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功能化多孔氮化碳材料对铀的吸附性能研究

化工学报 2024年第4期75卷 1616-1629页

作者：孟园倪善刘亚锋王文杰赵越朱育丹杨良嵘南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室江苏南京211816 中国科学院过程工程研究所盐湖资源绿色高值利用重点实验室石油化工分子转化与反应工程全国重点实验室中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

从海水和废水中分离和富集铀对能源的可持续发展和保护环境具有重要意义。通过一步碱化和热缩聚三聚氰胺制备了一种富含氰基和羟基的多孔氮化碳吸附剂(d-g-CN),研究其对铀的吸附性能。吸附实验结果表明,在pH=6.0和298 K的条件下,d-g-CN... 详细信息

从海水和废水中分离和富集铀对能源的可持续发展和保护环境具有重要意义。通过一步碱化和热缩聚三聚氰胺制备了一种富含氰基和羟基的多孔氮化碳吸附剂(d-g-CN),研究其对铀的吸附性能。吸附实验结果表明,在pH=6.0和298 K的条件下,d-g-CN对铀的吸附在3 h达到吸附平衡,饱和吸附容量为2476.23 mg∙g^(-1)。吸附过程符合拟二级动力学模型和Freundlich等温模型。此外,d-g-CN具有优异的选择性和循环性,在溶液中存在多种竞争离子时,d-g-CN对铀的吸附分配系数达到1.48×10^(4)ml∙g^(-1),并且6次循环后吸附效率仍保持在89.5%。由于d-g-CN较大的比表面积提供了更多的吸附位点,同时氰基和羟基等功能基团与铀存在配位作用,因此d-g-CN表现出优异的吸附性能,在低浓度铀的提取方面具有一定的应用潜力。

关键词：氮化碳铀海水废水吸附选择性

Interfacial engineering of transition-metal sulfides heterostructures with built-in electric-field effects for enhanced oxygen evolution reaction

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Chinese Journal of Chemical Engineering 2022年第1期35卷 320-328页

作者： Shan Ni Hongnan Qu Huifang Xing Zihao Xu Xiangyang Zhu Menglei Yuan Meng Rong Li Wang Jiemiao Yu Yanqing Li Liangrong Yang Huizhou Liu CAS Key Laboratory of Green Process and Engineering State Key Laboratory of Biochemical EngineeringInstitute of Process EngineeringChinese Academy of SciencesBeijing 100190China School of Chemical Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China Qingdao Institute of Bioenergy and Bioprocess Technology Chinese Academy of SciencesQingdao 266061China

Developing highly efficient,durable,and non-noble electrocatalysts for the sluggish anodic oxygen evolution reaction(OER)is the pivotal for meeting the practical demand in water ***,the current transition-metal electrocatalysts still suffer from low activity and durability on account of poor interfacial reaction *** this work,a facile solid-state synthesis strategy is developed to construct transition-metal sulfides heterostructures(denoted as MS_(2)/NiS_(2),M=Mo or W)for boosting OER *** a result,MoS2/NiS2 and WS2/NiS2 show lower overpotentials of 300 mV and 320 mV to achieve the current density of 10 mA·cm^(-2),and smaller Tafel slopes of 60 ***^(-1) and 83 ***^(-1)in 1 mol·L^(-1) KOH,respectively,in comparison with the single MoS2,WS2,NiS2,as well as even the benchmark *** experiments reveal that the designed heterostructures have strong electronic interactions and spontaneously develop a built-in electric field at the heterointerface with uneven charge distribution based on the difference of band structures,which promote interfacial charge transfer,improve absorptivity of OH-,and modulate the energy level more comparable to the ***,the designed transition-metal sulfides heterostructures exhibit a remarkably high electrocatalytic activity for *** study provides a simple strategy to manipulate the heterostructure interface via an energy level engineering method for OER and can be extended to fabricate other heterostructures for various energy-related applications.

