核壳结构Co_(3)O_(4)@MnOx整体式催化剂的碳烟催化燃烧性能

采用两步水热法在泡沫镍基底上合成了具有纳米棒形貌的Co_(3)O_(4)@MnOx整体式催化剂,通过X射线衍射、X射线能谱分析、氢气-程序升温还原、X射线光电子能谱、拉曼光谱和碳烟-程序升温还原等手段对催化剂进行表征,在微型固定床反应器上评价了其催化碳烟燃烧性能,通过等温动力学实验探究了催化剂的本征活性。结果表明,Co_(3)O_(4)@MnOx催化剂呈现了以Co_(3)O_(4)为核、以MnOx为壳的核壳结构。与催化剂Co-NW相比,Co_(3)O_(4)@MnOx催化剂中Co_(3)O_(4)与MnOx之间的相互作用使其表面产生了更多高价物种Mn^(4+)和Mn^(3+)以及更多的表面氧空位,其氧化还原性能提高,催化剂的活性氧物种数量增加了两倍,催化性能得到改善,在NO存在的反应气氛中使碳烟起燃温度降低148℃。此外,相比催化剂CoNW,Co_(3)O_(4)@MnOx催化剂使碳烟燃烧反应的活化能从113.6 kJ/mol降低至102.2 kJ/mol,催化剂的本征活性提高了两倍。

丙基碘化铵掺杂制备稳定高效的FAPbI_(3)钙钛矿太阳能电池

黑色的α相甲脒铅碘(α-FAPbI_(3))由于其出色的光电性质在光伏领域受到广泛关注。然而,α-FAPbI_(3)在室温下容易转变为没有光学活性的黄色相(δ-FAPbI_(3)),降低器件的光伏性能和稳定性。通过在FAPbI_(3)前驱液中掺杂丙基碘化铵(PAI),在空气气氛下制备纯α-FAPbI_(3)薄膜。研究发现,PAI掺杂可以抑制α-FAPbI_(3)的相转变而不改变其光学带隙。同时,PAI掺杂后的FAPbI_(3)薄膜的晶体质量、器件光伏性能和稳定性均得到显著提升。掺杂1.0%(摩尔分数)PAI的FAPbI_(3)钙钛矿电池,其光电转换效率达到22.6%。结果表明PAI掺杂是提高α-FAPbI_(3)钙钛矿电池光伏性能和稳定性的一种有效策略。

连续微流体在光聚合制备聚合物颗粒中的应用进展

光聚合以其对环境友好、反应条件温和、适应性广、成本低等优点备受关注。连续微流体在光聚合中的应用有助于提高反应效率并实现聚合的高度控制。连续微流体在光聚合制备聚合物颗粒中的优点包括可重复性高、合成精度高、能控制聚合物的粒径、多分散性和内部结构。在这篇综述中,总结了连续微流体在光聚合合成纳米颗粒中的应用,其中包括单相微流体光聚合和多相微流体光聚合,具有各种形态的聚合物颗粒的形成机理以及典型实例。

丝素蛋白复合膜材料及其应用研究进展

介绍了丝素蛋白与天然大分子、碳纳米材料、合成聚合物、纳米金属及金属氧化物等材料复合制备丝素蛋白复合膜的方法、性能,总结和分析了丝素蛋白复合膜在生物医药、光电领域和化工分离方面的应用。在此基础上,指出了未来丝素蛋白复合膜的进一步应用研究方向,除了继续在生物医药领域的应用之外,丝素蛋白复合膜材料在光电领域具有很大潜力,同时未来在化工分离领域也有很好的发展前景。

水飞蓟宾与水杨酸、丁香酸、水杨酰胺的共晶

水飞蓟宾在水和脂质介质中溶解性较差,生物利用度低,而药物共晶给药技术可在不改变药物药效的前提下提高药物溶解度、溶出速率、生物利用度和稳定性等理化性质。采用溶剂蒸发法在不同溶剂中成功制备出水飞蓟宾-水杨酸、水飞蓟宾-丁香酸、水飞蓟宾-水杨酰胺3种共晶。通过X-射线衍射、傅里叶变换红外光耦等表征手段确定了共晶的形成,且对3种共晶进行溶解度测定,结果表明3种共晶增加了水飞蓟宾在水中的溶解度。

