近日，我校冶金與環(huán)境學(xué)院綠色低碳流程制造團(tuán)隊(duì)焦樹(shù)強(qiáng)教授，姜麗麗教授在國(guó)際頂級(jí)期刊《Angewandte Chemie International Edition》（中國(guó)科學(xué)院一區(qū)Top，IF：16.9）、《Chemical Engineering Journal》（中國(guó)科學(xué)院一區(qū)Top，IF：13.2）上發(fā)表4篇高水平研究成果，彰顯了團(tuán)隊(duì)在綠色低碳制造領(lǐng)域的國(guó)際學(xué)術(shù)影響力。

冶金與環(huán)境學(xué)院焦樹(shù)強(qiáng)、姜麗麗教授為通訊作者，材料學(xué)院陳曉東老師、2023級(jí)碩士研究生黃佳為共同第一作者，蘭州理工大學(xué)為第一署名單位。鋁離子電池因鋁資源豐富、成本低廉且本質(zhì)安全，被視為下一代大規(guī)模儲(chǔ)能的理想選擇。有機(jī)電極材料因其結(jié)構(gòu)可調(diào)、可持續(xù)性強(qiáng)的特點(diǎn)備受關(guān)注。然而，傳統(tǒng)有機(jī)材料致密的晶格結(jié)構(gòu)對(duì)的氯鋁酸鹽離子具有嚴(yán)重的空間位阻效應(yīng)，導(dǎo)致離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)遲緩。針對(duì)上述挑戰(zhàn)，團(tuán)隊(duì)提出了一種無(wú)定形聚合策略，通過(guò)合理的酰亞胺化分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，成功構(gòu)建了高性能的聚酰亞胺基正極材料，其有效增大了材料的比表面積，顯著提升了活性位點(diǎn)的可及性，并增強(qiáng)了其在電解液環(huán)境中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

針對(duì)鉍基光催化劑在CO₂光催化還原過(guò)程中存在光生電子-空穴對(duì)復(fù)合較快、界面電荷分離效率不高及多碳產(chǎn)物選擇性不足等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一種Pd-BiOBr/CuBi₂O₄復(fù)合光催化劑，實(shí)現(xiàn)了界面電子的高效分離與定向遷移，增強(qiáng)了CO₂吸附活化并促進(jìn)了多碳產(chǎn)物生成。優(yōu)異的光催化性能主要來(lái)源于p-n異質(zhì)結(jié)與肖特基結(jié)的協(xié)同作用，該結(jié)構(gòu)促進(jìn)了界面電子富集，穩(wěn)定了關(guān)鍵反應(yīng)中間體，為鉍基復(fù)合光催化劑的界面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及CO₂高選擇性還原制備多碳產(chǎn)物提供了新的研究思路。

團(tuán)隊(duì)聚焦于乙醇?xì)怏w檢測(cè)靈敏度不足、成本偏高、抗?jié)裥圆畹葰饷纛I(lǐng)域長(zhǎng)期存在的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題與前沿迫切需求，構(gòu)建了鐵酸鑭/生物炭復(fù)合材料，揭示了復(fù)合體系中制備工藝、微觀(guān)形貌與氣敏響應(yīng)性能的關(guān)系，通過(guò)實(shí)驗(yàn)表征與第一性原理計(jì)算相結(jié)合的方法闡明了界面相互作用、乙醇優(yōu)先吸附位點(diǎn)、電荷轉(zhuǎn)移與功函數(shù)調(diào)控的氣敏傳感機(jī)理，實(shí)現(xiàn)了氣敏響應(yīng)與濕抗性能的同步改善。該成果為低成本、高性能乙醇傳感器的設(shè)計(jì)提供了新策略。

針對(duì)傳統(tǒng)CO₂捕集材料存在吸附容量有限、傳質(zhì)效率不足、循環(huán)穩(wěn)定性較弱及微觀(guān)吸附機(jī)制尚不清晰等關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，本團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一種UiO-66-NH₂/GO復(fù)合材料用于高效CO₂吸附。UiO-66-NH₂/GO呈現(xiàn)出GO/MOF/GO三明治堆疊結(jié)構(gòu)，GO的引入有效優(yōu)化了材料孔道結(jié)構(gòu)并改善了CO₂的傳輸過(guò)程，表現(xiàn)出優(yōu)異的CO₂吸附性能，同時(shí)具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，本文為高穩(wěn)定性、高效率CO₂吸附材料的設(shè)計(jì)提供了新的研究思路。（圖/文：姜麗麗；審核：趙霞）