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Heteroatom tuning in agarose derived carbon aerogel for enhanced potassium ion multiple energy storage

Carbon Energy 2024年第3期6卷 239-254页

作者： kaijun xie Xin Liu Haolin Li Long Fang Kai Xia Dongjiang Yang Yihui Zou Xiaodong Zhang State Key Laboratory of Bio-fibers and Eco-textiles Shandong Collaborative Innovation Center of Marine Biobased Fibers and Ecological TextilesInstitute of Marine Biobased MaterialsCollege of Chemistry and Chemical EngineeringCollege of Environmental Science and EngineeringQingdao UniversityQingdaoChina

The incorporation of heteroatoms into carbon aerogels(CAs)can lead to structural distortions and changes in active sites due to their smaller size and electronegativity compared to pure ***,the evolution of the electronic structure from single-atom doping to heteroatom codoping in CAs has not yet been thoroughly investigated,and the impact of codoping on potassium ion(K+)storage and diffusion pathways as electrode material remains *** this study,experimental and theoretical simulations were conducted to demonstrate that heteroatom codoping,composed of multiple heteroatoms(O/N/B)with different properties,has the potential to improve the electrical properties and stability of CAs compared to single-atom *** states near the Fermi level have revealed that doping with O/N/B generates a greater number of active centers on adjacent carbon atoms than doping with O and O/N *** a result of synergy with enhanced wetting ability(contact angle of 9.26°)derived from amino groups and hierarchical porous structure,ON-CA has the most optimized adsorption capacity(−1.62 eV)and diffusion barrier(0.12 eV)of K^(+).The optimal pathway of K^(+)in ON-CA is along the carbon ring with N or O *** K^(+)storage material for supercapacitors and ion batteries,it shows an outstanding specific capacity and capacitance,electrochemical stability,and rate ***,the assembled symmetrical K^(+)supercapacitor demonstrates an energy density of 51.8 Wh kg^(−1),an ultrahigh power density of 443Wkg^(−1),and outstanding cycling stability(maintaining 83.3%after 10,000 cycles in 1M KPF6 organic electrolyte).This research provides valuable insights into the design of highperformance potassium ion storage materials.

关键词： agarose carbon aerogels O/N/B codoping potassium-ion battery potassium-ion supercapacitor

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Innovative Mn3-xO4-y@NCA design:Leveraging Mn/O vacancies and amorphous architecture for enhanced sodium-ion storage

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Journal of Energy Chemistry 2024年第10期97卷 747-756页

作者： kaijun xie Xin Liu Kai Xia Lipeng Diao Ping Lu Mengmeng Wang Long Fang Yihui Zou Dongjiang Yang Xiaodong Zhang College of Chemistry and Chemical Engineering College of Environmental Science and Engineering State Key Laboratory of Bio-fibers and Eco-textiles Shandong Collaborative Innovation Center of Marine Biobased Fibers and Ecological Textiles Institute of Marine Biobased Materials Qingdao University Institute of Micro/Nano Materials and Devices Ningbo University of Technology

Manganese-based oxide electrode materials suffer from severe Jahn-Teller（J-T） distortion,leading to severe cycle instability in sodium ion ***,it is difficult to adjust the electron at d orbitals exactly to a low spin state to eliminate orbital degeneracy and suppress J-T distortion *** article constructed concentration-controllable Mn/O coupled vacancy and amorphous network in Mn3O4and coated it with nitrogen-doped carbon aerogel(Mn3-xO4-y@NCA).The existence of Mn/O vacancies has been confirmed by scanning transmission electron microscopy（STEM） and positron annihilation lifetime spectroscopy（PALS）.Atomic absorption spectroscopy（AAS） and X-ray photoelectron spectroscopy（XPS） determine the most optimal ratio of Mn/O vacancies for sodium ion storage is 1:*** functional theory（DFT） calculations prove that Mn/O coupled vacancies with the ratio of 1:2could exactly induce a low spin states and a d4electron configuration of Mn,suppressing the J-T distortion *** abundant amorphous regions can shorten the transport distance of sodium ions,increase the electrochemically active sites and improve the pseudocapacitance *** the synergetic effect of Mn/O coupled vacancies and amorphous regions,Mn3-xO4-y@NCA exhibits an energy density of 37.5 W h kg-1and an ultra-high power density of 563 W kg-1in an asymmetric *** sodium-ion batteries,it demonstrates high reversible capacity and exceptional cycling *** research presents a new method to improve the Na+storage performance in manganese-based oxide,which is expected to be generalized to other structural distortion.

