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用于超级电容器的三维管状碳气凝胶（英文）

[期刊] 中国科学技术大学学报 [作者] 尚启国徐杰刘建伟

三维(3D)弹性碳纳米管气凝胶是通过一种简单的基于溶液的策略，使用碲纳米线作为可回收的模板来制得。碳纳米管的管径和壁厚很大程度上取决于碲纳米线的直径和碳源。获得的具有高比表面积（高达1865 m~2·g~(-1)）的自支撑碳纳米管气凝胶显示出作为超级电容器电极材料的潜力。此外，与MnO_2结合后，电容器在1 A·g~(-1)的电流下表现出360.4 F·g~(-1)的比电容，并在2000次循环后显示出97%的保持率。高功率能力和良好的稳定性使碳纳米管气凝胶成为超级电容器电极的有希望的候选者。

关键词：碳纳米管气凝胶二氧化锰比表面积超级电容器

生物质纤维素基碳气凝胶材料研究进展

[期刊] 林业科学 [作者] 陈媛韩雁明范东斌晏婷婷李改云王思群

作为一种新型轻质多孔的功能性气凝胶,生物质纤维素基碳气凝胶具有独特的各向同性三维网络层级结构,该结构使生物质纤维素基碳气凝胶兼具气凝胶的高比表面积、高孔隙率、低密度以及碳材料的耐热性、导电性和生物质材料的可降解性、生物相容性,是近年来纳米功能性材料领域的研究热点之一。生物质纤维素基碳气凝胶原材料来源广泛,包括木材、竹材、果蔬等植物及其加工物、海洋生物和细菌等。基于原料形态不同,本研究将生物质纤维素基碳气凝胶的制备方法归结为凝胶炭化法和生物质直接炭化法,并详细介绍2种方法的制备工艺。基于生物质纤维素基碳气凝胶独特的层级孔状结构,本研究概述碳气凝胶的轻质多孔、疏水性、稳定性和导电性以及生物质纤维素基碳气凝的金属掺杂和杂原子掺杂改性,这些优异的材料特性使其在隔热、电化学、吸附等领域有着广泛应用,并有望渗透到药物缓释、抗菌材料、组织工程和电磁屏蔽等更多的前瞻性新兴材料领域。围绕生物质纤维素基碳气凝胶的功能化制备、性能表征和应用,创新性的研究理论和研究方法正在不断涌现,本研究在深入分析研究现状的基础上,展望生物质纤维素基碳气凝胶未来的研究方向和发展前景。生物质纤维素基碳气凝胶作为一种新型绿色材料,以其独特的热学、电学、光学及力学性能,可为生物质的高值化、功能化应用提供更多的研究思路,具有更加广泛的应用前景。

关键词：纤维素碳气凝胶生物质制备性能

石墨涂层改性锌负极及其在锌离子混合超级电容器中的应用

[期刊] 实验技术与管理 [作者] 王玉林顾承真周学酬

该文将石墨涂覆于锌片上，运用恒电流充放电、循环伏安（CV）以及电化学阻抗谱（EIS）等表征方法，研究了涂层对锌电极的改善效果。研究结果显示，经过石墨修饰的锌电极的循环伏安扫描曲线具有良好的矩形特性，石墨/锌复合电极全电池的比容量为102.8 mAh/g，经过173次循环后，比容量保留率为97.66%。该综合实验操作工艺稳定，实验结果具有良好的再现性，涵盖的知识点丰富，能够使学生在了解储能器件技术发展趋势的基础上培养科研创新能力和综合实践能力。

关键词：水系锌离子电池电化学性能石墨综合实验

三维生物质水凝胶吸附剂制备及性能测定实验设计

[期刊] 实验技术与管理 [作者] 王吟李欢欢于佳玉陈佳佳杨麒霖张晓东

基于生物质资源化理念以及环境工程专业人才培养需求，设计了“三维生物质水凝胶吸附剂制备及性能测定”实验。以秸秆为原料优化制备了生物质水凝胶吸附剂，通过扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）表征了其理化性质，并初步考察了其对水中重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附性能及动力学模型，最后设置了涉及相关影响因素考察和机理探讨的开放性拓展实验。该实验将专业理论知识、实验操作技能及前沿科技成果相结合，能够为学生后续进行研究性、创新性实验以及进一步深造打下坚实基础，也有利于强化他们的环保意识。

