来源：南昌大学化学化工学院近日，我校化学化工学院王红明教授课题组在稀土催化和二氧化碳资源化利用领域再次取得重要进展。研究成果以“ f-π* Back Bonding Orbital Induced by Lutetium-Based Conducting MOF Promotes Highly Selective CO2 to CH4 at Low Potential ”为题发表于化学领域顶级TOP期刊Angewandte Chemie International Edition (IF: 16.6)。南昌大学为唯一署名单位，第一作者是我校余福清博士、张光耀，博士研究生舒敏兴为共同作者，王红明教授为通讯作者。该成果是我校化学学科近年来在二氧化碳资源化利用与稀土催化领域取得的又一创新性成果。该成果利用江西丰富的稀土资源，通过可再生电力将CO2和H2O电催化还原转化为化学燃料，对于缓解能源压力和可再生能源储存具有重要的意义。电催化二氧化碳还原反应为高附加值化学品，特别是在碳氢化合物生产领域，因其广泛的用途和高能量密度而引起了相当大的关注。然而，由于电化学还原过程中多步骤质子耦合电子转移过程的复杂性，在生产碳氢化合物的同时实现高选择性仍然是一个艰巨的挑战。现有研究表明，铜基催化剂具有产生高价值碳氢化合物的巨大潜力，近年来人们对铜基催化剂进行了广泛的探索与研究。然而，考虑到铜基催化剂在电催...
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2024
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来源：X-MOL近红外光源虽潜力巨大，但缺乏窄波长、高可靠性的蓝光激发高效稀土近红外发光材料，特别是波长超1000nm的，严重阻碍了近红外pc-LED技术发展。在此背景下，本研究创新性地采用Ce³⁺与Nd³⁺共掺杂策略，针对SrS基近红外发光材料进行深度优化。通过精心构建Ce³⁺至Nd³⁺的能量传递通道，不仅显著提升了材料的发光效率，还增强了其热稳定性，为近红外光源的稳定性与可靠性探索出了一条新路径。为进一步揭示性能提升的内在机制，本研究结合了详尽的结构分析与先进的密度泛函理论（DFT）计算，深入探讨了掺杂离子对晶格结构的影响及其如何减弱热淬灭效应、提升内部量子效率。这些发现不仅深化了我们对稀土掺杂发光材料物理特性的理解，更为设计未来高效稳定的近红外光源材料提供了宝贵的理论指导与实践方向。随着生物医学技术的飞速发展，近红外光源凭借其卓越的深层组织穿透能力及在疾病诊断与治疗中的独特优势，正逐步成为未来医学应用的焦点。然而，当前近红外光源市场面临关键挑战：缺乏同时具备窄波长分布与高度可靠性的光源，尤其是蓝光激发的高效稀土近红外发光材料匮乏，特别是波长超过1000 nm的蓝光激发NIR荧光粉，严重制约了近红外荧光转换发光二极管（pc-LED）的技术进展。在这项工作中，通过高温固相法合成了一系列稀土掺杂SrS近红外荧光粉。利用X射线吸收精细结构谱（E...
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来源：哈尔滨工业大学哈工大全媒体（李双余 刘明 文/图）近日，哈工大材料科学与工程学院隋解和教授团队在热电材料超价键掺杂与热电性能优化方面取得重要进展，相关成果以《超价键材料掺杂策略提升热电性能》（Doping Strategy in Metavalently Bonded Materials for Advancing Thermoelectric Performance）为题发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。该研究为超价键材料的掺杂设计和性能优化提供了新思路。以超价键（Metavalent bonding）结合的材料在热电、相变和光电等领域展现出独特的性质，具有广阔的应用前景。超价键材料的性能优化主要通过掺杂调控，然而掺杂元素在基体中的固溶度不同，是形成固溶体还是第二相难以预测和设计，阻碍了性能优化。隋解和教授团队研究发现超价键材料间掺杂固溶度高，易形成固溶体；与其他化学键材料掺杂固溶度低，易析出第二相。以超价键热电材料GeTe为例，超价键PbS掺杂GeTe时，S的固溶度超过5%；而共价键GeS和SnS掺杂GeTe时，S的固溶度低于1%。超价键掺杂提高S的固溶度，增强点缺陷散射，降低晶格热导率，提升热电性能。在此基础上，优化载流子浓度，（Ge0.84Sb0.06Te0.9）（PbSe）0.05（PbS）0.05合金在773 K的热电优值达到2....
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来源：闽都创新实验室热电材料可以实现热能和电能的直接相互转换，在余热回收利用、放射性同位素热电发生器和光电半导体芯片制冷等领域具有广泛的应用。热电转换技术的效率是由材料的热电优值ZT决定，提高材料的ZT尤其是平均热电优值ZTavg，是提高转化效率的关键。但是，由于电导率、塞贝克系数和热导率等热电参数之间存在强相互耦合作用，使得ZT的提高异常困难。铅基硫族化合物PbQ（Q = Te，Se，S）在中温区（500-900 K）表现出非常高的ZT值。鉴于SnTe与PbQ具有相同的岩盐晶体结构和类似的电子能带结构，它被视为一种具有潜力的热电材料。然而，与PbTe相比，SnTe表现出更高的晶格热导率，以及轻价带（L带）和重价带（Σ带）之间更大的能量差（ΔEL−Σ = 0.36 eV）。这些因素共同制约了SnTe的热电性能，导致其ZTavg值仅为~0.2 (300−900 K)。近期，闽都创新实验室明洪蔚副研究员与合作者实现了P型SnTe材料热电输运机理和热电性能的新突破。所研制的P型SnTe材料在323−873 K温度区间平均热电优值ZTavg高达0.81，且在873 K时峰值ZT为1.5。该研究发现，通过Sb和Ge掺杂并与CdTe或CdS合金的方式，能够有效地收缩SnTe的晶格常数，这一现象也被称为“化学压力”，进而提升Σ带的能量。同时，这些取代原子降低了Sn 5s-Te 5p反键态对L带的...
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