关键词： Amorphous network Concentration-controllable Mn/O coupled vacancies Manganese-based metal oxide Sodium ion battery Sodium ion supercapacitor

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Cyclometalated platinum(Ⅱ) complexes with sterically bulky camphor-derived groups as β-diketonate ancillary ligand:a new route to efficiently reducing π-π interactions and Pt-Pt interactions

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Science China Chemistry 2010年第1期53卷 167-172页

作者： LUO kaijun,xie Yu,XU LingLing,WANG JiangWei,ZHANG LiFang & ZHAO KeQing College of Chemistry and Materials Science,Sichuan Normal University,Chengdu 610068,China College of Chemistry and Materials Science Sichuan Normal University Chengdu China

A new series of mono-cyclometalated square planar platinum(Ⅱ) complexes have been synthesized and the single-crystal X-ray structures of complex 1 and 2 have been *** complexes have the general formula ppyPt(O^O),where ppy is 2-phenylpyridyl,and O^O is β-diketonate ancillary ligands with the acyl substituent group in position 3 of(D)-(+)-***,like the many Pt(Ⅱ) complexes with square-planar geometry,these complexes have plane stacking modes in crystal structure,the sterically bulky camphor-derived groups compel extensive slipping of the molecular stacking planes,resulting in the negligible overlapping of the aromatic ring fragments between molecules and the considerable Pt-Pt *** resolved spectra and a little shifted emission in solid state of complexes show that there is significant reduction of π-π interactions and Pt-Pt interactions,and suggest these complexes may be good candidates for doped phosphorescent organic light emitting diodes(PhOLEDs) and even for nondoped PhOLEDs.

关键词： sterically bulky camphor derivatives crystal structure π-π interactions cyclometalated Pt(Ⅱ) complexes

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膨润土与水泥掺比对塑性混凝土强度特性的影响

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水力发电学报 2016年第3期35卷 11-18页

作者：焦凯党发宁谢凯军西安理工大学土木建筑工程学院西安710048 中国水利水电第三工程局有限公司西安710016

采用圆柱体常规三轴压缩试验,研究了低围压状态下膨润土与水泥掺比对塑性混凝土强度特性的影响规律。通过塑性混凝土低围压状态下的峰值强度及Mohr-Coulomb强度理论,推求出材料的单轴抗压强度、黏聚力、内摩擦角及拉压强度比四种典型强... 详细信息

采用圆柱体常规三轴压缩试验,研究了低围压状态下膨润土与水泥掺比对塑性混凝土强度特性的影响规律。通过塑性混凝土低围压状态下的峰值强度及Mohr-Coulomb强度理论,推求出材料的单轴抗压强度、黏聚力、内摩擦角及拉压强度比四种典型强度参数的量值。研究结果表明塑性混凝土的黏聚力和单轴抗压强度随膨润土与水泥掺比的增加降幅显著;峰值应变值随着膨润土与水泥掺比的增加而增加;而内摩擦角和拉压强度比变化不明显,即膨润土掺量对塑性混凝土强度的静水应力敏感性及拉压强度的差异性影响不大。

关键词：塑性混凝土强度特性三轴试验拉压强度比膨润土

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国外两座黏土心墙堆石坝反滤料级配包络线的优化设计

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施工技术 2012年第2期41卷 98-100页

作者：史迅谢凯军张全中国水利水电第三工程局有限公司陕西西安710016 中国水利电力对外公司北京100011

阿尔及利亚德拉迪斯(Draa diss)和玛乌阿娜(Mahouane)黏土心墙堆石坝反滤料设计粒径范围0.08～6.3mm,D100=2～6.3mm,D85=1.3～4.5mm,D15=0.12～0.5mm,含泥量(<0.08mm颗粒)≤5%。采用石灰岩经过粗、中、细破碎、冲洗、筛分生产工艺制得... 详细信息

阿尔及利亚德拉迪斯(Draa diss)和玛乌阿娜(Mahouane)黏土心墙堆石坝反滤料设计粒径范围0.08～6.3mm,D100=2～6.3mm,D85=1.3～4.5mm,D15=0.12～0.5mm,含泥量(<0.08mm颗粒)≤5%。采用石灰岩经过粗、中、细破碎、冲洗、筛分生产工艺制得。依据美国工程师指南,对两大坝反滤料原设计级配包络线进行了优化设计,优化设计后,反滤料粒径范围为0.08～12.5mm,D100=3～12.5mm,D85=1.75～8mm,D15=0.13～0.63mm。使两个工程反滤料生产获得率分别由10.4m3/h和15m3/h提高到45m3/h和55m3/h,缓解了生产与填筑需求矛盾,降低了反滤料生产成本。

