相应的作者：郭洪/他的天文，Yancheng师范大学Kong Youchao
纸链接：
郭洪教授团队实验中使用的快速加热设备是由Hefei Initu Technology Co.，Ltd。开发的Joule加热设备（如果您知道乐器的详细信息，请参阅文章末尾的详细介绍！）。
1。全文的快速视图
具有可调缺陷结构和电子相互作用的高渗透合金纳米颗粒（Heans）是构建多功能催化剂的指导策略。但是，很少报道微观结构与多功能电催化剂的活性中心之间的活动之间的关系。以焦耳加热方法来制备分布在多壁碳纳米管（Hean/CNT）上的HEANS，例如，解释了三功能电催化（氧还原，氧气进化和氢进化）的机制。 Hean/CNT具有出色的稳定性，并在锌空气电池中保持0.8 V电压窗口220小时。即使经过20个小时的水电解，Hean/CNT的性能也没有被削弱，并且表现出良好的耐用性。此外，该文章还研究了Hean/CNT的缺陷结构以及电子相互作用的内在特征。通过原位监测和理论计算，确定了在不同条件下Hean/CNT的三功能电催化反应的机制。同时，使用密度功能理论进一步验证Heans三功能电催化中活性中心的电子相互作用和适应性调节。这些发现为设计低成本多功能高渗透电催化剂提供了新的想法。
2。背景简介
随着可再生电力的流行，电催化转化已成为实现能量转化和绿色化学合成的最有前途的方法之一。但是，如何优化催化剂的结构并与催化过程的结构和活动建立关系仍然是一个巨大的挑战。高渗透合金纳米颗粒（Heans）由于多元素组成，均匀混合的固体溶液结构和较大的特定表面积而引起了广泛的关注。由于每个元素具有不同的原子半径，化学键和晶体结构，因此混合了如此多的元素会增加晶格失真，因此晶体缺陷结构的特征优化了Heans的电子结构，从而对催化活性和选择性进行微调。同时，多元素在Heans中的协同作用使其成为多步串联或多功能催化反应，可提供不同的吸附位点并减少贵金属的含量。然而，Heans的发展受到各种可能的组成部分的限制，复杂的原子布置以及通过精确结构的表面，顺序，缺陷和动态演化以及对活动部位和性能来源的识别和理解。
3。本文的亮点
（1）通过碳热冲击法制备的高熵纳米颗粒复合材料具有良好的三功能特征。
（2）与实验和理论计算相结合，探索了缺陷结构和高渗透纳米颗粒对多功能电催化性能的影响。
（3）使用原位检测技术和理论计算方法深入了解三功能电催化中高渗透纳米颗粒的作用机理。
4。图形分析
图1。hean/cnt的缺陷结构和电子相互作用的示意图。
图2。缺陷结构的表征
根据球形畸变校正的电子显微镜表征的结果，描述了高渗透纳米颗粒的成功合成，并更准确地表征了合成高渗透纳米颗粒的各种缺陷结构的存在，以及在高熵纳米颗粒中存在的应力株。
图3。电子配置表征
为了更深入地了解高脑纳米颗粒中每个元素之间的电子之间的相互作用，从同步辐射实验和该高辐射实验的结果中分析了同步纳米颗粒中每个元素之间的相互作用的影响，并进行了同步辐射和理论计算的研究。
图4。ORR和OER和锌空气电池性能
从图中测试的ORR和OER性能来看，合成的Hean/CNT复合材料具有良好的稳定性，同时保持良好的ORR和OER性能，并且还可以在锌空气电池中保持良好的应用。
图5。她和总水溶性表现和理论计算
从她的测试的结果和总排水的稳定性测试结果可以看出，合成的Hean/CNT复合材料可以保持良好的稳定性，同时保持良好的性能，并可以很好地应用于电解水。此外，理论计算进一步研究了ORR，OER和她中的过电位，这与实验结果更一致。
图6。在不同的催化反应条件下进行原位测试，而在不同溶剂下的不同活性位点，ORR，OER和她的Gibbs自由能分布。
原位拉曼和原位红外技术用于在实际反应条件下检测中间产品，以及对高渗透材料在多功能催化中的作用机理的更全面和全面的理解。此外，从理论计算的角度确定了每个催化反应的活性位点，并比较了不同溶剂模型条件下的Gibbs自由能。
5。摘要和前景
