非晶碳是一类无序碳材料，通常表现出与晶体碳材料不同的机械、电学、光学和热学性能。探索高性能的非晶碳材料一直是研究热点。本工作报道了一种类洋葱结构基元构成的高强非晶碳，这种非晶碳是由高温高压（1700~2000 ℃、6 GPa）处理碳黑获得的，表现出优异的机械性能。性能最佳样品的纳米压痕硬度、压痕弹性回复率、单轴压缩和抗折强度分别高达5.1 GPa、80.1%、956.4 MPa和216.0 MPa，其中，压缩强度和抗折强度分别是日本东洋炭素ISO-68型石墨的5.6倍和2.8倍。这种非晶碳还具有良好的导电性，其室温电阻率可低至75.7 μΩ·m。这种高强导电的非晶碳可以作为电极材料、模具材料被广泛应用。

二维过渡金属硫族化合物具备丰富的材料种类与物理特性，通过平面/垂直异质结构设计为拓展其电学及光电功能器件应用提供了更多自由度。异质界面控制，包括界面结构、耦合强度及外延尺寸设计，是实现异质结构性能调控的关键手段。通过设计一种精准控制平面异质外延界面结构的新方法，实现了具备宏观反平行嵌套的MoS₂-WS₂平面异质结构制备。研究表明，该宏观反平行异质结在微观尺度具备平行晶格排布特征，即，MoS₂与WS₂晶畴界面仍为原子无缝拼接结构。该研究结果进一步实现了丰富界面结构的MoS₂-WS₂平面异质结制备，为二维材料异质外延的精准控制提供了一条新思路。

作为一种富氮碳源，聚丙烯腈历来被作为生产炭材料的重要原料。但是聚丙烯腈直接炭化会导致其烧结不利于后续深度活化。通过干法球磨石墨烯和聚丙烯腈复合原料，结合稳定化和KOH活化，制备了杂化多孔炭，并系统研究了石墨烯和聚丙烯腈配比及后活化处理对杂化多孔炭性能的影响。结果表明：石墨烯的存在有利于高能球磨过程中热量地快速扩散，有效避免了聚丙烯腈的烧结；而聚丙烯腈进一步抑制了石墨烯片层的团聚，使石墨烯/聚丙烯腈复合前驱体呈现蓬松的粉体结构，利于碱的深度活化。同时，石墨烯在多孔炭结构中形成的三维柔性导电网络便于电荷地快速转移。由于其发达的孔、大的比表面积、优异的导电性以及氮/氧杂原子诱导的赝电容，所制备的杂化多孔炭用作超级电容器电极材料时，在水系和有机系电解液中均表现出了优异的电化学性能。尤其是，优化的HPC-4复合炭材料用作超级电容器的电极时，在1 mol/L四乙基四氟硼酸铵有机电解液中，当功率密度为337.5 W/kg时，能量密度可达30.38 W·h/kg。该工作为面向高功率兼高能量超级电容器电极材料的开发提供了一种简易且高效的制备策略。

近年来，柔性可穿戴传感器因其在健康监测、远程医疗和人机交互领域的潜在应用而受到广泛关注。石墨烯因其导电性好、柔性佳、质轻、热稳定性高等优点，而成为制备柔性可穿戴传感器的理想候选材料。人们致力于设计构筑具有合理结构的石墨烯材料，以用于下一代柔性电子产品。围绕柔性可穿戴传感器应用，综述了石墨烯材料的制备方法和石墨烯基柔性传感器件研究的最新进展。首先介绍了不同宏观形态的石墨烯材料的制备方法；然后综述和讨论了石墨烯基柔性传感器的构筑策略、工作机制、性能和应用，包括应变传感器、压力传感器、温度传感器、湿度传感器、其他模式传感器，以及柔性多模式传感器。石墨烯基柔性传感器表现出优异的灵敏度和稳定性，使其在体温监测、语音识别、脉搏、运动和呼吸检测方面展示了潜力。最后，讨论了石墨烯基柔性传感器的未来发展趋势以及存在的挑战。

