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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展

開發(fā)高效電催化劑進行水的電化學轉化，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問題。陽極處的析氧反應（OER）在水裂解中發(fā)揮著關鍵作用。然而，OER 反應需要相對較大的熱力學電勢（超過1.23V vs.RHE）以克服因四個“電子-質子”轉移過程而導致的緩慢動力學。近年來，金屬有機骨架（MOFs）因其大比表面積、孔隙可調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 固有的低電導率嚴重阻礙了其催化活性。

針對這一現(xiàn)狀，近日，中國科學院寧波材料技術與工程研究所界面功能高分子材料團隊張濤研究員與浙江大學侯陽研究員及中國科學院大連化學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系統(tǒng)將導電性差的MOFs 限域在石墨烯層間，進而提高其OER 催化活性。所獲得的NiFe-MOF//G 催化劑僅需106 mV 的極低過電勢即可達到10 mA/cm2的電流密度，遠優(yōu)于原始NiFe-MOF、此前報道的大多數(shù)MOFs 及其衍生物的催化活性。同時，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)定運行超過150 h。

在進一步的表征及理論計算中發(fā)現(xiàn)，石墨烯多層納米限域不僅可以在MOF 結構中形成高活性NiO6-FeO5畸變八面體物種，優(yōu)化MOF 材料的電子結構和催化中心，而且能夠降低水氧化反應的極限電勢。還證明了該策略能夠擴展至其他不同結構的MOFs，并極大地提高它們的電催化活性。該項工作對原始MOFs 作為惰性催化劑的普遍概念提出挑戰(zhàn)，揭示了低導電性甚至絕緣MOFs 在電催化中的應用潛力。相關成果以“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，這標志著該部自主開發(fā)的4045 高硅合金扁錠取得突破性進展。經(jīng)檢測，鑄錠外觀光滑、低倍組織合格、高倍金相尺寸滿足要求，達到客戶技術標準。

目前，國內生產(chǎn)高硅4 系合金扁錠的企業(yè)較少，生產(chǎn)技術門檻高，開發(fā)難點在于硅熔點高，熔體流動性好，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)部在充分掌握市場信息后，研究技術協(xié)議要求，從產(chǎn)品化學成分控制、啟鑄工藝參數(shù)設置、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)過硅質量分數(shù)高于5%的4 系合金扁錠，為保障研發(fā)成功，同時減少試制成本，首先采用投廢料方式摸索工藝，然后在此基礎上優(yōu)化工藝，最終固化工藝的方案。針對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)化化學成分、啟鑄工藝參數(shù)、設備工裝準備，以及鋁液表面氧化膜、液位高度控制等，同時還解決了啟鑄漏鋁問題，確保了開機一次成功率100%，扁錠成形取得成功。

在開發(fā)生產(chǎn)過程中，有一個鑄次外觀質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，發(fā)現(xiàn)有較多的初生硅，并且硅顆粒尺寸較大。面對困難，技術團隊開展了工藝參數(shù)和化學成分含量比對，通過對初生硅分析，重新調整試制工藝參數(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

航天科技集團六院圍繞液體動力領域及航天裝備未來發(fā)展需求，突破航天液體動力領域3D 打印全流程技術。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 種牌號成型及后處理調控工藝，覆蓋70% 以上液體動力常用材料，攻克了增材制造輕量化設計、微細結構激光選區(qū)熔化成型等30 余項關鍵技術，實現(xiàn)了500 余種復雜精密構件3D 打印成型，成功參與70 余次發(fā)射和飛行試驗。

摘自《物聯(lián)網(wǎng)頭條君》微信公眾號