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再生角蛋白凝胶对纺织退浆废水中浆料分子的吸附性能

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纺织学报 2024年第2期45卷 142-152页

作者：杨美慧李博沈艳琴武海良西安工程大学纺织科学与工程学院陕西西安710048 西安工程大学功能性纺织材料及制品教育部重点实验室陕西西安710048 苏州大学纺织行业丝绸功能材料与技术重点实验室江苏苏州215123

为实现废弃角蛋白纤维资源的高值化循环利用,在采用“还原预处理-甲酸”溶解法获取角蛋白多肽并引入α-硫辛酸进行化学改性基础上,制备再生凝胶材料用于纺织退浆废水中浆料分子的吸附处理。借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱等测试技... 详细信息

为实现废弃角蛋白纤维资源的高值化循环利用,在采用“还原预处理-甲酸”溶解法获取角蛋白多肽并引入α-硫辛酸进行化学改性基础上,制备再生凝胶材料用于纺织退浆废水中浆料分子的吸附处理。借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱等测试技术对角蛋白凝胶的结构和性能进行表征。针对聚乙烯醇(PVA)和淀粉2种浆料,探究凝胶对不同浆料分子的吸附规律及机制。结果表明:角蛋白凝胶具有均匀的三维孔隙结构,其化学组成和官能团结构与原纤维基本一致,且结晶程度较高;该凝胶对溶液体系中PVA分子的吸附量和去除率分别为16.278 mg/g和30.013%,对淀粉浆料则可达到133.234 mg/g和28.868%;此外,吸附动力学和热力学研究显示,角蛋白凝胶对2种浆料的吸附规律均符合准二级动力学模型,其中对PVA分子主要为物理吸附作用,而对淀粉则可能存在化学吸附效果。

关键词：角蛋白凝胶天然生物质生物吸附剂纺织退浆废水染料吸附动力学

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亚硝酸叔丁酯参与的酰胺水解反应

有机化学 2024年第2期44卷 550-560页

作者：陶苏艳项紫欣白俊杰万潇万小兵苏州大学材料与化学化工学部江苏省有机合成重点实验室江苏苏州215123

酰胺是具有重要功能的化合物,也是多样的合成子,在有机合成和药物化学领域被广泛应用.报道了温和条件下亚硝酸叔丁酯促进的伯酰胺水解反应,制备了一系列羧酸化合物.反应条件温和,原料简单易得,操作简便,反应体系绿色.该方法还表现出良... 详细信息

酰胺是具有重要功能的化合物,也是多样的合成子,在有机合成和药物化学领域被广泛应用.报道了温和条件下亚硝酸叔丁酯促进的伯酰胺水解反应,制备了一系列羧酸化合物.反应条件温和,原料简单易得,操作简便,反应体系绿色.该方法还表现出良好的官能团兼容性和底物的普适性.

关键词：酰胺羧酸亚硝酸叔丁酯水解反应

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水相中银催化硝基化合物还原制备胺

中国科学：化学 2024年第2期54卷 260-266页

作者：焦红梅陈荣张苗苗郭婉真高媛媛张玉琦韩波延安大学化学与化工学院陕西省化学反应工程重点实验室新能源新功能材料重点实验室延安716000

芳胺是重要的基础化学品,被广泛应用于材料、药物化学等领域.发展新型、高效的催化合成策略制备芳香伯胺具有重要的科学研究意义.本文以商业易得的芳香硝基化合物为原料、廉价的三氟甲磺酸银为催化剂前体、苯硅烷为还原剂,在水相且温和... 详细信息

芳胺是重要的基础化学品,被广泛应用于材料、药物化学等领域.发展新型、高效的催化合成策略制备芳香伯胺具有重要的科学研究意义.本文以商业易得的芳香硝基化合物为原料、廉价的三氟甲磺酸银为催化剂前体、苯硅烷为还原剂,在水相且温和条件下,实现了硝基的高选择性还原.该体系具有较好的兼容性,后处理操作简单,避免了氢气及高压釜设备,为芳香伯胺的制备提供了新的思路.机理研究表明,原位生成的银氢为活性物种,将硝基芳烃转化成为相应的芳香亚硝基化合物,中间体为偶氮苯及氢化偶氮苯.

