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寧波材料所在二維石墨烯限域MOFs 催化水裂解析氧方面取得重要進(jìn)展

開發(fā)高效電催化劑進(jìn)行水的電化學(xué)轉(zhuǎn)化，以生產(chǎn)環(huán)保、可持續(xù)的氫能源，是近幾十年來科研人員廣泛研究的熱點(diǎn)問題。陽極處的析氧反應(yīng)（OER）在水裂解中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。然而，OER 反應(yīng)需要相對(duì)較大的熱力學(xué)電勢(shì)（超過1.23V vs.RHE）以克服因四個(gè)“電子-質(zhì)子”轉(zhuǎn)移過程而導(dǎo)致的緩慢動(dòng)力學(xué)。近年來，金屬有機(jī)骨架（MOFs）因其大比表面積、孔隙可調(diào)及多樣的成分和金屬中心而成為高效OER 電催化劑的理想材料，但MOFs 固有的低電導(dǎo)率嚴(yán)重阻礙了其催化活性。

針對(duì)這一現(xiàn)狀，近日，中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所界面功能高分子材料團(tuán)隊(duì)張濤研究員與浙江大學(xué)侯陽研究員及中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所肖建平研究員合作開發(fā)出一種二維納米限域策略，即通過雙電極電化學(xué)系統(tǒng)將導(dǎo)電性差的MOFs 限域在石墨烯層間，進(jìn)而提高其OER 催化活性。所獲得的NiFe-MOF//G 催化劑僅需106 mV 的極低過電勢(shì)即可達(dá)到10 mA/cm2的電流密度，遠(yuǎn)優(yōu)于原始NiFe-MOF、此前報(bào)道的大多數(shù)MOFs 及其衍生物的催化活性。同時(shí)，NiFe-MOF//G 還表現(xiàn)出優(yōu)異的OER 催化穩(wěn)定性，在10 mA/cm2電流密度下可穩(wěn)定運(yùn)行超過150 h。

在進(jìn)一步的表征及理論計(jì)算中發(fā)現(xiàn)，石墨烯多層納米限域不僅可以在MOF 結(jié)構(gòu)中形成高活性NiO6-FeO5畸變八面體物種，優(yōu)化MOF 材料的電子結(jié)構(gòu)和催化中心，而且能夠降低水氧化反應(yīng)的極限電勢(shì)。還證明了該策略能夠擴(kuò)展至其他不同結(jié)構(gòu)的MOFs，并極大地提高它們的電催化活性。該項(xiàng)工作對(duì)原始MOFs 作為惰性催化劑的普遍概念提出挑戰(zhàn)，揭示了低導(dǎo)電性甚至絕緣MOFs 在電催化中的應(yīng)用潛力。相關(guān)成果以“Exceptional catalytic activity of oxygen evolution reaction via two-dimensional graphene multilayer confined metal-organic frameworks” 為題發(fā)表在Nature Communications 上。

摘自《中科院寧波材料所網(wǎng)站》

貴鋁合金化事業(yè)部4 系合金扁錠試產(chǎn)成功

近日，一塊重達(dá)9 t 多的鋁合金扁錠在貴鋁合金化事業(yè)部3#生產(chǎn)線豎井中緩緩升起，這標(biāo)志著該部自主開發(fā)的4045 高硅合金扁錠取得突破性進(jìn)展。經(jīng)檢測(cè)，鑄錠外觀光滑、低倍組織合格、高倍金相尺寸滿足要求，達(dá)到客戶技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)高硅4 系合金扁錠的企業(yè)較少，生產(chǎn)技術(shù)門檻高，開發(fā)難點(diǎn)在于硅熔點(diǎn)高，熔體流動(dòng)性好，脆性高，生產(chǎn)過程容易產(chǎn)生開裂，產(chǎn)品性能要求高。

事業(yè)部在充分掌握市場(chǎng)信息后，研究技術(shù)協(xié)議要求，從產(chǎn)品化學(xué)成分控制、啟鑄工藝參數(shù)設(shè)置、金相組織要求等方面開展分析和研討，制定出生產(chǎn)工藝試制方案。因之前未生產(chǎn)過硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于5%的4 系合金扁錠，為保障研發(fā)成功，同時(shí)減少試制成本，首先采用投廢料方式摸索工藝，然后在此基礎(chǔ)上優(yōu)化工藝，最終固化工藝的方案。針對(duì)4045 合金扁錠硅含量高、硬度大，容易造成熱裂和金相組織難控制的問題，不斷優(yōu)化化學(xué)成分、啟鑄工藝參數(shù)、設(shè)備工裝準(zhǔn)備，以及鋁液表面氧化膜、液位高度控制等，同時(shí)還解決了啟鑄漏鋁問題，確保了開機(jī)一次成功率100%，扁錠成形取得成功。

在開發(fā)生產(chǎn)過程中，有一個(gè)鑄次外觀質(zhì)量和低倍晶粒組織均滿足客戶要求，但在分析高倍金相組織時(shí)，發(fā)現(xiàn)有較多的初生硅，并且硅顆粒尺寸較大。面對(duì)困難，技術(shù)團(tuán)隊(duì)開展了工藝參數(shù)和化學(xué)成分含量比對(duì)，通過對(duì)初生硅分析，重新調(diào)整試制工藝參數(shù)，優(yōu)化操作方法，4045 合金扁錠的開發(fā)終于取得階段性成功，填補(bǔ)了扁錠工序自投產(chǎn)以來4 系產(chǎn)品的空白。

摘自《世鋁網(wǎng)》

航天六院突破3D 打印全流程技術(shù)

航天科技集團(tuán)六院圍繞液體動(dòng)力領(lǐng)域及航天裝備未來發(fā)展需求，突破航天液體動(dòng)力領(lǐng)域3D 打印全流程技術(shù)。目前，航天六院掌握了鈦合金、高溫合金、不銹鋼、鋁合金、銅合金等5 類23 種牌號(hào)成型及后處理調(diào)控工藝，覆蓋70% 以上液體動(dòng)力常用材料，攻克了增材制造輕量化設(shè)計(jì)、微細(xì)結(jié)構(gòu)激光選區(qū)熔化成型等30 余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了500 余種復(fù)雜精密構(gòu)件3D 打印成型，成功參與70 余次發(fā)射和飛行試驗(yàn)。

摘自《物聯(lián)網(wǎng)頭條君》微信公眾號(hào)