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Ti/Fe(NCN)新型铝热剂的制备和燃烧性能

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兵工学报 2024年

作者：万立祥朱理想李宵鹏郎茂运蔡昌武尹艳君巢湖学院化学与材料工程学院

铝热剂作为一类高能、钝感、安全性好的含能材料，在固体推进剂、金属焊接、新型材料制造等领域有着广阔的应用前景。近年来，一类金属碳化二亚胺或称金属氰胺化合物Mx(NCN)y(其中M为碱金属、碱土金属、过渡金属或非金属元素)，由于其... 详细信息

铝热剂作为一类高能、钝感、安全性好的含能材料，在固体推进剂、金属焊接、新型材料制造等领域有着广阔的应用前景。近年来，一类金属碳化二亚胺或称金属氰胺化合物Mx(NCN)y(其中M为碱金属、碱土金属、过渡金属或非金属元素)，由于其独特的电子结构和新奇的物化性质，逐渐成为研究热点。借助金属碳化二亚胺化合物的高含氮量和亚稳态特性，以Fe(NCN)为代表，与纳米Ti组装为一种新型铝热剂体系—Ti/Fe(NCN)，并对Ti/Fe(NCN)含能材料的组分、结构、形貌、燃烧特性及反应过程进行了探究。研究结果表明：当Ti与Fe(NCN)质量比为5:1时，燃烧过程剧烈，放热量为605 J/g，释放压力319 kPa，且反应产物中检测出Fe、TiC0.2N0.8及气体产物N2；Ti/Fe(NCN)新型铝热剂有望丰富含能材料研究体系，同时为新型含能器件的研发提供新思路。

关键词：铝热剂 Ti/Fe(NCN)含能材料燃烧特性放热性能反应过程

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碳点改性聚乙烯醇性能的研究进展

复合材料学报 2024年第1期41卷 92-107页

作者：宫贵贞徐州工程学院材料与化学工程学院徐州221018

碳点(CDs)具有低毒性、水溶性、良好的生物相容性、易修饰性、优良的电化学活性和光学性能等优点,可用于高分子材料的改性,赋予其良好的光学性能及其他多种特殊性能。将其加入到聚乙烯醇(PVA)中,不仅可以使PVA力学性能和热稳定性得到有... 详细信息

碳点(CDs)具有低毒性、水溶性、良好的生物相容性、易修饰性、优良的电化学活性和光学性能等优点,可用于高分子材料的改性,赋予其良好的光学性能及其他多种特殊性能。将其加入到聚乙烯醇(PVA)中,不仅可以使PVA力学性能和热稳定性得到有效改善,还赋予PVA一些新的性能,诸如电导率、介电性、热电性等多种电参数得到提高,呈现出荧光、磷光和耐紫外线等光学特性,同时具有抗菌性、抗氧化性和耐水性等一些优异的性能。使其在电磁屏蔽、存储器件、电容器、传感器、光学器件及功能性包装袋等领域崭露头角。本文就CDs改性PVA复合材料(CDs/PVA)性能的最新研究进展进行重点介绍,并对CDs/PVA复合材料未来应用方面进行了展望,对拓展其应用领域具有重要意义。

关键词：聚乙烯醇碳点复合材料性能研究进展

基于金属纳米粒子的活性包装复合膜在生鲜食品保鲜领域的研究进展

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食品科学 2024年第12期45卷 340-348页

作者：司星雨刘帅张扬北京工商大学化学与材料工程学院北京100048

近年来,人们对生鲜食品品质的关注不断提高。如何减少其腐败损失并保障消费者的食用安全对于支撑食品行业高质量发展、满足人民日益增长的美好生活需要具有重要意义。活性包装复合膜在改善生鲜食品品质方面作用显著。其中,基于金属纳米... 详细信息