关键词：芳胺硝基化合物还原水金属催化银

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改性纤维增强聚脲复合材料的制备及性能

精细化工 2024年

作者：王晨张初镱姚红蕊王娜沈阳化工大学辽宁省特种功能材料合成与制备重点实验室洛阳船舶材料研究所海洋腐蚀与防护重点实验室福建中国-西班牙材料联合实验室沈阳市新型功能涂层材料重点实验室

以聚天门冬氨酸酯树脂和异氰酸酯固化剂为原料、碳纤维（CF）为增强体、硅烷偶联剂（KH550）为改性剂，制备了硅烷偶联剂改性碳纤维（KH550-CF）增强聚脲（PU）复合材料（KH550-CF/PU）。考察了CF长度和添加量对碳纤维增强聚脲复合材料... 详细信息

以聚天门冬氨酸酯树脂和异氰酸酯固化剂为原料、碳纤维（CF）为增强体、硅烷偶联剂（KH550）为改性剂，制备了硅烷偶联剂改性碳纤维（KH550-CF）增强聚脲（PU）复合材料（KH550-CF/PU）。考察了CF长度和添加量对碳纤维增强聚脲复合材料性能的影响。采用FTIR、SEM、XRD、DSC对KH550-CF和KH550-CF/PU进行了表征，通过准静态拉伸和压缩实验、霍普金森压杆实验探究了KH550-CF/PU的力学性能和抗爆性能。结果表明，KH550成功地修饰在CF表面，增强了CF与PU的相容性和浸润性；CF或KH550-CF的添加不会影响PU的分子结构，KH550-CF/PU仍具有PU所固有的理化特性；当CF的长度为0.5 mm、KH550-CF添加量为PU质量的1%时，KH550-CF/PU的力学性能明显优于PU，其最大拉伸应力可达22.88 MPa，断裂拉伸应变可达223.95%，弹性阶段最大压缩应力为2.17 kN，最大压缩应力时的能量吸收值为0.64 MJ/m3，应变率5000 s–1时的屈服强度可达103.18 MPa。

关键词：复合材料聚脲碳纤维微观结构力学性能功能材料

纯水介质中银催化α,β-不饱和酮碳碳双键的选择性还原

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中国科学：化学 2024年第7期54卷 1099-1106页

作者：焦红梅周慧鲁星高媛媛侯雪艳张玉琦韩波延安大学化学化工学院陕西省化学反应工程重点实验室新能源新功能材料重点实验室延安716000

选择性还原α,β-不饱和酮中C=C键是有机化学中极具潜力且最有挑战性的官能团转化之一.本文以空气中稳定且极少量的N-杂环卡宾银配合物为催化剂、苯硅烷为还原剂,在水相且温和条件下,以较高的收率实现了α,β-不饱和酮化合物中双键的选... 详细信息

选择性还原α,β-不饱和酮中C=C键是有机化学中极具潜力且最有挑战性的官能团转化之一.本文以空气中稳定且极少量的N-杂环卡宾银配合物为催化剂、苯硅烷为还原剂,在水相且温和条件下,以较高的收率实现了α,β-不饱和酮化合物中双键的选择性还原,该体系可以兼容氟、氯、溴、三氟甲基、氨甲基、氰基及酯基等官能团,具有工业应用的潜质, TON值高达11250.该方法可用于药物分子的合成,后处理操作简单,避免了氢气及高压釜设备,为酮类的制备提供了新的思路和方法.初步机理研究表明,原位生成的银氢中间体为活性物种,随后对双键的加成是实现转化的关键,后经水解得到双键还原产物.

关键词： α β-不饱酮选择性还原水 N-杂环卡宾银配合物

TEMPO显著加速芘基金属有机框架光催化硫化物到亚砜的转化

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第3期58卷 226-236页

作者：曾冰黄凤伟王月欣熊康慧郎贤军武汉大学化学与分子科学学院湖北省有机高分子光电功能材料重点实验室湖北武汉430072

随着全球对可再生能源的需求持续上升,太阳能因其无限、清洁和可持续的特点被视为最理想的能源之一.在太阳能转化为化学能的过程中,半导体光催化技术因能够有效利用太阳能驱动化学反应而受到广泛关注.金属有机框架(MOF)因具有类似半导... 详细信息

