With the rapid expansion of new energy, mining, metallurgy, and electroplating industries, nickel pollution in water bodies has become a growing threat to environmental quality and human health. During industrial processes, nickel ions often interact with various chemical additives to form highly stable heavy-metal organic complexes (HMCs). In nickel electroplating, for example, citrate (Cit) is widely used to improve coating uniformity and brightness, but the two carboxyl groups in Cit readily coordinate with Ni²⁺ to form Ni–Citrate (Ni-Cit) complexes (logβ = 6.86). These complexes significantly alter nickel’s charge, steric configuration, mobility, and ecological risks, while their stability makes them challenging to remove with conventional precipitation or adsorption methods. Currently, "complex dissociation" is regarded as the key step in removing HMCs. However, typical oxidation or chemical treatments suffer from high cost and complicated operation. Therefore, multifunctional materials with both oxidative and adsorptive capabilities offer a promising alternative. Researchers from Beihang University, led by Prof. Xiaomin Li and Prof. Wenhong Fan, used the CIQTEK scanning electron microscope (SEM) and electron paramagnetic resonance (EPR) spectrometer to conduct an in-depth investigation. They developed a new strategy using KOH-modified Arundo donax L. biochar to efficiently remove Ni-Cit from water. The modified biochar not only showed high removal efficiency but also enabled nickel recovery on the biochar surface. The study, titled “Removal of Nickel-Citrate by KOH-Modified Arundo donax L. Biochar: Critical Role of Persistent Free Radicals”, was recently published in Water Research.     Material Characterization Biochar was produced from Arundo donax leaves and impregnated with KOH at different mass ratios. SEM imaging (Fig. 1) revealed: The original biochar (BC) exhibited a disordered rod-like morphology. At a 1:1 KOH-to-biomass ratio (1KBC), an ordered honeycomb-like porous structure was formed. At ratios of 0.5:1 or 1.5:1, pores were underdeveloped or collapsed. BET analysis confirmed the highest surface area for 1KBC (574.2 m²/g), far exceeding other samples. SEM and BET characterization provided clear evidence that KOH modification dramatically enhances porosity and surface area—key factors for adsorption and redox reactivity.   Figure 1. Preparation and characterization of KOH-modified biochar.   Performance in Ni-Cit Removal Figure 2. (a) Removal efficiency of total Ni by different biochars; (b) TOC variation during Ni–Cit treatment; (c) Effect of Ni–Cit concentration on the removal efficiency of 1KBC; (d) Effect of pH on the removal performance of 1KBC; (e) Influence of coexisting ions on Ni–Cit removal by 1KBC; (f) Continuous-flow removal performance of Ni–Cit by 1KBC. (Ni–Cit = 50 mg/L, biochar dosage = 1 g/L)   Batch experiments de...

Алюминиевые сплавы, ценимые за исключительное соотношение прочности и веса, являются идеальными материалами для облегчения конструкции автомобилей. Контактная точечная сварка (RSW) остаётся основным методом соединения при производстве автомобильных кузовов. Однако высокая тепло- и электропроводность алюминия в сочетании с его поверхностным оксидным слоем требуют сварочных токов, значительно превышающих токи, используемые для стали. Это ускоряет износ медных электродов, что приводит к нестабильному качеству сварки, частому техническому обслуживанию электродов и увеличению производственных затрат. Продление срока службы электрода В то время как обеспечение качества сварки стало критически важным технологическим узким местом в отрасли. Чтобы решить эту проблему, команда доктора Ян Шанлу из Шанхайского института оптики и точной механики провела углубленное исследование с использованием CIQTEK FESEM SEM5000 Они разработали инновационный электрод с выступающим кольцом и систематически исследовали влияние номера кольца (0–4) на морфологию электрода, выявив внутреннюю связь между количеством колец, дефектами кристаллов в сварном ядре и распределением тока. Результаты показывают, что увеличение количества приподнятых колец оптимизирует распределение тока, повышает эффективность подвода тепла, увеличивает сварное ядро и значительно продлевает срок службы электрода. В частности, выступающие кольца улучшают проникновение оксидного слоя, улучшая прохождение тока и одновременно снижая питтинговую коррозию. Эта инновационная конструкция