近年来,人们对生鲜食品品质的关注不断提高。如何减少其腐败损失并保障消费者的食用安全对于支撑食品行业高质量发展、满足人民日益增长的美好生活需要具有重要意义。活性包装复合膜在改善生鲜食品品质方面作用显著。其中,基于金属纳米粒子与聚合物复合制得的复合膜能够抑制细菌的生长和代谢,减缓食品氧化过程,减少贮藏微环境中的有害成分,提高食品的安全性并延长保质期。金属纳米粒子/聚合物复合膜现已成为食品保鲜领域的研究热点。基于此,本文首先归纳总结了金属纳米粒子/聚合物复合膜的制备方法及特点;随后,从抗菌、抗氧化、清除乙烯、高阻隔性等方面综合分析了复合膜的保鲜机制,探讨了复合膜的传感功能及其生物安全性;最后,阐述了复合膜应用当前面临的挑战,并展望了未来发展的机遇,以期推动复合膜在生鲜食品包装领域的研究和应用。

关键词：生鲜食品金属纳米粒子活性包装复合膜保鲜机制应用

功能填料表面修饰对聚合物基复合材料电磁屏蔽性能影响研究进展

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高分子材料科学与工程 2024年第1期40卷 151-158页

作者：王庆宇温变英北京工商大学化学与材料工程学院北京100048

对于自身不具备电磁屏蔽性能的聚合物材料而言,加入功能填料是赋予其屏蔽性能的主要方法。然而,简单的填充并不能达到上述目的,填料表面的功能化修饰对聚合物基复合材料电磁屏蔽性能具有重要影响。文中总结了填料表面功能化修饰的主要方... 详细信息

对于自身不具备电磁屏蔽性能的聚合物材料而言,加入功能填料是赋予其屏蔽性能的主要方法。然而,简单的填充并不能达到上述目的,填料表面的功能化修饰对聚合物基复合材料电磁屏蔽性能具有重要影响。文中总结了填料表面功能化修饰的主要方法,包括化学镀、表面炭化、包覆聚合物、表面接枝和表面生长金属有机骨架(MOF)等,讨论了各种表面修饰对聚合物基复合材料性能产生的改性效果及最终对电磁屏蔽效能的影响,并对相关研究的未来发展提出了建议。

关键词：功能填料表面修饰聚合物基复合材料电磁屏蔽

调控N中间体与一维共轭配位聚合物的相互作用促进电催化硝酸盐还原产氨

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第7期62卷 231-242页

作者：刘青成雪峰霍锦艳刘小芳董慧龙曾宏波徐庆锋路建美苏州大学材料与化学化工学部江苏苏州215123 常熟理工学院材料工程学院江苏常熟215500 阿尔伯塔大学化学与材料工程学院埃德蒙顿加拿大

随着工农业的快速发展及城市化进程的加速,含硝酸盐废水的处理问题日益突出,对生态环境与人类健康造成了严重的威胁.电催化硝酸盐还原制备氨是一种在温和条件下去除硝酸盐污染物并生成氨的可行策略,兼具环境与经济双重价值.然而,由于硝... 详细信息

随着工农业的快速发展及城市化进程的加速,含硝酸盐废水的处理问题日益突出,对生态环境与人类健康造成了严重的威胁.电催化硝酸盐还原制备氨是一种在温和条件下去除硝酸盐污染物并生成氨的可行策略,兼具环境与经济双重价值.然而,由于硝酸盐还原制氨过程涉及复杂的电子质子转移过程,在低浓度(≤100 ppm)硝酸盐条件下,硝酸盐转化率低和氨产率不足严重制约了该技术的工业应用和发展潜力.因此,开发新型的可精准调控催化中心结构的催化剂材料,并通过调控催化剂表面对含N中间体的吸附来提高硝酸盐的转化率和氨的产率,对于解决上述问题具有重要意义.本文通过过渡金属离子M^(2+)(M=Fe,Co,Ni和Cu)与1,2,4,5-苯四胺(BTA)配体配位合成了四种一维共轭配位聚合物链(1D CCPs)材料,并将其应用于电催化硝酸盐还原制备高附加值产物氨.通过改变金属离子,电催化硝酸盐还原的选择性和活性得到了提高,这些1D CCPs结构为探索电催化硝酸盐还原制氨中的结构-活性关系提供了良好的平台.反应2 h后,Cu-BTA的产氨速率达到2.28 mg h^(-1)c^(-2),该结果是已报道的低浓度硝酸盐还原产氨的较高水平,在4h内硝酸盐的转化率达到96.74%,氨的选择性为79.46%.在经过25次循环实验后,催化性能依然保持良好.密度泛函理论计算结果表明,富电子Cu中心减弱了*NO中间体π轨道向Cu的d轨道的电子转移效率,并增强了Cu d_(yz)轨道对*NO的π轨道的电子反馈作用,提升了*NO中间体的自由能,N=O键被削弱,降低了NO→*NHO的ΔG值,进一步促进了氢化反应,提高了产氨速率.此外,Cu-BTA对氨的吸附能最小,有利于活性中心表面产生的氨快速脱除,加快了吸附-催化转化-脱附循环的速率,并且降低了催化中心中毒的可能性,从而实现了高催化活性和长期稳定性.综上,由于电催化硝酸盐还原制氨过程涉及八电子九质子转移过程,因此催化剂对不同含N中间体的适度吸附能力对保证高选择性,至关重要.本研究通过中心金属离子替换调控对N中间体的吸附,构建了可靠的电催化硝酸盐还原制氨的结构-活性关系,为电催化硝酸盐转化提供了新见解.

