- 周启星;王辉;
【目的】分析碳中和粉体技术的理念、科学内涵和工业生产中的应用现状，评估其在实现全球碳中和目标中的作用。【研究现状】系统概述粉体技术在节能减排、碳捕集利用与封存、可再生能源利用等方面的应用进展；总结粉体技术在建材、化工、能源等多个行业的减排效果；概述碳中和概念及内涵，提出碳中和粉体技术，阐述碳中和粉体技术理念和意义，探讨碳中和粉体技术在节能减排，碳捕集、利用与封存，新能源领域的应用和挑战。【结论与展望】尽管粉体技术在推动工业生产节能减排方面取得一定进展，但在技术创新、政策支持、市场机制等方面仍面临挑战；未来研究应聚焦于开发更高效、低成本的碳中和粉体技术，加强国际合作，完善市场机制，提高公众意识，促进粉体技术在实现碳中和目标中的应用。
2025年04期 v.31;No.177 1-12页 [查看摘要][在线阅读][下载 1390K] [下载次数：220 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：4 ] - 程红伟;段彤;李佳敏;李兰林;孙强超;
【目的】梳理复合固态电解质中微纳粉体填料的研究进展，为开发具有离子电导率高、机械性能出色和化学稳定性良好性能的新型填料材料提供参考。【研究现状】综述不同类型粉体填料的特点及对复合固态电解质性能的影响机制，包括惰性、活性和功能性填料，惰性填料包括氧化物型、矿物质型、其他非金属型以及铁电性质类等，活性填料包括钠超离子导体型、钙钛矿型、石榴石型、硫化物型等，功能型填料包括金属有机框架型、共价有机框架型等；概括不同粉体填料在降低聚合物链的结晶度、促进锂盐的解离以及固定阴离子等方面的作用机制，并揭示不同类型粉体填料的设计原理。【结论与展望】认为微纳粉体填料在改善复合固态电解质物化性质方面发挥关键作用，复合固态电解质填料的研究和应用前景十分广阔，为固态锂金属电池技术的进步提供强有力的支持；未来的发展方向包括材料创新、填料设计优化、先进表征技术应用及应用领域的拓展。
2025年04期 v.31;No.177 13-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 2108K] [下载次数：331 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 卢子臣;刘丹婷;王磊;
【目的】聚合物作为一种在水泥基材料中广泛应用的有机外加剂，能显著改善混凝土各方面性能；探讨聚合物对混凝土工作性、力学性能及耐久性的影响规律及作用机制，能够更好地指导聚合物在混凝土中的应用。【研究现状】综述聚合物-混凝土复合材料的种类及性能特点，分别介绍聚合物混凝土、聚合物浸渍混凝土、聚合物改性混凝土以及其他3类新型聚合物混凝土复合材料；从工作性、力学性能和耐久性3个方面的表现分析聚合物对聚合物-混凝土复合材料性能影响及作用机制。【结论与展望】聚合物混凝土和聚合物浸渍混凝土在力学性能和耐久性方面显示出较大优势，但高成本和复杂制备工艺限制其大规模应用；聚合物改性混凝土虽然成本较低且应用广泛，但抗压强度随聚合物掺量的增大而下降，须通过优化骨料配比和养护条件平衡性能；新型聚合物-混凝土材料如单体原位聚合混凝土（强度高但反应难控）、纤维增强基材（延展性好但掺量敏感）、废旧塑料-橡胶混凝土（环保但强度低）各有潜力与挑战；未来须重点突破界面作用机制解析、低成本工艺及环保材料开发等瓶颈。
2025年04期 v.31;No.177 26-37页 [查看摘要][在线阅读][下载 1495K] [下载次数：133 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 李文亮;李春光;孙昊;
【目的】为了设计新型高性能固态聚合物电解质（solid polymer electrolytes,SPEs），深入探讨锂离子在SPEs中的传输机制是核心科学问题，可以在根本上实现高性能SPEs的理性设计。【研究现状】分析阿伦尼乌斯模型、 Vogel-Tammann-Fulcher(VTF)模型和William-Landel-Ferry(WLF)模型等经典离子传输理论模型的特征及其适用范围；重点阐述近年来利用先进光谱技术（如红外光谱、太赫兹光谱等）在实时观测锂离子传输过程中配位环境动态变化方面取得的实验进展；综述分子动力学（molecular dynamics,MD）模拟中的经典分子动力学模拟、粗粒化分子动力学模拟、从头计算分子动力学及机器学习分子动力学模拟在该领域的研究现状与发展趋势。【结论与展望】认为先进模拟技术与实验光谱技术协同发展，在解决复杂界面问题等挑战性课题中将发挥越来越重要的作用，为理性设计SPEs提供坚实依据；经典MD模拟具有在计算效率与精度间的良好平衡，仍是当前研究锂离子传输机制的主要手段。