石墨烯作为一种新型碳纳米材料，因其优异的力学、电学和热学性能，在柔性电子器件领域具有巨大的应用潜力。在柔性器件中，石墨烯/柔性基底的界面力学性能决定了器件性能的可靠性。基于此，从实验测试技术（Raman光谱、原子力探针技术和鼓泡实验）和理论计算模型（一维线性模型、一维非线性模型、双线性内聚力模型及二维非线性模型）2个方面综述了石墨烯/柔性基底的界面力学性能最新研究进展，并介绍了基于界面力学研究的石墨烯柔性器件相关应用及难点，最后展望了后期研究与应用方向。

石墨烯量子点是一类重要的石墨烯衍生物，在量子尺寸效应的作用下，石墨烯量子点显示出与传统石墨烯截然不同的半导体特性。目前，石墨烯量子点以其优异的光致发光特性，高稳定性，低生物毒性，可调制的界面结构，在荧光防伪材料、生物成像、肿瘤诊疗、光/电催化等领域展现出突出的优势。从石墨烯量子点光致发光特性出发，对石墨烯量子点的带隙这一关系到该材料在各应用领域的重要基本物性进行总结，旨在明确当前在石墨烯量子点光致发光机制研究、光致发光性能调制两大领域的研究进展与挑战。

碳点作为一种新型碳纳米材料，以其超小的尺寸、丰富的表面官能团、良好的化学稳定性、优异的光电性能等优势受到科研工作者和业界的广泛关注。详细介绍和总结了碳点结构、分类、特点以及制备方法，重点探讨了碳点在染料敏化太阳能电池不同组件中的应用研究进展，分析并指出了碳点在可控合成、规模制备、构效关系解耦、性能优化及染料敏化太阳能电池应用等方面所面临的挑战和未来的发展方向。

硬碳拥有容量高、工作电位低、成本低等优势，在钠离子电池负极中展现出潜在的应用前景。其最重要的特点是拥有丰富的微晶结构，这对钠离子的吸附及嵌入/脱出过程十分有益，使硬碳展现出优益的储钠性能。在实际应用中，硬碳存在首效低、稳定性不足以及倍率性能较差等问题，功能化设计是针对性改善硬碳上述缺陷的有效策略。结合目前硬碳功能化改性方面的研究工作，系统介绍了近年来关于硬碳负极在功能化设计方面的典型策略及最新研究进展，并探讨了功能化设计的优势与不足，为指导未来钠离子电池硬碳负极的商业化应用提供理论基础和技术支撑。

随着第3代半导体的应用，电子器件向高功率、小型化发展，由此带来的“热”问题逐渐凸显，金刚石由于其超高的热导率及稳定的性质，被认为是最优的散热材料之一。简要介绍了微波等离子体化学气相沉积装备的原理及发展历程，对比分析了不同种类生长设备的差异，对单晶、多晶及纳米晶金刚石在器件散热应用中的现状进行总结，结合第3代半导体总结了金刚石增强散热产业化过程中将面临的性能与尺寸方面的瓶颈问题及金刚石材料“大、纯、快”的发展方向，并对散热应用的未来研究方向做出展望。

尖晶石型LiMn₂O₄正极材料由于Jahn-Teller效应和Mn溶解，在充放电过程中容量衰减严重，循环稳定性差。联合元素掺杂和单晶形貌调控策略，采用固相燃烧法制备了具有{111}、{100}和{110}晶面的去顶角八面体单晶LiFe_0.12Mn_1.88O₄正极材料。研究结果表明，Fe掺杂没有改变尖晶石型LiMn₂O₄的晶体结构，有效抑制了Jahn-Teller效应，促进了材料的结晶性及{400}和{440}衍射峰晶面的择优生长，表现出良好的倍率性能和容量保持率。在25 ℃，1 C和5 C倍率下LiFe_0.12Mn_1.88O₄的首次放电比容量分别为105.2 mA·h/g和92.4 mA·h/g，1000次循环后容量保持率分别为71.1%和75.2%；在高倍率10 C下，经1000次循环后，其容量保持率可达到88.4%。在55 ℃和1 C条件下，首次放电比容量为108.6 mA·h/g，经150次循环后，容量保持率为79.1%。通过循环伏安和电化学阻抗分析，Fe掺杂材料具有较好的循环可逆性和较大的Li⁺扩散系数。Fe掺杂去顶角八面体LiMn₂O₄材料既抑制了Jahn-Teller效应，又减缓了Mn的溶解，稳定晶体结构，同时增加Li⁺迁移通道，提高电化学倍率性能及长循环寿命。