электрода обеспечивает новый технический подход к снижению износа электрода и закладывает теоретическую и практическую основу для более широкого применения алюминиевых сплавов RSW в автомобильной промышленности. Исследование опубликовано в журнале Журнал технологий обработки материалов. под названием « Исследование влияния морфологии поверхности электрода на контактную точечную сварку алюминиевых сплавов. ” Прорыв в конструкции электрода с приподнятым кольцом Столкнувшись с проблемой износа электродов, команда подошла к её решению, изучив морфологию. Они вырезали от 0 до 4 концентрических выпуклых колец на торцевой поверхности обычных сферических электродов, создав новый электрод «Кольцо Ньютона» (NTR). Рисунок 1. Морфология поверхности и профиль поперечного сечения электродов, использованных в эксперименте. Анализ с помощью СЭМ выявляет дефекты кристаллов и улучшает производительность Как выпуклые кольца влияют на качество сварки? Методы CIQTEK FESEM SEM5000 и EBSD Группа учёных подробно описала микроструктуру сварных ядер. Они обнаружили, что выступающие кольца прокалывают слой оксида алюминия во время сварки, оптимизируя распределение тока, влияя на подвод тепла и способствуя росту ядра. Что ещё более важно, механическое взаимодействие выступающих колец с расплавленным металлом значительно увеличивает плотность кристаллических дефектов, таких как геометрически необходимые дислокации (ГНД) и малоугловые границы зёрен (МУГ), вн...

Твердотельные литий-металлические аккумуляторы (ТЛМА) широко признаны источником энергии нового поколения для электромобилей и крупномасштабных накопителей энергии, обеспечивая высокую плотность энергии и превосходную безопасность. Однако их коммерциализация долгое время сдерживалась низкой ионной проводимостью твёрдых электролитов и слабой стабильностью интерфейса «твёрдое тело – твёрдое тело» между электродами и электролитами. Несмотря на значительный прогресс в повышении ионной проводимости, разрушение интерфейса при высокой плотности тока или низких температурах остаётся серьёзным препятствием. Исследовательская группа под руководством профессора Фэйю Канга, профессора Яньбина Хэ, доцента Вэй Люй и доцента Тинчжэна Хоу из Института исследования материалов Международной аспирантуры Цинхуа в Шэньчжэне (SIGS) в сотрудничестве с профессором Цюаньхуном Яном из Тяньцзиньского университета предложила Новая концепция конструкции пластичного твердоэлектролитного интерфейса (SEI) чтобы решить эту проблему. Их исследование, озаглавленное «Пластичный твердоэлектролитный интерфазный слой для твердотельных аккумуляторов» , недавно был опубликован в Природа . CIQTEK FE-SEM обеспечивает высокоточную характеристику интерфейса В этом исследовании исследовательская группа использовала Сканирующий электронный микроскоп с полевой эмиссией CIQTEK ( SEM4000X ) для микроструктурная характеристика твердо-твердого интерфейса. FE-SEM от CIQTEK обеспечил высокое разрешение изображения и превосходный контраст поверхности , что позволяет исследователям точно наблюдать эволюцию морфологии и целостность интерфейса во время электрохимического циклирования. Ковкий SEI: новый путь за пределами «только прочности» Парадигма Традиционные SEI с высоким содержанием неорганических компонентов, несмотря на механическую жесткость, склонны к хрупкому разрушению при циклировании, что приводит к росту литиевых дендритов и ухудшению межфазной кинетики. Команда из Цинхуа отошла от парадигмы «только прочность», сделав упор на «пластичность» как на ключевой критерий проектирования материалов SEI. Используя отношение Пью (B/G ≥ 1,75) в качестве индикатора пластичности и скрининг с помощью искусственного интеллекта, они определили сульфид серебра (Ag₂S) и фторид серебра (AgF) как перспективные неорганические компоненты с превосходной деформируемостью и низкими барьерами диффузии ионов лития. Основываясь на этой концепции, исследователи разработали органо-неорганический композитный твердый электролит, содержащий добавки AgNO₃ и наполнители Ag/LLZTO (Li₆.₇₅La₃Zr₁.₅Ta₀.₅O₁₂). В процессе работы аккумулятора реакция замещения in situ преобразовала хрупкие компоненты SEI Li₂S/LiF в пластичные слои Ag₂S/AgF, формируя градиентную структуру SEI «мягкая снаружи, прочная внутри». Такая многослойная конструкция эффективно рассеивает межфазные напряжения, сохраняет структурную целостность в жестких условиях и способствует равномерному осаждению лития. Рисунок 1. Схематическая иллюстрация экранирования комп...

