铌基低温电池关键材料研究进展

社会科技的进步也推动了锂电池技术快速发展。锂离子电池的性能受温度影响较大,在低温条件下工作时其性能衰减严重,因此,提高锂离子电池的低温性能成为研究热点。本文综述了基于铌基电极材料的低温锂离子电池近年的研究进展以及影响其低温性能的因素,从电极材料和电解液两个方面总结了改善锂离子电池低温性能的方法。电极材料方面主要介绍了铌基材料的晶体结构和电化学性质、烧结对于铌基材料结构及性能的影响、铌基材料的修饰改性研究以及含铌氧化物低温电化学性能,结果说明了铌基材料独特的赝电容结构能促进离子和电子传导,异质原子的掺杂及其他材料的复合能够使其结构更加稳定,带隙变窄,载流子密度增加,使倍率性能得到提高,从而提高了材料的低温性能;电解液方面从溶剂、添加剂以及锂盐三方面介绍了匹配铌基负极的低温电解液的研究进展,提出采用多元溶剂体系与多种添加剂协同作用可以改善电解液对锂离子电池低温性能的影响,并且大部分线性羧酸酯类溶剂熔、沸点较低,蒸气压较大,能有效改善电池的低温性能。本综述可为设计在低温下具有优异性能的锂离子电池负极材料提供指导。

离子液体阻燃剂研究进展

离子液体是一种新型的绿色环保材料,在绿色溶剂、萃取介质以及催化等领域广泛应用,在阻燃方面的应用也逐渐崭露头角。本文介绍了离子液体的类型,制备方法,阐述了离子液体应用于阻燃方面的可行性,综述了离子液体在阻燃领域的研究进展,并对离子液体在阻燃领域的应用前景进行展望。

磷酸铌催化应用的研究进展

酸性催化剂广泛应用于有机反应中,但是传统的液体酸催化剂具有毒性、腐蚀性、分离回收困难等缺点,在工业应用中具有一定的局限性,而固体酸催化剂具有无毒、无腐蚀、易分离等优点。与其他固体酸相比,磷酸铌具有高的热稳定性、耐水性、较高的比表面积、丰富的Lewis酸和Brønsted酸位点,在催化反应中显示出优异的催化活性。而且,由于磷酸铌可以作为载体负载其他金属,制备复合多功能催化剂,这对于开发用于生物质转化、精细化工等领域的环境友好型催化剂具有重要意义。介绍了磷酸铌类催化剂在催化应用中的研究进展,主要包括磷酸铌在脱水反应、酯化反应、氢解反应和烷基化反应中的应用,以及磷酸铌复合其他金属后在一些串联反应的应用。

锂箔预锂对高比能电池体系性能的影响研究

采用高温热平压工艺将超薄金属锂箔与高比容量硅氧负极进行预锂复合,研究不同预锂量(厚度)对首效的影响;搭配不同高镍正极材料体系,制备单层及10Ah级软包电池进行放大验证,并通过EIS阻抗测试、三电极电位分析和SEM-EDS、SS-NMR表征,研究预锂量(厚度)对首次放电容量和循环性能的影响。结果表明,搭配高镍Ni83与超高镍Ni90三元正极材料体系结果相一致,随着预锂量的增加,首次放电容量和首效明显增加,但循环性能随着预锂量的增加而逐步恶化。5μm锂箔预锂后综合性能提升最优,首效提升至93%,200次循环后容量保持率达到93.4%。双面预锂制备10Ah级软包电池,5μm锂箔预锂的首次充放电效率提升至90%以上,15 W恒功率放电表现出与对照组同等的倍率性能,比能量达到360Wh/kg。

复杂黄金废水深度净化与脱盐回用技术研究与实践

针对黄金湿法冶炼废水存在含盐量高,多种重金属、氨氮、氰化物和COD等超标造成环境污染严重,以及现有废水处理技术无法实现达标排放的问题,研发出一系列适用于黄金湿法冶炼废水深度处理与脱盐回用关键技术,包括污酸除杂及资源化、有价金属回收与重金属深度脱除、疏水膜回收氰、高级氧化去除有机物和电渗析脱盐等,进行多污染物协同控制及资源化的关键技术集成,建立黄金湿法冶炼废水多污染物协同控制及资源化工艺包,形成成套化技术与装备,并通过现场中试验证技术可行性,推动了该技术的产业化应用,可实现黄金湿法冶炼废水深度处理与近零排放。

