Avec l'essor rapide des industries des énergies nouvelles, minières, métallurgiques et de la galvanoplastie, la pollution des cours d'eau par le nickel représente une menace croissante pour l'environnement et la santé humaine. Lors des procédés industriels, les ions nickel interagissent fréquemment avec divers additifs chimiques pour former des complexes organométalliques de métaux lourds (COML) très stables. En galvanoplastie, par exemple, le citrate (Cit) est largement utilisé pour améliorer l'uniformité et la brillance du revêtement, mais ses deux groupements carboxyle se coordonnent facilement avec Ni²⁺ pour former des complexes Ni-citrate (Ni-Cit) (logβ = 6,86). Ces complexes modifient considérablement la charge, la configuration stérique et la mobilité du nickel, et présentent des risques écologiques importants. Leur stabilité rend leur élimination difficile par les méthodes classiques de précipitation ou d'adsorption. Actuellement, la dissociation complexe est considérée comme l'étape clé de l'élimination des HMC. Cependant, les traitements d'oxydation ou chimiques classiques sont coûteux et complexes à mettre en œuvre. C'est pourquoi les matériaux multifonctionnels, dotés de propriétés à la fois oxydantes et adsorbantes, constituent une alternative prometteuse. Des chercheurs de l'université de Beihang, dirigés par le professeur Xiaomin Li et le professeur Wenhong Fan, utilisé le Microscope électronique à balayage (MEB) CIQTEK et spectromètre de résonance paramagnétique électronique (RPE) mener une enquête approfondie Ils ont mis au point une nouvelle stratégie utilisant du KOH modifié Arundo donax L. Le biochar permet d'éliminer efficacement le citrate de nickel de l'eau. Le biochar modifié a non seulement démontré une grande efficacité d'élimination, mais a également permis la récupération du nickel à sa surface. L'étude, intitulée « Élimination du citrate de nickel par le biochar d’Arundo donax L. modifié au KOH : rôle crucial des radicaux libres persistants » , a été récemment publié dans Recherche sur l'eau . Caractérisation des matériaux Le biochar a été produit à partir de Arundo donax des feuilles imprégnées de KOH à différents rapports massiques. L'imagerie MEB (Fig. 1) a révélé : Le biochar original (BC) présentait une morphologie désordonnée en forme de bâtonnet. À un rapport KOH-biomasse de 1:1 (1KBC), une structure poreuse ordonnée en forme de nid d'abeille s'est formée. À des rapports de 0,5:1 ou 1,5:1, les pores étaient sous-développés ou s'étaient effondrés. L'analyse BET a confirmé la surface spécifique la plus élevée pour 1KBC (574,2 m²/g), dépassant de loin celle des autres échantillons. Caractérisation par MEB et BET ont clairement démontré que la modification par KOH améliore considérablement la porosité et la surface spécifique, facteurs clés pour l'adsorption et la réactivité redox. Figure 1. Préparation et caractérisation du biochar modifié par KOH. Performance dans l'élimination du Ni-Cit Figure 2. (a) Efficacité ...

Les alliages d'aluminium, prisés pour leur rapport résistance/poids exceptionnel, sont des matériaux idéaux pour l'allègement des véhicules. Le soudage par points par résistance (RSW) demeure la méthode d'assemblage la plus courante dans la fabrication des carrosseries automobiles. Cependant, la conductivité thermique et électrique élevée de l'aluminium, combinée à sa couche d'oxyde superficielle, exige des courants de soudage bien supérieurs à ceux utilisés pour l'acier. Ceci accélère l'usure des électrodes en cuivre, entraînant une qualité de soudure instable, une maintenance fréquente des électrodes et une augmentation des coûts de production. Prolonger la durée de vie des électrodes Garantir la qualité des soudures est devenu un goulot d'étranglement technologique critique dans l'industrie. Pour relever ce défi, l'équipe du Dr Yang Shanglu à l'Institut d'optique et de mécanique fine de Shanghai a mené une étude approfondie en utilisant CIQTEK FESEM SEM5000 Ils ont conçu de manière novatrice une électrode à anneau surélevé et ont étudié systématiquement l'effet du nombre d'anneaux (0 à 4) sur la morphologie de l'électrode, révélant la relation intrinsèque entre le nombre d'anneaux, les défauts cristallins dans le noyau de soudure et la distribution du courant. Leurs résultats montrent qu'augmenter le nombre d'anneaux surélevés optimise la distribution du courant, améliore l'efficacité de l'apport thermique, agrandit le noyau de soudure et prolonge considérablement la durée de vie des électrodes. Notamment, les anneaux surélevés améliorent la pénétration de la couche d'oxyde, optimisant ainsi le flux de courant tout en réduisant la corrosion par piqûres. Cette conception d'électrode innovante offre une nouvelle approche technique pour limiter l'usure des électrodes et jette les bases théoriques et pratiques d'une application plus large du soudage par résistance aux rayons X (RSW) des alliages d'aluminium dans l'industrie automobile. L'étude est publiée dans la revue… Journal des technologies de traitement des matériaux sous le titre « Étude de l'influence de la morphologie de surface des électrodes sur le soudage par points par résistance des alliages d'aluminium. « Conception révolutionnaire d'électrodes à anneau surélevé Face au problème de l'usure des électrodes, l'équipe a abordé la question sous l'angle de la morphologie des électrodes. Ils ont usiné de 0 à 4 anneaux concentriques en relief sur la face d'extrémité d'électrodes sphériques conventionnelles, formant ainsi une nouvelle électrode à anneaux de Newton (NTR). Figure 1. Morphologie de surface et profil en coupe transversale des électrodes utilisées dans l'expérience L'analyse MEB révèle des défauts cristallins et une amélioration des performances Comment les anneaux surélevés influencent-ils les performances de soudage ? En utilisant Techniques CIQTEK FESEM SEM5000 et EBSD L'équipe a caractérisé en détail la microstructure des zones de soudure. Elle a constaté que les anneaux en re...