关键词：硝酸盐还原氨合成电催化一维共轭配位聚合物吸附调控

环氧树脂基近红外吸收涂层的近红外光谱、力学及耐盐水性能研究

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光谱学与光谱分析 2024年第2期44卷 439-445页

作者：张伟钢潘露露吕丹丹滁州学院材料与化学工程学院安徽滁州239000

以环氧树脂为粘合剂,Sm2O3为功能颜料,硅烷偶联剂和石墨烯为改性剂,制备得到了一种同时具有突出力学性能和耐盐水性能的近红外低反射率涂层。系统研究了Sm2O3添加量、硅烷偶联剂种类、硅烷偶联剂添加量和石墨烯添加量对涂层性能的影响... 详细信息

以环氧树脂为粘合剂,Sm2O3为功能颜料,硅烷偶联剂和石墨烯为改性剂,制备得到了一种同时具有突出力学性能和耐盐水性能的近红外低反射率涂层。系统研究了Sm2O3添加量、硅烷偶联剂种类、硅烷偶联剂添加量和石墨烯添加量对涂层性能的影响。结果表明:Sm2O3添加量的增加可明显降低涂层对1.06μm近红外光的反射率,当Sm2O3添加量为50%,涂层对1.06μm近红外光的反射率可低至31.2%。此时,涂层的附着力和耐冲击强度分别可达到1级和50 kg·cm。用硅烷偶联剂改性涂层,偶联剂上的强极性基团分别可与涂层中的树脂基体和颜料形成共价键结合,从而可发挥桥连作用,进而可明显改善涂层的柔韧性,其中KH560的改性效果最佳。当KH560添加量为5%,涂层的柔韧性可从改性前的9 mm显著改善为改性后的4 mm。石墨烯具有特殊的共平面结构和超长共轭结构特征,使其对入射光的吸收可延伸到近红外区域。石墨烯特殊的片层结构使其具有很高的耐冲击强度和柔韧性,在涂层中添加石墨烯可明显改善涂层的力学性能。研究发现石墨烯的添加可在进一步改善涂层力学性能的前提下显著降低涂层对1.06μm近红外光的反射率。当石墨烯添加量为8%,涂层对1.06μm近红外光的反射率可低至12.6%,此时涂层可具备突出的激光隐身效能。同时,涂层的附着力、柔韧性和耐冲击强度分别可达到1级、2 mm和50 kg·cm,可很好地满足实际工程应用要求。在环氧树脂、硅烷偶联剂和石墨烯的协同界面优化作用下,最佳配方(Sm2O3添加量为50%、KH560添加量为5%、石墨烯添加量为8%)的涂层经盐水腐蚀21 d后,涂层的微结构、近红外低反射率性能和力学性能可保持稳定。此时,涂层对1.06μm近红外光的反射率为12.47%,涂层的附着力、柔韧性和耐冲击强度分别可保持在1级、2 mm和45 kg·cm,表明制备的涂层具有良好的耐盐水性能。