基于H_(2)O_(2)的自燃离子液体研究进展

基于H_(2)O_(2)的自燃离子液体是目前绿色自燃推进剂领域的一个重要研究方向。本文对H_(2)O_(2)—离子液体的自燃体系进行了综述,富B-H类和硫氰酸阴离子类离子液体能与H_(2)O_(2)直接自燃,在加入碘铜酸盐等促进剂后达到更好的点火效果;此外二氰胺根阴离子类、二甲基硼磷酸根阴离子类和醋酸根阴离子类等离子液体不能与H_(2)O_(2)直接自燃,但加入促进剂后能达到良好点火效果。进一步介绍了各类自燃离子液体的合成方法和理化性质,提出基于H_(2)O_(2)—离子液体自燃推进剂的研究重点应着眼于以下三方面:更高能量密度离子液体的设计合成、高活性促进剂的研制开发以及强化点火的内在机制。

多重自交联水性丙烯酸树脂分散体的制备及性能研究

通过不饱和脂肪酸和N-(甲氧基甲基)丙烯酰胺(NMMA)与环氧树脂(EP-20)反应得到环氧酯,再将环氧酯与乙烯基类单体采用溶液聚合的方式共聚,制备出多重自交联水性丙烯酸树脂分散体。系统研究了环氧酯和甲基丙烯酸的含量,交联单体NMMA、乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯(AAEM)、β-明胶蛋白质、不饱和脂肪酸及制备工艺对树脂涂膜综合性能的影响。结果表明:多重自交联水性丙烯酸涂料具备优异的综合性能,表干时间为28 min,耐水性达14 d,硬度和附着力分别为3H和0级,还表现出良好的耐溶剂性。

层层自组装技术在智能表面材料中的应用进展

层层自组装作为一种纳米表面图案化技术,具有操作过程简单、实施成本低、结构动态可控、适用材料广泛等特点,其中动态可控表面微结构赋予了材料独特的理化性能,是智能材料领域研究的热点。该技术在生物医药、传感器、信息存储、膜分离等领域具有广阔的应用前景。综述了基于层层自组装技术的智能表面材料及其在不同领域的应用进展,并对其发展前景进行了展望。

硫酸钠制备碳酸氢钠过程中Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-CO_(2)-H_(2)O体系相平衡规律

Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-CO_(2)-H_(2)O体系相平衡规律的掌握,对硫酸钠高值利用制备碳酸氢钠过程的工艺优化有重要意义。本文采用等温溶解平衡法在101.3~1099.0kPa下303.15K、323.15K和343.15K时研究了Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-CO_(2)-H_(2)O体系以及其子体系Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-H_(2)O的液-固相平衡关系,并获得了Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-H_(2)O体系以及SO_(4)^(2-)、CO_(3)^(2-)和HCO_(3)^(-)在Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-CO_(2)-H_(2)O体系相平衡规律。研究结果表明,Na_(2)SO_(4)-NH_(3)-H_(2)O体系中氨对硫酸钠有强烈盐析作用,当温度低于305.55K时在氨的作用下,体系平衡固相以无水硫酸钠的形式存在。同时硫酸钠氨盐水溶液通入二氧化碳进行碳酸化可促进硫酸钠的溶解。低温、高压有利于促进硫酸钠氨盐水溶液的碳酸化,并提高硫酸钠向碳酸氢钠的转化率。

焦化尾水资源化回用集成工艺中试

为实现焦化尾水的资源化回用,开发了以预处理、压力-电驱动膜组合及双极膜电渗析技术为核心的集成工艺,并进行了中试研究。集成工艺中,化学软化和臭氧-双氧水复合氧化工艺用于去除原水中的硬度和反渗透浓水中的难降解有机物,纳滤工艺完成了一价离子与高价离子的分离,电渗析和双极膜电渗析工艺实现了焦化尾水的近零排放和酸碱资源再生。化学软化工艺对原水的硬度去除率可达64.2%;臭氧-双氧水复合氧化工艺对反渗透浓水的COD去除率可达35.0%;纳滤工艺的脱盐率可达30.2%,对氯离子、硫酸根、硬度和TOC去除率分别可达-6.8%、97.3%、78.4%和87.4%;双极膜电渗析工艺可得浓度均为2 mol/L以上的酸和碱,能耗为4.0 kW·h/kg。该集成工艺的水回用率大于90%,酸碱可短程循环利用。