以天然硅酸盐矿物还原制备硅负极材料，即可以继承天然矿物结构来提高硅材料的电化学性能，又具有低成本的特点。以天然埃洛石铝热还原的产物为原料，沥青为碳源，采用简单的蒸发溶剂的方法制备了硅碳复合材料。结果表明：硅是以直径为30 nm左右的纳米管形式存在，碳层均匀地包覆在硅纳米管上，使得硅碳复合材料的直径增大，碳层厚度约为7 nm，碳以无定形结构存在，碳包覆还导致比表面积下降。电化学测试表明，与硅纳米管相比，当包覆碳含量（质量分数）为15%时电化学性能最好，首次充放电容量分别为1387.8 mA∙h/g和1615.7 mA∙h/g，首次Coulombic效率达到85.9%。不但保持住了硅纳米管的首次充放电效率，循环性能得到大幅度提升，与硅纳米管的循环200次容量保持率38%相比，包覆碳含量为15%的循环200次容量保持率提高了45.8%。包覆碳含量为15%的硅/碳复合材料的500次循环后比容量为1065.6 mA∙h/g。容量保持率为76.8%。

复合聚合物电解质是未来固态锂电池最重要的候选电解质之一，但其中无机填料易团聚，难以形成连续的离子传输通路。通过静电纺丝和高温热处理手段得到柔性SiO₂纳米纤维多孔薄膜，采用扫描电子显微镜、Fourier变换红外光谱、X射线衍射和热重-微分热重法对样品进行了表征，系统研究了电纺前驱体溶液中正硅酸乙酯的占比和聚合物浓度对纳米纤维多孔薄膜形貌及柔性的影响。并以该多孔薄膜作为支撑体，制备了聚氧化乙烯（PEO）基复合聚合物电解质（CPE-SiO₂）。对其电化学性能进行了测试，30 ℃时离子电导率达到2.52×10^-5 S/cm，60 ℃时LiFePO₄|CPE-SiO₂|Li半电池可以在1 C倍率下充放电稳定循环50次，Li|CPE-SiO₂|Li对称电池可在60 ℃下充放电稳定循环300 h，为下一代高性能全固态电池的商业化提供了一种行之有效的思路。

无烟煤成本低廉，在储能领域具有较大应用潜力，但原始无烟煤作为钠离子电池负极材料可逆容量太低。在不同温度下对无烟煤进行煅烧处理。结果显示，无烟煤1300 ℃热解产物（A-1300）具有最高可逆总量，在20 mA/g电流密度下容量为307 mA·h/g，但其倍率性能不佳，500 mA/g时A-1300的容量仅为105 mA·h/g。通过氢化-热解两步策略不仅能降低热解温度，也可显著改善其倍率性能。结果表明：氢化后的无烟煤更易石墨化，900 ℃热解产物（H300-3-900）在500 mA/g电流密度下循环500圈后的容量可达113 mA·h/g，表现出优异的倍率性能，而且低温制备更易商业化。

近年来，随着柔性电子的快速发展，制造柔性、微型、大面积和低成本的储能器件得到了极大的关注。以六水硝酸镍/钴为原料、硫脲为硫化剂、引入热解g-C₃N₄，通过一步溶剂热制备NiCo₂S₄/g-C₃N₄纳米复合材料。采用掩膜版将调配的NiCo₂S₄/g-C₃N₄油墨印刷在柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯基底形成叉指结构电极，继而涂覆凝胶电解质组装成柔性叉指型超级电容器。结构和电化学性能研究表明：NiCo₂S₄纳米晶分布生长在g-C₃N₄纳米片层表面，引入的g-C₃N₄起到增强NiCo₂S₄充放电过程中的电荷传输及容纳其体积膨胀的作用，复合材料电极在10 mA/cm²的电流密度下面积比电容为9.1 F/cm²。组装的叉指电容器可在-0.2~0.6 V的电压下工作，并且在高至500 mV/s的扫描速率下保持稳定，表明器件良好的倍率性能。在20 mV/s的扫描速率下，器件的面积比电容可达5.7 mF/cm²，当功率密度为17.5 mW/cm³时，器件的能量密度为0.56 mW·h/cm³。