Les batteries lithium-métal à l'état solide (SSLMB) sont largement reconnues comme la source d'énergie de nouvelle génération pour les véhicules électriques et le stockage d'énergie à grande échelle, offrant une densité énergétique élevée et une sécurité optimale. Cependant, leur commercialisation a longtemps été freinée par la faible conductivité ionique des électrolytes solides et la faible stabilité interfaciale à l'interface solide-solide entre les électrodes et l'électrolyte. Malgré des progrès significatifs en matière d'amélioration de la conductivité ionique, la défaillance interfaciale sous forte densité de courant ou à basse température demeure un obstacle majeur. Une équipe de recherche dirigée par le professeur Feiyu Kang, le professeur Yanbing He, le professeur agrégé Wei Lü et le professeur adjoint Tingzheng Hou de l'Institut de recherche sur les matériaux de l'École doctorale internationale Tsinghua de Shenzhen (SIGS), en collaboration avec le professeur Quanhong Yang de l'Université de Tianjin, a proposé un nouveau concept de conception d'une interface électrolyte solide (SEI) ductile pour relever ce défi. Leur étude, intitulée « Une interface électrolyte solide ductile pour batteries à l'état solide » , a été récemment publié dans Nature . Le MEB à émission de champ CIQTEK permet une caractérisation d'interface haute résolution Dans cette étude, l'équipe de recherche a utilisé Microscope électronique à balayage à émission de champ CIQTEK ( SEM4000X ) pour caractérisation microstructurale de l'interface solide-solide. Le MEB-FE de CIQTEK a fourni imagerie haute résolution et excellent contraste de surface , permettant aux chercheurs d'observer précisément l'évolution morphologique et l'intégrité interfaciale au cours des cycles électrochimiques. Ductile SEI : une nouvelle voie au-delà de la « force seule » Paradigme Les interfaces électrolyte solide (IES) traditionnelles, riches en composés inorganiques, bien que mécaniquement rigides, ont tendance à se fracturer de manière fragile lors des cycles de charge/décharge, ce qui entraîne la croissance de dendrites de lithium et une cinétique interfaciale médiocre. L'équipe de Tsinghua a rompu avec le paradigme de la « résistance uniquement » en mettant l'accent sur la « ductilité » comme critère de conception clé pour les matériaux d'IES. En utilisant le rapport de Pugh (B/G ≥ 1,75) comme indicateur de ductilité et un criblage assisté par intelligence artificielle, ils ont identifié le sulfure d'argent (Ag₂S) et le fluorure d'argent (AgF) comme des composants inorganiques prometteurs présentant une déformabilité supérieure et de faibles barrières à la diffusion des ions lithium. S’appuyant sur ce concept, les chercheurs ont mis au point un électrolyte solide composite organique-inorganique contenant des additifs AgNO₃ et des charges Ag/LLZTO (Li₆.₇₅La₃Zr₁.₅Ta₀.₅O₁₂). Lors du fonctionnement de la batterie, une réaction de déplacement in situ a transformé les composants fragiles Li₂S/LiF ...

