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海水电解面临的挑战与机遇:含氯电化学中先进材料研究进展

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物理化学学报 2022年第6期38卷 79-89页

作者：崔柏桦施毅李根陈亚楠陈伟邓意达胡文彬新加坡国立大学-天津大学联合学院天津大学国际校区福州350207 新加坡国立大学化学系新加坡117543 天津大学材料科学与工程学院天津300350 新加坡国立大学物理系新加坡117542 海南大学材料科学与工程学院海口570228

氢气是一种清洁高效的能源载体,通过海水电解规模化制备氢气能够为应对全球能源挑战提供新的机遇。然而,缺乏高活性、高选择性和高稳定性的理想电极材料是在腐蚀性海水中连续电解过程的一个巨大挑战。为了缓解这一困境,需要从基础理论... 详细信息

氢气是一种清洁高效的能源载体,通过海水电解规模化制备氢气能够为应对全球能源挑战提供新的机遇。然而,缺乏高活性、高选择性和高稳定性的理想电极材料是在腐蚀性海水中连续电解过程的一个巨大挑战。为了缓解这一困境,需要从基础理论和实际应用两方面对材料进行深入研究。近年来,人们围绕电极材料的催化活性、选择性和耐腐蚀性进行了大量的探索。本文重点总结了高选择性和强耐腐蚀性材料的设计合成与作用机制。其中详细介绍了多种电极材料(如多金属氧化物、Ni/Fe/Co基复合材料、氧化锰包覆异质结构等)对氧气生成选择性的研究进展;系统论述了各种材料的抗腐蚀工程研究成果,主要讨论了本征抗腐蚀材料、外防护涂层和原位产生抗腐蚀物种三种情况。此外,提出了海水电解过程中存在的挑战和潜在的机遇。先进纳米材料的设计有望为解决海水电解中的氯化学问题提供新思路。

关键词：海水电解氯化学抗腐蚀选择性催化剂

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无水硝酸的制备方法与应用进展

化工进展 2016年第7期35卷 2173-2178页

作者：崔柏桦李博文梁德辉张丽娟李鸿波西南科技大学材料科学与工程学院四川绵阳621010

无水硝酸是目前应用较为广泛的硝化试剂之一,但存在不稳定、难保存等缺点,导致其制备和使用受限。本文按二氯甲烷萃取法、电化学合成法、低温真空蒸馏法、脱水制备法和气相反应法对无水硝酸的制备方法进行了介绍,并比较各方法的优缺点... 详细信息

无水硝酸是目前应用较为广泛的硝化试剂之一,但存在不稳定、难保存等缺点,导致其制备和使用受限。本文按二氯甲烷萃取法、电化学合成法、低温真空蒸馏法、脱水制备法和气相反应法对无水硝酸的制备方法进行了介绍,并比较各方法的优缺点及适用范围。同时简述了无水硝酸参与的不同硝化体系,包括单一无水硝酸体系、无水硝酸-硫酸体系、无水硝酸-乙酸酐体系、无水硝酸-固体酸体系和无水硝酸-N2O5体系,指出了各体系的性质、优缺点及主要应用,分析表明无水硝酸有望通过进一步工艺优化实现工业生产,并能与其他试剂形成性能更优异、更加环境友好的硝化体系,使其作为硝化剂在有机合成反应中发挥重要作用。

关键词：硝化无水硝酸制备

4-氨基-4'-硝基-[3,3',4′,3']-三呋咱(ANTF)的合成及其性能研究

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4-氨基-4'-硝基-[3,3',4′,3']-三呋咱(ANTF)的合成及其性能研究

铂–镍双原子分散在具有新型(NiPt)-N_(4)C_(2)构型的氮掺杂碳纳米结构上用于协同电催化析氢反应

第五届全国“公共安全领域中的化学问题”暨第三届危险物质与安全应急技术研讨会

作者：梁德辉崔柏桦易潜洪黄明李鸿波西南科技大学材料科学与工程学院中国工程物理研究院化工材料研究所

以3,4-双(3′-氨基呋咱基-4′-)氧化呋咱(BAFF)为原料,经SnCl·2HO/CHOH体系还原,得到关键中间体3,4-双(3′-氨基呋咱基-4′-)呋咱(BAFF-1),再通过Caro’s acid氧化制得4-氨基-4-硝基-[3,3′,4′,3′]-三呋咱(ANTF),产品经IR、NMR、MS和元素分析确证结构,该法操作简便,反应条件温和,适于大量合成。研究了ANTF热性能和爆轰性能,其放热分解峰为240.9℃,爆速为8.26 km/s,爆压为30.13 GPa。