关键词： Oxygen evolution reaction Transition-metal sulfides heterostructures Heterointerface Built-in electric field

B21C7与DB21C7分子构象溶剂效应NMR研究

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光谱学与光谱分析 2023年第S1期43卷 115-116页

作者：邢慧芳王丽倪善于杰淼吴霞杨良嵘刘会洲中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

通过^(1)H NMR核磁波谱学方法研究了芳香冠醚B21C7和DB21C7构象的溶剂效应。结果表明,CD_(3)CN分子与两种芳香冠醚的苯环取代基存在CH^(+)…N相互作用,CD_(3)OD与冠醚环存在OH^(+)…O相互作用。由于不同溶剂分子的作用引起苯环取代基与... 详细信息

通过^(1)H NMR核磁波谱学方法研究了芳香冠醚B21C7和DB21C7构象的溶剂效应。结果表明,CD_(3)CN分子与两种芳香冠醚的苯环取代基存在CH^(+)…N相互作用,CD_(3)OD与冠醚环存在OH^(+)…O相互作用。由于不同溶剂分子的作用引起苯环取代基与冠醚环的相对位置改变,冠醚环在苯环取代基的屏蔽区域和去屏蔽区域间变化,产生了相应化学位移差异。

关键词： NMR 溶剂效应 B21C7 DB21C7

BPC6/t-BAMBP协同萃取铯机理的NMR研究

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光谱学与光谱分析 2023年第S1期43卷 113-114页

作者：邢慧芳王丽戎猛孟启宇杨良嵘刘会洲中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

采用^(1)HNMR和^(133)CsNMR研究了BPC6和t-BAMBP协同萃取Cs^(+)的机理。结果表明,在氘代氯仿中,BPC6与Cs^(+)可形成配合物,t-BAMBP与Cs^(+)不发生配位。在BPC6/t-BAMBP与Cs^(+)进行协同萃取时,Cs^(+)首先通过与BPC6进行配位进入油相,随后由BPC6·Cs^(+)配合物向相互作用更强的t-BAMBP·Cs^(+)进行转移,且随着t-BAMBP加入量的增加,t-BAMBP的配位数增加,形成更稳定的t-BAMBP·Cs^(+)配合物。

关键词： NMR BPC6 t-BAMBP 协萃铯离子萃取

磁性Fe_(3)O_(4)@PDA-Pd催化剂制备及其氢化丁腈橡胶红外光谱研究

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光谱学与光谱分析 2023年第S1期43卷 55-56页

作者：王文杰倪善吴霞邢慧芳杨良嵘刘会洲中国科学院过程工程研究所北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

氢化丁腈橡胶(HNBR)是通过丁腈橡胶(NBR)加氢得到的性能优异的特种橡胶,它不仅保留了NBR的耐油性,还提高了耐热性、耐臭氧化和耐老化性能。NBR加氢反应起关键作用的是贵金属催化剂。目前催化剂存在的问题是非均相催化剂加氢条件严格,活... 详细信息

氢化丁腈橡胶(HNBR)是通过丁腈橡胶(NBR)加氢得到的性能优异的特种橡胶,它不仅保留了NBR的耐油性,还提高了耐热性、耐臭氧化和耐老化性能。NBR加氢反应起关键作用的是贵金属催化剂。目前催化剂存在的问题是非均相催化剂加氢条件严格,活性组分易团聚失活。因此,设计了以Fe_(3)O_(4)为磁核,聚多巴胺为包覆层,并将Pd颗粒原位还原在聚多巴胺表面,组装成核壳结构,同时利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究了丁腈橡胶在氢化反应中微观结构的变化并计算得到HNBR的氢化度。

关键词： FTIR 微观结构磁性催化加氢氢化度

氨基功能化超交联聚合物的制备及其苯酚吸附性能研究

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光谱学与光谱分析 2023年第S1期43卷 23-24页

作者：陈立炎倪善吴霞邢慧芳杨良嵘刘会洲中国科学院过程工程研究所北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

含酚废水广泛存在于化工及有机合成过程,其较强的毒性对水体环境造成了严重的危害。超交联聚合物(HCPs)作为一种有机多孔材料,近年来广泛应用于水体中有机污染物的脱除。为高效吸附分离含酚废水中的苯酚,氨基功能化的超交联聚合物通过... 详细信息

含酚废水广泛存在于化工及有机合成过程,其较强的毒性对水体环境造成了严重的危害。超交联聚合物(HCPs)作为一种有机多孔材料,近年来广泛应用于水体中有机污染物的脱除。为高效吸附分离含酚废水中的苯酚,氨基功能化的超交联聚合物通过付克烷基化反应一步制备。紫外吸收光谱被用于吸附前后水体中苯酚含量的检测,同时红外光谱表征了HCPs吸附前后材料表面的化学结构,简要分析了苯酚吸附过程的机理。