关键词：环境材料生物质水凝胶吸附拓展性实验

TiO_2纳米颗粒电化学后处理对超级电容器性能的改善

[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版) [作者] 何敏黄秋安蔡缘杨昌平

关键词：超级电容器 TiO2纳米颗粒水热法电化学性能

溶胶凝胶法制备锆钛酸铅纳米孔状光子晶体阵列（英文）

[期刊] 华中师范大学学报(自然科学版) [作者] 李泽平熊钢梅丽红王耿屈小鹏

基于阳极氧化铝模板,使用旋涂法制备了锆钛酸铅纳米孔状光子晶体阵列.利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和能谱仪表征了其结构,形态和尺寸分布.结果显示制备的锆钛酸铅光子晶体呈正方晶相,尺寸统一,分布均匀,同时展现了良好的光学透射特性.这个简单,低成本又可行的制备方法为制备铁电纳米孔阵列结构提供了一条方便又可复制的途径.

关键词：锆钛酸铅纳米孔状光子晶体阳极氧化铝溶胶凝胶法旋涂透射

纤维素/钴镍铁层状氢氧化物复合气凝胶合成及吸附环丙沙星实验研究

[期刊] 实验技术与管理 [作者] 李春花王富丽纪以欣徐啸师钰博赵志磊

针对白洋淀抗生素水污染研究现状并依托当前科研项目，设计了采用水热法合成以羧甲基纤维素（CMC）为基底、钴镍铁层状氢氧化物（CoNiFe-LDH）修饰的复合气凝胶（CMC/CoNiFe-LDH）吸附水中环丙沙星的研究型实验。实验使用SEM、XRD、FTIR等对CMC/CoNiFe-LDH的形貌、物相、基团等进行了表征，并分析了pH、反应时间、初始浓度对吸附效果的影响。实验结果表明，最佳实验条件下CMC/CoNiFe-LDH对环丙沙星的吸附量为298.32mg/g。该教学实验涉及分析化学、材料化学、仪器分析等课程知识，有助于激发学生的实验学习兴趣，培养创新思维及实验动手能力，提高运用理论知识解决实际问题的能力。

关键词：复合气凝胶环丙沙星 CMC/CoNiFe-LDH 吸附研究型实验

基于时序指数随机图模型的共性技术涌现动力机制研究——以超级电容器绿色储能技术为例

[期刊] 科技进步与对策 [作者] 唐玉洁李阳

基于超级电容器储能技术专利数据,运用时序指数随机图模型构建共性技术涌现动力模型,实证检验技术协同性(度中心度、边共享、非边共享结构)、新颖性(前向引用、后向引用、科学引文)、功能性(组合规模、行业多样性)对共性技术涌现的驱动作用。结果表明:在技术协同性维度,度中心度和边共享结构显著促进共性技术涌现,而非边共享结构的促进作用不显著;在技术新颖性维度,前向引用显著促进共性技术涌现,科学引文存在显著负向作用,而后向引用不存在显著影响;在技术功能性维度,行业多样性对共性技术涌现存在显著促进作用,而组合规模不存在显著影响。通过揭示共性技术涌现动力机制,探明共性技术形成规律,为预测共性技术发展趋势提供新思路与新方法。