缚酸剂对合成抗氧剂3052的影响

文献中合成2-(2-羟基-3-叔丁基-5-甲基苄基)-4-甲基-6-叔丁基苯基丙烯酸酯(抗氧剂3052)使用的缚酸剂大多为三乙胺,但三乙胺作为缚酸剂时,不仅会和丙烯酰氯发生络合反应,造成丙烯酰氯失活,而且碱性较强,会导致产物进一步发生酯化反应生成丙烯酸双酯等副产物。通过对不同的缚酸剂进行筛选,并对实验条件进行优化,结果表明:吡啶、Na_(2)CO_(3)和三乙胺相结合作为混合缚酸剂,大大地减少了副产物的产生,原料的选择性均在97%以上,产率可达80%,将合成得到的3052样品添加到ABS树脂生产中,色差值ΔE小于2.0,达到行业的合格标准。

分子添加剂和材料表面改性调控病理矿化的研究进展

当生物体内环境偏离正常范围,或调控矿化过程的大分子无法发挥功能时,过饱和的矿物质在组织表面成核并生长,或从体液中析出并附着组织表面,引发炎症、生理组织功能损坏和血管、尿管等堵塞。医疗长期植入物如何获得生物组织甚至超越生物组织的抗污染、抗结垢能力需要被重视。以上问题的解决亟需结晶热力学和界面晶体工程的研究,具有化学工程、材料科学和医学学科交叉的特点。本论文从改变体液环境和植入材料表面改性调控结晶的思路出发,介绍了病理性矿化机制,综述了病理矿化诱发的几种重要结石疾病的结晶调控方法,重点阐述了能够抑制病理矿化的小分子、大分子、纳米颗粒和聚合物表面抑制结晶机制以及设计开发策略。最后,总结了抑制病理矿化领域的主要问题,对抑制剂分子开发和生物防垢表面设计的发展提出展望。

水系锌离子电池有机正极材料的最新进展

绿色可持续发展扩大了社会对储能系统的需求,特别是可充电电池系统。与其他电池系统相比,水系锌离子电池(AZIBs)以其固有的安全性、低成本等特点得到了人们的广泛关注。然而,以过渡金属元素为基础的传统正极材料也已经不能满足其绿色发展的需求。有机化合物因其资源可再生性、环境友好性和结构多样性已成为锌离子电池正极材料的研究热点。综述了具有不同储锌机理的有机正极材料的最新研究进展,包括导电聚合物、羰基化合物、亚胺化合物、氮氧自由基化合物、COFs/MOFs材料和三苯胺衍生物等材料,并且对有机正极材料的未来发展前景做了进一步的展望。

甲氧基修饰平面化三苯胺电子给体的合成与性能研究

以2-氨基苯甲酸甲酯为原料,经过Ullmann反应、亲核加成等反应,合成了一种甲氧基修饰的平面化三苯胺电子给体CMo,通过1H NMR确定结构的正确性。与常见电子给体三苯胺TPA、吲哚啉YD作对比,紫外吸收光谱显示,CMo的最大吸收波长为304 nm,相比YD(298 nm)和TPA(297 nm)发生了红移,且最大吸收峰随极性的增强变化率大,表明CMo可离域化程度很大,给电子能力更好;循环伏安测试表明,CMo的HOMO能级(-5.21 eV)和LUMO能级(-1.48 eV)都高于YD(-5.38 eV、-1.70 eV)和TPA(-5.53 eV、-1.79 eV),可以作为新的电子给体材料应用于有机光电器件中。

基于低共熔溶剂离子凝胶在储能方面的研究进展

随着能源危机和环境污染问题的日益突显,人们对绿色、高效的储能器件的需求越来越迫切。在储能器件中选用环保安全、易于合成的绿色材料十分关键。低共熔溶剂(Deep eutectic solvent, DES)因其不易燃、不易挥发、成本低廉和可生物降解,常被用做离子凝胶的塑化剂。基于低共熔溶剂的离子凝胶由低共熔溶剂和凝胶剂(线性聚合物、聚合物网络和超分子网络等)2部分组成。其制备简单,具有的物化性能符合绿色化学的需求;另外兼有低共熔溶剂和凝胶剂的特性,可具有不同的功能(离子导电性、pH值相应性和自愈合性能等)。最后总结了基于低共熔溶剂离子凝胶在储能方面的实际应用,并对其未来发展前景进行了展望。

