Most recently, much attention has been devoted to 1T phase MoS2 because of its distinctive phase-engineering nature and promising applications in catalysts, electronics, and energy storage devices. While alkali metal intercalation and exfoliation methods have been well developed to realize unstable 1T-MoS2, but the aqueous synthesis for producing stable metallic phase remains big challenging. Herein, a new synthetic protocol is developed to mass-produce colloidal metallic 1T-MoS2 layers highly stabilized by intercalated ammonium ions (abbreviated as N-MoS2). In combination with density functional calculations, the X-ray diffraction pattern and Raman spectra elucidate the excellent stability of metallic phase. As clearly depicted by high-angle annular dark-field imaging in an aberration-corrected scanning transmission electron microscope and extended X-ray absorption fine structure, the N-MoS2 exhibits a distorted octahedral structure with a 2a 0 × a 0 basal plane superlattice and 2.72 Å Mo–Mo bond length. In a proof-of-concept demonstration for the obtained material's applications, highly efficient photocatalytic activity is achieved by simply hybridizing metallic N-MoS2 with semiconducting CdS nanorods due to the synergistic effect. As a direct outcome, this CdS:N-MoS2 hybrid shows giant enhancement of hydrogen evolution rate, which is almost 21-fold higher than pure CdS and threefold higher than corresponding annealed CdS:2H-MoS2.

Designing advanced electrocatalysts for hydrogen evolution reaction is of far-reaching significance. Active sites and conductivity play vital roles in such a process. Herein, we demonstrate a heteronanostructure for hydrogen evolution reaction, which consists of metallic 1T-MoS2 nanopatches grown on the surface of flexible single-walled carbon nanotube (1T-MoS2/SWNT) films. The simulated deformation charge density of the interface shows that 0.924 electron can be transferred from SWNT to 1T-MoS2, which weakens the absorption energy of H atom on electron-doped 1T-MoS2, resulting in superior electrocatalytic performance. The electron doping effect via interface engineering renders this heteronanostructure material outstanding hydrogen evolution reaction (HER) activity with initial overpotential as small as approximately 40 mV, a low Tafel slope of 36 mV/dec, 108 mV for 10 mA/cm2, and excellent stability. We propose that such interface engineering could be widely used to develop new catalysts for energy conversion application.

Stable metallic 1T-WS2 nanoribbons with zigzag chain superlattices, highly stabilized by ammonia-ion intercalation, are produced using a facile bottom-up process. The atomic structure of the nanoribbons, including W-W reconstruction and W-S distorted octahedral coordination, results in distinctive electrical transport and optical Raman scattering properties that are very different from semiconducting 2H-WS2 . The correlations between structure and properties are further confirmed by theory calculations.

Inorganic sand cores involving sodium silicate binder and microsilica have environmental advantages during the casting process of aluminum alloy. Nevertheless, the bending strength of sodium silicate-bonded sand (SSBS) needs to be further improved. In this research, the effect of hydrophobic fumed silica on the bending strength of sand cores was studied. The experimental results revealed that hydrophobic fumed silica with the addition of 0.050 wt.% can be adopted as an optimal modifier to enhance the bending strength of SSBS. According to scanning electron microscope and spectroscopy techniques, dense bonding bridges and a complex Si-O-Si network containing specific silicon molecules with a silicon atom bonded to three other silicon atoms contribute to the excellent bending strength, with a 53.1% increase in cold strength (24 h) compared to a commercial sample of a modified sand core. Meanwhile, the newly formed Si-O-Al chemical bond plays a crucial role in increasing the bending strength of sand cores.

In tackling the sustainability challenges encountered in conventional hydrothermal synthesis, the microwave hydrothermal synthesis emerges as a promising approach, offering various advantages such as accelerated heating and energy efficiency owing to its unique volumetric heating property. This method presents a potential solution to the limitations inherent in conventional hydrothermal synthesis techniques. The synthesis of aluminum substituted tobermorite (Al-tobermorite) was conducted by using conventional and microwave hydrothermal methods, the experimental results were compared and the mechanism of microwave heating was revealed. Results show the optimal Al/Si ratio for synthesizing Al-tobermorite was identified as 0.15. Microwave hydrothermal synthesis of Al-tobermorite demonstrated a notable advantage in efficiency, requiring only about one-seventh of the time needed for conventional hydrothermal synthesis. At the same time, the Al-tobermorite produced via microwave hydrothermal synthesis exhibited a larger specific surface area and pore volume compared to its conventionally synthesized counterpart. Fourier Transform Infrared Spectrometer (FTIR) spectroscopy results consistently indicate that in the structure of Al-tobermorite, regardless of the synthesis method, aluminum substitutes silicon at the Q2 and Q3 positions. The findings can provide valuable insights for the efficient processing of materials containing aluminum and serve as a practical reference in applications and waste management, conforming to the contemporary policy requirements for sustainable development.

This paper proposes a novel welding process for ultrahigh-strength steel. The effects of welding parameters on the welding process and weld formation were studied to obtain the optimal parameter window. It was found that the metal transfer modes of solid wires were primarily determined by electrical parameters, while flux-cored wires consistently exhibited multiple droplets per pulse. The one droplet per pulse possessed better welding stability and weld formation, whereas the short-circuiting transfer or one droplet multiple pulses easily caused abnormal arc ignition that decreased welding stability, which could easily lead to a “sawtooth-shaped” weld formation or weld offset towards one side with more spatters. Thus, the electrical parameters corresponding to one droplet per pulse were identified as the optimal parameter window. Furthermore, the weld zone (WZ) was predominantly composed of AF, and the heat-affected zone (HAZ) primarily consisted of TM and LM. Consequently, the welded joint still exhibited excellent mechanical properties, particularly toughness, despite higher welding heat input. The average tensile strength reached 928 MPa, and the impact absorbed energy at −40 °C for the WZ and HAZ were 54 J and 126 J, respectively. In addition, the application of triple-wire welding for ultrahigh-strength steel (UHSS) demonstrated a significant enhancement in post-weld deposition rate, with increases of 106% and 38% compared to single-wire and twin-wire welding techniques, respectively. This process not only utilized flux-cored wire to enhance the mechanical properties of joints but also achieved high deposition rate welding.