利用高导电性的氮化钛纳米线作为聚苯胺的生长基质，有效减少电极材料的电荷传输电阻，提升聚苯胺的超级电容储能性能。以碳纤维作为柔性基底，采用晶种辅助水热结合电化学聚合法制备了柔性聚苯胺/氮化钛纳米线电极材料（PANI/TiN），电极材料呈现高度有序的同轴核壳纳米线结构，且纳米线之间彼此分离，有利于电解液离子的传输，提升储能性能。电流密度为1 A/g时，比电容为403 F/g；电流密度从0.5 A/g增加到10.0 A/g时，比电容保持率为初始容量的53.4%，电流密度为5 A/g时，循环充放电1000次后PANI/TiN的电容保持率为79.1%，与PANI相比均有较大提升，表明PANI/TiN具有较好的电化学储能性质。以PANI/TiN电极材料为电极构建柔性全固态对称型超级电容器（PANI/TiN//PANI/TiN）考察其应用性。PANI/TiN//PANI/TiN柔性超级电容器在电流密度为1 A/g时，比电容可达100.2 F/g，且在不同角度弯曲后比电容无明显衰减。当功率密度为500 W/kg时，能量密度可达50.1 W·h/kg，且1个单元的该超级电容器可驱动红色（1.8 V）发光二极管，具有较为广阔的应用前景。

SiC纳米线具有吸波性能强、作用频带宽、密度低的优点，但是由于SiC较差的阻抗匹配条件和较低的电导率，影响了其吸波性能的进一步提高。为了调节SiC的电子结构，改善其电磁性能，以硅微粉、活性炭、La₂O₃粉末为原料通过碳热还原法在1600 ℃合成了La³⁺掺杂SiC纳米线。结果表明：掺杂La³⁺能够增大SiC纳米线的长径比和堆垛层错密度，增强其形成三维网状结构和界面极化的能力，其介电性能得到了提高。在2~18 GHz范围内，其介电实部由3.08~13.48（x=0）提升至3.33~19.75（x=1.0%），介电虚部由3.45~6.98（x=0）提升至5.03~11.56（x=1.0%）。同时La³⁺掺杂提高了SiC纳米线的电导率，增强了其电导损耗。由于SiC纳米线界面极化和电导损耗的同时增强，掺杂2.0%的La³⁺的SiC纳米线在厚度为2.0 mm时达到了最小反射损耗（R_L） -31.46 dB，有效吸收带宽（R_L<-10 dB）为7.18 GHz。通过第一性原理计算研究了SiC纳米线及La³⁺掺杂SiC纳米线的电子结构，结果表明，La³⁺掺杂后SiC纳米线的带隙减小，验证了其导电性的增强。La³⁺掺杂能够在引入掺杂元素的同时增大SiC纳米线的堆垛层错密度，克服了掺杂元素时堆垛层错密度降低的现象，为合成高吸波特性SiC纳米线提供了思路。

金属支撑型固体氧化物燃料电池极具应用前景，但缺少高性价比制备技术。采用高效率、低成本大气等离子喷涂（APS）在金属基体上制备了氧化钇稳定氧化锆（YSZ）电解质，研究加热基体条件下沉积粒子形貌与涂层结构间的联系，并评估电解质的力学性能和电池性能。结果表明：加热后的基体上，YSZ沉积粒子铺展充分，片层内存在微裂纹，导致结构中除未结合区域外还存在垂直裂纹，涂层孔隙率为7.16%，YSZ纳米压痕硬度和弹性模量分别为（13.0±1.0） GPa和（188.5±2.6） GPa。受电解质不致密的影响，APS沉积的YSZ单电池最高开路电压为0.97 V，致密度还需进一步提高，但电池输出性能可观，900 ℃峰功率密度为850 mW/cm²。随着设备迭代优化或结合后处理工艺，APS有望实现致密YSZ电解质的大规模低成本制备。

