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磺化聚乙烯醇/侧链交联型磺化聚芳醚酮复合质子交换膜的制备与性能

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2465-2476页

作者：程海龙郑锐孙娇娇韩康辉李奥管丹丹栾立伟陶璐静吉林化工学院材料科学与工程学院吉林132022

磺化芳香类聚合物质子交换膜(PEM)为了达到较好的质子传导性能就必需具有较高的磺化度,然而较高的磺化度就会增加PEM的溶胀率、降低PEM的尺寸稳定性及增加PEM的甲醇渗透率等一系列问题。为此,通过直接缩聚的方法合成了含有羧基的聚芳醚... 详细信息

磺化芳香类聚合物质子交换膜(PEM)为了达到较好的质子传导性能就必需具有较高的磺化度,然而较高的磺化度就会增加PEM的溶胀率、降低PEM的尺寸稳定性及增加PEM的甲醇渗透率等一系列问题。为此,通过直接缩聚的方法合成了含有羧基的聚芳醚酮共聚物(PAEK-x),利用刚果红作为交联剂并引入磺酸基团,与磺化聚乙烯醇(SPVA)复合制备磺化聚乙烯醇/磺化聚芳醚酮交联复合膜(Cr-SPAEK-x),通过红外光谱对交联复合膜进行了表征。对膜的性能测试发现,该系列交联复合膜表现出了良好的热性能、力学性能、氧化稳定性和适度的吸水性。交联结构形成于PAEK-x的羧基与刚果红的氨基及SPVA的羟基之间,不消耗膜中的传导基团磺酸基,因此该系列交联复合膜表现出了较高的质子传导率,酚酞啉(PPL)摩尔含量为100mol%的磺化聚乙烯醇/磺化聚芳醚酮交联复合膜Cr-SPAEK-100在25℃和80℃分别达到了0.053 S·cm^(-1)和0.109 S·cm^(-1)。交联网络结构的形成,抑制了膜的水溶胀性,提高了膜的尺寸稳定性,即使是吸水率最高的Cr-SPAEK-100膜的溶胀率室温下也只有5.26%,同时由于致密的交联网络结构的形成及具有高阻醇性能的SPVA的引入,有效地降低了该系列交联复合膜的甲醇渗透系数,最高也只有3.92×10^(-7)cm^(2)·s^(-1),可见该系列交联复合膜有望在直接甲醇燃料电池中得到应用。

关键词：侧链交联型磺化聚芳醚酮磺化聚乙烯醇交联复合质子交换膜尺寸稳定性阻醇性能

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液相剥离法高效制备石墨烯的研究进展

化工进展 2024年第1期43卷 215-231页

作者：李文鹏刘晴杨志荣高展鹏王景涛周鸣亮张金利郑州大学化工学院同济大学土木工程学院天津大学化工学院

石墨烯是一种具有优良物理化学性质的二维纳米材料，广泛应用于电池、催化、传感器、印刷、生物医药等领域。然而，石墨烯及其衍生产品的应用与发展面临着巨大挑战——低成本、高品质、规模化生产。本文综述了液相剥离法高效制备石墨烯... 详细信息

石墨烯是一种具有优良物理化学性质的二维纳米材料，广泛应用于电池、催化、传感器、印刷、生物医药等领域。然而，石墨烯及其衍生产品的应用与发展面临着巨大挑战——低成本、高品质、规模化生产。本文综述了液相剥离法高效制备石墨烯的研究进展，重点探讨了电化学插层法、溶剂插层法、高温膨胀法和微波膨胀法等液相剥离的前处理方法原理以及对石墨烯剥离效果的影响；分析了水基溶剂、有机溶剂和混合溶剂等剥离溶剂的优缺点与选取原则；对比了超声、高剪切和微通道等过程强化设备的剥离原理和优缺点；简述了离心分离的后处理方法以及分离效果；最后对液相剥离法宏量制备石墨烯的发展趋势进行了展望：通过结合人工智能等方法进行多目标优化，开发无残留的功能化插层剂并匹配温和快速的膨胀方法，寻找低毒、低沸点、高分散的溶剂体系，精确调控液相剥离设备作用机理，设计连续化梯级离心设备，实现液相剥离制备石墨烯的连续化、规模化、低成本快速制备。

关键词：石墨烯液相剥离二维纳米材料高剪切微通道高效制备

基于钯催化下烯丙基C(sp^(3))—H活化的不对称(4+1)串联环化反应

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有机化学 2024年第1期44卷 318-320页

作者：张洪浩石枫常州大学石油化工学院江苏常州213164 江苏师范大学化学与材料科学学院江苏徐州221116

催化不对称串联反应可以在一步操作中发生两个或多个连续的反应,实现多个化学键的有序断裂和重组,立体选择性地高效构建结构复杂多样的手性分子[1].该类反应原子经济性高、步骤简洁、立体选择性优异,被广泛地应用于有机合成中.新颖的催... 详细信息

催化不对称串联反应可以在一步操作中发生两个或多个连续的反应,实现多个化学键的有序断裂和重组,立体选择性地高效构建结构复杂多样的手性分子[1].该类反应原子经济性高、步骤简洁、立体选择性优异,被广泛地应用于有机合成中.新颖的催化不对称串联反应的设计和开发已成为有机化学前沿研究领域之一.过渡金属催化的不对称烯丙基取代反应是高选择性构建手性中心的高效策略,目前已取得了长足的发展[2].烯丙基底物与两性离子试剂的不对称环化反应可以构建具有高合成价值的手性烯基环状骨架,但通过传统的烯丙基取代反应来实现该转化存在较大的挑战(Scheme 1).

