海洋盐差能的“膜”届求职之旅
刘潇, 曹光中, 高明丽, 吴红, 冯红艳, 蒋晨啸, 徐铜文
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202306043
海洋盐差能发电是一项新兴的绿色能源,具有巨大的开发潜力。本文借用拟人化的手法,通过海洋盐差能在离子交换膜公司的求职之旅,简述了离子交换膜和反向电渗析技术,介绍海洋盐差能的利用现状以及被用于发电的原理。本文希望通过生动形象的语言加深读者对海洋盐差能的认识和理解,增强“能源安全”意识。
关键词: 盐差能, 离子交换膜, 反向电渗析
人工智能在海洋特色物理化学综合实验中的应用探索
张岩, 周立敏, 曹晓燕, 包木太
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202503062
本研究基于海洋特色物理化学实验教学,探索人工智能赋能实验教学的创新路径。介绍了知识图谱在系统化学习与跨学科知识方面的有效运用,并结合DeepSeek与Python开源大模型,提升了数据处理智能化水平,推动了实验教学智能化发展。
关键词: 物理化学实验, 人工智能, 海洋特色, 知识图谱, DeepSeek, Python
纳米石榴固体电解质粉体在聚合物电解质中的均匀分散
吕寒梅, 陈昕, 孙麒富, 赵宁, 郭向欣
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202305016
固态锂电池(SSLBs)因采用金属锂负极和固体电解质,具有提高能量密度和安全性的潜质。固体电解质作为固态锂电池的关键材料,对电池性能有重要影响。其中,聚合物-石榴石型复合固态电解质因结合了聚合物电解质的易加工性以及石榴石电解质的热稳定性和高离子电导率的优点,在固态电池规模化制造中具有良好的应用前景。然而,由于纳米固体电解质粉体的表面能高、与有机物的界面兼容性差,导致纳米锂镧锆氧颗粒在聚合物基体中容易发生团聚,进而导致复合电解质的离子电导率降低。本工作引入硅烷偶联剂3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)对Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12 (LLZTO)的表面进行改性,旨在改善LLZTO颗粒在溶剂和聚合物基体中的分散性。LLZTO纳米颗粒表面的羟基与GPTMS分子反应形成共价键,在颗粒表面形成一层厚度约5 nm的GPTMS修饰层。GPTMS中具有亲脂性的环氧基团,使改性后的LLZTO纳米颗粒(LLZTO@GPTMS)在有机溶剂中均匀分散。粒度分布实验表明,LLZTO纳米颗粒的分散性与溶剂的极性呈正相关。采用均匀分散的LLZTO悬浮液,制备的PEO: LLZTO复合电解质的室温离子电导率可以达到2.31 × 10−4 S∙cm−1。使用优化后的PEO: LLZTO@GPTMS电解质组装的锂对称电池以及以LiFePO4 (LFP)为正极、金属锂为负极的SSLBs均表现出更长的循环寿命。此外,GPTMS的修饰有助于LLZTO纳米颗粒在聚乙烯(Polyethylene,PE)隔膜上的均匀涂覆。采用LLZTO@GPTMS涂覆PE隔膜的LFP|Li电池比采用未修饰LLZTO涂覆PE隔膜的电池展现出更优异的循环稳定性。结果表明,GPTMS能够有效提高LLZTO纳米颗粒在有机溶剂和聚合物基质中的分散性,对其他有机-无机复合材料体系具有指导意义。
关键词: 固态锂电池, 石榴石型电解质, 复合固体电解质, 硅烷偶联剂, 纳米粉体分散
H2O及其中间体在缺电子Mn(3+δ)+位的自发增强吸附及其促进光催化产H2O2性能
尹鑫宇, 石海洋, 王玉, 王雪飞, 王苹, 余火根
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202312007
过渡金属羟基氧化物已被证明是水氧化反应的可靠助催化剂。然而,在水氧化过程中它们对H2O及其中间产物的吸附能力不足,极大制约了水氧化速率的提高。在本研究中,H2O及其中间体在MnOOH助剂的缺电子Mn(3+δ)+上的自发增强吸附可以极大地促进水的快速氧化,从而在纯水体系中实现高效的光催化H2O2生成。首先,无定型MnOOH通过定向光诱导氧化方法选择性地沉积在AuPd改性的单晶BiVO4光催化剂的(110)面上,从而制备了AuPd/BiVO4/MnOOH光催化剂。光催化实验表明,所制备的AuPd/BiVO4/MnOOH (0.5%)光催化剂的H2O2产生速率达到214 μmol∙L−1,并表现出良好的稳定性和重现性。密度泛函理论计算和X射线光电子能谱表征表明,MnOOH的自由电子可以有效地转移到BiVO4上,诱导缺电子Mn位(Mn(3+δ)+)的产生,从而自发地促进H2O及其中间体的吸附,增强四电子WOR反应,导致H2O2的高效生成。本文关于助催化剂与主体催化剂之间强相互作用的工作为其它高效催化材料的合理设计提供了一种新的思路。
关键词: 光催化, H2O2生产, MnOOH助催化剂, 单晶BiVO4, H2O吸附

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