Récemment, le prix Nobel de chimie 2025 a été décerné à Susumu Kitagawa, Richard Robson et Omar Yaghi en reconnaissance de « leur développement de structures organométalliques (MOF) ». Les trois lauréats ont créé des structures moléculaires dotées d'énormes espaces internes, permettant la circulation des gaz et d'autres espèces chimiques. Ces structures, appelées structures organométalliques (MOF), ont des applications allant de l'extraction de l'eau de l'air désertique et de la capture du dioxyde de carbone au stockage des gaz toxiques et à la catalyse de réactions chimiques. Les structures organométalliques (MOF) sont une classe de matériaux poreux cristallins formés d'ions ou d'agrégats métalliques liés par des ligands organiques (figure 1). Leur structure peut être envisagée comme un réseau tridimensionnel de « nœuds métalliques + lieurs organiques », alliant la stabilité des matériaux inorganiques à la flexibilité de conception de la chimie organique. Cette polyvalence permet aux MOF d'être composés de presque tous les métaux du tableau périodique et d'une grande variété de ligands, tels que les carboxylates, les imidazolates ou les phosphonates, permettant ainsi un contrôle précis de la taille des pores, de la polarité et de l'environnement chimique. Figure 1. Schéma d'une structure métallo-organique Depuis l'apparition des premiers MOF à porosité permanente dans les années 1990, des milliers de structures ont été développées, dont des exemples classiques comme HKUST-1 et MIL-101. Présentant des surfaces spécifiques et des volumes poreux extrêmement élevés, ils offrent des propriétés uniques pour l'adsorption de gaz, le stockage d'hydrogène, la séparation, la catalyse et même l'administration de médicaments. Certains MOF flexibles peuvent subir des modifications structurelles réversibles en réponse à l'adsorption ou à la température, présentant des comportements dynamiques tels que des « effets de respiration ». Grâce à leur diversité, leur adaptabilité et leur fonctionnalisation, les MOF sont devenus un sujet central de la recherche sur les matériaux poreux et constituent une base scientifique solide pour l'étude des performances d'adsorption et des méthodes de caractérisation. Caractérisation des MOF La caractérisation fondamentale des MOF comprend généralement des diagrammes de diffraction des rayons X sur poudre (PXRD) pour déterminer la cristallinité et la pureté de phase, ainsi que des isothermes d'adsorption/désorption d'azote (N₂) pour valider la structure des pores et calculer la surface apparente. D’autres techniques complémentaires couramment utilisées comprennent : Analyse thermogravimétrique (ATG) :Évalue la stabilité thermique et peut estimer le volume des pores dans certains cas. Tests de stabilité de l'eau :Évalue la stabilité structurelle dans l’eau et dans différentes conditions de pH. Microscopie électronique à balayage (MEB) :Mesure la taille et la morphologie des cristaux et peut être combiné avec la spectroscopie à ray...

Avec l'accélération de l'industrialisation et la croissance continue des émissions polluantes, les eaux usées organiques représentent une menace sérieuse pour les écosystèmes et la santé humaine. Les statistiques montrent que la consommation énergétique liée au traitement des eaux usées industrielles représente 28 % de la consommation énergétique mondiale du traitement de l'eau. Cependant, la technologie Fenton conventionnelle souffre d'une désactivation des catalyseurs, ce qui entraîne une faible efficacité de traitement. Les catalyseurs métalliques utilisés dans les procédés d'oxydation avancés sont confrontés à des goulots d'étranglement courants : le cycle redox ne peut pas être maintenu efficacement, les voies de transfert d'électrons sont limitées et les méthodes de préparation traditionnelles reposent sur des températures et des pressions élevées, avec des rendements de seulement 11 à 15 %. Pour relever ces défis, une équipe de recherche de Université de technologie de Dalian ont développé un nanocatalyseur Cu-C en couplant de manière directionnelle de la cellulose commerciale avec des ions cuivre, par une méthode de remplacement galvanique chimique par voie humide. Ils ont également mis au point un nouveau système de dégradation caractérisé par une mécanisme catalytique à double canal (voie radicalaire + transfert direct d'électrons) et une large adaptabilité au pH. Le matériau a atteint 65 % de dégradation de la tétracycline en 5 minutes (contre < 5 % avec les catalyseurs commerciaux), avec une lixiviation des ions cuivre inférieure à 1,25 mg/L (inférieure à la norme nationale de 2,0 mg/L). Dans un réacteur à lit fixe (PTR), plus de 99 % des polluants ont été éliminés en seulement 20 secondes. En permettant une activité catalytique soutenue par la voie de transfert direct d'électrons, cette approche a permis de surmonter le problème de longue date de la faible adaptabilité environnementale des catalyseurs traditionnels. L'étude, intitulée « Dégradation catalytique robuste à double canal s'appuyant sur des polluants organiques via des composites Cu-C avec récolte d'électrons directionnelle et génération d'espèces radicalaires classiques » , a été publié dans Journal de génie chimique . Formation de nanocatalyseurs Cu-C En utilisant de la cellulose commerciale comme support, l'équipe a incorporé des ions cuivre par une méthode de remplacement galvanique chimique par voie humide pour construire des nanocomposites Cu-C à activité catalytique à double canal. Les caractérisations ont révélé des effets uniques de transfert d'électrons dans diverses conditions. Imagerie MEB ( CIQTEK SEM5000 ) a révélé l'évolution microstructurale : la cellulose vierge présentait un réseau désordonné qui, après formation du composite, se transformait en sphères de cuivre de 10 nm qui s'auto-assemblaient en agrégats hiérarchiques de 100 nm. Cette structure garantissait une dispersion et un transport d'électrons élevés. SEM-EDS distribution uniforme des éléments co...