走进材料科学

材料、能源和信息是现代社会三大支柱,经济社会发展对材料的需求是广泛而迫切的。国内支柱产业及高技术产业发展对新材料的需求不断增加,应对能源问题和挑战需要开发能源装备用结构材料和能源储存及转换材料,改善环境、实现人与自然的和谐发展对环境友好材料     

浅谈生态环境的保护

<正> 大量事实证明,生态环境对污染物有一定的净化和降解作用。污染物对生态系统能否产生污染,关键在于它的数量和强度,只有它的输入量超过生态系统的降解能力和净化量时,才出现污染的症状。要防止环境污染,首先要治理污染源,把污染物排放量降低到生态系统的可能净化量之下;其次是保护和发挥生态系统的净化作用,调整生态系统的结构,使污染物迅速地得到降解,提高人类生态系统环境的质量。     

碳纳米管将光转变成电

光伏电池在能源、通讯等领域具有巨大的应用,受到了广泛的关注和研究.碳纳米管由于其独特的一维纳米结构和优异的光电特性,有望成为新一代太阳能光伏电池的良好构筑材料.但是,如何使用碳纳米管构筑高光电转换效率的太阳能光伏电池仍是当前研究的难点.     

氧电催化新材料的研究范式

氧电催化材料是一类在氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)中发挥作用的催化剂材料,具有重要的能源转换和储存应用前景。传统的氧电催化材料主要包括铂、铂合金、钴、镍等金属,然而这些材料的高成本、催化活性和稳定性等问题限制了它们的应用。因此,开发高效、低成本、稳定的氧电催化材料成了一个重要的研究方向。高通量计算和机器学习的数据驱动研究新范式可以高效地预测材料的电子结构、反应机理等,为氧电催化材料的设计和优化提供了新思路和指导,为开发高效、低成本、稳定的氧电催化材料提供了有力支持。     

环保型智能化公路路面修筑技术研究

生态环境保护、资源再生利用与可持续发展已经成为我国绿色公路建设过程中急需考虑的重点和难点问题.本文基于中国公路建设资源消耗现状分析,针对环保型智能化公路路面修筑技术,以荷兰的塑料模块公路、英国伦敦的智能"鸟街"以及中国首例光伏路面为例,对环保型智能化公路路面的技术现状进行了系统研究.研究结果表明:荷兰的塑料模块公路采用内部中空的模块化设计,具有长寿命、抗寒耐热、便于施工维护等特点;英国伦敦的智能"鸟街"能够实现能量转换与贮存,净化空气,有效缓解空气污染问题;光伏路面是一种新型的具备能源收集与转换功能的路面结构,可以将太阳能转化成电能.在此基础上,对以上三种环保型智能化公路路面的修筑技术应用前景进行了分析与展望,为落实绿色公路建设与发展理念,实现可再生能源应用与可持续发展指明了方向.     

光催化材料在有机污染物处理中的研究进展

光催化降解是解决环境问题的一种绿色技术。阐述了光催化降解有机污染物的基本原理、提高光催化剂活性的途径。重点介绍了光催化材料在环境中有机污染物处理中的应用,分析了光催化材料发展中存在的问题,并展望了光催化材料的未来发展方向。     

无机化学实验WO_3/g-C_3N_4杂化材料的制备及其光催化性能

本文设计了一个简单易行的WO3/g-C3N4杂化材料的合成及结构、性能表征实验,即采用煅烧法制备WO3/g-C3N4杂化材料;运用FT-IR、XRD、UV-Vis等表征材料的结构;以亚甲基蓝为模型污染物,考察材料的可见光催化性能,旨在使学生初步了解杂化材料的基本知识、常用的表征分析方法,以及环境污染物光催化降解方法。实验内容涵盖无机化学、材料化学、仪器分析、光催化性能测试等方面,有利于培养学生的探索精神和科研能力。     

大气污染治理助推绿色发展（英文）

化石燃料尤其是煤炭利用过程中排放的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物和重金属等污染物以及二氧化碳等温室气体已引起国内外的广泛关注,并已成为能源环境领域的研究热点。近几年,国内外在烟气污染物控制以及CO_2捕集和利用方面取得了显著的进展。然而如何进一步提高污染物的脱除效率、如何实现多污染物高效协同脱除以及如何实现污染物的资源化利用等方面尚需进一步研究;如何实现CO_2的资源化和循环利用也得到国际上的普遍关注,亟需基础研究支撑技术突破。本专辑收集了在该研究领域具有影响力的研究人员的最新研究成果和观点,介绍了该领域的最新研究进展,希望能帮助读者了解相关研究工作并促进研究人员开展讨论,推进该领域的基础研究和技术创新,为实现能源消费清洁化、低碳化和绿色化提供科学和技术支撑。     

先进海洋波浪能采集：当前进展和未来趋势（英文）

在化石能源危机和环境污染加剧的背景下,能源产业正在向着清洁低碳方向转变。海洋能有望成为缓解气候变化和能源短缺的重要能量来源。波浪能是海洋能的重要组成部分。然而由于波浪的低频和不稳定性,其采集存在一定技术挑战。本文通过梳理波浪能转换装置的基本机理与主要应用,讨论现有波浪能采集技术的瓶颈与挑战;通过引入近年来出现的数据驱动结构优化等先进设计技术和摩擦电超材料等新型电学功能材料,提出波浪能采集技术的可能解决方案和未来发展方向,并讨论和展望能量采集在“智慧海洋”中的应用潜力和应用范式。     

红色氮化碳光催化剂的合成及其降解双酚A性能的考察

本实验旨在科研实验基础上构建一个综合性的化学教学实验。1.通过简单的煅烧法获得红色氮化碳光催化剂;2.采用X-射线衍射(XRD)光谱、红外(FTIR)光谱、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)光谱等表征手段对红色氮化碳的组成、结构进行了分析;3.以双酚A作为目标污染物、在模拟太阳光的光源(氙灯)照射下,研究红色氮化碳光催化去除无色污染物的能力。本实验的教学目的在于让学生学习和了解光催化的基本原理及相关知识,基本掌握制备光催化剂材料的方法(煅烧法),常用的材料测试手段,及光催化剂降解环境污染物性能的评价方法。     

铋系氧化物-石墨烯复合光催化剂的制备及应用进展

综述铋系氧化物-石墨烯复合光催化剂的制备,并介绍复合材料在光催化降解有机污染物、光催化降解有机染料、光催化净化污水、电极材料等方面的应用,并对其未来发展方向进行展望.     