关键词：技术涌现共性技术动力机制 TERGMs 绿色技术

木质素高盐模板碳气凝胶制备及其电化学应用

[期刊] 北京林业大学学报 [作者] 刘家冉郭思勤赵天畅许凤

【目的】以工业碱木质素和甲醛为原料,在盐的制孔和稳定作用下,水热反应后直接碳化制备多孔碳气凝胶,并检测其结构、理化性质和电化学性能,探究其在超级电容器电极材料中的运用。【方法】将2 g工业碱木质素分别与3种盐(ZnCl_2、NaCl、Na_2CO_3)混合均匀,各加入1.5 mL甲醛,搅拌成黏稠浆状,转移至反应釜中,160℃反应2 h,得到一系列的木质素碳气凝胶(LCA)前驱体,在通氮气保护的管式炉中,以3℃/min的升温速率升温至900℃,保温3 h进行碳化,自然冷却后取出并洗涤,得到LCA。通过比表面积测定(SSA)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)表征碳气凝胶的结构和理化性质,将其研磨粉碎后制成超级电容器电极,通过循环伏安测试、恒流充放电测试和开位电路阻抗测试进行电化学储能表征。【结果】以ZnCl_2为模板制备的LCA最高比表面积可达711 m~2/g,在SEM下能观察到凝胶状结构,XRD表明LCA以无定形碳为主。在0.2 A/g的电流密度下,比电容达到124 F/g;在10 A/g的高电流密度下,比电容维持在60 F/g,电容保持率约为48%,拥有最佳的倍率性能。【结论】本实验以价格低廉的工业碱木质素为原料,在盐模板下经过水热和碳化过程直接制备LCA。在ZnCl_2盐模板下可以制备出高比表面积,以无定形碳为主的LCA,并拥有优良的电化学性能,可用于超级电容器电极材料。该方法绿色环保、操作简单、成本低,具有潜在的工业化利用前景。

关键词：木质素高盐模板碳电极材料超级电容器电化学性能碳气凝胶

纤维素自愈合水凝胶研究进展

[期刊] 林业科学 [作者] 张永跃石江涛付宗营卢芸

水凝胶是由亲水性聚合物通过物理或化学交联方式形成的3D网络结构材料，通常具有亲水性、黏弹性、生物相容性等特点，广泛应用于生物工程、柔性电子等领域。传统水凝胶一般采用化石基聚合物为原料，其使用和废弃过程对人体和环境存在潜在威胁；同时水凝胶长时间使用后，在机械外力作用下易产生破坏，从而会对其结构完整性和性能产生影响。具有自我修复能力的水凝胶破损后利用超分子相互作用或可逆共价作用可以恢复到与起始状态几乎相同的机械性能，对延长水凝胶使用寿命具有重要意义。纤维素是一种天然有机聚合物，主要来源于自然界中的树木等天然材料，具有无毒、无害、生物相容性好等优点，符合绿色环保理念，应用前景广阔。纤维素链上丰富的含氧基团可与水分子形成氢键网络，有利于制备具自愈能力的水凝胶。对纤维素进行化学改性得到纤维素衍生物，如羧甲基纤维素、羟乙基纤维素等，可以扩大其在水凝胶领域的应用。本研究综述以纤维素以及纤维素衍生物为原料的一类自愈合水凝胶，总结传统自愈合水凝胶存在的缺点并提出相关改性策略。纤维素因自身晶体结构以及内部超分子相互作用导致其在水中难以溶解，故一般采用分散体系或溶解体系进行纤维素水凝胶的制备，通过调控水凝胶的三维结构，利用可逆共价作用（酰腙键、二硫键交换等）和非共价作用（氢键、疏水作用、主客体相互作用等）赋予其自我修复能力。由于这种可逆交联的存在，传统纤维素自愈合水凝胶一般机械性能较差，同时因现阶段对纤维素自愈合水凝胶的功能开发比较单一，限制其在各领域的应用。本研究介绍构建智能网络结构、仿生自然生物伤口愈合机制、功能化改性的方式，总结新型多功能智能纤维素自愈合水凝胶构筑的方式，结合自愈合水凝胶取得的相关研究成果，提出纤维素自愈合水凝胶现阶段仍需解决的问题，并对自愈合水凝胶的应用前景进行展望。

关键词：纤维素水凝胶非共价键自愈合智能材料

新课标下物理实验教学中培养学生创新能力的教学设计及策略研究——以《电容器的电容》为例

[期刊] 经济师 [作者] 赵蕊牛昱吴云飞张海丰

当今社会是科学技术飞速发展的时期，对人们能力和素质的要求也越来越高。为了适应当今社会的不断发展，社会各界都十分重视创新能力的培养。学校为了社会发展的需要，也为了让学生离开校园得到更好的发展，明确培养高素质创新人才是社会现阶段的根本任务。物理实验是物理学科中最直接的教学手段，而在物理实验教学中实施思维引导和兴趣培养，是培养创新思维的最佳途径。