关键词：立体选择性手性中心手性分子有机化学钯催化过渡金属催化烯基原子经济性

两亲Cu-氮杂亚甲基二吡咯染料J-聚集体纳米片的制备及表征

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精细化工 2024年第5期41卷 1001-1007页

作者：赵明瑶张勇杰苏军军潘宏斐陈志坚天津大学化工学院天津300350

以含两条十二烷氧基疏水链的氮杂亚甲基二吡咯(ADP)和含两条聚乙二醇亲水链的ADP为配体与Cu(Ⅱ)络合,合成了一种两亲性Cu(Ⅱ)-ADP配合物(染料Ⅰ),通过1HNMR、MS及元素分析仪确认了其化学结构,采用UV-Vis、AFM、TEM、小角X射线散射仪对... 详细信息

以含两条十二烷氧基疏水链的氮杂亚甲基二吡咯(ADP)和含两条聚乙二醇亲水链的ADP为配体与Cu(Ⅱ)络合,合成了一种两亲性Cu(Ⅱ)-ADP配合物(染料Ⅰ),通过1HNMR、MS及元素分析仪确认了其化学结构,采用UV-Vis、AFM、TEM、小角X射线散射仪对染料Ⅰ聚集体的形貌和结构进行了表征。结果表明,染料Ⅰ在乙醇/水混合溶剂中自组装形成J-聚集体,最大吸收峰发生89 nm的红移。染料Ⅰ聚集体呈现二维纳米片形貌,并以双分子层形式进行堆积。

关键词：功能染料 J-聚集体分子自组装氮杂亚甲基二吡咯纳米片功能材料

一种新型的用于萃取铷的冠醚功能化磁性固相纳米材料

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材料导报 2024年第17期38卷 278-283页

作者：付华陈慧媛宋维君赵云青海大学化工学院西宁810016

本研究成功制备了一种新型的用于萃取铷的冠醚功能化磁性固相纳米材料(CFE)。通过溶剂热法合成了Fe_(3)O_(4)纳米颗粒磁核,利用3-氨丙基三乙氧基硅烷在碱性环境下的酯水解反应,在磁核表面包覆SiO_(2)并修饰氨基,制备了Fe_(3)O_(4)@SiO_(... 详细信息

本研究成功制备了一种新型的用于萃取铷的冠醚功能化磁性固相纳米材料(CFE)。通过溶剂热法合成了Fe_(3)O_(4)纳米颗粒磁核,利用3-氨丙基三乙氧基硅烷在碱性环境下的酯水解反应,在磁核表面包覆SiO_(2)并修饰氨基,制备了Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)-NH_(2)中间产物,再利用4′-羧基苯并-18-冠6-醚上的羧基与修饰在Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)-NH_(2)表面的氨基在1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐的催化下发生酰胺化反应,将该冠醚修饰在中间产物的表面,制备了CFE新型材料。分析了Fe_(3)O_(4)、Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)-NH_(2)、CFE的微观形貌、磁化性质、X射线衍射性质、红外吸收性质、元素组成,佐证了材料被成功制备,验证了CFE对Rb^(+)的萃取能力,研究了溶液pH对Rb^(+)萃取效果的影响。结果表明,室温下萃取30 min,在pH为13时CFE对Rb^(+)具有最佳的萃取效果,萃取率为90.0%。

关键词：铷磁性固相萃取冠醚功能材料纳米材料

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钠离子电池电解液溶剂化结构对SEI的影响

常州工学院学报 2024年第1期37卷 34-39页

作者：周钰祥沈海林陈小卉常州工学院化工与材料学院江苏常州213032 常州大学材料科学与工程学院江苏常州213164

在钠离子电池中电解液是关键组成部分,其内部的溶剂化结构对固体电解质界面(SEI)的形成和组成具有重要影响,并直接影响钠离子电池的电化学性能。文章探讨钠离子电池电解液中溶剂化结构对SEI性质和电池性能的影响机制,总结高浓度电解液... 详细信息

在钠离子电池中电解液是关键组成部分,其内部的溶剂化结构对固体电解质界面(SEI)的形成和组成具有重要影响,并直接影响钠离子电池的电化学性能。文章探讨钠离子电池电解液中溶剂化结构对SEI性质和电池性能的影响机制,总结高浓度电解液溶剂化结构研究的相关成果,探讨溶剂浓度、种类及溶剂化结构对SEI的影响,阐述了电解液中阴阳离子、溶剂分子间作用与钠离子电池性能之间的构效关系。