关键词：有机化学合成 4-氨基-4’-硝基-[3,3′,4′,3′]—三呋咱(ANTF) 性能

来源： cnki会议评论

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Science China Materials 2023年第4期66卷 1389-1397页

作者：达毓敏田章留蒋睿刘袁连旭席识博施毅王永平鲁浩天崔柏桦张金凤韩晓鹏陈伟胡文彬 Joint School of National University of Singapore and Tianjin University International Campus of Tianjin UniversityFuzhou 350207China Department of Chemistry National University of SingaporeSingapore 117543Singapore School of Materials Science and Engineering Tianjin Key Laboratory of Composite and Functional MaterialsKey Laboratory of Advanced Ceramics and Machining TechnologyTianjin UniversityTianjin 300071China Institute of Chemical and Engineering Sciences A^(*)STARSingapore 627833Singapore

单原子催化剂具有原子利用率高、活性中心明确、催化中心原子配位数低等优点,有望提高电催化性能.具有相邻杂原子的双原子催化剂(DAC)有望发挥两个原子的协同作用,从而进一步提高活性.在本文中,我们报道了一种PtNi-NC催化剂,该催化剂由... 详细信息

单原子催化剂具有原子利用率高、活性中心明确、催化中心原子配位数低等优点,有望提高电催化性能.具有相邻杂原子的双原子催化剂(DAC)有望发挥两个原子的协同作用,从而进一步提高活性.在本文中,我们报道了一种PtNi-NC催化剂,该催化剂由固定在氮掺杂碳基底上的PtNi双原子构成,该基底采用原子层沉积技术合成.X射线吸收光谱证实了Pt–Ni双原子的存在.所制备的PtNi-NC催化剂具有优异的催化活性,在10 m A cm^(-2)的电流密度下,酸性介质中析氢反应(HER)的过电位为30 m V,与市售20 wt%Pt/C相当.特别值得注意的是,PtNi-NC具有比20 wt%Pt/C更高的质量活性,约为其21倍.密度泛函理论计算表明,Pt–Ni双原子通过调节局部电子结构和优化电荷分布产生协同效应,有助于优化吸附性能和增强电催化性能.这项工作为DAC的制备提供了新途径,揭示了它们在电催化HER等领域的应用潜力.

关键词：双原子单原子催化剂电荷分布析氢反应活性中心 X射线吸收光谱电催化原子利用率

4-氨基-4″-硝基-［3，3′，4′，3″］-三呋咱(ANTF)的合成及工艺研究

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火炸药学报 2015年第4期38卷 13-17页

作者：梁德辉崔柏桦易潜洪张丽娟张松王志强黄明张勇张光全李鸿波西南科技大学材料科学与工程学院四川绵阳621010 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621900

以3,4-双(3′-氨基呋咱基-4′-)氧化呋咱(BAFF)为原料,经SnCl2·2H2O/CH3OH体系还原,得到中间体3,4-双(3′-氨基呋咱基-4′-)呋咱(BAFF-1),再通过Caro′s acid氧化制得4-氨基-4″-硝基-[3,3′,4′,3″]-三呋咱(ANTF),用IR、NMR、MS和元素分析对其结构进行了表征。考察了BAFF-1与H2O2摩尔比、反应时间、反应温度和过氧化氢含量对收率的影响,得到最佳合成工艺条件为n(BAFF-1)∶n(35%H2O2)∶n(浓H2SO4)为1∶8∶40,反应时间为4h,反应温度为30℃,收率为45.6%。用Kamlet公式计算密度为1.782g/cm3时ANTF的爆速、爆压分别为8.20km/s、29.64GPa,有望成为一种可替代TNT的新型熔铸炸药。