2025年04期 v.31;No.177 38-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1725K] [下载次数：109 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 沈王强;任念祖;叶俊良;张珅铭;郭敏娜;魏光耀;
【目的】开展球形硅微粉的制备与表面改性技术研究，以实现球形硅微粉的可控制备和功能化应用，更好地发挥球形硅微粉作为无机填料在覆铜板、环氧塑封料、化妆品、药物输送、催化等领域的应用潜力。【研究现状】综述球形硅微粉的制备与表面改性技术，制备技术包含物理法和化学法，物理法包括火焰熔融法、等离子体法等，化学法包括溶胶-凝胶法、微乳液法、化学沉淀法、喷雾法和气相法等，表面改性技术主要涉及有机改性、化学腐蚀改性和聚合物接枝改性等，系统总结制备技术和表面改性技术的种类、特点及影响因素等。【结论与展望】提出现在主流的制备技术及表面改性技术在工业化应用中仍存在一定的局限性；认为未来球形硅微粉的重要研究方向将聚焦于开发绿色高效的制备技术、改进现有的改性技术、研发新型改性剂以及深入探究改性剂的改性机理。
2025年04期 v.31;No.177 53-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1440K] [下载次数：52 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：3 ] - 逯一中;刘文栋;姜媛媛;
【目的】研究钴基单原子催化剂（Cobalt-based single-atom catalysts, Co-SACs）类氧化酶性能，探讨Co-SACs类氧化酶在生物医药及化工领域商业化应用。【研究现状】综述Co-SACs的类氧化酶活性分类，包括类芳香胺氧化酶、类乳酸氧化酶、类硅氧烷氧化酶、类还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶和类漆酶等；探讨其催化性能的调控策略，如配位数调控、异质原子掺杂、钴与过渡金属的协同效应，以及金属-载体相互作用改性等；介绍Co-SACs作为氧化酶模拟物在生物传感、癌症治疗和化学合成等领域中的应用。【结论与展望】提出Co-SACs作为一类高效、经济且稳定的功能材料，未来的研究重点是研发规模化制备高金属载量的Co-SACs的方法，并揭示其催化机制。
2025年04期 v.31;No.177 66-74页 [查看摘要][在线阅读][下载 1293K] [下载次数：38 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李云丽;吴文平;吴昊天;唐钧跃;邹维列;
【目的】梳理和总结现有模拟月壤力学性能与本构模型在试验和离散元模拟方面的研究，旨在为深入理解月壤的力学性能与本构特性以及探月工程中所涉及的大量力学问题的分析提供参考。【研究现状】基于月壤独特物理力学特性，综述模拟月壤在抗拉、抗剪、承载能力、壤-具相互作用、轮-壤相互作用和着陆冲击响应等力学性能的试验和离散元模拟研究，探讨基于试验和离散元方法研究所构建的模拟月壤力学本构模型。【结论与展望】目前国内外研究主要偏重于模拟月壤基本物理性质和静力学性能方面，动力学性能研究偏少，难以支撑探月工程中大量动力学问题分析；今后的研究须模拟月壤动力学性能的研究；在本构模型的研究上，一方面发展基于模拟月壤变形损伤机制的细观损伤本构模型，另一方面结合机器学习技术，发展融合模拟月壤变形损伤等物理信息的动力学本构模型，系统分析模拟月壤的动力学性能。
2025年04期 v.31;No.177 75-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 2162K] [下载次数：325 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ]
- 刘鹏程;李伦;刘仁;朱乙;
