In particle formation, the method can be just as important as the chemical reaction involved. A new method of synthesizing hydrotalcite-like layered double hydroxides (LDHs) of the type [Mg1-xAlx(OH)2]x+(CO32-)x/2·yH2O (x = 1.7−3.3) is reported. The key features of this method are a very rapid mixing and nucleation process in a colloid mill followed by a separate aging process. The properties of the resulting LDHs are compared with those of materials produced using the conventional coprecipitation process at constant pH. The compositions and structural parameters of the materials synthesized using the two routes are very similar, although the crystallinity is slightly higher for the LDHs produced using the new method. The thermal behavior of the materials synthesized using the two routes is also similar. The major advantage of the new method is that it affords smaller crystallites with a higher aspect ratio, having a very narrow distribution of crystallite size. In the conventional coprecipitation process at constant pH, the mixing process takes considerable time such that nuclei formed at the beginning of the process have a much longer time to undergo crystal growth than those formed at the end of the process. The consequence is that a wide dispersion of crystallite sizes is obtained. In the colloid mill process, however, the mixing and nucleation are complete in a very short time and are followed by a separate aging process. Furthermore, we suggest that the extreme forces to which the nucleation mixture is subjected in the colloid mill prevent aggregation of the nuclei and result in the nuclei having a uniform small size. When the resulting mixture is aged in a separate process, well-formed crystallites with a similarly narrow range of diameters result.

A series of Cu/Zn/Al/Zr hydrotalcite-like precursors with Zr4+:(Al3++Zr4+) from 0 to 0.7 were synthesized by a co-precipitation method. X-ray diffraction and thermogravimetric measurements demonstrated that the yield of the hydrotalcite-like phase decreases with increased Zr content. The Cu/Zn/Al/Zr mixed oxides were then obtained by calcination of the hydrotalcite-like precursors and tested for methanol synthesis from CO2 hydrogenation. With increased Zr4+:(Al3++Zr4+) atomic ratio, the exposed Cu surface area and dispersion of Cu first increase until Zr4+:(Al3++Zr4+) = 0.3 and then decrease. However, the total number of basic sites on catalysts increases continuously. It is also found that the CO2 conversion is related to the exposed Cu surface area and the dispersion of Cu, while the CH3OH selectivity is related to the distribution of basic sites on the catalyst surface. The incorporation of a suitable amount of Zr is beneficial for the production of methanol, and the best catalytic performance is obtained when the Zr4+:(Al3++Zr4+) atomic ratio is 0.3.

Presently, realizing high ethanol selectivity in CO2 electroreduction remains challenging due to difficult C–C coupling and fierce product competition. In this work, we report an innovative approach for improving the efficiency of Cu-based electrocatalysts in ethanol generation from electrocatalytic CO2 reduction using a crystal plane modification strategy. These novel Cu-based electrocatalysts were fabricated by electrochemically activating three-dimensional (3D) flower-like CuO micro/nanostructures grown in situ on copper foils and modifying with surfactants. It was demonstrated that the fabricated Cu-based electrocatalyst featured a predominantly exposed Cu(100) surface loaded with high-density Cu nanoparticles (NPs). The optimal Cu-based electrocatalyst displayed considerably improved CO2 electroreduction performance, with a Faraday efficiency of 37.9% for ethanol and a maximum Faraday efficiency of 68.0% for C2+ products at −1.4 V vs RHE in an H-cell, accompanied by a high current density of 69.9 mA·cm–2, much better than the particulate Cu-based electrocatalyst. It was unveiled that the Cu(100)-rich surface of nanoscale petals with abundant under-coordinated copper atoms from CuNPs was conducive to the formation and stabilization of key *CH3CHO and *OC2H5 intermediates, thereby promoting ethanol generation. This study highlighted the critical role of CuNP-loaded Cu(100) surface structures on structured Cu-based electrocatalysts in enhancing ethanol production for the CO2 electroreduction process.

Tailoring the d-band center makes La doped ZnIn 2 S 4 an efficient photocatalyst for the activation of oxygen and degradation of antibiotics in wastewater.

The interlayer carbon/glass hybrid rod has a bottleneck of rod splitting and delamination, which significantly impacts the reliability of sucker rod. Therefore, according to the design scheme of intralayer carbon/glass hybrid rods, a full-scale simulation model was developed to investigate the impact of various material design parameters on the tensile strength of intralayer carbon/glass hybrid rods. By using the Genetic agorithm-Back propagation (GA-BP) method, the correlation between material component parameters at the mesoscale level and the mechanical characteristics of composite rods at the macroscale level was declared. The optimization strategy for high-strength carbon/glass composite rods was novelty proposed. The results indicated that: (1) In the optimized carbon fiber rod, the volume content of carbon fiber was 72%, the volume content of glass fiber was 80%, the elastic modulus of carbon fiber was 210 GPa, the elastic modulus of glass fiber was 78 GPa, and the elastic modulus of epoxy resin as 2.6 GPa; (2) the order of significance of the effects on the intralayer carbon/glass hybrid rod, from high to low, was as follows: volume content of glass fiber(56.8) > elastic modulus of epoxy(-35.7) > elastic modulus of carbon fiber(-17.8) > volume content of carbon fiber(6.0) > elastic modulus of glass fiber(3.3); (3) the experimental tensile strength of the optimized intralayer hybrid rod was 1356.5 MPa. The research is of great significance to improve the reliability of carbon/glass hybrid rod pumping systems in oil and gas fields.