关键词：钠离子电池水系电解液有机类电解液固体电解质界面

La-Fe改性蛭石对水中磷酸盐的高效去除：吸附行为及内在机制

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复合材料学报 2024年第10期 5412-5422页

作者：李铃莫创荣邓冬祝廖丹伶曹传麒许雪棠广西大学资源环境与材料学院广西大学化学化工学院

蛭石(VE)作为吸附剂具有很强的吸附性及离子交换能力，价格低廉、丰富易得，对环境无害。近年来，许多关于蛭石吸附的研究获得报道，但由于疏水性弱且缺乏活性位点使其在磷酸盐吸附方面表现不佳。本文制备了Le-Fe双金属改性蛭石提升对... 详细信息

蛭石(VE)作为吸附剂具有很强的吸附性及离子交换能力，价格低廉、丰富易得，对环境无害。近年来，许多关于蛭石吸附的研究获得报道，但由于疏水性弱且缺乏活性位点使其在磷酸盐吸附方面表现不佳。本文制备了Le-Fe双金属改性蛭石提升对磷酸盐的吸附性能。结果表明：La、Fe原子比为1∶2时改性蛭石(La-Fe/VE-2)具有优异的磷吸附能力，最大吸附容量为185.09 mg P/g，且在pH=3～9的范围内能实现高效吸附。La-Fe/VE-2具有较强的抗阴离子干扰性能，在中低浓度磷酸盐溶液(50～100 mg P/L)条件下仍然保持较高的吸附率(>90%)。材料表征结果显示，La和Fe成功负载在蛭石上，静电吸附和配体交换是主要吸附机制。综上所述，双金属改性蛭石对磷酸盐亲和力强，是一种很有前途的除磷吸附剂。

关键词：蛭石镧磷酸盐吸附改性材料

CeMn/γ-AlO催化剂制备及催化降解乙酸乙酯性能

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精细化工 2024年

作者：孙哲恺张智宏杜晓刚常州大学石油化工学院

以硝酸铈和硝酸锰为原料、NaOH为沉淀剂，采用共沉淀法制备了Ce1Mn3前驱体粉末，将其与纳米氧化铝胶干粉通过混捏煅烧制备了复合金属氧化物催化剂Ce1Mn3-x/γ-Al2O3〔x为Ce1Mn3前驱体粉末质量，分别为1、3、5、7、9 g，原料总质量10 g... 详细信息

以硝酸铈和硝酸锰为原料、NaOH为沉淀剂，采用共沉淀法制备了Ce1Mn3前驱体粉末，将其与纳米氧化铝胶干粉通过混捏煅烧制备了复合金属氧化物催化剂Ce1Mn3-x/γ-Al2O3〔x为Ce1Mn3前驱体粉末质量，分别为1、3、5、7、9 g，原料总质量10 g〕。采用XRD、BET和SEM对Ce1Mn3-x/γ-Al2O3进行了表征，通过固定床反应器考察其对气态低含量乙酸乙酯（体积分数0.1%）的催化降解性能，并探究了水蒸气对反应的影响和48 h催化稳定性。结果表明，γ-Al2O3的引入并没有改变Ce1Mn3物相。与Ce1Mn3相比，Ce1Mn3-x/γ-Al2O3的比表面积增大(由38.55 m2/g增至60.03～204.79 m2/g)，介孔数量明显增加。Ce1Mn3氧化物结合在γ-Al2O3表面，暴露出的Ce1Mn3氧化物颗粒更加细小且分散。制备的Ce1Mn3-7/γ-Al2O3催化活性最高，在空速（GHSV）15000 mL/（g·h）条件下，乙酸乙酯降解率达到90%时的温度(T90)为164 ℃。载体γ-Al2O3和水蒸气的引入均有利于乙酸乙酯在低温下（＜120 ℃）的降解，促进中间体乙酸和乙醇生成，导致最终T90降低。在180 ℃、48 h、不含水蒸气的反应条件下，Ce1Mn3-7/γ-Al2O3催化剂能始终保持99%以上的乙酸乙酯降解率。

关键词：共沉淀法混捏技术 γ-Al O 催化氧化乙酸乙酯环境保护

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石油树脂加氢研究进展

高分子通报 2024年第7期37卷 904-916页

作者：牛彤时正阳孙锦昌张谦温北京石油化工学院新材料与化工学院北京102617

石油树脂是以石油化工过程中的特定馏分聚合而成的有机聚合物,是高分子材料开发和性能改进的重要原料,通常因其色度深、气味重、耐温耐候性差等问题致使应用场景受限。石油树脂加氢改性可优化各项物化性能,推动其在高附加值产品行业领... 详细信息

石油树脂是以石油化工过程中的特定馏分聚合而成的有机聚合物,是高分子材料开发和性能改进的重要原料,通常因其色度深、气味重、耐温耐候性差等问题致使应用场景受限。石油树脂加氢改性可优化各项物化性能,推动其在高附加值产品行业领域中应用,实现高档氢化石油树脂的高效生产已成为当下的研究焦点。本文总结了石油树脂的特性与分类,阐述了各类加氢工艺技术特点,全面分析了石油树脂加氢机理及催化剂与载体改性机理,提出提高催化剂性能的可能途径和方向。

关键词：石油树脂加氢催化剂活性机理载体改性