1,3-二(2′-氨基亚乙基)-2-甲基咪唑溴盐与环氧树脂E-51的固化工艺

通过咪唑环上的季铵化反应,制备一种适用于环氧树脂的双氨基咪唑类离子液体固化剂1,3-二(2′-氨基亚乙基)-2-甲基咪唑溴盐(DAIL)。以环氧树脂E-51作为基体树脂,深入研究DAIL作为固化剂的固化工艺条件和固化物的性能。结果表明,DAIL可作为环氧树脂E-51的中温固化剂使用,二者的最佳质量比为DAIL∶E-51=20∶100,最佳固化温度范围为74~105℃,后固化温度为162℃,固化后的浇注体样条抗拉强度为159 MPa,弹性模量为2281 MPa,断裂伸长率为12.8%,热分解温度为424.4℃。DMA分析表明DAIL/E-51浇注体最大损耗因子tanδ为0.56,玻璃转化温度θg为83℃,对应的贮存模量E为290 MPa,交联密度为30149 mol·m^(-3)。该结果为高力学性能中温环氧树脂固化剂的使用提供了重要实验依据。

5-氯-2-戊酮与环丙基甲基酮物性及汽液相平衡

测定5-氯-2戊酮和环丙基甲基酮的物化性质:密度、黏度、摩尔体积、热膨胀系数和表面张力。测定5-氯-2-戊酮(1)+环丙基甲基酮(2)二元体系的汽液相平衡(VLE),并应用Aspen Plus V11中Van Laar方程、Wilson方程和NRTL方程对实验数据进行关联,回归得到二元交互参数。实验结果通过热力学一致性检查。该研究不仅补充了汽液相平衡数据库,也为5-氯-2-戊酮与环丙基甲基酮的分离提供热力学数据。

高能量长续航无人机电池的开发及制备

以高镍三元单晶和多晶颗粒为正极材料,制备出了3种体系的正极极片。负极材料采用高首效和低膨胀的硅氧颗粒,并制备成负极极片。通过软包电池叠片和注液工艺,制备成单体电芯。采用3种不同的化成工艺对单体电池进行激活,经过高温加压和阶梯式充电电流方式化成的电池,循环500周后容量保持率高达95.3%。最终制备的单体电池在常温2 C放电条件下表现出优异的电化学性能,放电容量为23 Ah,能量密度达到269 Wh/kg。在常温1 C/2 C循环1000次后,电池容量保持率达到88.3%。单体电池在高温柜放置7天后,电池的容量保持率达到95.7%,容量恢复率为97.4%。该电池还具有优异的放电倍率性能,以1 C放电容量为基准值,10 C的放电容量比达到了83.3%。按照国家标准,电池还顺利通过了严格的加热和外短路安全要求测试。此外,通过选用一致性更高的6块单体电池以串联的方式进行组装,成功制备出了无人机电池组。该电池组尺寸为81 mm×183 mm×71 mm,重量为1902 g,2 C放电能量密度为240 Wh/kg,可满足不同倍率下放电,使之能够在多种复杂工作条件下为无人机提供可靠的动力支持。

锂硫软包电池容量衰减的失效分析

采用原位与非原位相结合的方法,将锂硫软包电池循环失效的容量损失进行定量化分析,主要包括可逆容量损失和不可逆容量损失。根据表征实验拆分,可逆容量损失主要由电流极化、电解液缺失和电芯极片膨胀导致的容量损失组成,不可逆容量损失主要由负极沉积硫化锂、隔膜黏附多硫化锂和电解液溶解等容量损失组成。通过计算对比,造成锂硫软包电池循环失效的主要因素为锂金属负极的粉化和硫化锂的沉积(约占47%),其次为隔膜黏附多硫化物约25%。可针对造成循环失效的主要因素进行重点改善,提升锂硫电池的循环性能,推动实用化进程。

双蛋壳Ru纳米颗粒催化L-赖氨酸高效脱羧合成戊二胺

戊二胺是生物基尼龙56的核心单体,以廉价且产能过剩的L-赖氨酸为原料,通过一步多相催化脱羧合成戊二胺,实现绿色高值化利用。L-赖氨酸脱羧需在强酸体系下进行,提高Ru基催化剂稳定性是共性科学难题之一。采用原位水热合成方法,设计制备双蛋壳包裹的钌催化剂,首先利用FAU孔道实现Ru纳米颗粒的高分散,其次在外层原位生长硅壳silicate-1(S-1),提高催化剂在酸体系下的稳定性。表征结果显示,双蛋壳包裹的Ru/FAU@S-1催化剂外层硅元素明显富集。在戊二胺合成反应中,Ru/FAU@S-1催化活性很高,L-赖氨酸转化率高达81.5%,戊二胺选择性65.8%,循环使用5次后催化效果无明显下降,催化剂稳定性得到显著改善。