铜锌锡硫（Cu₂ZnSnS₄）在可见光范围内光吸收系数高且具有良好的载流子迁移率，使其在光催化领域表现出了较好的应用前景。然而在实际应用中，其光催化活性及催化稳定性还需进一步提升。以氯化锌、氯化锡、氯化铜、硫脲为水热反应前驱体，添加PEG400、OP10为表面活性剂，通过水热反应制备Cu₂ZnSnS₄（CZTS）纳米粉体；使用X射线衍射、Raman光谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段表征所制备铜锌锡硫材料微观结构，并研究在水热法制备过程中添加不同表面活性剂对所制备Cu₂ZnSnS₄纳米粉体的光学带隙和光催化性能的影响。结果表明：所制备铜锌锡硫材料均具有锌黄锡矿相结构；水热法制备铜锌锡硫纳米粉体反应前驱体中添加PEG400和OP10可有效调控铜锌锡硫纳米粉体的微观结构、化学元素计量比及光学带隙，进而改变纳米粉体的光催化性能。添加PEG400后制备得到Cu₂ZnSnS₄在50 min内光催化降解亚甲基蓝的降解率可达到95.7%，具有最优的光催化性能。减小光学带隙和提升结晶性是改善CZTS材料光催化活性及稳定性的有效途径，为提高Cu₂ZnSnS₄材料的光催化性能提供了新的思路。

柴油车尾气NO_x后处理技术对冷启动阶段NO_x净化效果较差，被动NO_x吸附剂（PNA）应运而生。分别采用等体积浸渍法和离子交换法将1% Pd负载于m（Si）/m（Al）为11.5的ZSM-5分子筛，获得Pd/ZSM-5 PNA材料。考察反应气氛（有无O₂和H₂O）对2种不同Pd负载方式PNA吸附-释放NO_x性能的影响。采用X射线衍射、N₂吸附-脱附曲线测定、透射电子显微镜、原位漫反射Fourier变换红外光谱和NH₃程序升温脱附手段，从Pd/ZSM-5结构性质，Pd物种形态和酸性质分析以上因素的影响作用机制，并进一步评价预处理气氛中O₂作用。结果表明：反应气和预处理气氛存在O₂及等体积浸渍法中存在更多NO活性吸附位点从而提高Pd/ZSM-5的NO吸附能力。此外，O₂促进NO_x低温（~200 ℃）释放，等体积浸渍法使释放温度降至430 ℃，有利于材料再生。H₂O抑制了NO吸附，但可提高NO_x高温释放能力。为设计高性能Pd/分子筛提供建议，具备高吸附-释放能力是开发高性能PNA的重要前提。

丝光沸石是二甲醚羰基化反应的高活性催化剂，通过对其酸中心进行调控是进一步提高其催化性能的有效方法。采用不同浓度的草酸溶液对丝光沸石进行了酸处理，通过X射线粉末衍射、N₂吸附-脱附、扫描电子显微镜、氨气-程序升温脱附、吡啶-红外等技术手段对草酸处理前后丝光沸石结构及酸中心的变化进行了表征。结果表明：草酸处理对丝光沸石的相对结晶度、晶型影响较小，但能够通过“蚀刻”或络合作用有效脱除部分酸中心，尤其是优先脱除十二元环孔道中的酸中心，同时能够在颗粒中制造出部分介孔、提升丝光沸石的介孔孔容。适当浓度的草酸处理能够有效提高丝光沸石的二甲醚羰基化反应活性，二甲醚转化率明显升高，乙酸甲酯选择性仅略有下降。草酸浓度过高时会脱除部分羰基化反应的活性中心，从而导致催化活性的降低。为丝光沸石的酸中心调控及其二甲醚羰基化反应活性的提高提供了简单有效的方法。