【目的】开发低迁移性的长波长可聚合光引发剂，实现自由基和阳离子聚合，从而扩展光引发剂及光聚合的应用范围。【方法】利用吩噻嗪苯甲酰硫鎓盐在紫外、可见及近红外区域的吸收特性，在该引发剂结构中引入丙烯酸酯基团，设计并合成一种多波段响应可聚合型的吩噻嗪硫鎓盐长波长光引发剂；采用紫外-可见吸收光谱、实时红外、差示扫描量热法等方法对光引发剂的结构、光物理、光化学、迁移性和热稳定性能进行研究。【结果】紫外-可见吸收谱图表明该引发剂能够响应紫外、可见及近红外光；光聚合动力学研究表明，该引发剂在紫外、可见及近红外光的辐照下表现出优异的引发性能，能够有效诱导自由基及阳离子聚合反应；迁移性和热稳定性研究表明，该引发剂具有低迁移性和较高的热聚合温度。【结论】合成的可聚合型的低迁移吩噻嗪硫鎓盐光引发剂，具有多波段响应的特性，在光源的辐照下能够同时引发自由基和阳离子聚合，具有良好的热稳定性和低迁移性，可以应用于食品包装、生物医药等领域。
2025年04期 v.31;No.177 93-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1748K] [下载次数：46 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 房盈;洪燕龙;林晓;沈岚;赵立杰;
【目的】为了探讨临方片剂的处方优化和贮存，研究不同基础成型配方制备的中药临方片剂的成型性和在使用周期内的物理稳定性。【方法】通过压缩实验研究2个基础配方的压缩成型性，并在相对湿度为60%、温度为25℃的条件下探究片剂的物理性质，包括片剂质量、轴向膨胀、径向膨胀变化，抗张强度以及崩解时限，从而研究片剂质量的稳定性。【结果】2种配方制备的片剂具有良好的成型性和片剂品质；在稳定性试验期间，大部分片剂的抗张强度在1周时保持相对稳定或略有增加，少数片剂在1周时出现较明显的下降，随后又有所上升；多数片剂贮存1周后，崩解时限基本稳定，具有良好的稳定性。【结论】基于临方处方和中药处方设计系统，可以快速筛选临方片剂配方并在稳定性研究期内获得质量合格的片剂。
2025年04期 v.31;No.177 105-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 2213K] [下载次数：224 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 吴自雨;迟志鹏;李然;杨晖;
【目的】探究降水量、土壤性质等因素对于山体坍塌的影响，预防山体滑坡等自然灾害。【方法】构建含水颗粒柱坍塌模型，通过改变颗粒柱的含水量（质量分数），观察不同含水量对不同粒径颗粒柱坍塌模式及行为的影响；提出基于质心矢量位移法的方法，通过轮廓数字化提取技术，测定不同粒径、初始高宽比的颗粒柱在多种含水量条件下坍塌前后的质心矢量位移变化量，量化不同含水量下的液体对颗粒柱坍塌模式和沉积形态的影响。【结果】含水量（质量分数，下同）对颗粒柱坍塌行为的调控遵循抑制-平衡-促进的非单调规律，当含水量达到6%时，颗粒间的内聚力达到最大；利用质心矢量位移法发现，含水量的变化显著影响颗粒柱的重力势能转化率以及干湿颗粒柱质心位移模之比，含水量对这些参数的影响与颗粒柱的初始高宽比和粒径呈负相关关系。【结论】含水量是影响颗粒柱坍塌模式的关键因素之一，湿颗粒柱的坍塌模式和坍塌行为受液体含量变化的影响。
2025年04期 v.31;No.177 120-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1617K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 闫良国;任丽瑶;于欢;苑芳惠;谭心;操玲玲;于子函;宋雯;
【目的】开展硅藻土复合催化材料在光催化和过硫酸盐催化技术中的应用研究，实现水体中难降解有机物的高效去除，解决日益严重的有机水污染问题。【研究现状】综述硅藻土的物理、化学性质；概况硅藻土复合催化材料在光催化工艺中的应用，包括使用硅藻土作为载体来负载二氧化钛、类石墨相氮化碳、金属化合物和铋基材料等半导体材料，以及硅藻土复合催化材料在过硫酸盐催化工艺中的应用，包括使用硅藻土作为载体负载钴基、铁基、锰基金属；总结硅藻土复合催化材料对有机染料、农药、内分泌干扰物等有机污染物的降解效果与作用机制。【结论与展望】提出应进一步探索硅藻土复合催化材料的改性方法，优化材料结构与性能，扩大材料在水环境治理中的应用范围；认为应加强硅藻土复合催化材料与其他环境治理技术的结合，为水环境污染治理提供更为全面和高效的解决方案。