关键词：创新能力实验教学物理学科

硅凝胶植物纤维复合材料的微观构造

[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版) [作者] 牛敏叶书华谢拥群吴振增

将植物纤维基超低密度材料浸入硅溶胶中,采用溶胶—凝胶两步法制备具有良好物理性能的复合材料;采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及傅里叶红外光谱仪(FTIR)对复合材料的微观构造进行表征.结果表明:凝胶颗粒不仅覆盖、粘附在发泡材料的纤维表面,同时还填充在材料的内部孔隙中,使材料的密实化程度得到提高,衍射强度降低;同时,在复合材料中发现一些硅凝胶的疏水性基团.表明这种方法可提高材料的防水、防霉以及隔热、隔音等性能.

关键词：超低密度材料溶胶—凝胶两步法复合材料微观构造

蛇鲻冰藏和冻藏过程中鲜度指标的变化以及高压处理对其凝胶形成能的影响(英文)

[期刊] 水产学报 [作者] 欧昌荣薛长湖袁蕊 NOZAKI Yukinori 李兆杰

研究了蛇鲻(Saurida waneso)冰藏和冻藏过程中K值、挥发性盐基氮(TVBN)、Mf Ca2+-ATPase全活性等鲜度指标的变化,并研究了高压加工法制备对蛇鲻鱼糕凝胶形成能的影响。结果表明:冰藏过程中鲻鱼的鲜度急剧降低,其货架期仅为10d左右,冻藏过程中蛇鲻保藏90d,鲜度缓慢降低。随着K值和TVBN的增加,鲻鱼的凝胶形成能降低,Mf Ca2+-ATPase全活性与凝胶形成能关系不明确。通过加热处理,冰藏和冻藏的蛇鲻能保持正常凝胶形成能的时间分别为6d和60d,而高压处理蛇鲻能保持正常凝胶形成能的时间分别为至少14d和90d,高压处理能够显著提高蛇鲻的凝胶形成能从而延长其可利用期限...

关键词：蛇鲻凝胶形成能高压加工鲜度凝胶强度

芦荟凝胶的性质研究

[期刊] 南京农业大学学报 [作者] 张钟翁兴磊

研究了pH值、NaCl和温度对芦荟凝胶的黏度、溶解度、持水性、pH值、凝固点及耐冷冻性和热可逆性的影响。结果表明 ,未均质的芦荟凝胶液黏度和持水性比均质后的芦荟凝胶液更大 ,未均质的芦荟凝胶液的黏度为 12 2MPa·s,透光率为 18 5 % ,持水性为 5 7min ( 35 0 0r·min-1) ,pH为 4 6 0 ;芦荟凝胶的凝固点为 - 2℃ ;pH对其性质影响非常明显 ,特别在pH超过 10 6 8以后 ,透光率和黏度明显增加 ;NaCl对透光率的影响较明显 ,对pH和黏度影响不大 ;温度对黏度和透光率的影响较明显 ,对pH的影响不大

关键词：芦荟凝胶性质影响因素

甘薯膳食纤维对肌原纤维蛋白保水性和凝胶特性的影响

[期刊] 南京农业大学学报 [作者] 韩芳蕊陈涵王霖郭晓雨周光宏吴菊清

[目的]本试验旨在研究不同质量浓度的甘薯膳食纤维对复合凝胶体系保水性和凝胶特性的影响。[方法]将不同质量浓度(0、10、20、30 g·L~(-1))的甘薯膳食纤维添加到猪肉肌原纤维蛋白中,测定复合凝胶的保水性、凝胶强度、低场核磁共振的水分分布、动态流变学特性、质构特性和微观结构等指标。[结果]随着甘薯膳食纤维质量浓度的增加,凝胶的保水性和凝胶强度显著提高(P

关键词：甘薯膳食纤维肌原纤维蛋白保水性凝胶特性微观结构

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