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还原氧化石墨烯-二氧化硅复合气凝胶的合成与性能

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高校化学工程学报 2023年第5期37卷 824-831页

作者：连文贤刘玮欣银波张洁刘兴平唐韶坤天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室天津300072 新特能源股份有限公司新疆乌鲁木齐831499

针对传统二氧化硅气凝胶在实际应用中存在的强度低、易吸水、各项性能难以兼顾等问题,以乙二胺(EDA)还原改性的氧化石墨烯气凝胶作为增强材料,以六甲基二硅氮烷(HMDS)作为疏水改性剂,以四乙氧基硅烷(TEOS)作为硅源,将二氧化硅前驱体溶... 详细信息

针对传统二氧化硅气凝胶在实际应用中存在的强度低、易吸水、各项性能难以兼顾等问题,以乙二胺(EDA)还原改性的氧化石墨烯气凝胶作为增强材料,以六甲基二硅氮烷(HMDS)作为疏水改性剂,以四乙氧基硅烷(TEOS)作为硅源,将二氧化硅前驱体溶液浸渍到还原氧化石墨烯气凝胶(rGOA)中,通过溶胶-凝胶法进而冷冻干燥获得还原氧化石墨烯-二氧化硅复合气凝胶(rGOSA)。考察rGOA负载量对rGOSA的微观结构及其物化性能等的影响。结果表明:rGOSA表现出更强的热稳定性和疏水性,具有良好的机械性能和隔热性能。热分解温度高达400℃,水接触角高达143°,应变50%时的抗压强度为0.328 MPa,导热系数低至0.0390W·(m·K)^(-1)(30℃)。

关键词：二氧化硅气凝胶还原氧化石墨烯热稳定性疏水性机械性能隔热性能

超临界浸渍法制备NiO/有序介孔Al2O3纳米复合材料及其光催化性能研究

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高校化学工程学报 2017年第6期31卷 1404-1411页

作者：韩培唐韶坤刘团春天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室天津化学化工协同创新中心天津300072

以异丙醇铝为铝源、盐酸为催化剂、大分子嵌段共聚物F127为模板剂,通过溶剂挥发法成功合成了有序介孔氧化铝,并以其为载体、六水合硝酸镍为前驱体、甲醇作夹带剂,以超临界二氧化碳作为绿色溶剂,采用超临界浸渍法成功制备了NiO/有序介孔A... 详细信息

以异丙醇铝为铝源、盐酸为催化剂、大分子嵌段共聚物F127为模板剂,通过溶剂挥发法成功合成了有序介孔氧化铝,并以其为载体、六水合硝酸镍为前驱体、甲醇作夹带剂,以超临界二氧化碳作为绿色溶剂,采用超临界浸渍法成功制备了NiO/有序介孔Al_2O_3纳米复合材料,重点考察了浸渍温度、时间和浸渍压力对NiO负载量以及颗粒尺寸的影响。研究表明:相比于等体积浸渍法,超临界浸渍法制备的复合材料的氧化镍颗粒大小均一,分散均匀,且介孔氧化铝的有序性保持完好。紫外光催化降解刚果红溶液实验表明:超临界浸渍法制备的复合材料光催化性能明显优于等体积浸渍法,采用超临界浸渍法制备的催化剂,反应时间为150 min时去除率接近95%,重复使用5次后光催化活性几乎不变且微观形貌基本无变化。

关键词：有序介孔氧化铝氧化镍超临界浸渍等体积浸渍光催化

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自燃型离子液体点火燃烧机制研究进展

含能材料 2020年第5期28卷 435-441页

作者：孙常庚唐韶坤天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室天津300072 天津化学化工协同创新中心天津300072

自燃型离子液体具有极低蒸气压、低毒、高热稳定性等优点,是最有潜力取代肼及其衍生物的新一代绿色推进剂燃料。深入理解自燃性和点火燃烧过程对离子液体推进剂系统的实际应用至关重要,为此,综述了近年关于自燃型离子液体点火燃烧机制... 详细信息

自燃型离子液体具有极低蒸气压、低毒、高热稳定性等优点,是最有潜力取代肼及其衍生物的新一代绿色推进剂燃料。深入理解自燃性和点火燃烧过程对离子液体推进剂系统的实际应用至关重要,为此,综述了近年关于自燃型离子液体点火燃烧机制方面的研究进展,主要包括自燃反应路线与机理、点火和燃烧过程以及自燃性理论预测三个方面,详细介绍了以二氰胺阴离子和硝酸为主的自燃反应机理,分析了自燃型离子液体点火燃烧的几个阶段及现象,总结了对自燃性进行预测的几种方法,提出未来的重点发展方向在于扩展和完善除二氰胺外其它阴离子的反应机理、开发新型的绿色氧化剂代替有毒的发烟硝酸、统一规范点火装置和方法以及优化理论预测模型提高预测方法的精确性等。

