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产业研究

研究

煤基碳材料的高值化应用研究进展

富煤、贫油、少气的资源禀赋特性决定了煤炭在我国能源消费结构中的主体地位。然而，随着“双碳”战略的持续推进，煤炭利用方式势必要由传统的燃烧为主向煤炭资源清洁高效利用及高附加值转变。发展煤基碳材料是实现煤炭及其衍生物清洁高值化利用的重要途径。煤炭及衍生物具有稠环芳烃网络和多环缩合结构，可通过分子化学裁剪、化学气相沉积及界面组装等工艺，实现煤基功能碳材料从零维到三维的可控制备，将推动煤基功能碳材料的高值化应用。首先介绍了煤及其衍生物（煤沥青、煤系腐植酸）的多尺度结构与组分特性，阐明煤随煤阶的升高芳香化的演变规律。基于煤焦油沥青的高共轭骨架可更易生成类石墨微晶结构，腐植酸具有杂原子自掺杂特性与多级孔道形成能力。随后重点总结了零维碳点、一维碳纳米管、二维石墨烯、三维多孔活性炭、煤基无定形碳和其他煤基碳材料的研究现状；在此基础上，进一步梳理了多维度煤基功能碳材料在电化学储能、荧光材料、防腐和润滑、催化、吸附等领域的高值化应用；揭示了煤沥青预氧化与炭化过程中的结构演变规律及其对储钠行为的影响机制。最后，为进一步推进煤炭资源低碳化、高值化利用，提出了煤基碳材料的规模化生产必须实现环境友好及探寻简便高效技术的展望，以期为煤基碳材料的清洁高效应用提供参考。...

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2026-07-16

研究

钛合金超声辅助磨削材料去除行为研究进展

钛合金因其高强度和优异的耐腐蚀性能，在航空航天、生物医学等领域得到广泛应用。然而，钛合金难加工特性导致传统磨削表面质量差、材料去除率低等问题。为克服传统磨削钛合金工艺的局限性，能量场辅助加工技术逐渐成为研究热点。其中，超声辅助磨削通过高频微幅振动与常规磨削运动耦合，在工件与刀具之间形成周期性“接触-分离-接触”加工模式，改变材料去除机制，显著降低磨削力与磨削温度，提高工件的表面完整性。系统回顾和总结钛合金超声辅助磨削材料去除行为研究进展，涵盖耦合运动特性模型、材料去除机理、切削力模型、工具磨损机理与预测模型、表面创成与损伤演化机理，并探讨超声多能场协同作用下的材料去除行为。研究表明，超声辅助磨削可提升表面完整性30%～50%，降低刀具磨损40%，为钛合金的高效、精密、低损伤加工提供理论指导与工程应用前景。...

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2026-07-15

研究

丝素纳米原纤制备策略与功能应用的研究现状

天然蚕丝纤维具有独特的跨尺度多层级结构，其中，丝素纳米原纤（Silk Nanofibrils， SNFs）作为一维纳米级基本单元结构，直径在几十至数百纳米之间，涵盖了如氨基酸结构、纳米晶区与非晶区等复杂结构，兼具良好的生物相容性和优异的力学性能，已成为功能材料制备领域中新兴的生物基材料。本文首先介绍了蚕丝的多层级结构，并重点阐述其基本结构单元SNFs的优势与潜在应用；进而综述了自上而下和自下而上两种SNFs制备策略的研究现状，并对比分析两类策略的优缺点；在此基础上，重点介绍SNFs在生物医学、过滤材料、智能传感与能源存储等领域的功能化应用。最后，针对SNFs当前在可控制备与规模化应用中面临的挑战，展望其在多功能复合与一体化构建等方向的未来发展趋势。SNFs作为连接天然蛋白质与先进功能材料的桥梁，具有重要的研究价值与应用前景。...

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2026-07-15

研究

一维SiC粉体合成方法研究进展

一维陶瓷相可通过“拔出”、“裂纹桥接”和“裂纹偏转”等增强机制实现对陶瓷材料强韧化的目的。碳化硅具有高硬度、高热导率、优异的化学稳定性和高电导率，特别是一维形貌的碳化硅作为增强相在陶瓷材料、复合材料和耐火材料等领域广泛应用，但一维形貌的碳化硅制备工艺复杂、成本高，特别是高比表面积及易团聚严重限制了其应用及强韧化效果。因此，制备高纯、易分散与高长径比的一维碳化硅更有意义。生长机制及制备工艺对一维碳化硅的形貌特征影响显著，分析一维碳化硅生长机制为其形貌特征的调控提供理论依据，进一步通过制备方法的优化可提高碳化硅粉体纯度，改善形貌单一、易团聚等问题。本文对一维碳化硅合成相关研究进行综述，分析了不同制备方法中一维碳化硅的生长条件、热力–动力学基础、工艺特征及生长机制，对比了碳热还原法、静电纺丝法、自蔓延高温合成法、熔盐法等制备产物的形貌特征，最后对高性能一维碳化硅合成进行了展望。...

224

2026-07-15

研究

锂离子电池纳米硅/碳复合负极材料研究进展

硅的储锂容量是目前商业化石墨负极的10倍以上，且具有原料易得、成本低廉、环境友好等诸多优点，最有潜力取代石墨成为下一代高性能锂电池负极材料。然而，硅的电导率低，其在锂化/脱锂过程中面临体积膨胀、材料粉化、固体电解质界面膜稳定性差等问题，这高度制约了硅基负极材料的产业化应用。首先介绍了硅基负极材料储锂机理，分析了其商业化应用面临的挑战，论述了不同维度的纳米硅基负极材料的研究进展，同时还综述了碳纳米材料改性硅碳复合材料的研究进展，对纳米硅碳负极材料的研究重点和发展方向进行了展望。...