关键词：苯酚超交联聚合物吸附红外光谱紫外光谱

LiMn_(2)O_(4)掺杂金属调控的XRD研究

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光谱学与光谱分析 2023年第S1期43卷 127-128页

作者：张艳邢慧芳杨良嵘中国科学院过程工程研究所北京100190

近年来随着新能源汽车的迅速发展,锂资源发挥越来越重要的作用。我国的盐湖资源丰富,盐湖中蕴含大量的锂资源亟待提取。锰系锂离子筛对锂离子具有优越的选择性,其高吸附容量、环境友好及高稳定性也使其成为从盐湖卤水中直接提取锂的最... 详细信息

近年来随着新能源汽车的迅速发展,锂资源发挥越来越重要的作用。我国的盐湖资源丰富,盐湖中蕴含大量的锂资源亟待提取。锰系锂离子筛对锂离子具有优越的选择性,其高吸附容量、环境友好及高稳定性也使其成为从盐湖卤水中直接提取锂的最有潜力的吸附剂之一。但锰系离子筛溶损问题阻碍了其工业化应用,通过掺杂Al、Mg、Fe、Cu元素进改性,使溶损降低,稳定性提高。通过XRD分析表明我们成功制备了LiMn_(2)O_(4)锰系离子筛前驱体,通过0.5 mol·L^(-1)盐酸酸洗获得相应的锰系离子筛,并将其用于盐湖卤水提锂,通过ICP OES测得吸附容量为12.16 mg·g^(-1),表明我们合成的锂离子筛可以成功用于盐湖原卤锂的提取。

关键词：锂锰系锂离子筛掺杂盐湖卤水

共轭微孔聚合物结构调整及其荧光发射探究用于吸附传感

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光谱学与光谱分析 2023年第S1期43卷 271-272页

作者：赵越戎猛吴霞邢慧芳杨良嵘刘会洲中国科学院过程工程研究所北京100190 中国科学院大学北京100049

有机多孔聚合物(POPs)是一类高比表面积,具有复杂孔径结构,可修饰不同官能团的新型有机材料,其复杂的微观结构使其在吸附分离领域具有良好的前景。共轭微孔聚合物(CMPs)是有机多孔聚合物的一种,其也具有上述所说的有机多孔聚合物的特性... 详细信息

有机多孔聚合物(POPs)是一类高比表面积,具有复杂孔径结构,可修饰不同官能团的新型有机材料,其复杂的微观结构使其在吸附分离领域具有良好的前景。共轭微孔聚合物(CMPs)是有机多孔聚合物的一种,其也具有上述所说的有机多孔聚合物的特性,相比其他类型的有机多孔聚合物,大共轭环的骨架使其结构更加刚性,并赋予其具有可见光区荧光的特性。本工作从调整聚合物合成单元方式调节结构,探究不同类型聚合物的荧光波长,有助于了解其在化学吸附与传感领域的应用。

关键词：有机多孔聚合物共轭微孔聚合物荧光光谱吸附传感

1,3-二异丙氧基杯[4]冠-6/4-叔丁基-2-(α-甲基苄基)苯酚协萃体系弱碱条件选择性分离铯

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过程工程学报 2023年第8期23卷 1199-1207页

作者：邢慧芳王露杨良嵘戎猛叶钢刘会洲中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

采用1,3-二异丙氧基杯[4]冠-6(BPC6)和4-叔丁基-2-(α-甲基苄基)苯酚(t-BAMBP)组成的协萃体系,实现了弱碱条件(30 mmol/L NaOH)下铯的选择性萃取分离。当BPC6和t-BAMBP浓度分别为10和200 mmol/L时,协萃系数高达89.5。反萃过程仅用10 mmo... 详细信息

采用1,3-二异丙氧基杯[4]冠-6(BPC6)和4-叔丁基-2-(α-甲基苄基)苯酚(t-BAMBP)组成的协萃体系,实现了弱碱条件(30 mmol/L NaOH)下铯的选择性萃取分离。当BPC6和t-BAMBP浓度分别为10和200 mmol/L时,协萃系数高达89.5。反萃过程仅用10 mmol/L HCl或313 K热水即可分别达到84.1%和81.3%的反萃率。此外,本工作提出了配位-阳离子交换的耦合协萃机理;获得了萃取反应的热力学参数和平衡常数;探究了温度对反萃过程的影响;确立了一种温和条件下萃取/反萃铯的协萃体系。

关键词： BPC6 t-BAMBP 协同萃取铯萃取