2025年04期 v.31;No.177 131-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 1353K] [下载次数：198 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 程湛林;张慧鑫;张新宇;张雷;洪文鹏;李浩然;
【目的】为了提高太阳能电池被动散热效果，制备基于吸湿-解吸原理的掺碳纳米颗粒复合水凝胶，探讨复合水凝胶的吸湿-解吸特性对太阳能电池冷却性能的影响。【方法】采用自由基聚合法制备掺不同质量分数碳纳米颗粒的复合水凝胶；通过水凝胶解吸特性试验测试掺不同质量分数碳纳米颗粒的水凝胶的解吸能力；将掺入碳纳米颗粒的水凝胶作为太阳能电池冷却层，开展太阳能电池冷却试验，对比不同质量分数碳纳米颗粒水凝胶的冷却性能。【结果】所制得样品中，掺入的碳纳米颗粒质量分数为5%时，复合水凝胶的解吸性能最好，在太阳辐照度为1 000 W/m~2时，太阳能电池运行温度降低约11.6℃；贴附水凝胶冷却层的太阳能电池与无冷却层的太阳能电池相比，在标准辐照度下运行15 min后，开路电压高约30 mV，运行30 min后，填充因子提高约4.58%，运行120 min后，光伏电池效率提高0.41%。【结论】添加碳纳米颗粒能够提高吸湿性水凝胶的解吸性能；吸湿性水凝胶用作太阳能电池的冷却层，解吸能力越强，对应的冷却效果越显著。
2025年04期 v.31;No.177 143-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 1487K] [下载次数：122 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 胡勋;范梦娇;
【目的】为了满足不同领域对半焦性能的需求，分析不同热解参数下半焦的理化性质，实现特定功能的半焦的定制。【方法】分别在热解温度为250、 350、 450、 550、 650、 750℃时对棉花纤维和桃木2种原料进行热解，制备一系列半焦，以研究典型生物质衍生的半焦性质随热解温度变化的规律；固定热解温度为350℃，设置不同热解停留时间对2种原料进行热解，探究不同热解停留时间对半焦性质的影响。【结果】在热解温度为350℃时，棉花纤维和桃木2种原料会发生碳化作用，在此温度下延长热解停留时间可以促进原料中纤维素的热解，但是无法破坏原料中木质素的共轭结构；棉花纤维和桃木中的有机物会在较高的热解温度下发生更剧烈的脱氧、脱氢以及芳构化反应，使制备得到的半焦的石墨化程度较高；原位红外结果表明，棉花纤维和桃木中的—OH官能团和脂肪族C—H官能团的强度在测试温度为300～400℃时达到最大值，随后2种原料通过发生脱水和脱氢反应，促进半焦中C=O、=C—H、C=C以及芳香族C—O—C官能团的形成。【结论】半焦表面的官能团分布对热解温度以及热解停留时间有明显的响应，可以通过调控热解参数来选择性定制具有特定功能的半焦。
2025年04期 v.31;No.177 151-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 1722K] [下载次数：55 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 撒勒只兀特斯特古乐;珠拉沁海日罕;穆斯琴特格希;
【目的】探讨有效提升煤系高岭土吸附去除水中氟离子性能，从而提高煤系高岭土在吸附领域的有效利用价值。【方法】首先对高岭土进行球磨处理后通过利用聚合羟基铝溶液对其进行改性，并通过X射线粉末衍射仪（X-ray diffraction,XRD）、 N_2吸附-脱附、透射电子显微镜-能谱分析（transmission electron microscopy-energy dispersive spectroscopy,TEM-EDS）等手段对其结构及表面特征变化进行表征，探讨其对水中氟离子吸附性能；考察吸附条件对改性高岭土氟离子吸附容量的影响，包括吸附时间、溶液pH和氟离子初始质量浓度。【结果】聚合羟基铝改性方法能够使高岭土的比表面积增大，达到52.0 m~2/g，并且显著提高对氟离子的吸附性能，氟离子去除率达到95%，与未改性高岭土的（氟离子去除率为5%）相比有明显提升；聚合羟基铝改性高岭土样品在吸附过程中具有良好的pH稳定性；振荡时间为100 min时吸附效果最佳，氟离子初始质量浓度为50 mg/L时样品吸附量最高，为2.77 mg/g。【结论】通过结合球磨和聚羟基铝对高岭土进行改性能够有效提高吸附除氟性能，氟离子吸附动力学符合准二级动力学模型，平衡数据可用弗伦德利希（Freundlich）吸附等温模型描述。