本文研究的高渗透纳米颗粒的缺陷结构和电子相互作用对ORR，OER和她具有良好的三功能电催化作用，并且在锌空气电池和完全水解的水中显示出良好的性能和稳定性。此外，Hean/CNT具有表面增强效应，可以通过原位拉曼光谱和傅立叶变换红外光谱观察到不同电催化反应区域的材料信号。同时，DFT结果还证实了三功能催化中的电子相互作用和活性中心的适应性调节导致HEAN的出色性能。这项工作充分展示了Heans的优势，包括其单个实心溶液阶段，可调节的活性位点，出色的循环稳定性及其多功能催化能力。研究结果表明，高熵方法可以有效地降低制造成本，同时保持有效的多功能电催化性能。
Xiaoxiao Zoua, Jiyang Xiea, Zhiyuan Meia, Qi Jinga, Xuelin Shenga, Conghui Zhanga, Yongxin Yanga, Mengjiao Suna, Futong Rena, Lilian Wanga, Tianwei Hea,*, Youchao Kongb,*, Hong Guoa,c,*, High-Entropy Engineering with Regulated Defect Structure and电子相互作用调谐活性位点，用于三功能电催化，PNAS。，2024年。
6。相应作者的个人资料
郭洪教授：教授，博士主管，博士学位，博士合作主管，专家学者，在云南省享受政府补贴，云南大学的宗教学者，中国硅酸盐学会（CSSI）固体国家基督教分公司（CSSI）的固体国家主任（CSSI），国际能源和电子学会主任，国际能源和电子学院成员（IAOEES）（IAOEES）（IAOOEES）（IAOOEES）（IAOOEES）。他主持了20多个省级和部长级级别及以上项目，包括973计划，国家自然科学基金会，云南省主要科学技术项目以及云南省和教育部的关键项目。他主要从事电化学能源存储和环境催化研究。他是PNAS。，Energy Environ的第一作者和通讯作者。 Sci。，Adv。 Mater。，Angew Chem。 int。编辑和其他学术期刊已发表了150多篇论文，并引用了7,000多次。已申请并授权了30多项中国发明专利。多年来，研究小组已招募了关键的次要电池技术以及光学和电催化剂方向的博士后研究员（科学研究）教师（科学研究）多年。联系电子邮件：。
焦耳加热装置
焦耳加热设备使用导电材料本身的焦耳效应的现象来对其应用电气环境，从而在很短的时间内（0〜10 s）在极端环境下的物理特性和严重的热震动中，导致材料在很短的时间内达到极高的温度（1000〜3000℃）。
该产品可以为导电和非导电材料提供电气环境，并测量其温度。温度测量范围是：250〜3000℃。目前，该产品广泛用于电池，催化，陶瓷，金属材料等，可以通过快速上升和下降来制备纳米级颗粒，单个原子催化剂，高熵合金等。该设备可以自定义电气环境和真空系统。附件包括：控制柜，真空室，电极，真空泵，高温样品表，温度测量探针，适配器电缆。
纸张信息（部分）：
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焦耳加热设备安装示例（部分）：
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公司简介
Hefei Initu Technology Co.，Ltd。成立于2019年。它是一家国家高科技企业，具有现场表征技术，超快速供暖技术和催化剂性能评估技术是核心。该公司位于Hefei综合国家科学中心的核心地区，还设有北京和深圳的销售和技术支持中心。
该公司拥有三个主要产品系统，包括原位表征系统解决方案（包括测试），催化剂评估设备和焦耳加热设备以及电池测试平台。它还为客户提供一般仪器代理和实验室建设服务。该公司的原位实验室配备了各种实验设备，例如红外光谱仪和离子飞机；该公司的电池测试平台可以生产各种锂电池（钠电池，锌电池），例如扣子，柔软的袋子，半固态状态和固态，集成了电池正和负电极的开发，电池准备工作以及电池（Initu）表征。该公司的生产研讨会设有一套精确的处理设备，例如水平加工中心，垂直加工中心，CNC车床等，可以为客户提供高效且高质量的生产和处理服务。
该公司将迅速了解用户需求，紧密跟踪行业开发方向，遵守用户需求，因为方向继续创新，并努力构建更完整的研发，生产，销售，销售和售后服务系统，以为用户提供高质量的服务。该公司致力于成为科学仪器和特殊设备的世界一流制造商，并努力在尖端的科学探索和工业应用方向上不断为用户创造价值。
