Com a rápida expansão das indústrias de novas energias, mineração, metalurgia e galvanoplastia, a poluição por níquel em corpos d'água tornou-se uma ameaça crescente à qualidade ambiental e à saúde humana. Durante os processos industriais, os íons de níquel frequentemente interagem com diversos aditivos químicos, formando complexos organometálicos de metais pesados (HMCs) altamente estáveis. Na galvanoplastia de níquel, por exemplo, o citrato (Cit) é amplamente utilizado para melhorar a uniformidade e o brilho do revestimento, mas os dois grupos carboxílicos do Cit coordenam-se facilmente com o Ni²⁺, formando complexos de níquel-citrato (Ni-Cit) (logβ = 6,86). Esses complexos alteram significativamente a carga, a configuração estérica, a mobilidade e os riscos ecológicos do níquel, enquanto sua estabilidade dificulta sua remoção por métodos convencionais de precipitação ou adsorção. Atualmente, a "dissociação complexa" é considerada a etapa fundamental na remoção de HMCs. No entanto, os tratamentos químicos ou de oxidação típicos apresentam alto custo e operação complexa. Portanto, materiais multifuncionais com capacidades tanto oxidativas quanto adsortivas oferecem uma alternativa promissora. Pesquisadores da Universidade Beihang, liderados pelo Prof. Xiaomin Li e pelo Prof. Wenhong Fan, usou o Microscópio eletrônico de varredura (MEV) CIQTEK e espectrômetro de ressonância paramagnética eletrônica (RPE) conduzir uma investigação aprofundada Eles desenvolveram uma nova estratégia usando KOH modificado. Arundo donax L. O biochar modificado não só apresentou alta eficiência na remoção do níquel citrato (Ni-Cit) da água, como também possibilitou a recuperação do níquel em sua superfície. O estudo, intitulado [título do estudo], utilizou biochar para remover o níquel de forma eficiente. “Remoção de citrato de níquel por biochar de Arundo donax L. modificado com KOH: papel crítico dos radicais livres persistentes” , foi publicado recentemente em Pesquisa sobre água . Caracterização de Materiais O biochar foi produzido a partir de Arundo donax folhas e impregnadas com KOH em diferentes proporções de massa. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) (Fig. 1) revelou: O biochar original (BC) apresentava uma morfologia desordenada em forma de bastonete. Com uma proporção de KOH para biomassa de 1:1 (1KBC), formou-se uma estrutura porosa ordenada semelhante a um favo de mel. Em proporções de 0,5:1 ou 1,5:1, os poros estavam subdesenvolvidos ou colapsados. A análise BET confirmou a maior área de superfície para 1KBC (574,2 m²/g), superando em muito as outras amostras. Caracterização SEM e BET Forneceu evidências claras de que a modificação com KOH aumenta drasticamente a porosidade e a área superficial — fatores-chave para a adsorção e a reatividade redox. Figura 1. Preparação e caracterização de biochar modificado com KOH. Desempenho na remoção de Ni-Cit Figura 2. (a) Eficiência de remoção de Ni total por diferentes biochars; (b) Variação do COT durante o...

As ligas de alumínio, valorizadas por sua excepcional relação resistência/peso, são materiais ideais para a redução de peso em automóveis. A soldagem por resistência a ponto (RSW) continua sendo o principal método de união na fabricação de carrocerias. No entanto, a alta condutividade térmica e elétrica do alumínio, combinada com sua camada de óxido superficial, exige correntes de soldagem muito superiores às utilizadas para o aço. Isso acelera o desgaste do eletrodo de cobre, resultando em instabilidade na qualidade da solda, manutenção frequente do eletrodo e aumento dos custos de produção. Prolongar a vida útil do eletrodo Garantir a qualidade da solda tornou-se um gargalo tecnológico crítico no setor. Para enfrentar esse desafio, a equipe do Dr. Yang Shanglu, do Instituto de Óptica e Mecânica Fina de Xangai, conduziu um estudo aprofundado utilizando o CIQTEK FESEM SEM5000 Eles projetaram de forma inovadora um eletrodo de anel elevado e investigaram sistematicamente o efeito do número de anéis (0–4) na morfologia do eletrodo, revelando a relação intrínseca entre a contagem de anéis, defeitos cristalinos no núcleo da solda e distribuição de corrente. Os resultados mostram que o aumento do número de anéis salientes otimiza a distribuição de corrente, melhora a eficiência da entrada térmica, aumenta o tamanho do ponto de solda e prolonga significativamente a vida útil do eletrodo. Notavelmente, os anéis salientes melhoram a penetração da camada de óxido, aumentando o fluxo