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水稻秸秆制纤维素多孔生物膜的吸附性能研究

山东化工 2024年第6期53卷 72-74,78页

作者：任骥麟张世江任俊鹏王毓杨祺祺陈松黎婷婷贵州师范学院化学与材料学院贵州贵阳510018

通过氢氧化钠-亚氯酸钠法从水稻秸秆中提取纤维素,以水稻秸秆中的纤维素为原料,采用溶解再生-模板法制备出纤维素多孔膜,测试纤维素多孔膜的吸附能力,确保多孔生物基材料的基底,同时对制备的生物基多孔材料官能团组成(FT-IR)、形貌结构(... 详细信息

通过氢氧化钠-亚氯酸钠法从水稻秸秆中提取纤维素,以水稻秸秆中的纤维素为原料,采用溶解再生-模板法制备出纤维素多孔膜,测试纤维素多孔膜的吸附能力,确保多孔生物基材料的基底,同时对制备的生物基多孔材料官能团组成(FT-IR)、形貌结构(SEM)等进行表征,并对纤维素多孔膜材料进行金属离子宏吸附量的测定。与原始水稻秸秆材料相比,其性能具有明显提高,在处理重金属污染时表现出良好的吸附性,因此,水稻秸秆纤维素多孔膜作为天然吸附剂,在吸附方面具有很大的应用潜力,为制备快速止血-抑菌的生物基新型止血材料提供理论依据。所制备出的纤维素多孔膜对于Cu^(2+)离子的吸附率峰值达到74.6%,相比于原始水稻秸秆高出19.3%,在温度为55℃,pH值为7~8之间,吸附效率最好。

关键词：水稻秸秆快速吸附表面改性多孔材料

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硼团簇及其材料化学研究进展(II):硼碳团簇及化合物的相似性

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中国科学:化学 2024年

作者：马艳娜李婉璐陈藤藤陈学年李隽王来生郑州大学化学学院清华大学化学系理论化学中心稀土新材料教育部工程研究中心香港科技大学化学系河南师范大学化学化工学院河南省硼化学与先进材料重点实验室中国科学院赣江创新研究院稀土基础科学中心美国布朗大学化学系

硼是元素周期表的第五号元素,位于碳的左邻位,二者之间有很多相似之处.然而,与丰富的碳化学的研究工作相比,硼化学的研究相对薄弱.碳原子的价电子构型为2s22p2,价电子数目与价轨道数相等.但硼原子的价电子构型为2s22p1,价电子数少于价... 详细信息

硼是元素周期表的第五号元素,位于碳的左邻位,二者之间有很多相似之处.然而,与丰富的碳化学的研究工作相比,硼化学的研究相对薄弱.碳原子的价电子构型为2s22p2,价电子数目与价轨道数相等.但硼原子的价电子构型为2s22p1,价电子数少于价轨道数,属于缺电子原子.硼原子的缺电子特性使其不仅可以形成普通的两中心化学键,还可以通过多中心键的方式共享电子以平衡体系的电子分布.不同形式多中心键的存在使得含硼化合物大多具有独特的几何结构和电子离域的成键特点.本文主要围绕硼、碳元素的成键特点,尤其是硼与碳化合物结构和成键的相似性,对硼、碳组成的5类化合物（硼、碳单质的同素异形体及团簇、硼和芳烃反夹心化合物、硼烷和有机烷烃、BN和CC等电子体、硼氧化合物和碳氧化合物）进行比较.通过对比,找出二者之间的相似性和差异,进而借助丰富的碳化学知识来拓展含硼化合物的种类及其在材料化学方面的应用.

关键词：硼元素碳元素缺电子多中心化学键团簇

α-MnO_(2)作为先进的双功能ORR/IOR电催化剂构建可充电锌空电池

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燃料化学学报（中英文） 2024年第2期52卷 266-276页