骨修复支架的成骨活性和力学性能对其使用效果至关重要。以具有良好力学性能的锌黄长石（Ca₂ZnSi₂O₇, HT）为基体，以Mg掺杂的生物可降解介孔生物活性玻璃（MBG）为涂层，制备Mg-M/HT多孔复合支架。研究Mg掺杂对复合支架微观结构和成骨活性的影响。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜和Fourier变换红外吸收光谱仪等手段对复合支架的物化性能进行表征。利用人骨髓间充质干细胞（hBMSCs）考察Mg掺杂对支架成骨活性的影响。结果表明：Mg掺杂虽然一定程度上降低了MBG的介孔有序度，但Mg-M/HT复合支架仍具有均匀有序的孔道结构。与MBG改性的HT生物支架（M/HT）相比，Mg-M/HT支架具有更高的细胞内黏着斑蛋白和整合素以及碱性磷酸酶、钙结节和骨钙素的表达量，表明Mg掺杂可促进M/HT支架的成骨细胞活性，在骨组织修复领域具有较好的应用潜力。

为揭示低铝硅比（质量比）条件下硫铝酸盐水泥熟料中低水化活性钙铝黄长石相（C₂AS）降低熟料质量的作用机制，固定铝硅质量比为2，通过改变煅烧温度及保温时间制备了一系列熟料。采用X射线衍射结合Rietveld方法和热重-差示扫描量热法，研究了C₂AS的演变过程。结果表明：950~1200 ℃范围内C₂AS主要由CaO、SiO₂以及Al₂O₃反应而来；当温度超过1200 ℃时，C₂AS主要由C₄A₃$分解出的CA及CaO与残留的SiO₂反应形成。反应动力学分析表明：超过1200 ℃时C₂AS的形成主要由Ca²⁺的扩散过程控制，其反应活化能为（305±20） kJ/mol。本研究为硫铝酸盐水泥熟料煅烧过程中低品位铝矾土的使用提供了理论指导。

二氧化硅（SiO₂）膜因其耐高温且孔径可调在分离纯化领域得到了广泛关注，但其表面的无定型结构导致渗透性与选择性相互制约，影响分离效果。以二氧化硅膜为基膜，金属有机框架材料（ZIF-8）对其进行修饰改性，制得SiO₂@ZIF-8复合膜，探究了ZIF-8合成条件、ZIF-8添加量及原料液温度对复合膜乙醇渗透汽化脱水性能的影响。结果表明：ZIF-8规则的孔道结构提供了额外的水分子传输通道，复合膜的渗透侧含水率可达99.5%，渗透通量提高至9.6 kg/（m²·h），分离因子为1973。采用Arrhenius方程对改性前后膜的渗透通量与温度的关系进行拟合，发现复合膜在渗透汽化过程中水分子的表观活化能更高，随着温度升高水通量增加的更快，分离效果更好。SiO₂@ZIF-8复合膜有效改善了无定型网状结构的缺陷，在渗透汽化有机溶剂脱水方面具有广阔的应用前景。

膜分离技术凭借其独特的优势，如能耗低、分离效率高和无相变等特点，在海水淡化和废水处理领域引起了广泛关注。以商品化的尼龙微孔滤膜为底膜，采用真空抽滤法将氧化石墨烯（GO）与多巴胺改性埃洛石（D-HNTs）的混合分散液抽滤成膜。通过测试复合薄膜的纯水通量、亲水性、截留性能等筛选出两者成膜的最佳比例，并进一步探索该复合薄膜在液体过滤方面的应用。结果表明：随着D-HNTs在复合薄膜中比例的不断增大，复合薄膜层间传输通道变大，其中，当GO与D-HNTs的质量比为6∶4时，GO成膜完整，在0.1 MPa的跨膜压，对甲基蓝的截留率为97.28%，纯水通量达到123.14 L/（m²·h）。此外，还以牛血清蛋白作为污染物进行3次循环污染实验，该复合薄膜的水通量恢复率能够达到96%以上，展现出优异的抗污性能。

为了探究CO气体分压对Cu催化合成一维碳化硅（SiC）形貌和数量的影响，以酚醛树脂为碳源、单质硅粉为硅源、酒石酸铜为催化剂前驱体，采用催化反应合成法制备出不同形貌的一维SiC。利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜对合成产物进行了表征分析，研究了催化剂、气氛和温度对合成一维SiC的影响。结果表明：酚醛树脂和硅粉在1400 ℃反应合成了蠕虫状的一维SiC。1200 ℃时，Cu催化酚醛树脂和硅粉分别在氩气气氛和CO气氛下合成了珠链结构和核壳结构的一维SiC。蠕虫状一维SiC的生长机理是气相CO与液相Si反应生成固相SiC的生长机制（V-L-S机制），珠链结构和核壳结构一维SiC的生长机理是气相SiO和CO直接反应生成固相SiC的生长机制（V-S机制）。研究结果为碳复合耐火材料中原位生成不同形貌一维SiC陶瓷增强相提供理论依据。