邢台市环境空气质量的综合分析及防治对策

通过对邢台市环境空气质量背景特征分析,用AQI评价法和模糊综合评价法对邢台市2013—2017年的环境空气质量状况的变化趋势进行综合分析;阐明了2013—2017年的首要污染物是PM2. 5和PM10,其成因主要是特殊的地势环境、产业结构特征以及能源利用等;提出了优化能源结构、加快产业结构调整、加强交通运输管理、推进绿化水系建设和环保常识的宣传等一系列综合防治大气污染的合理化建议。     

生物/生态复合净化塘处理农村生活污水

研究了生物/生态复合净化塘系统对农村生活污水中的有机物、氮、磷等污染物的去除效果。结果表明,复合净化塘对农村生活污水具有较好的去除效果,COD、NH4＋-N、TN、TP等指标的年平均去除率可达78%、74%、68%和67%;生物介质区对各类污染物的去除效果明显高于水生植物区;复合净化塘系统出水各项指标均可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准,是处理农村生活污水的理想方式。     

太阳能光伏发电材料进展研究

随着人们对可再生能源的探索和日益重视,更多研究在具有广泛应用前景的太阳能领域展开。文章着重论述了光伏发电系统研究进展。其中在提高太阳电池转换效率方面的研究进展有：提出双光子或多光子吸收机制、上转换机制、多激子产生机制、下转化机制以及热载流子电池等;在光伏材料方面,对晶硅材料、薄膜材料以及低维纳米材料的性能研究进行了详细阐述;最后解读了光伏材料的制备与性能表征技术的研究进展。     

建立煤炭企业环境会计浅析

煤炭企业在不断从环境获取能源的同时,也将在生产、消费过程所产生的污染物、废弃物排放到环境中去;随着经济发展对煤炭资源需求量的增大,排放的污染物、废弃物也越来越多。针对煤炭企业建立环境会计的必要性要求,提出拓宽会计核算的内容与方法、信息披露方式以及环境会计开展的措施,以便更好地保护矿区环境和有效利用煤炭资源,实现企业可持续发展。     

南京市15种绿化树木对大气重金属污染净化能力的研究

用ICP仪对南京市15种主要绿化树木的滞尘净化大气中铅、锌的能力进行了研究。结果表明:园林绿化树种对大气铅、锌污染物具有一定的吸收净化能力,并依污染物和树种的不同具有明显差异;滞尘量与树木与未洗叶片和已洗叶片含铅、锌量的差值也存在着显著的相关性。     

TiO2/ACF光催化净化技术的研究

本文针对室内空气污染的特点进行了概述,阐述了光催化氧化技术研究现状。针对室内空气中主要污染物甲醛的具体情况,采用涂覆法制备出TiO2和活性炭纤维复合材料,并在实验中用于对低浓度甲醛的净化处理,进一步验证了光催化是一种具有应用前途的室内空气净化技术。     

有机污染物和碳纳米颗粒：吸附机理及影响因素

研究目的：碳纳米颗粒由于其独特的优良性能被广泛应用,从而不可避免地进入环境。进入环境的碳纳米颗粒与有机污染物有很强的相互作用,并且碳纳米颗粒对有机污染物的吸附可能会影响污染物的环境风险和迁移。因此,本研究总结了目前有机污染物在碳纳米颗粒上吸附的研究进展,为有机污染物及碳纳米颗粒的环境行为研究及风险评价提供重要信息。重要结论：有机污染物和碳纳米颗粒的主要相互作用有憎水性、静电、氢键和π-π作用,这些作用及它们的强度受碳纳米颗粒的表面性质、形态及有机污染物的分子大小、结构和官能团等影响。不同的吸附机理可能同时控制有机物在碳纳米颗粒上的吸附过程,而且在不同的环境条件下吸附控制机理不同。区分吸附控制机理和影响因素的研究对预测有机污染物和碳纳米颗粒的环境行为和风险非常重要。     

举足轻重之能量——记“光电铁电能量转换材料及器件的相关科学问题研究”项目

<正>电水壶是将电能转换成热能,光合作用是将光能转换成化学能,而摩擦生热则是将机械能转换成热能……生活中处处充满着能量转换的现象,能量转换是与人类社会发展密切相关的基本科学过程。随着不可再生能源的枯竭,人类越来越重视可再生清洁能源的应用,光能就是最受关注的清洁能源之一。而铁电材料自1 920年铁电现象被发现后也陆续成为科学家们研究的重点对象。武汉大学物理科学与技术学院教授赵兴中,自1995年起便开始了项目     

浅析怎样教好高中化学

化学是一门基础学科。它主要研究物质的组成、结构、性质、变化及其相关的现象、规律,以及物质在自然界中的存在、人工合成和应用等。它是生命、信息、材料、能源、环境等诸多科学的基础。所以化学是一门很重要的学科,本文就怎样教好高中化学谈几点看法: