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石墨负极颗粒对锂离子电池容量衰减及SEI膜生长影响的模拟研究

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化工学报 2024年第1期75卷 366-376页

作者：闻文王慧艳周静红曹约强周兴贵华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237

以石墨为负极材料的锂离子电池在新能源领域应用广泛,但其长时间充放电循环后的容量衰减会显著缩短电池的使用寿命。负极表面固体电解质界面层(SEI)是影响电池循环寿命的主要因素之一,其生成反应除了受电解质组成和制备工艺影响外,还取... 详细信息

以石墨为负极材料的锂离子电池在新能源领域应用广泛,但其长时间充放电循环后的容量衰减会显著缩短电池的使用寿命。负极表面固体电解质界面层(SEI)是影响电池循环寿命的主要因素之一,其生成反应除了受电解质组成和制备工艺影响外,还取决于石墨负极材料的结构。基于SEI膜的生长动力学,构建了电池容量衰减模型,模拟计算了石墨负极颗粒粒径对于电池容量衰减及SEI膜生长过程的影响。结果表明,负极材料颗粒粒径越大,SEI膜厚增加速度越快,电池使用寿命显著降低;在充放电循环过程中,首次循环容量衰减速度最快,随着后期SEI膜厚的增加,老化速率减缓并趋于稳定;溶剂在SEI膜中的扩散系数和SEI层孔隙率的降低,会减缓电池容量衰减速度;溶剂通过SEI膜向内扩散至电极表面的步骤是SEI膜连续生长过程中的控速步骤。研究结果可为锂离子电池石墨电极涂层制备工艺优化提供基础知识及指导。

关键词：电化学锂离子电池数学模拟电极电解质界面石墨

催化剂制备方法对Ni-Ag/SiO催化草酸二甲酯加氢制乙醇酸甲酯性能的影响

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燃料化学学报(中英文) 2024年

作者：方笛罗祖伟曹约强周静红李伟华东理工大学化工学院华东理工大学化学工程联合国家重点实验室

本文采用均匀沉淀-浸渍和浸渍-浸渍两种分步法分别制备了Ni-Ag/SiO2-p和Ni-Ag/SiO2-i两种Ni-Ag双金属催化剂，用于催化草酸二甲酯(DMO)选择性加氢制乙醇酸甲酯(MG)。利用X射线衍射、红外光谱、透射电镜、N2物理吸附、程序升温脱附实验和... 详细信息

本文采用均匀沉淀-浸渍和浸渍-浸渍两种分步法分别制备了Ni-Ag/SiO2-p和Ni-Ag/SiO2-i两种Ni-Ag双金属催化剂，用于催化草酸二甲酯(DMO)选择性加氢制乙醇酸甲酯(MG)。利用X射线衍射、红外光谱、透射电镜、N2物理吸附、程序升温脱附实验和X射线光电子能谱表征技术对两种催化剂进行了系统的表征和结构解析，发现催化剂的制备方法对双金属催化剂的结构和性能有着重要影响，Ni-Ag/SiO2-p催化剂中由于层状硅酸镍结构的存在，Ag、Ni活性物种的金属分散度相比于Ni-Ag/SiO2-i催化剂更高，这促进了反应物H2和DMO的吸附与活化；催化剂性能评价结果表明均匀沉淀-浸渍法制备的Ag负载量仅为0.48%的Ni-Ag/SiO2-p催化剂显著提升了DMO加氢活性，在220℃、2.0 MPa、液时空速0.5h-1、氢酯比50的条件下，DMO转化率和MG选择性达到了99.1%和87.6%。研究结果可为设计和优化DMO加氢制MG催化剂提供一定借鉴。

关键词：草酸二甲酯加氢催化剂制备乙醇酸甲酯

Ag/SiO催化草酸酯加氢制乙醇酸甲酯的床层-颗粒双尺度耦合模拟研究

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化工学报 2024年

作者：何传超周静红曹约强施尧周兴贵华东理工大学化学工程联合国家重点实验室华东理工大学化学工程联合国家重点实验室

草酸二甲酯（DMO）选择性加氢制乙醇酸甲酯（MG）过程中由于目标产物为串联加氢反应的中间产物，催化剂颗粒尺度以及床层尺度的传递过程对于催化性能具有显著影响，因此颗粒催化剂的结构设计对于其工业应用极为重要。本文首先通过实验... 详细信息