作者：王振赵慧周菊红盛可发王涛江彬彬安庆师范大学化学化工学院光电磁材料安徽省重点实验室安徽安庆246011

析氧反应(oxygen evolution reaction,OER)和氧还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)是可充电锌空电池(rechargeable Zn-air batteries,RZABs)重要的两个反应。其中,析氧反应具有较高的热力学平衡电位和复杂的反应路径,实际应用中需要高的充电电压驱动其发生,这将带来一系列问题并且限制了RZABs的商业化应用。基于此,本研究构造α-MnO_(2)并作为ORR/IOR双功能催化剂。在碱性体系中引入反应改性剂KI,α-MnO_(2)对碘离子氧化反应(iodide oxidation reaction,IOR)具有更低的阳极氧化电位和更快的催化动力学。当1.0 mol/L KOH电解液中添加0.5 mol/L KI时,相比于OER(1.709 V@10 mA/cm^(2)),α-MnO_(2)在IOR过程中电流密度达到10 mA/cm^(2)时阳极电位减小了398 mV(1.311 V ***),且表现出低至57.5 mV/dec塔菲尔斜率。相对于与Pt/C,在含有KI的KOH电解液中,α-MnO_(2)表现出与Pt/C相媲美的ORR活性。此外,以α-MnO_(2)为空气电极组装成RZAB后,该电池也表现出了优异的充电活性和良好的循环寿命,在5 mA/cm^(2)电流密度下,充放电电压间隙由0.97 V缩减为0.61 V,能量转换效率由54.9%提升至66.2%。

关键词：可充电锌空电池析氧反应碘离子氧化反应 α-MnO_(2)

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钽微弧氧化电池负极制备及性能研究

稀有金属 2024年第7期48卷 1050-1055页

作者：郝国栋田雪牡丹江师范学院化学化工学院黑龙江牡丹江157011 佳木斯大学材料与工程学院黑龙江佳木斯154007 牡丹江师范学院黑龙江省光电功能材料省级重点实验室黑龙江牡丹江157011

锂离子电池具有工作电压高、循环寿命长及能量密度大等突出优点广泛应用众多领域,其中负极材料直接决定电池性能。为提高锂离子电池负极材料性能,利用微弧氧化技术在钽片表面制备出一种以Ta_(2)O_(5)为主晶相的多孔膜层,将该膜层作为锂... 详细信息

锂离子电池具有工作电压高、循环寿命长及能量密度大等突出优点广泛应用众多领域,其中负极材料直接决定电池性能。为提高锂离子电池负极材料性能,利用微弧氧化技术在钽片表面制备出一种以Ta_(2)O_(5)为主晶相的多孔膜层,将该膜层作为锂离子电池负极,锂片为对电极并组装电池。利用X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)对材料进行表征,使用电池测试系统测量电池容量及循环稳定性,通过电化学工作站获得循环伏安曲线与电化学阻抗谱特性。结果表明:多孔膜主要成分Ta_(2)O_(5)均匀分布在钽片表面,其组装的电池在100μA·cm~(-2)的电流密度下,首圈放电比容量为3043.5 m Ah·cm^(-3),达到Ta_(2)O_(5)理论放电比容量的77.0%,稳定后其库伦效率保持在100%左右,表现出较高的比容量。在1和2 m V·s^(-1)扫描速度下,电极循环伏安(CV)测试形状几乎保持不变,具有良好的动力学可逆性。在阻抗测试中该负极材料的电荷转移电阻为215Ω,锂离子扩散速度快,有利于电子长程传导,从而降低欧姆极化。在钽金属表面制备了一种合成方便、效率高且性能优越的锂离子电池负极。微弧氧化技术可高效地制备多孔状及无粘结剂的Ta_(2)O_(5)负极材料,其高容量的电化学性能具有良好的发展前景。

关键词：钽微弧氧化锂离子电池负极材料

协同添加剂对电子电镀铜成核及镀层形貌与结构的影响机制

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高等学校化学学报 2024年第8期45卷 119-128页

作者：金磊王赵云杨防祖詹东平重庆市超常配位键工程与新材料技术实验室长江师范学院材料科学与工程学院重庆408100 厦门大学电子科学与技术学院厦门361005 厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室化学化工学院厦门361005

基于以1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)为协同添加剂、用于印制电路板(PCB)通孔均匀增厚的酸性硫酸铜电子电镀配方及工艺,通过电化学计时电流法阐明了单一添加剂及各添加剂间协同作用对铜电结晶过程的影响机制.聚乙二醇(PEG)破坏铜成核过程... 详细信息