关键词：有机化学 ANTF 4-氨基-4″-硝基-[3 ,3′,4′,3″]-三呋咱 BAFF 呋咱化合物高能量密度化合物

变废为宝:富缺陷镍掺杂磷酸铁锂用于高效电催化析氧反应（英文）

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Science China Materials 2021年

作者：崔柏桦刘畅张金凤陆继军刘丝靓陈方帅周伟钱国余王志邓意达陈亚楠胡文彬 JointSchoolofNationalUniversityofSingaporeandTianjinUniversity InternationalCampusofTianjinUniversity SchoolofMaterialsScienceandEngineering TianjinUniversity KeyLaboratoryofGreenProcessandEngineering NationalEngineeringLaboratoryforHydrometallurgicalCleanerProductionTechnologyInstituteofProcessEngineeringChineseAcademyofSciences SchoolofScience TianjinUniversity

在电池废弃物可持续管理中,锂离子电池（LIB）电极材料的高效回收是一个重要而又具有挑战性的工作.本文报道了一种简单且经济有效的方法,将废旧电池正极材料磷酸铁锂（LiFePO4）转化为高性能的镍铁氧/氢氧化物（NiFeOxHy）催化剂用于析... 详细信息

在电池废弃物可持续管理中,锂离子电池（LIB）电极材料的高效回收是一个重要而又具有挑战性的工作.本文报道了一种简单且经济有效的方法,将废旧电池正极材料磷酸铁锂（LiFePO4）转化为高性能的镍铁氧/氢氧化物（NiFeOxHy）催化剂用于析氧反应（oxygen evolution reaction, OER）.采用湿法浸渍合成的Ni-LiFePO4在电化学氧化过程中进一步转变成了富缺陷的NiFeOxHy纳米片.镍促进剂的引入和前驱物形貌的原位转化增强了金属位点之间的电子相互作用,同时产生了大量的缺陷.电化学测试结果表明,转化后的Ni-LiFePO4在10 mA cm-2电流密度下的过电位仅为285 mV,Tafel斜率为45 mV dec-1,优于前驱物LiFePO4,甚至优于基准贵金属催化剂RuO2.密度泛函理论（density functional theory, DFT）计算表明, Ni的引入优化了*OOH中间体的自由能,从而有效激活了Fe位点;而丰富的氧缺陷促进了氧解吸步骤,二者协同提高了LiFePO4的催化析氧反应性能.作为一种绿色和通用的方法,该研究为基于废旧电池材料规模化制备优良电催化剂提供了新的机遇.

关键词： functional conversion spent cathode LiFePO4 oxygen evolution reaction DFT calculation

Ni_(3)S_(2)@NiWO_(4)nanoarrays towards all-solid-state hybrid supercapacitor with record-high energy density

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Science China Materials 2021年第4期64卷 852-860页

作者： Fangshuai Chen Xiaoya Cui Chang Liu Baihua Cui Shuming Dou Jie Xu Siliang Liu Hong Zhang Yida Deng Yanan Chen Wenbin Hu School of Materials Science and Engineering Key Laboratory of Advanced Ceramics and Machining Technology of Ministry of EducationTianjin Key Laboratory of Composite and Functional MaterialsTianjin UniversityTianjin 300072China Center for Programmable Materials School of Materials Science and EngineeringNanyang Technological UniversitySingapore 639798Singapore Joint School of National University of Singapore and Tianjin University International Campus of Tianjin UniversityFuzhou 350207China