草酸二甲酯（DMO）选择性加氢制乙醇酸甲酯（MG）过程中由于目标产物为串联加氢反应的中间产物，催化剂颗粒尺度以及床层尺度的传递过程对于催化性能具有显著影响，因此颗粒催化剂的结构设计对于其工业应用极为重要。本文首先通过实验获取了Ag/SiO2催化DMO加氢制MG的动力学方程，在此基础上构建了床层-颗粒双尺度耦合的二维反应器模型，从床层尺度与颗粒尺度描述DMO加氢过程的传递与反应过程，考察了颗粒催化剂内活性组分的宏观分布对其在单管反应器内催化性能的影响。模拟计算结果表明，采用均匀型催化剂的反应器中存在着严重的MG过度加氢问题，采用蛋壳型催化剂则能够有效抑制过度加氢产物乙二醇的生成，提升MG的收率，且能够减少活性组分用量，显著提高DMO加氢制MG工艺的经济效益。研究结果可为DMO加氢制MG工业催化剂的结构设计和制备提供基础知识和指导。

关键词：草酸二甲酯加氢动力学双尺度模型蛋壳型催化剂数值模拟

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打非治违

安全生产与监督 2024年第2期 57-59页

作者：曾航满周静红无龙婵蒙祖新曾国耘肖安范先鑫不详融水苗族自治县应急管理局容县应急管理局北海市应急管理局

近期,贵港市应急管理部门深入开展烟花爆竹“打非治违”行动,严格打击无证经营、超量存储、超范围经营、经营超标违禁产品、“下店上宅”等违法行为,为全市人民过上一个安乐祥和的春节保驾护航。期间,全市各级应急管理部门共检查烟花爆... 详细信息

近期,贵港市应急管理部门深入开展烟花爆竹“打非治违”行动,严格打击无证经营、超量存储、超范围经营、经营超标违禁产品、“下店上宅”等违法行为,为全市人民过上一个安乐祥和的春节保驾护航。期间,全市各级应急管理部门共检查烟花爆竹批发企业90家(次)、烟花爆竹零售店1000余家(次),发现问题隐患300余项,对违法违规单位处罚13次,罚款20余万元,没收非法产品1415件。

关键词：烟花爆竹无证经营应急管理违法违规批发企业贵港市问题隐患保驾护航

铜催化草酸二甲酯加氢副产物1,2-丙二醇生成机理的DFT研究

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燃料化学学报(中英文) 2023年

作者：伦国栋严伟琦周静红朱贻安李伟华东理工大学化学工程联合国家重点实验室华东理工大学化工学院

利用密度泛函理论对Cu(111)及Cu2O(111)表面上草酸二甲酯加氢副产物1,2-丙二醇(1,2-PDO)的生成机理进行了探究，阐明了铜催化剂的主要活性位点及1,2-PDO生成的主要路径。分别计算了两种表面上1,2-PDO生成的不同反应路径基元步骤的热力... 详细信息

利用密度泛函理论对Cu(111)及Cu2O(111)表面上草酸二甲酯加氢副产物1,2-丙二醇(1,2-PDO)的生成机理进行了探究，阐明了铜催化剂的主要活性位点及1,2-PDO生成的主要路径。分别计算了两种表面上1,2-PDO生成的不同反应路径基元步骤的热力学数据及涉及物种的吸附行为，并进行了局域态密度以及差分电荷密度分析。计算结果表明1,2-PDO主要由乙二醇及甲醇于Cu2O(111)表面通过Guerbet醇缩合反应生成，具体包括醇类脱氢、羟醛缩合、不饱和醛加氢三个过程。Cu2O(111)表面Cuus+及Osuf-位点形成的Lewis酸碱对能够促进反应物、产物及反应中间体的吸附且对于1,2-PDO生成过程的整体催化活性更高。Cu2O(111)表面的Osuf-位点是醇类脱氢生成醛、羟醛缩合过程中生成烯醇物种以及不饱和醛类中间体加氢的主要活性中心，而C-C偶联反应则发生在Cuus+金属位点上。论文研究结果可以为铜催化剂设计和改性以及草酸酯加氢工艺的优化提供理论指导。

关键词：草酸二甲酯加氢 Cu催化剂 1 2-丙二醇密度泛函理论反应机理

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锂离子电池正极涂层孔隙结构优化的数值模拟

化工学报 2022年第1期73卷 376-383页

作者：王慧艳陈怡沁周静红曹约强周兴贵华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237

以磷酸铁锂(LFP)为正极材料的锂离子电池在电子产品、电动汽车等领域应用广泛,但其能量密度仍有待提升以进一步满足不同场景应用需求。锂离子在正极孔隙电解液中的扩散过程是LFP锂离子电池性能的控制因素之一,通过优化电极孔隙结构可以... 详细信息

以磷酸铁锂(LFP)为正极材料的锂离子电池在电子产品、电动汽车等领域应用广泛,但其能量密度仍有待提升以进一步满足不同场景应用需求。锂离子在正极孔隙电解液中的扩散过程是LFP锂离子电池性能的控制因素之一,通过优化电极孔隙结构可以在一定程度上减小锂离子在电解质中的扩散阻力进而提升能量密度。采用准二维模型描述电池内部的传质电化学过程,考察了当锂离子电池正极孔隙存在梯度分布后对锂离子电池能量密度的影响及作用机理。通过对比孔隙率均匀分布和梯度分布的电池模拟结果,发现孔隙率的梯度分布能提高单位活性材料的利用率,提升电解质通量和电极活性材料的嵌锂量,从而增加电池能量密度。随着电极厚度的增加,孔隙率分布的梯度越大,对能量密度的提升效果越显著,研究结果对于厚电极涂层的制备工艺具有重要意义。

