One-dimensional (1-D) nanostructures are of great importance due to their superior charge transport properties. Anchoring 1-D semiconductor nanomaterials on graphene offers potential advantages in photoelectrochemical and sensing applications. This paper presents a systematic investigation on the incorporation of WO3 nanorods and graphene for high-efficiency visible-light-driven photocatalysis and NO2 gas sensing. This novel composite shows remarkably enhanced performance compared to pure WO3 nanorods for these applications. The high photocatalytic activity of the WO3/graphene nanocomposite is found to be related to the increased adsorption toward chemical species, enhanced light absorption and efficient charge separation and transfer. Meanwhile, the improved conductivity, specific electron transfer and increased gas adsorption also contribute to their superior sensitivity and selectivity to NO2 gas.

Selective dissolution is a common corrosion process in dealloying in which an alloy is immersed in acid to remove the active element, leaving behind an inert constituent. We introduce this technique into the treatment of oxide catalysts. A three-dimensionally ordered macroporous LaMnO3 perovskite has been prepared and treated with diluted HNO3 to selectively remove La cations, acquiring a novel γ-MnO2-like material. LaMnO3 is not a satisfactory catalyst on CO oxidation. Upon the removal of La cations, the obtained sample showed a significantly higher CO oxidation catalytic activity (T50=89 °C) than the initial precursor LaMnO3 (T50=237 °C) and ordinary γ-MnO2 (T50=148 °C). A large surface area, a high degree of mesoporosity, excellent low-temperature reducibility, and especially improved surface oxygen species are deduced to be responsible for CO oxidation at lower temperatures.

Ferroelectrics/antiferroelectrics with high dielectric breakdown strength have the potential to store a great amount of electrical energy, attractive for many modern applications in electronic devices and systems. Here, it is demonstrated that a giant electric energy density (154 J cm −3 , three times the highest value of lead‐based systems and five times the value of the best dielectric/ferroelectric polymer), together with the excellent fatigue‐free property, good thermal stability, and high efficiency, is realized in pulsed laser deposited (Bi 1/2 Na 1/2 ) 0.9118 La 0.02 Ba 0.0582 (Ti 0.97 Zr 0.03 )O 3 (BNLBTZ) epitaxial lead‐free relaxor thin films with the coexistence of ferroelectric (FE) and antiferroelectric (AFE) phases. This is endowed by high epitaxial quality, great relaxor dispersion, and the coexistence of the FE/AFE phases near the morphotropic phase boundary. The giant energy storage effect of the BNLBTZ lead‐free relaxor thin films may make a great impact on the modern energy storage technology.

A highly textured (111)-oriented Pb0.8Ba0.2ZrO3 (PBZ) relaxor thin film with the coexistence of antiferroelectric (AFE) and ferroelectric (FE) phases was prepared on a Pt/TiOx/SiO2/Si(100) substrate by using a sol-gel method. A large recoverable energy storage density of 40.18 J/cm(3) along with an efficiency of 64.1% was achieved at room temperature. Over a wide temperature range of 250 K (from room temperature to 523 K), the variation of the energy density is within 5%, indicating a high thermal stability. The high energy storage performance was endowed by a large dielectric breakdown strength, great relaxor dispersion, highly textured orientation, and the coexistence of FE and AFE phases. The PBZ thin film is believed to be an attractive material for applications in energy storage systems over a wide temperature range.

Abstract A microscopic understanding of the growth mechanism of two-dimensional materials is of particular importance for controllable synthesis of functional nanostructures. Because of the lack of direct and insightful observations, how to control the orientation and the size of two-dimensional material grains is still under debate. Here we discern distinct formation stages for MoS 2 flakes from the thermolysis of ammonium thiomolybdates using in situ transmission electron microscopy. In the initial stage (400 °C), vertically aligned MoS 2 structures grow in a layer-by-layer mode. With the increasing temperature of up to 780 °C, the orientation of MoS 2 structures becomes horizontal. When the growth temperature reaches 850 °C, the crystalline size of MoS 2 increases by merging adjacent flakes. Our study shows direct observations of MoS 2 growth as the temperature evolves, and sheds light on the controllable orientation and grain size of two-dimensional materials.

In this study, the tensile fracture morphology of a 5083 aluminum alloy sheet prepared by alternate ring-groove pressing torsion and torsional flattening at room temperature (ARPT-TF-R) under different numbers of torsional flattening passes was analyzed. The box dimension method was used to calculate the fractal dimension, and formulas for the quantitative relationships between the tensile properties and Vickers hardness of 5083 aluminum alloy sheet under different process conditions and the fractal dimension were established. The results indicated that the fracture mode of the sheet prepared by one pass was microporous aggregation fracture, and the number of large-sized dimples was small. The plate prepared by two passes had a greater number of micropores, and the dimple size was relatively small. The fractal dimension of the aluminum alloy sheet prepared by ARPT-TF-R at room temperature was 1.77–1.84. As the number of torsional flattening passes increased, the yield strength, tensile strength, Vickers hardness, and fractal dimension of the aluminum alloy sheet increased.

Without the addition of silicon and aluminum sources, a pure-phase KNaLSX zeolite was successfully synthesized from the residue (lithium slag), which was produced from spodumene in the production process of lithium carbonate. The KNaLSX samples were characterized by an X-ray Diffractometer (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), X-ray Fluorescence Spectrometer (XRF), Thermogravimetric Differential Thermal Analysis (TG-DTA), Fourier Transform Infrared Spectrometer (FT-IR), and N2 adsorption measurement. The ion exchange capacity and the ion exchange rate of calcium and magnesium ions were measured as used for a detergent builder, and the results were compared with the standard zeolites (KNaLSX and 4A). The experimental results show that the pure-phase KNaLSX synthSynthesis and characterization of co-crystalline zeolite composite of LSX/esized from lithium slag has a SiO2/Al2O3 ratio of 2.01 with a grain size of 3~4 μm, which is close to the commercial KNaLSX sample of a SiO2/Al2O3 ratio of 2.0. The BET-specific surface area of KNaLSX is 715 m2/g, which is larger than the low-silicon X-type zeolite (LSX) synthesized from waste residue reported in the literature. The ion exchange rate constant of calcium and magnesium ions in KNaLSX is 5 times and 3 times that of 4A zeolite, respectively. KNaLSX also has a high ion exchange capacity for magnesium ion of 191 mgMgCO3/g, which is 2 times than that of 4A zeolite, and a high ion exchange capacity for calcium ion of 302 mgCaCO3/g, which meets the first-grade standard of zeolite for detergent builders in China. The work provides the basis for high-value resource utilization of lithium slag and the development of a detergent builder for rapid washing.

Developing cost-effective electrocatalysts for the oxygen evolution reaction (OER) in proton exchange membrane (PEM) water electrolysis is crucial to achieving large-scale hydrogen production through water electrolysis.