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Progress in Natural Science:Materials International 2019年第5期29卷 495-503页

作者： danchen fu Zeyu Chen Chuying Yu Xiaolan Song Wenbin Zhong School Minerals Processing and Bioengineering Central South University College of Materials Science and Engineering Hunan University

Single metal-organic coordination polymers have limited functions as precursors for porous carbon electrode *** construction of bimetallic organic coordination polymers can effectively utilize the advantages of each single metal-organic coordination polymer to improve the performance of the derived carbon ***,High performance nitrogen-doped porous carbon(BC;)have been produced by directly carbonizing bimetallic organic coordination polymers formed by 4,4’-bipyridine（BPD）reaction with Fe Cl;and NiCl;.The BC;exhibits high nitrogen content（12.66 at%）,large specific surface area(1049.51 m;g;)and hierarchical porous structure,which contributes to an excellent gravimetric specific gravity of 320.5 Fg;and 108%of specific capacitance retention after 10000 *** BC;assembled symmetrical supercapacitor shows an energy density of 18.3 Wh kg;at a power density of 350 W kg;.It is expected that the as-prepared N-doped porous carbon derived from bimetallic-organic coordination polymer is a promising electrode material for high performance energy storage devices.

关键词： Bimetallic-organic coordination polymers N-doped porous carbon High specific surface area Supercapacitors

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先进磷酸铁锂正极高效储锂设计与调控

科学通报 2024年第20期69卷 2869-2882页

作者：傅丹晨曹清杨宋华伟王成新中山大学材料科学与工程学院光电材料与技术国家重点实验室广州510006

锂离子电池由于优异的电化学性能、质轻、体积小和环保等优势,广泛应用于移动电源、储能系统、新能源汽车和航空航天等领域.在各类锂离子电池正极材料中,磷酸铁锂(LiFePO_(4))因具有较高的理论容量、高成本效益、高安全性和环境友好性... 详细信息

锂离子电池由于优异的电化学性能、质轻、体积小和环保等优势,广泛应用于移动电源、储能系统、新能源汽车和航空航天等领域.在各类锂离子电池正极材料中,磷酸铁锂(LiFePO_(4))因具有较高的理论容量、高成本效益、高安全性和环境友好性等优势,是目前应用最广泛的正极材料之一.然而,由于缓慢的电子/离子传输动力学,原始磷酸铁锂的导电性较差,导致其低倍率性能.同时,电极/电解液界面层的不稳定性会导致电解液的不可控分解、电极材料的腐蚀和锂枝晶快速生长等问题,导致电池失效较快和较高的安全隐患,限制了锂离子电池的应用.为了解决上述问题,研究者采用优化制备方法、结构和界面调控等方式,以期获得具有高容量和高倍率性能的磷酸铁锂正极材料.本文综述了LiFePO_(4)的制备工艺,对比了不同制备方法的优缺点,通过调控纳米颗粒的物理和化学性质可以有效提高其电化学性能.同时,对LiFePO_(4)的结构及界面高效储锂调控等改性手段进行了重点介绍,包括复合、掺杂、包覆和电解质调控等方法,改性处理后的LiFePO_(4)正极材料实现了接近于理论容量的实际容量、良好的倍率性能和优异的循环稳定性.最后,展望了先进LiFePO_(4)正极材料在未来的可能发展趋势.

关键词：磷酸铁锂制备工艺结构调控界面调控高效储锂

Sulfur and carbon co-doped g-C_(3)N_(4)microtubes with enhanced photocatalytic H2 production activity

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Frontiers in Energy 2024年第1期18卷 110-121页

作者： Yang GE Quanhao SHEN Qi ZHANG Naixu LI danchen LU Zhaoming ZHANG Zhiwei fu Jiancheng ZHOU School of Chemistry and Chemical Engineering Southeast UniversityNanjing 211189China Shangdong Yellow Triangle Biotechnology Industry Research Institute Co. Ltd.Dongying 257091China Xuzhou B&C Chemical Co. Ltd.Xuzhou 221300China