Недавно Нобелевская премия по химии за 2025 год была присуждена Сусуму Китагаве, Ричарду Робсону и Омару Яги в знак признания «их разработки металл-органических каркасов (МОК)». Три лауреата создали молекулярные структуры с огромным внутренним пространством, позволяющим газам и другим химическим веществам свободно проходить через них. Эти структуры, известные как металл-органические каркасы (МОК), находят применение в самых разных областях: от извлечения воды из воздуха пустынь и улавливания углекислого газа до хранения токсичных газов и катализа химических реакций. Металл-органические каркасы (МОК) представляют собой класс кристаллических пористых материалов, образованных ионами или кластерами металлов, связанными органическими лигандами (рис. 1). Их структуру можно представить как трёхмерную сеть «металлические узлы + органические линкеры», сочетающую стабильность неорганических материалов с гибкостью проектирования, характерной для органической химии. Эта универсальная конструкция позволяет создавать МОК практически из любого металла периодической таблицы и широкого спектра лигандов, таких как карбоксилаты, имидазоляты или фосфонаты, что позволяет точно контролировать размер пор, полярность и химическую среду. Рисунок 1. Схема металл-органического каркаса С момента появления первых MOF с постоянной пористостью в 1990-х годах были разработаны тысячи структурных каркасов, включая такие классические примеры, как HKUST-1 и MIL-101. Они обладают сверхвысокой удельной площадью поверхности и объёмом пор, что обеспечивает уникальные свойства для адсорбции газов, хранения водорода, разделения, катализа и даже доставки лекарств. Некоторые гибкие MOF могут претерпевать обратимые структурные изменения под действием адсорбции или температуры, демонстрируя динамическое поведение, такое как «эффект дыхания». Благодаря своему разнообразию, настраиваемости и функционализации, MOF стали ключевой темой в исследованиях пористых материалов и обеспечивают прочную научную основу для изучения адсорбционных характеристик и методов их характеризации. Характеристика MOF Фундаментальная характеристика MOF обычно включает порошковую рентгеновскую дифракцию (PXRD) для определения кристалличности и фазовой чистоты, а также изотермы адсорбции/десорбции азота (N₂) для подтверждения структуры пор и расчета видимой площади поверхности. Другие часто используемые дополнительные методы включают: Термогравиметрический анализ (ТГА) : Оценивает термическую стабильность и в некоторых случаях может оценить объем пор. Испытания на устойчивость к воде : Оценивает структурную стабильность в воде и при различных значениях pH. Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ) : Измеряет размер и морфологию кристаллов и может сочетаться с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией (ЭДС) для элементного состава и распределения. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР) : Анализирует общую чистоту образца и может количественно определять соотношения лигандов в MOF со смешанными лигандами...

В условиях ускорения индустриализации и непрерывного роста выбросов загрязняющих веществ органические сточные воды представляют серьёзную угрозу для экосистем и здоровья человека. Статистика показывает, что потребление энергии на очистку промышленных сточных вод составляет 28% от мирового потребления энергии на очистку воды. Однако традиционная технология Фентона страдает от дезактивации катализатора, что приводит к низкой эффективности очистки. Металлические катализаторы в современных процессах окисления сталкиваются с общими узкими местами: окислительно-восстановительный цикл не может эффективно поддерживаться, пути переноса электронов ограничены, а традиционные методы подготовки основаны на высоких температурах и давлении, что обеспечивает выход продукта всего 11–15%. Чтобы решить эти проблемы, исследовательская группа из Даляньский технологический университет Разработан нанокатализатор Cu-C путем направленного связывания коммерческой целлюлозы с ионами меди методом влажной химической гальванической замены. Кроме того, была разработана новая система деградации, включающая двухканальный каталитический механизм (радикальный путь + прямой перенос электронов) и широкая адаптируемость к pH. Материал обеспечил разложение тетрациклина на 65% в течение 5 минут (по сравнению с