关键词：大坝反滤料级配曲线包络线优化设计设计准则

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京沪高速铁路三标段路基风化花岗岩填料改良试验研究

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铁道建筑 2009年第7期49卷 122-124页

作者：谢凯军杨忠蒋宗全中国水电集团京沪高铁三标项目部山东泰安271000

京沪高速铁路三标段路基使用风化花岗岩填料进行填筑,对不同厚度填料和不同碾压遍数压实结果进行分析,指出取土场填筑材料不能满足高速铁路路基填筑质量要求,需用改良土,对三种掺和料的改良土进行压实试验,结果表明掺石灰土和碎石土能... 详细信息

京沪高速铁路三标段路基使用风化花岗岩填料进行填筑,对不同厚度填料和不同碾压遍数压实结果进行分析,指出取土场填筑材料不能满足高速铁路路基填筑质量要求,需用改良土,对三种掺和料的改良土进行压实试验,结果表明掺石灰土和碎石土能对原土填筑压实参数起到显著改善作用。

关键词：风化花岗岩基床底层改良试验

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高速铁路路桥(涵)过渡段碾压混凝土施工工艺研究

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铁道建筑 2009年第7期49卷 117-119页

作者：杨忠蒋宗全谢凯军中国水电集团京沪高铁三标项目部山东泰安271000

京沪高铁三标段桥台和涵洞连接区多,施工量大,施工控制难度较大,拟采用水工碾压混凝土和改性混凝土施工工艺改善过渡段刚度过大的问题,使过渡段不仅具有一定塑性,而且降低工后沉降,确保高速铁路在过渡段实现平顺连接。

关键词：路桥(涵)过渡段碾压混凝土施工工艺

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高速铁路路桥过渡段接触区压实机具选型

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铁道建筑 2009年第7期49卷 120-121页

作者：蒋宗全李兆宇谢凯军中国水电集团京沪高铁三标项目部山东泰安271000

京沪高速铁路路桥过渡段接触区施工中,选择了三种压实机,按照施工工艺进行了对比,通过压实质量和压实效率的试验研究和经济效益分析,确定路桥过渡段接触区压实机采用ZH-3型平板振动夯。

关键词：过渡段接触区压实试验

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基于工业遗产保护的旧工业区改造与再利用策略研究——以徐州老钢铁厂区为例

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中外建筑 2018年第3期 101-104页

作者：季翔谢凯骏江苏建筑节能与建造技术协同创新中心、中国矿业大学建筑与设计学院

工业遗产是人类重要的物质文化财富,但是我国在工业遗产保护与再利用领域重视程度不高。本文以徐州市下淀片区老徐钢工业区规划设计为例,结合其现状自生条件,通过构建工业遗产价值保护体系、建立多级指标与权重,对老徐钢工业遗址进行价... 详细信息

工业遗产是人类重要的物质文化财富,但是我国在工业遗产保护与再利用领域重视程度不高。本文以徐州市下淀片区老徐钢工业区规划设计为例,结合其现状自生条件,通过构建工业遗产价值保护体系、建立多级指标与权重,对老徐钢工业遗址进行价值评估与分析,试图通过对工业遗产改造与再利用策略的研究,找到正确对待工业遗产的方法。

关键词：工业遗产工业区钢铁厂改造再利用

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浓乳液共聚合法制备β-环糊精多孔分离材料的研究

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中国塑料 2014年第10期28卷 19-23页

作者：谢恺君杜中杰邹威励杭泉张晨北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室北京化工大学材料与工程学院北京100029

利用氢氧化钠(NaOH)为催化剂,烯丙基溴(C_3H_5Br)为修饰剂与β-环糊精(β-CD)反应制备了十四-(2,6-O-烯丙基)-β-环糊精(Ally-β-CD),研究了催化剂与修饰剂用量、反应时间、反应温度对合成产物产率的影响。以苯乙烯(St)、Ally-β-CD和... 详细信息

利用氢氧化钠(NaOH)为催化剂,烯丙基溴(C_3H_5Br)为修饰剂与β-环糊精(β-CD)反应制备了十四-(2,6-O-烯丙基)-β-环糊精(Ally-β-CD),研究了催化剂与修饰剂用量、反应时间、反应温度对合成产物产率的影响。以苯乙烯(St)、Ally-β-CD和二乙烯基苯(DVB)为连续相,过硫酸钾(K_2S_2O_8)、硫酸钾(K_2SO_4)溶于水中组成分散相,通过反相浓乳液模板法制备了Ally-β-CD与St共聚多孔材料,并研究了β-CD对多孔材料亲水性能与苯酚(PhOH)吸附性能的影响。结果表明,制备Ally-β-CD的最佳反应工艺为n(β-CD):n(C_3H_5Br)=1:76.0,n(NaOH):n(C_3H_5Br)=1.34:1,反应温度为5℃,反应时间为48 h;β-CD的引入可以明显提高多孔材料的亲水性能与PhOH吸附性能。

关键词：十四-(2,6-O-烯丙基)-β-环糊精苯乙烯反相浓乳液共聚多孔材料吸附

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