关键词：推进剂点火燃烧离子液体自燃性

超临界二氧化碳中亚胺类共价有机骨架材料COF-LZU1的合成与表征

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高等学校化学学报 2020年第8期41卷 1792-1800页

作者：王洋王思迪唐韶坤天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室天津化学化工协同创新中心天津300072

研究了超临界流体技术在共价有机骨架材料(COF)合成中的应用,以均苯三甲醛和对苯二胺为原料,N,N-二甲基甲酰胺为共溶剂,醋酸为催化剂,在超临界二氧化碳(scCO2)中合成了亚胺类共价有机骨架材料COF-LZU1.考察了共溶剂、反应温度、反应压... 详细信息

研究了超临界流体技术在共价有机骨架材料(COF)合成中的应用,以均苯三甲醛和对苯二胺为原料,N,N-二甲基甲酰胺为共溶剂,醋酸为催化剂,在超临界二氧化碳(scCO2)中合成了亚胺类共价有机骨架材料COF-LZU1.考察了共溶剂、反应温度、反应压力、反应时间、醋酸含量和反应物摩尔比对COF-LZU1材料的晶体结构和微观形貌的影响.实验结果表明,反应温度的升高有利于提高scCO2的传质速率及增加反应物在scCO2中的溶解度,从而促进反应的进行;反应时间的延长有利于晶体的成熟和结晶度的提高;醋酸不仅是反应催化剂,还具有形貌导向剂的作用,通过改变醋酸用量分别获得了球状、块状和棒状形貌的COF-LZU1;反应物中对苯二胺含量过高会干扰反应过程中醛基与氨基的有序结合,导致结晶度的降低以及形貌规整程度的下降.在反应温度为60℃,反应压力为20 MPa,反应时间为6 h,均苯三甲醛与对苯二胺摩尔比为1∶1.5,醋酸(3 mol/L)与N,N-二甲基甲酰胺体积比为1∶1的条件下,制备的COF-LZU1呈现截面直径为80 nm的纳米棒形貌,具有良好的结晶度和优异的热稳定性,热分解温度高达550℃.本文首次在超临界环境中制备了COFs材料,为COFs的绿色合成提供了新途径.

关键词：亚胺类共价有机骨架材料超临界流体反应结晶

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新型双功能交联型阴离子交换膜的制备与性能

高等学校化学学报 2018年第9期39卷 2054-2061页

作者：管明明陈佳唐韶坤天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室天津化学化工协同创新中心天津300354

以2-甲基咪唑为原料合成2种离子液体前驱体1-烯丙基-2-甲基咪唑和1-丁基-2-甲基咪唑,以苯乙烯(St)和对氯甲基苯乙烯(VBC)为原料制备聚离子液体主链p(St-co-VBC),2种离子液体前驱体与聚离子液体主链发生季铵化反应铸膜,制备了交联结构和... 详细信息

以2-甲基咪唑为原料合成2种离子液体前驱体1-烯丙基-2-甲基咪唑和1-丁基-2-甲基咪唑,以苯乙烯(St)和对氯甲基苯乙烯(VBC)为原料制备聚离子液体主链p(St-co-VBC),2种离子液体前驱体与聚离子液体主链发生季铵化反应铸膜,制备了交联结构和梳型侧链结构型阴离子交换膜(AEMs).通过傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜和热重分析等考察了阴离子交换膜的结构、微观形貌、氢氧根离子传导率、热稳定性及碱性稳定性等性能.结果表明,AEMs含水率为36.7%~93.4%,离子交换容量为1.61~2.16 mmol/g,80℃时,p(St-co-VBC)-3型AEMs氢氧根离子传导率高达68.4 mS/cm,在1 mol/L NaOH溶液中碱性浸泡240 h后,氢氧根离子传导率仍高达52.2 mS/cm,具备良好的碱性稳定性.

关键词：双功能交联梳型结构阴离子交换膜氢氧根离子传导率耐碱性

以三嵌段共聚物为模板介孔氧化铝的形貌控制合成（英文）

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化工学报 2015年第9期66卷 3782-3787页

作者：古玲崔希利唐韶坤张香文大同大学化学与环境工程学院山西大同037009 天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室天津300072 天津化学化工协同创新中心天津300072

以三嵌段共聚物作为结构导向剂,采用水热法合成了片状和棒状介孔氧化铝,采用X射线衍射仪、场发射透射电子显微镜、低温氮气吸脱附实验对合成的介孔氧化铝的晶相、形貌和介孔结构进行表征。研究结果表明,三嵌段共聚物的引入能够有效调控... 详细信息

以三嵌段共聚物作为结构导向剂,采用水热法合成了片状和棒状介孔氧化铝,采用X射线衍射仪、场发射透射电子显微镜、低温氮气吸脱附实验对合成的介孔氧化铝的晶相、形貌和介孔结构进行表征。研究结果表明,三嵌段共聚物的引入能够有效调控氧化铝的形貌、介孔结构以及孔参数。三嵌段共聚物在氧化铝前驱体表面的吸附诱导了晶体的取向生长,并最终形成了棒状氧化铝。

