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原创: Cell Press引言作为含氮量较高的中性肥料,尿素的使用极大地提高了粮食的产量。目前,尿素的工业化合成无一例外的均与能源密集型过程息息相关。最新研究表明,在水溶液中利用电化学方法通过C-N偶联反应将N2和CO2转化为尿素是一种极具应用前景的替代传统工业合成的途径。然而,由于催化剂的活性普遍偏低、选择性及稳定性较差等原因的限制,目前通过N2和CO2电耦合生成尿素的产量仍然远远达不到应用的需求。因此,探索更高效、稳定的电催化剂是实现N2和CO2电耦合生成尿素的核心挑战。文阅读原
发布时间: 2022 - 10 - 28
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来源:中国科学报人类的生产、生活都离不开化学反应,它关乎健康、环境、能源各个领域。其中,提高催化反应效率,提升催化剂耐久性,是化学科学的核心和关键,也是化学家不断追求的目标。北京时间2022年10月26日,中国科学技术大学(以下简称中国科大)教授曾杰课题组、华盛顿州立大学教授Yong Wang课题组、加利福尼亚大学戴维斯分校教授Bruce C. Gates课题组和亚利桑那州立大学教授刘景月课题组合作,在《自然》杂志上发表最新研究成果。他们提出了一种“纳米岛”策略并制备出稳定的原子级分散金属催化剂,突破了传统催化剂活性和稳定性的矛盾。一位审稿专家表示:“将原子级分散的活性物种稳定在孤立的‘纳米岛’上,这概念令人着迷且极具说服力。”催化剂,是化学反应中的概念,通过催化剂与反应物的作用,能够改变化学反应的速率。在多相催化中,原子级分散的金属催化剂因具有独特的几何和电子特性、最高的原子利用效率和均匀的活性位点,而备受化学家们关注。“然而,高度分散的金属原子或因高表面能而移动团聚,稳定性差;或因与某些载体作用过强而固定不动,导致活性位点钝化。”论文第一作者、中国科大合肥微尺度物质科学国家研究中心特任副研究员李旭向《中国科学报》介绍,也就是说,此类催化剂的活性和稳定性往往是对立矛盾。因此,如何获取“动而不聚”的金属活性位点,使得活性与稳定性兼得,一直是催化领域悬而未解的难题之一。以往的研究表明...
发布时间: 2022 - 10 - 27
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来源:Hybrid器件作为光通信关键器件之一,掺铒光纤放大器(EDFA)在各种网络和应用的演进中被推动着不断往集成化、小型化、多功能、低成本方向发展。在EDFA行业高速发展背景下,很多厂商也推出了实现EDFA技术竞争优势的Hybrid集成器件。混合光无源器件是将EDFA中最重要的五大功能器件,光隔离器(Isolator)、波分复用器(WDM)、增益平坦滤波器(GFF)、耦合器(Coupler)、TAP PD(分光探测器),集成了两种或以上的多种组合功能于一个器件中,实现相同功能前提下大大的缩小了器件的尺寸以及降低了成本。本文将进一步探索EDFA以及Hybrid器件的工作原理和应用。了解光纤放大器(英文缩小OFA:Optical Fiber Amplifier)首先了解一下光放大器在光通信中的作用。光纤通信中,光在传输过程中会产生损耗和色散,在长距离传输中会减弱信号。传统的做法是采用光-电-光中继方式来弥补光信号的损失,达到延长通信距离。光-电-光就是将光信号转换为电信号,在电信号处通过放大、处理,再转换为光信号,这样的话就可以达到长距离传输。但此种方式需要使用光接收机和光发射机,设备成本高。光放大器就是用全光中继来代替光-电-光中继的,可以使光信号直接在光域进行放大,不需要转换为点信号,这样可以最大限度的节省成本,也便于维护。光放大器有多种,如半导体光放大器、非线性光放大器、掺铒光...
发布时间: 2022 - 10 - 26
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来源:福建物质结构研究所近年来,无铅金属卤化物双钙钛矿Cs2Na(Ag)InCl6材料因组份易调控、合成简便及毒性低等特性,而备受关注,在照明显示、光电探测及光伏等领域表现出广阔的应用潜力。目前,该材料的研究主要局限在可见光波段,近红外(NIR)波段存在发光效率低的瓶颈,制约进一步的应用开发。针对此问题,中国科学院福建物质结构研究所和闽都创新实验室研究员陈学元课题组,通过在Cs2NaInCl6中引入稀土离子Yb3+和Er3+作为近红外发光中心,实现高效近红外发光(图1)。Cs2NaInCl6:Yb3+的最佳量子产率为39.4%,相比Cs2AgInCl6:Yb3+材料提升了142.2倍。科研团队通过第一性原理计算和Bader电荷分析,对比研究了Cs2NaInCl6:Yb3+和Cs2AgInCl6:Yb3+两种材料的局域电子结构(图2)。Bader电荷分析是一种通过将材料的总电荷分解到原子电荷,得到原子周围电子数,进而计算出原子化合价的方法。该方法应用于材料的电荷特性分析,判断材料内电荷传输过程。研究表明,Cs2NaInCl6:Yb3+中Na+离子的强离子性使其几乎完全电离,导致相邻的[YbCl6]八面体电荷显著局域化,促进了Cl--Yb3+的荷移跃迁。而Cs2AgInCl6:Yb3+中的Ag+由于强共价性形成Ag-Cl共价键,使相邻的[YbCl6]八面体中Cl-的电子波函数向Ag+离...
发布时间: 2022 - 10 - 25
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