Metal-free graphitic carbon nitride(g-C_(3)N_(4))has captured significant attention as a low-cost and efficient hydrogen production photocatalyst *** regulating the microstructure and accelerating the separation of photogenerated carriers remain crucial strategies for promoting the photocatalytic performance of this ***,a novel sulfur–carbon co-doped g-C_(3)N_(4)(SCCN)hierarchical microtubules filled with abundant nanosheets inside by thermal polymerization is *** nanosheets create abundant pores and cavities inside the SCCN microtubes,thereby increasing the specific surface area of g-C_(3)N_(4)and providing sufficient reactant attachment ***,the hierarchical structure of SCCN microtubules strengthens the reflection and scattering of light,and the utilization of visible light is favorably *** importantly,co-doping S and C has greatly improved the photocatalytic performance of graphitic carbon nitride,optimized the band gap structure and enhanced the photogenerated carrier ***,the SCCN exhibits a remarkable photocatalytic H_(2)evolution rate of 4868μmol/(g·h).This work demonstrates the potential of multi-nonmetal doped g-C_(3)N_(4)as the ideal photocatalyst for H2 evolution.

关键词： carbon nitride photocatalysis hydrogen production

g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合材料制备及其处理罗丹明B研究

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无机盐工业 2023年第7期55卷 130-136页

作者：陈彰旭朱丹琛傅明连莆田学院环境与生物工程学院福建莆田351100 福建省新型污染物生态毒理效应与控制重点实验室福建莆田351100 福建省高校生态环境及其信息图谱重点实验室福建莆田351100

为高效去除有机染料,分别以g-C_(3)N_(4)和TiO_(2)为有机半导体和无机半导体原料,通过水热法合成一系列不同质量配比的g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合材料,利用正交实验L16(45)探究g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合材料处理罗丹明B模拟印染废水的最... 详细信息

为高效去除有机染料,分别以g-C_(3)N_(4)和TiO_(2)为有机半导体和无机半导体原料,通过水热法合成一系列不同质量配比的g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合材料,利用正交实验L16(45)探究g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合材料处理罗丹明B模拟印染废水的最适宜工艺条件。结果表明,最适宜工艺条件为:光照时间为180 min、m(g-C_(3)N_(4))∶m(TiO_(2))为20∶30、投加量为2.0 g/L、罗丹明B模拟印染废水质量浓度为20 mg/L、pH为6.50,此时罗丹明B去除率可达98.86%。而单一使用g-C_(3)N_(4)或TiO_(2)对比处理罗丹明B模拟印染废水的去除率分别为52.27%和89.71%,说明TiO_(2)掺杂g-C_(3)N_(4)后可以更好地发挥协同去除性能。通过捕获活性物种实验可知,超氧自由基(·O_(2)^(-))和光生空穴(h^(+))起关键性作用。g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合材料重复使用4次后,去除率仍可达90.79%。g-C_(3)N_(4)/TiO_(2)复合材料能够降低能耗且无二次污染,可为今后处理染料废水提供借鉴。

关键词： g-C_(3)N_(4) TiO_(2) 罗丹明B 印染废水

碳/石墨相氮化碳复合材料制备及其去除亚甲基蓝性能

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无机盐工业 2023年第3期55卷 134-139页

作者：陈彰旭傅明连朱丹琛郑炳云莆田学院环境与生物工程学院福建莆田351100 福建省新型污染物生态毒理效应与控制重点实验室福建莆田351100 福建省高校生态环境及其信息图谱重点实验室福建莆田351100

为了提高石墨相氮化碳去除亚甲基蓝的性能,以葡萄糖为碳源、醋酸铵为结构导向剂,采用水热法制备了碳/石墨相氮化碳复合材料。利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段对复合材料的结构、组成、形貌及其性能进行了表征... 详细信息

为了提高石墨相氮化碳去除亚甲基蓝的性能,以葡萄糖为碳源、醋酸铵为结构导向剂,采用水热法制备了碳/石墨相氮化碳复合材料。利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等手段对复合材料的结构、组成、形貌及其性能进行了表征,并进一步以亚甲基蓝为目标污染物,采用正交实验L9(34)考察了不同因素对复合材料去除亚甲基蓝的影响。实验结果表明:在光照时间为20 h、溶液体系pH为7.00、复合材料投加量为0.15 g、碳与石墨相氮化碳质量比为5∶10条件下,复合材料对亚甲基蓝的去除率可达95.46%,循环5次后仍可达到88.17%。碳掺杂提高了石墨相氮化碳对亚甲基蓝的去除性能,这为印染废水的处理研究提供了借鉴。