“放管服”背景下科研项目经费管理探索

本文通过分析“放管服”背景下科研项目经费管理的作用,发现“放管服”背景下科研项目经费管理存在的问题,探索了科研项目经费管理的改进和创新,对于提高科研项目经费管理的水平和质量具有重要的实践意义。“放管服”背景下科研项目经费管理的作用一、提高科研项目的财务管理水平科研项目经费管理应该遵循科学规范的经营管理标准,包含制订很明确的财务策略及计划、科学安排经费使用和开支及其不断完善的财务稽核和审计制度等。

黄金湿法冶炼含氰废水处理研究进展

黄金湿法冶炼产生的含氰废水成分复杂、含盐量高、污染物浓度高,因而处理难度大。综述了现有含氰废水的处理方法,根据生产实践中是否回收氰,分为氰化物的破坏与分离回收两类,并对比了不同方法的优缺点及应用现状。介绍了含氰废水处理的新工艺,主要包括多种方法的联合工艺及高效节能的新技术。针对含氰废水回用"零排放"的问题,简述了多工艺联合处理废水脱盐的方法进展。

离子液体法再生纤维素纤维制造技术及发展趋势

首先概述了再生纤维素纤维制造技术的发展历史,总结了以天然纤维素为原料的黏胶纤维、Lyocell纤维和离子液体纤维(Ioncell)及其技术发展现状。重点介绍了这三种再生纤维素纤维的性能、应用领域及市场前景,并比较了其生产工艺,包括纺丝原液的制备、纺丝工艺、溶剂回收等。与黏胶纤维相比,Lyocell纤维和Ioncell纤维在溶解纤维素及干喷湿纺纺丝方面具有独特的优势。进一步对该类技术的重点和难点,如纺丝原液的连续制备和溶剂的高效回收进行了分析。与Lyocell纤维使用的NMMO溶剂相比,Ioncell纤维使用的离子液体具有离子液体可设计等优点,可根据纤维素原料的不同来源,设计合成对纤维素具有更好的溶解能力而无降解特征且环境友好的离子液体溶剂,同时对温度、金属离子具有很好的稳定性,为发展新一代纤维素绿色制造技术提供了新途径。另外,对Ioncell纤维存在的问题也进行了详细的分析,提出了未来拟开展的重点研究方向和拟解决的关键难题。

离子液体基萃取体系用于卤水中锂分离的研究进展

近年来,锂电行业的迅猛发展,使锂资源,特别是卤水锂资源的开发利用受到了广泛关注。离子液体作为一种新型的绿色介质为优化升级传统溶剂萃取法卤水提锂带来了新机遇。本文首先简要回顾了离子液体基萃取体系用于卤水提锂的发展历程,重点阐述了离子液体萃取分离锂的行为与性能,详细讨论了萃取机理,并简单介绍了其他基于离子液体的锂分离技术。在此基础上进一步分析了离子液体基萃取体系存在的问题,提出深入开展离子液体基萃取体系用于盐湖锂分离的机理研究并开发新型离子液体萃取剂及萃取体系,建立和优化新型萃取工艺是未来的主要发展方向。本文期望为盐湖锂资源的绿色、高效开发提供借鉴与参考。

环氧化合物亲核开环反应过程强化研究进展

环氧化合物因其特殊环应变而具有显著的反应性,在酸或碱的催化下与许多亲核试剂进行开环反应,可用于制备各种合成中间体。环氧化合物开环反应的区域选择性和立体选择性是合成化学的核心课题。本文综述了环氧化合物亲核开环反应过程强化的国内外进展,从新材料(介质)强化、外场强化、过程装备强化等方面介绍了不同强化策略对环氧化合物亲核开环反应的影响,重点分析了新型多孔材料、金属氧化物、离子液体等几类材料对环氧化合物亲核开环反应的催化性能的影响,并指出了实际工业生产中环氧化合物亲核开环反应强化技术中依然存在转化率和选择性不高、反应能耗大的问题。提出建立基于环氧化合物开环反应特性的多种强化技术耦合的过程强化方法是今后的发展方向。