铵根离子预嵌入对二氧化锰正极材料放电行为的影响

为了缓解锰基正极材料在水系锌离子电池充放电过程中引起的结构塌陷,预嵌入分子和离子是一种有效的解决手段。通过简单的水热法,将与锌离子半径相近的铵根离子(NH_(4)^(+))预嵌入α-MnO_(2)材料中,制备了一种水系锌离子电池正极材料(NMnO_(2))。铵根离子的预嵌入稳固了锰基材料的宿主结构,降低了电化学过程中的电荷转移势垒,进而提高了正极材料的反应动力学。结果表明:所组装的锌离子电池在电流密度0.5 A/g下的初始比容量达到304.1 mA·h/g,充放电循环1000次后容量保持率为77.7%;在1 A/g下的电流密度下初始比容量为183.5 mA·h/g,经过2000次循环后,电池比容量仍然达到138.7 mA·h/g,容量保持率为75.5%。此外,等效模拟电路的计算和CV曲线测试结果表明,扩散作用和赝电容行为的共同作用机制有效地提升了锌离子电池的倍率性能。

含氮配体改性钯催化乙炔氢氯化研究

针对乙炔氢氯化钯基催化剂稳定性较差的问题,通过简易湿法浸渍法制备了含氮配体改性的新型钯基催化剂。在配体添加量为10%,温度160℃,乙炔空速720 h^(-1),氯化氢与乙炔流量比值为1.2时,转化率高达99%,且20 h后只下降了5%。TEM结果证明钯在催化剂中高度分散,XPS结果证明配体的引入可以减少钯物种在反应过程中的还原。TG、ICP-OES和BET结果证明配体的引入显著降低积碳,并抑制Pd物种的流失。基于前线轨道理论分析,配体的引入增强了对氯化氢的吸附和活化,并且降低了电子从钯向氯化氢转移过程中的能量差,有效促进了乙炔氢氯化反应的进行。

有机共晶工程策略在农用化学品缓释中的应用

农用化学品(包括农药、精油以及化肥等)对于促进现代农业以及公共卫生的快速发展具有至关重要的意义。然而,由于脱靶行为(如漂移、浸出以及地表径流等)所造成的损失可能会严重降低其功效。缓释技术可以通过降低农用化学品(主要包括农药及化肥)的环境损失以使其在较长的时间内维持有效浓度,从而减少或避免了重复施用所带来的环境问题和经济问题。有机共晶工程作为一种有效的改善释放速率的策略,已被广泛应用于农药领域。首先介绍了有机共晶工程的概念,并进一步重点回顾了有机共晶工程在农用化学品缓释中的应用,最后针对于有机共晶工程策略在绿色农业发展中的前景和挑战进行了讨论。

含有氨基化氧化石墨烯量子点中间层的反渗透膜的制备与性能研究

为了提高反渗透膜的分离性能,同时解决纳米材料在RO膜中分散性差、稳定性差的问题,首先在相转化法制备的聚砜(PSf)/聚酰亚胺(PI)共混超滤膜表面沉积氨基化氧化石墨烯量子点(af-GQDs)纳米材料制得af-GQDs中间层。af-GQDs表面的氨基通过共价键与基膜中的PI连接,使af-GQDs中间层更加牢固地与基膜结合在一起。同时,共价键作用有效改善了af-GQDs在基膜表面的分散性。随后,通过间苯二胺(MPD)与均苯三甲酰氯(TMC)的界面聚合反应在af-GQDs中间层表面构筑了聚酰胺分离层。在界面聚合的过程中,af-GQDs中间层通过氢键作用调控水相单体MPD向界面聚合反应区域中的扩散速率,进而提高了反渗透(RO)膜的分离性能。测试结果表明,最优的反渗透(RO)膜在1.0 MPa的操作条件下,对2 000 mg·L^(-1)NaCl溶液的水渗透率为20.9 L·m^(-2)·h^(-1)·MPa-1,NaCl截留率为98.9%。同时,所制备的含有af-GQDs中间层的反渗透膜具有较好的耐污染性能以及长期稳定性能。

零排放形势下热电厂脱硫废水处理进展及展望

针对国内愈益严格的环保政策及逐渐深入的零排放形势,结合脱硫废水的水质和主要问题,综述了热电厂脱硫废水的传统处理工艺和零排放工艺的研究与应用现状。脱硫废水具有高悬浮物、高盐、水质复杂、波动大等特征,传统处理工艺主要存在效果不稳定、产水不达标、结垢腐蚀严重和浓盐水排放问题。简述了脱硫废水传统处理工艺及其改进工艺的研究与应用现状,指出其在零排放形势下已不满足处理要求,而逐渐转换为预处理工艺。重点论述了零排放组合工艺的预处理、重金属去除、浓缩减量和盐结晶固化单元工艺的研究与进展,总结了目前脱硫废水零排放技术的发展进程,并分析总结了若干典型应用案例,指出"膜分离+蒸发结晶"组合工艺将会成为深度处理与零排放的关键工艺。零排放是未来热电厂脱硫废水处理的主要途径,亟需加快新材料、新装备、新工艺等在脱硫废水零排放的工业化应用进程。