2025年04期 v.31;No.177 160-173页 [查看摘要][在线阅读][下载 1776K] [下载次数：69 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：1 ] - 赵心怡;任亦晨;姜若兰;刘剑勋;张健;刘伟;王仲鹏;
【目的】改善用于柴油颗粒过滤器中铈基催化剂的内在活性，提高其碳烟低温催化氧化性能。【方法】采用十六烷基三甲基溴化铵（cetyltrimethylammonium bromide,CTAB）辅助共沉淀法制备CePrMnOx三元固溶体催化剂，探究镨、锰元素掺杂对碳烟低温催化氧化活性的影响，并通过X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、氮气吸附-脱附、 X射线光电子能谱仪和氢气程序升温还原等对固溶体催化剂物理化学性质进行表征。【结果】CePrMnO_x三元催化剂具有最优的低温氧化碳烟能力，其碳烟转化率为50%的温度比CeO_2降低67℃；镨、锰元素掺杂进入CeO_2晶格，形成更多氧缺陷，促进生成更多Ce~(3+)、 Mn~(3+)与表面活性氧。【结论】镨锰共掺杂可有效改善CeO_2的氧化还原能力，促进表面活性氧的生成。
2025年04期 v.31;No.177 174-186页 [查看摘要][在线阅读][下载 1837K] [下载次数：33 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陈波;杨平;李甲萌;潘福霞;张雅坤;王安琪;刘振东;任宗明;
【目的】针对冶金用白云岩矿区周边土壤重金属污染问题，实施有效措施以降低土壤中重金属含量。【方法】针对山东省安丘市石埠子镇冶金用白云岩尾矿采空区周边土壤重金属镉（Cd）污染修复需求，结合木质素磺酸钠改性褐煤腐殖酸、矿物改性褐煤腐殖酸、壳聚糖改性褐煤腐殖酸、生物炭改性褐煤腐殖酸等4种土壤改良剂制备，分析测试改性腐殖酸对Cd形态的影响，筛选2种效果最好的土壤改良剂种植忍冬。【结果】4种土壤改良剂的外表特征符合制备特点，且会明显增加土壤内重金属Cd的残渣态含量，降低其他具有生物有效性的重金属Cd形态。在土壤重金属Cd的综合治理中，结合重金属Cd超累积植物忍冬的种植，与木质素磺酸钠改性褐煤腐殖酸和生物炭改性褐煤腐殖酸的综合施治，会明显改变土壤金属形态，且土壤中Cd质量分数降低明显（p<0.05）。【结论】经过改良的腐殖酸土壤改良剂与超富集植物相结合的综合治理策略展现出显著的成效，能够在治理周期为60 d内对目标区域土壤中的Cd等重金属污染实现高效的去除效果。
2025年04期 v.31;No.177 187-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 1518K] [下载次数：199 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘继浩;刘来宝;张高寅;张礼华;但勇;赵澎;刘芸秀;
【目的】为了实现硝酸加压提锂渣微粉（lithium slag,LS）在绿色建筑材料中的资源化利用，研究不同颗粒状态的LS对水泥水化反应和性能的影响。【方法】采用机械研磨得到不同粒径的LS，并通过激光粒度仪和扫描电子显微镜观察其颗粒状态变化，测试不同颗粒状态LS对水泥砂浆力学性能的影响；通过X射线衍射分析、水化热分析、红外光谱分析、压汞分析评价颗粒状态对水泥水化反应的影响。【结果】随着球磨时间的延长，LS粒径逐渐减小，LS比表面积逐渐增大，颗粒逐渐趋于细化和球形化；随着LS粒径的减小，掺入LS的水泥浆体流动度逐渐减小，凝结时间缩短；掺入质量分数为30%的LS的砂浆抗压强度在龄期为56、 90 d时比纯水泥砂浆的高6%～29%，且LS粒径越小，抗压强度增长越快；通过水化产物和孔隙结构结果也证明，粒径越小的LS在反应时消耗的氢氧化钙越多，在水化后期掺入LS颗粒的水泥浆体凝胶孔体积分数大于纯水泥浆体的，更多的水化凝胶填充到颗粒间的孔隙，使其微观结构更致密，后期抗压强度增长越显著。【结论】LS的火山灰活性随着粒径的减小而增强，合适的掺量可以有效促进水泥砂浆长期强度的发展。
2025年04期 v.31;No.177 196-210页 [查看摘要][在线阅读][下载 2762K] [下载次数：124 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]