de corrente e reduzindo a corrosão por pite. Este design inovador de eletrodo oferece uma nova abordagem técnica para mitigar o desgaste do eletrodo e estabelece uma base teórica e prática para uma aplicação mais ampla da soldagem por resistência a ponto (RSW) de ligas de alumínio na indústria automotiva. O estudo foi publicado em [inserir título da revista/publicação]. Revista de Tecnologia de Processamento de Materiais. sob o título “ Investigação da influência da morfologia da superfície do eletrodo na soldagem por resistência a ponto de ligas de alumínio. ” Inovação no design de eletrodos com anéis elevados Diante do desafio do desgaste dos eletrodos, a equipe abordou o problema a partir da morfologia dos eletrodos. Eles usinaram de 0 a 4 anéis concêntricos em relevo na face final de eletrodos esféricos convencionais, formando um novo eletrodo de Anel de Newton (NTR). Figura 1. Morfologia da superfície e perfil da seção transversal dos eletrodos utilizados no experimento. Análise SEM revela defeitos cristalinos e melhoria de desempenho Como os anéis salientes influenciam o desempenho da soldagem? Usando o Técnicas CIQTEK FESEM SEM5000 e EBSD A equipe caracterizou detalhadamente a microestrutura dos núcleos de solda. Eles descobriram que os anéis salientes perfuram a camada de óxido de alumínio durante a soldagem, otimizando a distribuição da corrente, influenciando a entrada de calor e promovendo o crescimento do núcleo. Mais importante ainda, a interação mecânica entre os ...

As baterias de lítio-metal de estado sólido (SSLMBs) são amplamente reconhecidas como a fonte de energia de próxima geração para veículos elétricos e armazenamento de energia em larga escala, oferecendo alta densidade de energia e excelente segurança. No entanto, sua comercialização tem sido limitada pela baixa condutividade iônica dos eletrólitos sólidos e pela baixa estabilidade interfacial na interface sólido-sólido entre eletrodos e eletrólitos. Apesar do progresso significativo na melhoria da condutividade iônica, a falha interfacial sob alta densidade de corrente ou operação em baixa temperatura permanece um grande obstáculo. Uma equipe de pesquisa liderada pelo Prof. Feiyu Kang, Prof. Yanbing He, Prof. Associado Wei Lü e Prof. Assistente Tingzheng Hou do Instituto de Pesquisa de Materiais da Escola Internacional de Pós-Graduação de Shenzhen (SIGS) da Universidade Tsinghua, em colaboração com o Prof. Quanhong Yang da Universidade de Tianjin, propôs um Novo conceito de design de uma interface de eletrólito sólido dúctil (SEI) Para enfrentar esse desafio. Seu estudo, intitulado “Uma interface de eletrólito sólido dúctil para baterias de estado sólido” , foi publicado recentemente em Natureza . O CIQTEK FE-SEM permite a caracterização de interfaces em alta resolução. Neste estudo, a equipe de pesquisa utilizou o Microscópio eletrônico de varredura por emissão de campo CIQTEK ( SEM4000X ) para caracterização microestrutural da interface sólido-sólido. O MEV-FEG da CIQTEK forneceu Imagens de alta resolução e excelente contraste de superfície. , permitindo aos pesquisadores observar com precisão a evolução da morfologia e a integridade interfacial durante a ciclagem eletroquímica. SEI dúctil: um novo caminho além da abordagem "apenas baseada na resistência" Paradigma As SEIs tradicionais ricas em inorgânicos, embora mecanicamente rígidas, tendem a sofrer fraturas frágeis durante os ciclos de carga e descarga, levando ao crescimento de dendritos de lítio e a uma cinética interfacial deficiente. A equipe da Universidade de Tsinghua rompeu com o paradigma de "apenas resistência" ao enfatizar a "ductilidade" como um critério de projeto fundamental para materiais de SEI. Usando a razão de Pugh (B/G ≥ 1,75) como indicador de ductilidade e triagem assistida por IA, eles identificaram o sulfeto de prata (Ag₂S) e o fluoreto de prata (AgF) como componentes inorgânicos promissores com deformabilidade superior e baixas barreiras de difusão de íons de lítio. Partindo desse conceito, os pesquisadores desenvolveram um eletrólito sólido composto orgânico-inorgânico contendo aditivos de AgNO₃ e cargas de Ag/LLZTO (Li₆,₇₅La₃Zr₁,₅Ta₀,₅O₁₂). Durante a operação da bateria, uma reação de deslocamento in situ transformou os componentes frágeis da SEI de Li₂S/LiF em camadas dúcteis de Ag₂S/AgF, formando uma estrutura de SEI com gradiente de "exterior macio e interior resistente". Esse design multicamadas dissipa eficazmente a tensão interfacial, mantém a integridade est...