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2026-07-15

研究

一维线状电阻式高灵敏应变传感器的制备方法与构建策略研究进展

由于出色的透气性、柔韧性、可编织性，一维线状柔性应变传感器成为了纺织基可穿戴传感器的理想选择。然而，柔性传感器监测范围和灵敏度的矛盾仍制约着该领域的实际应用。系统总结了高灵敏度一维线性传感器的电阻变化原理，主要为隧穿传导、裂纹演化以及纱线结构中接触电阻变化等典型电阻响应机制。阐述了近年来如何调控导电材料的种类和传感器的结构实现高灵敏的策略，并对多功能集成与界面力学匹配方面的发展方向进行了简要展望。...

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2026-07-14

研究

一维钒基纳米材料在水系锌离子电池中的研究进展

随着新能源存储需求的持续增长，水系锌离子电池因其高安全、低成本及环境友好的优势而备受关注。作为关键正极材料之一，钒基氧化物具有可变的价态、开放的层状结构与较高的理论容量，展现出可观的应用潜力。为进一步提升其电化学性能，构建一维纳米结构（如纳米线、纳米带等）被视为有效策略，可显著改善离子传输效率并缓解循环过程中的体积应变。当前，一维钒基纳米材料在水系锌离子电池中的应用研究不断深入，本文系统梳理了其最新进展，重点阐述非原位和原位技术在Zn2+/H+嵌入、转化反应等储能机理中的应用，明确了两种技术在揭示储能本质、优化材料性能中的核心作用；同时总结静电纺丝、水热法等可控制备途径，分析各方法在制备一维钒基纳米材料中的优势与适用性，并探讨离子预嵌、缺陷工程及导电复合等关键优化策略对材料电化学性能的调控作用。最后，针对当前在动力学、结构稳定性及规模化制备方面仍存在的挑战，展望了未来多尺度材料设计与系统集成的研究方向，为推动该体系向实用化发展提供有力支撑。...

163

2026-07-14

研究

闪速焦耳热废塑料升级回收研究进展

废塑料的指数级增长与较低的回收利用率已构成严峻的全球环境危机.而传统的机械回收与热化学回收技术在处理混合组分及受污染废料时,常面临能效低、产物降级及经济性差等瓶颈.闪速焦耳热(Flash Joule Heating,FJH)技术凭借其秒级超快升降温(10～2～10～4°C/s)、超高可控反应温度(1000～3000°C)及精准的电热调控特性,为废塑料的高值化升级回收开辟了全新的非平衡态热力学路径.本文系统综述了FJH技术在废塑料资源化领域的最新研究进展.首先,阐释了FJH的原理,以及特殊反应器构型(如梯度孔隙、双层结构)设计以实现对反应时空尺度精准控制.其次,重点解析了FJH将废塑料转化为两类高附加值产物的工艺策略:一是基于碳原子的瞬时重组与石墨化,制备涡轮石墨烯、一维碳纳米材料及改性石墨烯等先进碳纳米材料;二是利用独特的时空协同效应,定向调控C-H键断裂与分子链解聚,以实现富氢气体与乙烯、丙烯等单体的高选择性回收.最后,本文总结了FJH技术的环境效益与经济效益,并深入探讨了该技术从实验室走向产业化过程中面临的挑战,展望了其在废塑料管理与先进材料制备领域的前景....

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2026-07-14

研究

静电纺丝锡碳复合负极材料的多维结构调控与储锂协同机理研究进展

锂离子电池是新能源领域的核心储能器件，其性能提升高度依赖负极材料的创新。锡基材料因理论储锂容量远高于石墨，成为高能量密度负极的优选材料，但充放电过程中的剧烈体积形变、颗粒团聚及界面失效等问题，严重制约其产业化应用。静电纺丝技术凭借结构定制精度高、工艺兼容性强、可规模化制备的优势，为构建多维结构锡碳复合负极材料弥补锡基材料固有缺陷提供了有效路径。综述了静电纺丝技术在锡碳复合负极材料制备中的研究进展，阐述了一维纤维、核壳结构、多孔结构等典型构型的调控策略与制备工艺，剖析不同结构对体积膨胀抑制、电子/离子传输优化的协同作用机理，揭示碳基质与锡基组分的储锂协同效应。总结了当前研究面临的结构均一性控制、规模化生产成本等瓶颈，展望了静电纺丝技术在锡碳复合负极材料功能改性及产业化应用的方向，为高性能锂离子电池负极材料研发提供理论支撑与实践参考。...

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2026-07-14

研究

退役磷酸铁锂电池回收中铁铝分离技术研究进展

根据当前退役磷酸铁锂(LFP)电池回收过程中铝杂质脱除路径，将其划分为“分离分选脱除常量铝”与“湿法冶金去除痕量铝”两大环节，综合评述了各新兴技术在除杂效率、选择性、铝残留量、经济性及环境影响等方面的优劣，并展望了未来技术研究方向，以期为退役LFP材料高值化利用与产业绿色转型提供理论支撑。...

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2026-07-13

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