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植物生理学中水分代谢相关概念：水势、压力势、渗透势等
植物生理学是一门科学，研究植物生命活动定律与细胞环境之间的关系。它研究了基于细胞结构和功能的植物环境刺激的转导，能量代谢和材料代谢。
水代谢：吸收，运输，利用和耗散植物的过程。
水电位：在同一温度下，在含水系统中，一摩尔的水和一摩尔的纯水之间的化学势差称为水电位。纯水的水潜力定义为零，而溶液的水潜力为负。
压力潜力：由于植物细胞中静态水质的存在引起的水潜力增加的价值。
渗透势：由于溶液中存在固体溶质颗粒而导致的水潜能减少的值。
根压：由于植物根系的生理活性，导致流体流量从根中升高的压力。损伤流量和水呕吐是根压存在的证据。
游离水：具有弱吸附力的水，可以自由移动。
渗透作用：溶液中溶剂分子的现象通过半透明膜扩散。对于水溶液，它指的是水分子从高水位通过半透明膜扩散到低水电位的现象。结合的水：与细胞成分紧密结合的水，不能自由移动，并且不容易蒸发和分散。
衬里的电势：由于存在衬里（可以吸收表面上的水分的材料，例如纤维素，蛋白质，淀粉等），降低系统的水潜力的值。
吐口水：液滴的现象在未受伤的叶片的尖端或边缘从水孔溢出的现象。 （水，温暖，潮湿）
受伤：受伤或破裂的植物组织伤口溢出的液体现象。
蒸腾张力：导致导管中水的力量由于蒸腾产生的一系列潜在梯度而增加。蒸腾：通过植物体的表面（主要是叶子）以气态从体内到体外的水耗水现象。
蒸腾效率：植物积累的干物质质量与蒸腾过程中的水分流失的量之比，通常以g·kg-l表示。
蒸腾系数：每1克植物生产的干物质消耗的水的g数是蒸腾效率的倒数，也称为水需求。
抗推动剂：可以减少蒸腾作用的物质。它们具有维持植物体内水平衡并维持植物的正常代谢。有许多类型的抗推动剂，有些可以促进毛孔的关闭。
肿胀：吸水现象和亲水性胶体物质的膨胀称为肿胀。胶体物质吸引水分子的力称为肿胀。
永久性枯萎：减少蒸腾仍然无法消除水分缺乏并恢复原始枯萎
永久性枯萎系数：叶子刚刚显示枯萎的植物在转移到潮湿的地方时无法恢复其原始状态。目前，土壤中的水分重量和土壤干重的百分比称为永久性枯萎系数。水关键时期：植物对缺水最敏感的时期，并且最容易在其生命周期中缺水。一般而言，植物中水的关键时期主要是在花粉母细胞四面体形成期间。一旦在这一时期缺水，性器官的发展就会异常。农作物中水分的关键时期可以用作合理灌溉的基础。凝聚力理论：水具有更大的内聚力来抵抗张力的理论足以确保不断解释从叶到根部的水柱。
植物的最大水需求周期是指植物生命周期中水需求最多的时期。
小孔扩散定律：指的是通过多孔表面的气体扩散速率与小孔的面积成正比的定律，而与小孔的圆周或直径成正比。气孔蒸腾速率符合小孔的扩散定律。
水培蛋白：一种内在蛋白质，在生物膜上具有可渗透水分。水通道蛋白也称为水通道蛋白。
大量元素：包含大量元素并占植物体干重的十分之一的元素称为大量元素。植物中大量的基本要素是：钾，钙，镁，硫，磷，氮，碳，氢和氧气。
痕量元素：植物体的含量很小，约占植物体干重的600.001-0.00001％。植物的基本痕量元素是七个元素，包括铁，锰，硼，锌，铜，钼和氯。这些植物几乎不需要这些元素，即使它们有毒，它们也被称为痕量元素。
照片补偿点：指在同一叶片中同一叶片中释放的光合作用过程中吸收的二氧化碳和二氧化碳在呼吸过程中释放的二氧化碳和二氧化碳在同一时间相同的二氧化碳中时的光强度。
光能利用：通过光合作用，植物每单位区域积累的有机物中包含的能量是同一区域地面上辐照的阳光能量的百分比。
二氧化碳饱和点：在一定范围内，光合速率随着二氧化碳浓度的增加而增加。当光合速率不再继续增加时，二氧化碳浓度称为二氧化碳饱和点。
二氧化碳补偿点：当光合作用吸收的二氧化碳的量等于呼吸释放的二氧化碳量时，二氧化碳的浓度是外部世界以外的二氧化碳浓度。
生物碱：一类含N的有机物，通常具有含有N的杂环，即碱性。
花成熟度状态：植物营养生长达到特定阶段并可能对花朵引起的环境因素的反应时的生理状态。
自由基：带有未配对电子的原子，原子基，分子或离子，通常用点代表未配对的电子。
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