关键词：水热法石墨相氮化碳正交实验光催化亚甲基蓝

Ni^(2+)印迹磁性交联壳聚糖微球的选择性吸附性能

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化工环保 2024年第5期44卷 638-643页

作者：傅明连陈彰旭朱丹琛莆田学院环境与生物工程学院福建莆田351100 福建省新型污染物生态毒理效应与控制重点实验室福建莆田351100 福建省高校生态环境及其信息图谱重点实验室福建莆田351100

以Ni^(2+)为模板离子、壳聚糖为主要原料、Fe_(3)O_(4)为磁核、环氧氯丙烷为交联剂,制备了Ni^(2+)印迹磁性交联壳聚糖微球。表征结果显示,微球呈现立体结构,表面有较多褶皱,结晶度降低,有利于对Ni^(2+)的吸附。二元金属离子体系的选择... 详细信息

以Ni^(2+)为模板离子、壳聚糖为主要原料、Fe_(3)O_(4)为磁核、环氧氯丙烷为交联剂,制备了Ni^(2+)印迹磁性交联壳聚糖微球。表征结果显示,微球呈现立体结构,表面有较多褶皱,结晶度降低,有利于对Ni^(2+)的吸附。二元金属离子体系的选择性吸附结果表明,等浓度和不同浓度的Ni^(2+)-Cu^(2+)、Ni^(2+)-Zn^(2+)、Ni^(2+)-Cr^(2+)混合溶液中,微球对Ni^(2+)均有较好的选择性吸附性能,随着Ni^(2+)浓度的增加选择吸附系数增大。Ni^(2+)-Zn^(2+)-Cu^(2+)-Cr^(2+)四元金属离子体系的选择性吸附结果表明,微球对Ni^(2+)的平衡吸附量明显大于其他3种金属离子,平衡吸附量的大小顺序为Ni^(2+)>Cu^(2+)>Zn^(2+)>Cr^(2+),Ni^(2+)相对于Cu^(2+)、Zn^(2+)和Cr^(2+)的选择吸附系数分别为81.545、156.529和544.720。

关键词：壳聚糖微球印迹交联选择性吸附性能

水热合成MnO2及其染料吸附性能的构效关系

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化工进展 2019年第8期38卷 3774-3781页

作者：朱丹琛肖伽励杨丽丽傅明连莆田学院环境与生物工程学院福建莆田351100 福建省新型污染物生态毒理效应与控制重点实验室福建莆田351100 3M中国有限公司上海200336

以MnSO4和(NH4)2S2O8为反应原料,采用水热法制备廉价低毒的MnO2吸附剂。借助X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和静态吸附实验,探究材料的结构、形貌、吸附性能以及构效关系。结果表明,通过改变水热温度、反应时间,可以得到毛刺球状α... 详细信息

以MnSO4和(NH4)2S2O8为反应原料,采用水热法制备廉价低毒的MnO2吸附剂。借助X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和静态吸附实验,探究材料的结构、形貌、吸附性能以及构效关系。结果表明,通过改变水热温度、反应时间,可以得到毛刺球状α、β、γ三种晶型MnO2以及类球状和针状β-MnO2。其中水热温度80℃、反应12h时得到的毛刺球状γ-MnO2吸附亚甲基蓝(MB)效果最好,达到19.33mg/g。当水热温度在50~110℃反应12h以及水热温度为80℃反应4h、8h、24h,所得到的产品的形貌均为毛刺球状。晶型和形貌对MnO2吸附MB能力均有影响。不同晶型的MnO2毛刺球对MB吸附性能的影响为β<α<γ;不同形貌的β-MnO2却对吸附效果影响较大,为针状<类球状<毛刺球形。随着MB溶液的pH从10.00减少到1.00时,毛刺球状γ-MnO2对MB的吸附量呈上升趋势,吸附过程还伴随着化学反应,且吸附的过程符合Langmuir等温模型。本文将为MnO2吸附染料的机制和构效关系研究提供依据。

关键词：二氧化锰吸附能力亚甲基蓝形貌晶型构效关系

磁性ZIF-8/石墨烯气凝胶制备及油水分离性能

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高分子材料科学与工程 2024年第4期40卷 137-146页