关键词：复合涂层近红外光谱力学性能耐盐水性能

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金属有机框架材料电池隔膜的最新应用

化学进展 2024年第8期36卷 1217-1236页

作者：肖鹏程聂赛群罗明亮陈佳瑶罗伏利赵田刘跃军湖南工业大学包装与材料工程学院

随着新能源行业的快速发展，对于各种不同高性能电池的研究已成为当前的热点。隔膜作为电池的重要组成部分之一，能有效防止电池正负极直接接触并为离子传输提供有利通道。然而，传统聚合物电池隔膜通常存在热稳定性不足、离子输运能力... 详细信息

随着新能源行业的快速发展，对于各种不同高性能电池的研究已成为当前的热点。隔膜作为电池的重要组成部分之一，能有效防止电池正负极直接接触并为离子传输提供有利通道。然而，传统聚合物电池隔膜通常存在热稳定性不足、离子输运能力差、电解液浸润性差等问题。金属-有机框架材料（MOFs）作为一种新型的多孔晶体材料，由于其高孔隙率、高比表面积和出色的热稳定性，已成为当前高性能电池隔膜的研究热点。本文综述了各类MOFs/MOFs基材料在电池隔膜中的应用，并全面讨论了MOFs基电池隔膜的优缺点。最后，介绍了MOFs基电池隔膜领域亟待解决的问题以及MOFs在电池隔膜上的发展前景。

关键词：金属-有机框架电池隔膜制备

N和O共掺杂碳电极材料的制备及其组装的超级电容器的性能

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材料研究学报 2024年第7期38卷 529-536页

作者：原新忠王存景姚鹏李琼马志华李鹏发新乡学院医学院新乡453003 新乡学院化学与材料工程学院新乡453003 新乡学院药学院新乡453003

用盐密封法高温热解2-甲基咪唑锌盐(ZIF-8)制备了N、O共掺杂碳电极材料,这种碳材料具有开口空心结构,其中的介孔和微孔的分布适宜且比表面积(1589 m^(2)·g^(-1))较高。N和O异质原子的掺杂改善了材料的浸润性,开口空心结构便于电解质离... 详细信息

用盐密封法高温热解2-甲基咪唑锌盐(ZIF-8)制备了N、O共掺杂碳电极材料,这种碳材料具有开口空心结构,其中的介孔和微孔的分布适宜且比表面积(1589 m^(2)·g^(-1))较高。N和O异质原子的掺杂改善了材料的浸润性,开口空心结构便于电解质离子从内外表面同时向电极材料内部扩散,使更多的溶剂化离子在电极材料的孔内进行吸脱附反应,增大了电极材料的有效比表面积和使更多的N、O异质原子活性位参与氧化还原反应,构成了更高的法拉第电容。用这种电极材料组装的对称超级电容器功率密度为250 W·kg^(-1)时其能量密度为11 Wh·kg^(-1)。

关键词：无机非金属材料超级电容器盐密封法开口空心碳材料

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高校化学实验室安全管理情况调研与思考

惠州学院学报 2024年第3期44卷 122-128页

作者：李佳佳邱思刘敏姚艳玲李险峰惠州学院化学与材料工程学院广东惠州516007

高校化学实验室是科研创新和人才培养的一线场所,随着实验室建设水平的不断提高,存放的化学药品和各类机械设备日渐庞杂,安全隐患不断增加。文章以调研活动为载体,对国内高校化学实验室的安全队伍建设、安全责任体系、信息化管理、分级... 详细信息

高校化学实验室是科研创新和人才培养的一线场所,随着实验室建设水平的不断提高,存放的化学药品和各类机械设备日渐庞杂,安全隐患不断增加。文章以调研活动为载体,对国内高校化学实验室的安全队伍建设、安全责任体系、信息化管理、分级分类管理、危险化学品管理、仪器设备管理和教育学习培训等方面的工作经验进行分析,提出化学实验室安全管理工作的思考与建议。

关键词：安全管理高校化学实验室调研