随着全球对可再生能源的需求持续上升,太阳能因其无限、清洁和可持续的特点被视为最理想的能源之一.在太阳能转化为化学能的过程中,半导体光催化技术因能够有效利用太阳能驱动化学反应而受到广泛关注.金属有机框架(MOF)因具有类似半导体的性质而广泛应用于光催化领域.然而,MOF在光催化选择性催化上仍存在活性低或选择性差等问题.为解决上述问题,加入氧化还原介质成为一个潜在的解决方案.通过深入研究氧化还原介质与MOF之间的协同作用,有望提升光催化选择性氧化的效率,从而推动MOF在光催化领域的应用发展.本文将炔基整合到芘基配体中,进一步调节金属有机框架的可见光吸收性质.具体来说,以4-苯基苯甲酸作为调节剂,由4,4',4'',4'''-(芘-1,3,6,8-四基四(乙炔-2,1-二基))四苯甲酸和Zr_(6)O_(4)(OH)_(4)^(12+)团簇合成了芘基MOF,即NU-1100,并采用粉末晶体衍射、氮气吸附-脱附、扫描电镜与透射电镜对结构进行表征.结果表明,由于拓宽配体的共轭结构,与NU-1000相比,NU-1100的可见光吸收带红移.实验结果表明,在光催化体系中加入氧化还原介质2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧化物(TEMPO)可以显著加速有机硫化物到亚砜的转化.在绿光照射下,体系中加入催化量(3 mol%)氧化还原介质TEMPO和4-羧基TEMPO后,转化率分别是单独使用NU-1100的2.7倍和5.2倍.而NU-1000由于不吸收绿光无法驱动硫化物的氧化.动力学研究结果表明,4-羧基TEMPO可以加速硫化物转化为亚砜的反应进程.光电化学测试结果表明,4-羧基TEMPO可以促进NU-1100光生电子和空穴的分离以及转移.利用密度泛函理论计算和一系列结构表征手段,研究了加入4-羧基TEMPO提高NU-1100光催化活性的原因.结果表明,4-羧基TEMPO吸附在NU-1100的Zr_(6)O_(4)(OH)_(4)^(12+)团簇外表面,介导了空穴的转移,实现了更高的电荷转移效率.通过猝灭实验和原位电子顺磁共振测试研究了4-羧基TEMPO和NU-1100对硫化物氧化为亚砜的反应机理.加入对苯醌作为超氧阴离子捕获剂后反应彻底停止,而将溶剂甲醇替换为氘代甲醇后反应的转化率基本不变,这说明单线态氧对反应不起作用,超氧阴离子是该反应关键活性氧物种.原位电子顺磁共振测试结果表明,4-羧基TEMPO信号强度在开灯后迅速降低,关灯后信号恢复,说明其在硫化物氧化反应中存在循环.底物拓展实验结果表明,在NU-1100光催化和4-羧基TEMPO的协同作用下,一系列有机硫化物可以被分子氧氧化转化为相应的亚砜产物.利用光催化技术将丰富的太阳能转化为可利用的化学能具有广阔的应用前景和实际价值.综上,本文为设计和构筑可见光光催化提供了新思路,并展示了氧化还原介质与金属有机框架协同作用在提升体系性能方面的优势,进而为太阳能的转化和利用提供了一定的参考.

关键词：金属有机框架氧化还原介质绿光选择性氧化光催化

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离子凝胶纤维的制备及其传感性能研究进展

科学通报 2024年

作者：范源张其冲中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所多功能材料与轻巧系统重点实验室

近年来,柔性可拉伸、可穿戴电子设备取得了显著进展,在健康监测、人体运动、人机交互、电子皮肤等领域展现出广泛应用前景.离子凝胶材料的兴起与发展,为开发高性能柔性传感器提供了新契机.其中,相较于传统的薄膜或块状凝胶,一维离子凝... 详细信息

近年来,柔性可拉伸、可穿戴电子设备取得了显著进展,在健康监测、人体运动、人机交互、电子皮肤等领域展现出广泛应用前景.离子凝胶材料的兴起与发展,为开发高性能柔性传感器提供了新契机.其中,相较于传统的薄膜或块状凝胶,一维离子凝胶纤维凭借其柔性、透气性、舒适性及轻质特性,成为可穿戴电子产品的理想选择.本文对近年来离子凝胶纤维的制备及其传感性能研究进展进行了总结.首先,介绍了离子凝胶的特性,包括机械性能、离子导电性和热稳定性,并讨论了影响其性能的参数和改善策略.然后,阐述了离子凝胶纤维的制备方法.接着,分析和讨论了利用离子凝胶纤维作为柔性传感器的传感机理以及传感性能.最后,结合该领域近年来的研究成果,进一步讨论了离子凝胶纤维发展面临的挑战和未来的发展机遇.

