,却会牺牲材料本征磁响应。为解决上述问题,本文采用梯度可控热氧化策略处理气雾化等原子比FeCo合金粉末,制备了氧化程度连续可调的FeCo@(Fe,Co)xO4多相核壳异质结构。氧化程度同时调控核壳比例、多相壳层组成和界面缺陷状态。该原位拓扑化学方法保留了强磁性金属内核,以维持高频磁损耗。同时,衍生的多相半导体壳层优化了阻抗匹配,确保电磁波有效入射。随后,入射能量通过磁–介电协同多重损耗机制被耗散。一方面,功函数梯度诱导的Mott–Schottky内建电场结合氧空位偶极和混合价态Fe2+/Fe3+、Co2+/Co3+电子跃迁网络,精准调控极化弛豫时间,在X至Ku波段激活宽频多级极化耗散。另一方面,粗糙核壳异质界面处形成的高密度界面自旋钉扎阵列,通过磁交换弹簧效应触发强交换共振和自旋摩擦热耗散,构成主导衰减机制。因此,FeCo-450在1.9 mm厚度下实现RLmin = −60.11 dB、EAB = 7.12 GHz的卓越吸波性能,为下一代磁性金属基宽频微波吸收材料设计提供了重要指导。
Precisely engineered heterointerfaces in bimetallic MOFs enable multiscale polarization synergy for efficient electromagnetic attenuation
Shihao Yang , Zhiqiang Guo , Zirui Jia , Yi Liu , Dingshuo Wang , Zengchao Li , Haifeng Li , Hua Qiu , Guanglei Wu
2026, 42(9): 100348  doi: 10.1016/j.actphy.2026.100348
[Abstract](8) [FullText HTML] [PDF 4735KB](0)
Abstract:
基于金属有机框架(MOF)衍生物的多组分界面工程在实现高性能电磁波(EMW)吸收方面具有巨大潜力。然而,精确控制异质界面构型及其相关极化机制仍是一个重大科技难题。本研究开发了一种基于双金属MOF前驱体的可控热解-硒化策略,用于制备ZnSe/Cu2Se多相复合材料。通过前驱体结构设计和硒化程度的精准调控,实现了形貌与异质界面的双重精确控制。多尺度表征、有限元模拟和密度泛函理论(DFT)计算共同表明:Cu2Se在碳骨架内形成了高效导电网络,产生显著传导损耗;同时两种金属硒化物的共存构建了大量异质界面,极大增强了界面极化损耗。此外,缺陷诱导极化和偶极子极化产生了活性位点,实现多尺度极化协同耗散电磁波。最终优化后的复合材料展现出卓越的电磁波吸收性能,其最小反射损耗(RLmin)达−52.63 dB,最大有效吸收带宽(EABmax)为8.64 GHz。本研究提出了一种精确调控基于MOF衍生的双金属硒化物异质界面的策略,为理解高效衰减电磁波所需的多尺度极化协同机制提供了理论基础。
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