关键词：锂离子电池数学模拟孔隙结构梯度分布能量密度

基于专科院校中德双元“课岗赛证”的研究与实践

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中国科技经济新闻数据库教育 2023年第10期 0026-0031页

作者：周静红苏州健雄职业技术学院江苏太仓215411

中德双元 “课岗赛证”是一种具有国际化背景的专科院校教学模式,该模式以德国的职业教育培训模式为基础,融合中国专科院校的教育特点,旨在培养适应国内外市场需求的高素质技能型人才。本研究通过对中德双元 “课岗赛证”模式的调研和... 详细信息

中德双元 “课岗赛证”是一种具有国际化背景的专科院校教学模式,该模式以德国的职业教育培训模式为基础,融合中国专科院校的教育特点,旨在培养适应国内外市场需求的高素质技能型人才。本研究通过对中德双元 “课岗赛证”模式的调研和实践案例的分析,对其实施情况、效果评价以及存在的问题进行研究,旨在探讨中德双元“课岗赛证”在专科院校教育中的应用和推广。

关键词：中德双元课岗赛证专科院校教学模式教育应用

液相还原温度对草酸酯加氢制乙醇酸甲酯银硅催化剂性能的影响

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化工学报 2022年第1期73卷 232-240页

作者：董桂霖罗祖伟曹约强周静红李伟周兴贵华东理工大学化工学院上海200237 华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237

以表面氨基功能化修饰的介孔二氧化硅纳米微球(AS)为载体,乙醇为还原剂,通过调变前体AgNO_(3)的还原温度,制得了四种不同银催化剂(Ag/AS),结合催化剂表征技术和催化性能研究,探讨了液相还原温度对银硅催化剂上草酸二甲酯(DMO)加氢制乙... 详细信息

以表面氨基功能化修饰的介孔二氧化硅纳米微球(AS)为载体,乙醇为还原剂,通过调变前体AgNO_(3)的还原温度,制得了四种不同银催化剂(Ag/AS),结合催化剂表征技术和催化性能研究,探讨了液相还原温度对银硅催化剂上草酸二甲酯(DMO)加氢制乙醇酸甲酯(MG)反应性能的影响规律。X射线衍射、氮气物理吸附、透射电镜、X射线光电子能谱等研究结果表明,Ag/AS催化剂随着还原温度的升高Ag颗粒的平均粒径呈指数型增大,对应的表面Ag原子配位数也随之增大。DMO吸附的原位红外光谱和DMO程序升温脱附实验表明,还原温度升高引起的表面原子配位数的增大,减弱了DMO在催化剂上的吸附进而降低了DMO加氢制MG的活性。

关键词：草酸二甲酯加氢乙醇酸甲酯催化剂还原温度活性

石墨负极颗粒对锂离子电池容量衰减及SEI膜生长影响的模拟研究

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化工学报 2023年

作者：闻文王慧艳周静红曹约强周兴贵华东理工大学化学工程联合国家重点实验室

以石墨为负极材料的锂离子电池在新能源领域应用广泛，但其长时间充放电循环后的容量衰减会显著缩短电池的使用寿命。负极表面固体电解质界面层（SEI）是影响电池循环寿命的主要因素之一，其生成反应除了受电解质组成和制备工艺影响外... 详细信息

以石墨为负极材料的锂离子电池在新能源领域应用广泛，但其长时间充放电循环后的容量衰减会显著缩短电池的使用寿命。负极表面固体电解质界面层（SEI）是影响电池循环寿命的主要因素之一，其生成反应除了受电解质组成和制备工艺影响外，还取决于石墨负极材料的结构。本文基于SEI膜的生长动力学，构建了电池容量衰减模型，模拟计算了石墨负极颗粒粒径对于电池容量衰减及SEI膜生长过程的影响。结果表明，负极材料颗粒粒径越大，SEI膜厚增加速度越快，电池使用寿命显著降低；在充放电循环过程中，首次循环容量衰减速度最快，随着后期SEI膜厚的增加，老化速率减缓并趋于稳定；溶剂在SEI膜中的扩散系数和SEI层孔隙率的降低，会减缓电池容量衰减速度；溶剂通过SEI膜向内扩散至电极表面的步骤是SEI膜连续生长过程中的控速步骤。研究结果为锂离子电池石墨电极涂层制备工艺优化提供了基础知识及指导。

关键词：电化学锂离子电池数学模拟电极电解质界面石墨