近日,我校冶金与环境学院绿色低碳流程制造团队焦树强教授,姜丽丽教授在国际顶级期刊《Angewandte Chemie International Edition》(中国科学院一区Top,IF:16.9)、《Chemical Engineering Journal》(中国科学院一区Top,IF:13.2)上发表4篇高水平研究成果,彰显了团队在绿色低碳制造领域的国际学术影响力。


冶金与环境学院焦树强、姜丽丽教授为通讯作者,材料学院陈晓东老师、2023级硕士研究生黄佳为共同第一作者,兰州理工大学为第一署名单位。铝离子电池因铝资源丰富、成本低廉且本质安全,被视为下一代大规模储能的理想选择。有机电极材料因其结构可调、可持续性强的特点备受关注。然而,传统有机材料致密的晶格结构对的氯铝酸盐离子具有严重的空间位阻效应,导致离子扩散动力学迟缓。针对上述挑战,团队提出了一种无定形聚合策略,通过合理的酰亚胺化分子结构设计,成功构建了高性能的聚酰亚胺基正极材料,其有效增大了材料的比表面积,显著提升了活性位点的可及性,并增强了其在电解液环境中的结构稳定性。


针对铋基光催化剂在CO2光催化还原过程中存在光生电子-空穴对复合较快、界面电荷分离效率不高及多碳产物选择性不足等关键科学问题,团队设计并构建了一种Pd-BiOBr/CuBi2O4复合光催化剂,实现了界面电子的高效分离与定向迁移,增强了CO2吸附活化并促进了多碳产物生成。优异的光催化性能主要来源于p-n异质结与肖特基结的协同作用,该结构促进了界面电子富集,稳定了关键反应中间体,为铋基复合光催化剂的界面结构设计及CO2高选择性还原制备多碳产物提供了新的研究思路。


团队聚焦于乙醇气体检测灵敏度不足、成本偏高、抗湿性差等气敏领域长期存在的关键科学问题与前沿迫切需求,构建了铁酸镧/生物炭复合材料,揭示了复合体系中制备工艺、微观形貌与气敏响应性能的关系,通过实验表征与第一性原理计算相结合的方法阐明了界面相互作用、乙醇优先吸附位点、电荷转移与功函数调控的气敏传感机理,实现了气敏响应与湿抗性能的同步改善。该成果为低成本、高性能乙醇传感器的设计提供了新策略。


针对传统CO2捕集材料存在吸附容量有限、传质效率不足、循环稳定性较弱及微观吸附机制尚不清晰等关键科学问题,本团队设计并构建了一种UiO-66-NH2/GO复合材料用于高效CO2吸附。UiO-66-NH2/GO呈现出GO/MOF/GO三明治堆叠结构,GO的引入有效优化了材料孔道结构并改善了CO2的传输过程,表现出优异的CO2吸附性能,同时具有良好的循环稳定性和热稳定性,本文为高稳定性、高效率CO2吸附材料的设计提供了新的研究思路。(图/文:姜丽丽;审核:赵霞)