关键词：三氧化二铝介孔水热结构导向剂纳米棒

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双功能离子液体的合成及二氧化碳捕集性能

高等学校化学学报 2017年第9期38卷 1578-1583页

作者：孙丽伟骆静宜唐韶坤天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室天津化学化工协同创新中心天津300072

采用两步法合成了新型功能化离子液体1-甲氧基乙基-3-甲基咪唑甘氨酸([C_3O_1mim][Gly]),并研究了其对CO_2的吸收性能.利用核磁共振、红外光谱及热重分析等手段进行表征,验证了该离子液体的结构,且发现其具有较高的热稳定性.对比单乙醇... 详细信息

采用两步法合成了新型功能化离子液体1-甲氧基乙基-3-甲基咪唑甘氨酸([C_3O_1mim][Gly]),并研究了其对CO_2的吸收性能.利用核磁共振、红外光谱及热重分析等手段进行表征,验证了该离子液体的结构,且发现其具有较高的热稳定性.对比单乙醇胺(MEA),考察了[C_3O_1mim][Gly]在不同温度下对CO_2的捕集能力,结果表明,[C_3O_1mim][Gly]在40℃下的吸收容量可达1.26 mol CO_2/mol IL,远高于MEA,这表明[C_3O_1mim][Gly]对CO_2具有良好的吸收能力,吸收容量随着温度升高而降低.该离子液体同时具有良好的循环稳定性,进行5次吸收解吸操作后仍可保持较高的CO_2吸收量.对该离子液体吸收CO_2进行了动力学研究,结果表明,Pseudo-second-order模型能够较好地描述该吸收过程.

关键词：离子液体二氧化碳吸收动力学模型

超声浸渍法制备功能化离子液体-介孔氧化铝复合新材料

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2018年第4期51卷 395-400页

作者：唐韶坤孙丽伟李书奕天津大学化工学院天津300350 绿色合成与转化教育部重点实验室(天津大学) 天津300350 天津化学化工协同创新中心天津300350

针对离子液体高黏度、低传质速率的限制,设计合成功能化离子液体-介孔氧化铝复合材料.采用超声浸渍法实现离子液体在介孔氧化铝上的负载,研究了分散溶剂种类、离子液体用量、超声时间等对离子液体负载量的影响,并通过透射电子显微镜、... 详细信息

针对离子液体高黏度、低传质速率的限制,设计合成功能化离子液体-介孔氧化铝复合材料.采用超声浸渍法实现离子液体在介孔氧化铝上的负载,研究了分散溶剂种类、离子液体用量、超声时间等对离子液体负载量的影响,并通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和热重分析仪等对功能化离子液体-介孔氧化铝复合材料的微观形貌、结构和热稳定性进行研究.结果表明:功能化离子液体成功负载在介孔氧化铝中,最适宜的负载条件为以丙酮为分散溶剂、离子液体与介孔氧化铝的质量比为4∶3、超声时间为60,min,离子液体在介孔氧化铝中的负载量达到1.04,g IL/g MA,氧化铝的有序介孔结构在复合材料中保持完好,复合材料的热稳定性较功能化离子液体显著提高.

关键词：离子液体介孔氧化铝固定化超声浸渍

氨基酸功能化离子液体聚合物用于高效CO_(2)吸附

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高校化学工程学报 2021年第1期35卷 164-171页

作者：高明孙丽伟唐韶坤天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室天津化学化工协同创新中心天津300350

针对大气中CO_(2)排放量持续升高导致的环境问题,设计合成一种新型氨基酸功能化离子液体聚合物(PIL)用作CO2吸附剂。通过两步法合成氨基酸功能化离子液体1-对乙烯基苄基-3-甲基咪唑精氨酸盐([VBMI][Arg]),采用先聚合后功能化的方法合成... 详细信息

针对大气中CO_(2)排放量持续升高导致的环境问题,设计合成一种新型氨基酸功能化离子液体聚合物(PIL)用作CO2吸附剂。通过两步法合成氨基酸功能化离子液体1-对乙烯基苄基-3-甲基咪唑精氨酸盐([VBMI][Arg]),采用先聚合后功能化的方法合成氨基酸功能化离子液体聚合物聚[1-对乙烯基苄基-3-甲基咪唑精氨酸盐](P([VBMI][Arg]))。结果表明合成的P([VBMI][Arg])呈不规则块状结构,热分解温度为160℃。重点考察了吸附温度与CO2体积流量对P([VBMI][Arg])的CO2吸附容量的影响,在25℃、CO2体积流量为10 mL·min^(-1)时,每克P([VBMI][Arg])可吸附CO2118 mg,且P([VBMI][Arg])经6次吸附-脱附循环实验后,其吸附容量仅下降10%。

关键词：离子液体聚合物氨基酸二氧化碳吸附