Cu/CHA NH3-SCR催化剂硫中毒及再生研究进展

柴油车NOx排放成为我国空气治理的核心之一。铜基菱沸石型小孔分子筛催化剂(Cu/CHA)因其低温高活性、高N2选择性、宽温度窗口和优异的水热稳定性已成为新一代柴油车脱硝催化剂首选。然而Cu/CHA催化剂在使用过程中易受硫氧化物影响,使其低温NOx性能大幅下降限制其高效利用。针对以上问题,在综述了Cu/CHA催化剂NH3-SCR反应活性中心及微观反应机理研究现状的基础上,总结了Cu/CHA催化剂NH3-SCR反应的硫中毒进展,重点阐述了硫氧化物影响下,Cu/CHA催化剂活性中心、骨架及活性变化间的内在规律;同时归纳了Cu/CHA硫中毒后相关再生方法及其研究进展,能够为Cu/CHA催化剂进一步高效利用提供可靠依据及研究方向。

氨对平板显示玻璃窑炉烟尘性质的影响

通过平板显示玻璃窑炉烟气脱硝除尘装置,考察氨组分对烟尘析出温度、含水量及烟尘性质的影响规律。结果表明,烟尘析出温度随着烟气中氨浓度的增加而提高,烟尘含水量也明显增大,平均含水量约为7%~8%。通过扫描电镜和粒度分布仪表征,烟气中氨710 mg·Nm-3时,与无氨烟气比较,烟尘中出现氧化硼氨水合物,烟尘颗粒出现积聚现象,粒径明显增大,有利于烟尘的脱除。

水基锌离子电池钒基正极材料研究进展

锂离子电池现已得到广泛应用,但锂和钴资源的储量以及价格限制了锂离子电池的进一步发展。水系锌离子电池因其具有原材料储量丰富、价格低廉、环保等优点受到越来越多的关注,但正极材料稀少限制了其实际应用。而具有分层、三维开孔或快速离子导体结构的钒基材料是锌离子电池最有前景的正极材料。详细介绍了钒的氧化物、钒酸盐、磷酸钒盐、硫化钒以及其钒基材料在锌离子电池领域的应用,并对其未来发展进行了展望。

特殊形貌光催化剂的研究进展

光催化技术是将太阳能转化为化学能的一种非常有效的能源转化方式,是解决能源危机和环境污染问题的一种重要方法。一些特殊形貌的光催化剂具有比表面积大、光生电子-空穴对复合率低及光能利用率高等优点。总结了不同形貌光催化剂(纳米线、纳米棒、纳米管、纳米片、核壳结构)的合成策略和光催化性能。经过对比后发现,利用水热法可以制备出多种特殊形貌的光催化剂,且所制备的光催化剂的催化性能优异。光催化剂的特殊形貌对其光催化性能提升的原因包括以下2个方面:1)可以提供更多的反应活性位点;2)提高光生电子-空穴对的分离效率。最后还提出了开发特殊形貌光催化剂的研究方向。

锰铈相互作用对催化碳烟燃烧性能的影响

采用等体积浸渍法制备HZSM-5分子筛负载Mn(9Mn/Z),Ce(9Ce/Z)和同时负载Mn、Ce(4.5Mn4.5Ce/Z)催化剂,并考察了它们的催化碳烟颗粒燃烧的性能。结果表明,同时负载Mn、Ce的催化剂(4.5Mn4.5Ce/Z)具有更好的催化碳烟燃烧的活性,碳烟转化率为50%时所对应的温度(T50)为400℃,低于9Mn/Z(T50=414℃)和9Ce/Z(T50=447℃)催化剂。相比于纯碳烟的燃烧,T50降低了128℃。通过氢气程序升温还原(H2-TPR)测试,相比较催化剂9Mn/Z和9Ce/Z,催化剂4.5Mn4.5Ce/Z中混合氧化物的氢气的还原温度向低温方向产生了偏移,具有更好的氧化还原性,说明Mn Ox和Ce O2产生了一定的相互作用;X射线光电子能谱(XPS)测试表明,样品4.5Mn4.5Ce/Z具有更多的表面化学吸附氧物种,这些氧物种有助于碳烟氧化燃烧,因而表现出较高的催化碳烟燃烧活性。