作者：陈彰旭孟凡莉张丽丹朱丹琛傅明连吴玉璐莆田学院环境与生物工程学院福建莆田351100 福建省新型污染物生态毒理效应与控制重点实验室福建莆田351100 福建省高校生态环境及其信息图谱重点实验室福建莆田351100

为解决溢油和有机污染物问题,以NiFe_(2)O_(4)为磁性载体、氧化石墨烯(GO)为气凝胶框架、ZIF-8为金属有机材料,通过化学还原法制备了一系列不同复合比的磁性ZIF-8/石墨烯气凝胶(GA/NiFe_(2)O_(4)/ZIF-8),探究了其对乙醇、正己烷、油酸... 详细信息

为解决溢油和有机污染物问题,以NiFe_(2)O_(4)为磁性载体、氧化石墨烯(GO)为气凝胶框架、ZIF-8为金属有机材料,通过化学还原法制备了一系列不同复合比的磁性ZIF-8/石墨烯气凝胶(GA/NiFe_(2)O_(4)/ZIF-8),探究了其对乙醇、正己烷、油酸、花生油、真空泵油5种有机溶剂的吸附性能。结果表明,该复合气凝胶具有高效的吸附分离能力(吸附能力是其自身质量的20.0~46.6倍),且均高于对照试验组的石墨烯气凝胶(GA)和磁性石墨烯气凝胶(GA/NiFe_(2)O_(4))。进一步以正己烷为目标污染物进行循环试验,经过5次循环实验后,其吸附量降低不明显,降低幅度为1%~6%。此外,以真空泵油为目标污染物,考察了-60~140℃范围内复合气凝胶的高效吸附稳定性。这些优异性质的GA/NiFe_(2)O_(4)/ZIF-8复合气凝胶的开发有望为含油污水的油水分离处理提供借鉴。

关键词：石墨烯磁性铁酸镍沸石咪唑骨架复合气凝胶油水分离有机溶剂吸附

SiO_(2)/C_(60)/环氧树脂阻燃涂层的制备及性能表征

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涂料工业 2023年第8期53卷 14-19页

作者：郑炳云陈彰旭傅明连朱丹琛杨磊莆田学院环境与生物工程学院福建莆田351100 福建省新型污染物生态毒理效应与控制重点实验室福建莆田351100 福建省高校生态环境及其信息图谱重点实验室福建莆田351100

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、正硅酸乙酯(TEOS)、NaOH溶液、无水乙醇为原料,制得纳米SiO_(2)。将环氧树脂(EP)分别与SiO_(2)、富勒烯(C_(60))通过超声法分散制备出3种涂层(SiO_(2)/EP、C_(60)/EP、SiO_(2)/C_(60)/EP),并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所制纳米SiO_(2)及涂层进行表征,通过差式扫描量热仪(DSC)、氧指数测定仪等对涂层热稳定性及阻燃性能进行测试。结果表明:SiO_(2)/C_(60)/EP涂层的综合性能最佳,当SiO_(2)、C_(60)、EP、聚酰胺固化剂651的质量比为25∶6∶300∶150时,涂层的综合性能最佳,其残炭率、氧指数、垂直燃烧等级、硬度分别为21.5%、32.5%、V-0级、6H。

关键词： SiO_(2) C_(60) 环氧树酯涂层阻燃性能

化工原理课程中“操作型问题”工程案例教学模式分析

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福建技术师范学院学报 2022年第5期40卷 606-611页

作者：郑炳云陈彰旭傅明连杨磊朱丹琛莆田学院环境与生物工程学院福建莆田351100 莆田学院福建省新型污染物生态毒理效应与控制重点实验室福建莆田351100

简述“操作型问题”工程案例在化工原理课程教学中的作用,并以流体输送及传热单元操作的工程案例为教学示例,对操作型问题的分析与计算进行阐述.有助于学生对化工原理课程中操作型问题的理解,培养学生应用理论知识解决工程实际问题的能... 详细信息

简述“操作型问题”工程案例在化工原理课程教学中的作用,并以流体输送及传热单元操作的工程案例为教学示例,对操作型问题的分析与计算进行阐述.有助于学生对化工原理课程中操作型问题的理解,培养学生应用理论知识解决工程实际问题的能力,使学生成为具有现代工程技术素质的高技能应用型人才.

关键词：化工原理操作型问题工程案例教学模式成效