关键词：离子凝胶纤维柔性传感器稳定性

微胶囊相变材料对聚氨酯注浆材料固化放热行为的影响

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高分子材料科学与工程 2024年第7期40卷 1-9页

作者：樊康鑫董晓宇王俊杰刘志徐佳乐王晨曦齐新慧张雪敏丁运生合肥工业大学化学与化工学院安徽合肥230009 先进功能材料与器件安徽省重点实验室安徽合肥230009

聚氨酯注浆材料在固化时由于芯部热量的聚集会发生热解甚至阴燃,造成材料性能劣化和使用安全性隐患。文中通过将相变蓄热微胶囊引入聚氨酯注浆材料中实现对材料固化放热行为的可控调节。通过界面聚合制备了一系列以聚氨酯为壳、石蜡为... 详细信息

聚氨酯注浆材料在固化时由于芯部热量的聚集会发生热解甚至阴燃,造成材料性能劣化和使用安全性隐患。文中通过将相变蓄热微胶囊引入聚氨酯注浆材料中实现对材料固化放热行为的可控调节。通过界面聚合制备了一系列以聚氨酯为壳、石蜡为芯的微胶囊相变材料(MEPCMs),并与多元醇、催化剂共混后与多异氰酸酯反应制备聚氨酯注浆材料。使用激光粒度仪、差示扫描量热仪、热重分析仪和红外热像仪对所合成的MEPCMs的粒径与热行为进行了表征,并使用旋转黏度计、万能试验机等测试了聚氨酯注浆材料A组分的浆液黏度、固结体的力学性能与固化行为。结果表明,与未改性的聚氨酯注浆材料相比,加入MEPCMs可使固化最高反应温度显著降低,固化时间明显延长,固化放热速率降低。随着MEPCMs含量的增加,A组分浆液黏度增加,固结体强度下降。当MEPCMs质量分数为15%时,A组分浆液黏度为551.9 m Pa·s,固化最高反应温度为98.7℃,固化时间为235 s,固结体压缩及拉伸强度分别为44.9 MPa和14.7 MPa。所制备的相变材料改性的聚氨酯注浆材料在保持良好的浆液可注性、固结体强度及热稳定性的同时,实现了对固化放热行为的调控。

关键词：微胶囊相变材料聚氨酯注浆材料固化放热

乙腈-水系混合电解液对Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池电化学稳定性的影响

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中国有色金属学报 2024年第6期34卷 1848-1860页

作者：欧林娜刘哲轩曹鑫鑫梁叔全中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学电子封装及先进功能材料湖南省重点实验室长沙410083

Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)正极材料具有稳定的三维框架结构、较高的工作电压和相对成熟的制备工艺,近年来也逐渐用于水系锌离子电池中。然而,二价Zn^(2+)的脱嵌和活泼的水系反应环境会加速磷酸盐晶格的破坏。本文在Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4)... 详细信息

Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)正极材料具有稳定的三维框架结构、较高的工作电压和相对成熟的制备工艺,近年来也逐渐用于水系锌离子电池中。然而,二价Zn^(2+)的脱嵌和活泼的水系反应环境会加速磷酸盐晶格的破坏。本文在Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池体系的水系电解液中加入适量的乙腈(AN),研究电解液中AN与水的比例对离子溶剂化结构和电化学行为的影响规律,并通过非原位XRD探究Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)晶体结构的演变。结果表明:过少的AN会加快正极材料晶格框架的破坏,而过多的AN会减缓电极反应动力学;在含有适量AN的电解液中,Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池不但在50 mA/g的电流密度下具有91.4 mA·h/g的较高比容量,同时在500 mA/g的电流密度下可以稳定循环1000次且无明显容量衰退。

关键词： Zn-Na_(3)V_(2)(PO_(4))_(3)电池乙腈有机-无机混合电解液电化学稳定性离子可逆脱嵌