Recentemente, o Prêmio Nobel de Química de 2025 foi concedido a Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar Yaghi em reconhecimento ao “desenvolvimento de estruturas metal-orgânicas (MOFs)”. Os três laureados criaram estruturas moleculares com enormes espaços internos, permitindo que gases e outras espécies químicas fluam através delas. Essas estruturas, conhecidas como Estruturas Metal-Orgânicas (MOFs), têm aplicações que vão desde a extração de água do ar do deserto e a captura de dióxido de carbono até o armazenamento de gases tóxicos e a catalisação de reações químicas. Estruturas Metal-Orgânicas (MOFs) são uma classe de materiais porosos cristalinos formados por íons metálicos ou aglomerados ligados por ligantes orgânicos (Figura 1). Suas estruturas podem ser visualizadas como uma rede tridimensional de "nós metálicos + ligantes orgânicos", combinando a estabilidade de materiais inorgânicos com a flexibilidade de projeto da química orgânica. Essa construção versátil permite que as MOFs sejam compostas por praticamente qualquer metal da tabela periódica e uma ampla variedade de ligantes, como carboxilatos, imidazolatos ou fosfonatos, permitindo um controle preciso sobre o tamanho dos poros, a polaridade e o ambiente químico. Figura 1. Esquema de uma estrutura metal-orgânica Desde o surgimento dos primeiros MOFs de porosidade permanente, na década de 1990, milhares de estruturas foram desenvolvidas, incluindo exemplos clássicos como HKUST-1 e MIL-101. Eles apresentam áreas superficiais específicas e volumes de poros ultraelevados, oferecendo propriedades únicas para adsorção de gás, armazenamento de hidrogênio, separação, catálise e até mesmo administração de fármacos. Alguns MOFs flexíveis podem sofrer alterações estruturais reversíveis em resposta à adsorção ou à temperatura, apresentando comportamentos dinâmicos, como "efeitos de respiração". Graças à sua diversidade, capacidade de ajuste e funcionalização, os MOFs tornaram-se um tópico central na pesquisa de materiais porosos e fornecem uma base científica sólida para o estudo do desempenho da adsorção e métodos de caracterização. Caracterização de MOFs A caracterização fundamental dos MOFs normalmente inclui padrões de difração de raios X de pó (PXRD) para determinar a cristalinidade e a pureza da fase, e isotermas de adsorção/dessorção de nitrogênio (N₂) para validar a estrutura dos poros e calcular a área de superfície aparente. Outras técnicas complementares comumente usadas incluem: Análise Termogravimétrica (TGA) : Avalia a estabilidade térmica e pode estimar o volume dos poros em alguns casos. Testes de estabilidade da água : Avalia a estabilidade estrutural na água e em diferentes condições de pH. Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) : Mede o tamanho e a morfologia do cristal e pode ser combinado com espectroscopia de raios X de energia dispersiva (EDS) para composição e distribuição elementar. Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) : Analisa a pureza geral da amostr...

Com a aceleração da industrialização e o crescimento contínuo das emissões de poluentes, as águas residuais orgânicas representam uma séria ameaça aos ecossistemas e à saúde humana. Estatísticas mostram que o consumo de energia do tratamento de águas residuais industriais representa 28% do consumo global de energia para tratamento de água. No entanto, a tecnologia Fenton convencional sofre com a desativação do catalisador, resultando em baixa eficiência do tratamento. Catalisadores à base de metais em processos de oxidação avançados enfrentam gargalos comuns: o processo de ciclo redox não pode ser sustentado de forma eficaz, as vias de transferência de elétrons são restritas e os métodos tradicionais de preparação dependem de altas temperaturas e altas pressões, com rendimentos de apenas 11 a 15%. Para enfrentar estes desafios, uma equipa de investigação da Universidade de Tecnologia de Dalian desenvolveram um nanocatalisador Cu-C por meio do acoplamento direcional de celulose comercial com íons de cobre, utilizando um método de substituição galvânica química úmida. Eles também estabeleceram um novo sistema de degradação com um mecanismo catalítico de canal duplo (via radical + transferência direta de elétrons) e ampla adaptabilidade ao pH. O material atingiu 65% de degradação da tetraciclina em 5 minutos (contra