The rational design and synthesis of hybrid-type electrode nanomaterials are significant for their diverse applications,including their potential usage as high-efficiency nanoarchitectures for supercapacitors(SCs)as a class of promising energy-storage systems for powering next-generation electric vehicles and electronic ***,we reported a facile and controllable synthesis of core-shell Ni_(3)S_(2)@NiWO_(4)nanoarrays to fabricate a freestanding electrode for hybrid ***,the as-prepared freestanding Ni_(3)S_(2)@NiWO_(4)electrode presents an ultrahigh areal capacity of 2032μA h cm^(-2)at 5 mA cm^(-2),and a capacity retention of 63.6%even when the current density increased up to 50 mA cm^(-2).Remarkably,the Ni_(3)S_(2)@NiWO_(4)nanoarraybased hybrid SC delivers a maximum energy density of 1.283 mW h cm^(-2)at 3.128 mW cm^(-2)and a maximum power density of 41.105 mW cm^(-2)at 0.753 mW h cm^(-2).Furthermore,the hybrid SC exhibits a capacity retention of 89.6%even after continuous 10,000 cycles,proving its superior *** study provides a facile pathway to rationally design a variety of core-shell metal nanostructures for high-performance energy storage devices.

关键词： core-shell nanoarrays freestanding electrode maximum energy density hybrid SC

Waste to wealth:Defect-rich Ni-incorporated spent LiFePO_(4)for efficient oxygen evolution reaction

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Science China Materials 2021年第11期64卷 2710-2718页

作者： Baihua Cui Chang Liu Jinfeng Zhang Jijun Lu Siliang Liu Fangshuai Chen Wei Zhou Guoyu Qian Zhi Wang Yida Deng Yanan Chen Wenbin Hu Joint School of National University of Singapore and Tianjin University International Campus of Tianjin UniversityFuzhou 350207China School of Materials Science and Engineering Tianjin UniversityTianjin 300372China Key Laboratory of Green Process and Engineering National Engineering Laboratory for Hydrometallurgical Cleaner Production TechnologyInstitute of Process EngineeringChinese Academy of SciencesBeijing 100190China School of Science Tianjin UniversityTianjin 300072China

The development of efficient strategies to recycle lithium-ion battery(LIB)electrode materials is an important yet challenging goal for the sustainable management of battery *** work reports a facile and economically efficient method to convert spent cathode material,LiFePO_(4),into a high-performance NiFe oxy/hydroxide catalyst for the oxygen evolution reaction(OER).Herein,Ni-LiFePO_(4)is synthesized via the wetness impregnation method and further evolves into defect-rich NiFe oxy/hydroxide nanosheets during the *** introduction of the Ni promoter together with in situ evolution strengthens the electronic interactions among the metal sites and creates an abundance of ***,the evolved Ni-LiFePO_(4)delivers a low overpotential of 285 mV at 10 mA cm-^(2)and a small Tafel slope of 45 mV dec^(-1),outperforming pristine LiFePO_(4)and is even superior to the benchmark catalyst RuO_(2).Density functional theory(DFT)calculations reveal that the introduction of Ni effectively activates Fe sites by optimizing the free energy of the*OOH intermediate and that the abundance of oxygen defects facilitates the oxygen desorption step,synergistically enhancing the OER performance of LiFePO_(4).As a green and versatile method,this is a new opportunity for the scalable fabrication of excellent electrocatalysts based on spent cathode materials.

关键词： functional conversion spent cathode LiFePO4 oxygen evolution reaction DFT calculation

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韩国企业对中国直接投资的决定因素分析

南开经济研究 2002年第5期 52-57页

作者：崔柏烈韩国国立全北大学校商科大学

本研究的目的是依据投资国的国内因素来分析对中国直接投资的决定因素。为了考察本国的推动因素对中国直接投资的影响,利用投资国-韩国国内的宏观经济变量分析的结果是:(1)大型企业和韩国国内经济增长变量有负相关关系,建立选择性投资。... 详细信息

本研究的目的是依据投资国的国内因素来分析对中国直接投资的决定因素。为了考察本国的推动因素对中国直接投资的影响,利用投资国-韩国国内的宏观经济变量分析的结果是:(1)大型企业和韩国国内经济增长变量有负相关关系,建立选择性投资。(2)对中国出口和直接投资有互补关系。(3)中小型企业在利率变量上受影响。(4)大型企业和中小型企业对中国的投资同属劳动密集型投资,两者都受工资变量的影响。(5)因为中小型企业对中国投资是为了通过汇率效果来解决出口上的困难,因而中小型企业受汇率变量的影响。

关键词：韩国企业中国直接投资决定因素宏观经济变量汇率