开发承载隔热一体化的隔热材料对高温工业节能减排具有重要的现实意义。以石英纤维针刺毡为增强体，硅溶胶为先驱体，采用先驱体浸渍热处理法制备了石英纤维增强二氧化硅基（SiO_2f/SiO₂）复合材料。研究了热处理温度（400~900 ℃）对SiO_2f/SiO₂复合材料的密度、气孔率、力学性能及热学性能的影响。采用X射线衍射和扫描电子显微镜表征复合材料的组成及微观形貌；采用顶杆法和瞬态热线法测定复合材料的热膨胀系数和热导率。结果表明：随着热处理温度的提高，试样的密度变化不大，显气孔率和力学强度整体呈先升高再降低的趋势。450 ℃热处理后的试样综合性能最佳，试样的三点弯曲强度为23.5 MPa，抗压强度为61.9 MPa，表现出明显的韧性断裂行为。在300~700 ℃之间，试样的热膨胀系数为0.564×10^-6/℃，热导率随温度升高而降低，在700 ℃时低至0.096 W/（m·K）。SiO_2f/SiO₂复合材料在承载隔热一体化应用方面有明显优势，有望满足热压烧结、有色冶金等行业的苛刻要求。

高温固体氧化物燃料电池（SOFC）的低温化对于解决材料的稳定性、提高系统运行寿命和降低电池成本具有重要的意义，已成为近几年的研发热点。在实现SOFC低温化方面，目前国内外研究学者提出了不同的解决策略。综述了低温固体氧化物燃料电池（LT-SOFC）中复合电解质的研究进展，其包括引入碳酸盐材料作为第二相进行复合，构建类熔融碳酸盐固体氧化物燃料电池；引入过渡金属氧化物材料作为第二相进行复合，制备单组分燃料电池消除电极与电解质界面电阻提高电池性能，尤其是全氧化物复合电解质提高电池稳定性策略；引入半导体材料复合进一步提升LT-SOFC的电化学性能等几个方面。最后阐述了通过制备新型纳米复合材料进一步提升电解质离子电导率，改善界面接触问题以及探索新的电极材料对LT-SOFC电化学性能的影响。

光催化还原CO₂是实现碳循环的一种绿色的、环保的能源转化方式，该方法可以有效的将CO₂气体转化为可再生燃料，缓解能源危机和全球变暖问题。综述了半导体复合材料光催化还原CO₂为可再生碳氢燃料的研究进展，介绍了光催化还原CO₂的反应条件和光催化机理，并对已报道的不同类型半导体复合光催化材料进行分类，如“单一半导体型”、“金属/非金属掺杂半导体型”、“半导体复合型”和“碳材料-半导体复合型”。评述了各种半导体复合光催化材料的优缺点及其光催化性能的影响因素。在此基础上，进一步展望了半导体复合光催化材料催化还原CO₂的发展前景。

为了满足军事国防领域对隐身技术的需求，解决5G时代广泛的电磁污染问题，各类型的碳基吸波材料异军突起。生物质衍生碳基材料相比传统碳基吸波材料，不仅提高了吸波性能，还具有轻质、低成本和可持续的优势。简要叙述了生物质碳材料的合成方法，系统地介绍了可食用和非食用2种生物质衍生材料在碳基复合吸波材料制备中的应用，综述了近几年来生物质衍生碳基复合材料在吸波领域的最新研究进展。重点分析了不同生物质衍生碳基复合材料的微观结构、微波吸收性能的差异，并概述了不同生物质衍生碳基复合材料吸波机理，最后讨论了具有高效微波吸收性能的生物质碳基复合吸波材料所面临的挑战，展望了其未来发展的方向。为从事生物质衍生吸波材料的科研工作者提供了较为全面的理论和应用知识背景，并有望进一步推进生物质衍生碳基复合吸波材料的发展及应用。