基于以1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)为协同添加剂、用于印制电路板(PCB)通孔均匀增厚的酸性硫酸铜电子电镀配方及工艺,通过电化学计时电流法阐明了单一添加剂及各添加剂间协同作用对铜电结晶过程的影响机制.聚乙二醇(PEG)破坏铜成核过程,聚二硫丙烷磺酸钠(SPS)与PAN不影响铜成核行为的发生,PEG,SPS和PAN共同作用可进一步促进铜晶核的形成.通过电化学原位拉曼光谱从分子层面证实了添加剂PEG和SPS均可促进PAN在铜电极表面吸附.通过扫描电子显微镜分析了添加剂对铜镀层形貌的影响,只有SPS可细化铜镀层颗粒,PEG,SPS和PAN协同作用有利于获得颗粒更加细小且均匀的铜镀层.通过X射线衍射分析揭示了铜镀层晶面取向及添加剂吸附的晶面位点,PEG和PAN均易吸附于(111)晶面,抑制(220)晶面择优;而SPS易吸附于(220)晶面,促进(220)晶面择优.PEG和SPS共同作用可使铜沿着(111),(200)和(220)晶面生长,(200)为相对的择优晶面.3种添加剂间复杂的协同作用促使铜进一步沿(111)和(200)晶面择优生长.

关键词：电子电镀铜添加剂成核形貌择优取向协同作用

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富含氧空位的由多金属氧簇辅助的银基异质结用于高效电催化固氮

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第7期62卷 209-218页

作者：陈昕煜赵聪聪任静李波刘倩倩李葳杨帆陆思琦赵宇飞颜力楷臧宏瑛东北师范大学化学学院功能材料化学研究所纳米生物传感分析吉林省高等学校重点实验室多酸与网格材料化学教育部重点实验室吉林长春130024 北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029 衢州资源化工创新研究院浙江衢州323000

目前工业产氨主要依赖传统的Haber-Bosch工艺,然而该工艺条件苛刻,需要高温(350-550℃)和高压(150-250bar),每年消耗全球能源供应的2%,同时排放4.5亿吨二氧化碳(占全球总排放量的1.6%).近年来,科研工作者致力于开发高效率、高选择性的... 详细信息

目前工业产氨主要依赖传统的Haber-Bosch工艺,然而该工艺条件苛刻,需要高温(350-550℃)和高压(150-250bar),每年消耗全球能源供应的2%,同时排放4.5亿吨二氧化碳(占全球总排放量的1.6%).近年来,科研工作者致力于开发高效率、高选择性的固氮电催化剂,但是由于析氢反应的强烈竞争,目前已报道的氮还原催化剂仍然受到低法拉第效率和低氨产率的限制.因此,开发活性位点丰富、氮气吸附能力强、催化性能优异的氮还原电催化剂成为当务之急.贵金属催化剂由于其纳米结构中富含活性位点,并且金属表界面处具有较好的导电性,因此表现出较高的法拉第效率.而分子催化剂因可调的电子结构和明确的构效关系引起了广泛关注.多金属氧簇是一种典型的金属聚阴离子团簇,由氧原子连接的含氧多面体组成,且具备优异的氧化还原性能.因此,本课题组尝试将多金属氧簇分子引入到氮还原催化剂中,并探究其催化机理.本文选取了一个多金属氧簇为前驱体,在溶剂、还原剂和诱导剂共存时,通过一锅法合成了富含氧空位的AgPW_(11)/Ag纳米方块电催化剂.实验结果表明,富含氧空位的AgPW_(11)/Ag异质结催化剂在-0.2 V(***)电位时表现出高达46.02±1.03μg h^(-1)mg^(-1)_(cat).的氨产率和34.07±0.16%的法拉第效率,催化反应能够稳定运行32h且性能未见衰减,显著优于银催化剂.随后系统地研究了AgPW_(11)/Ag催化剂的氮还原活性位点,发现异质结中的银单质为催化反应提供了高导电性的支持,而催化剂中的银氧簇具有较好的电子得失能力,有利于促进氮还原反应中的六电子转移过程.丰富的氧空位利于吸附氮气,也能协同提升AgPW_(11)/Ag对电化学氮还原的催化活性.密度泛函理论计算结果表明,在还原后的银氧簇中,银原子d轨道与氮气π*轨道之间的强相互作用激活了吸附的氮气,促进了第一个质子化过程:*N_(2)向*N-NH的转化(电化学决速步).综上,本工作建立了异质结催化剂的催化性能与其分子结构之间的构效关系,为开发多金属氧簇及其衍生物作为电催化剂提供了依据和思路.

关键词：多酸金属氧簇电催化氮还原氧空位密度泛函理论异质结

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化学化工类专业课程思政教学设计与实践

广东化工 2024年第12期51卷 205-207页

作者：刘艳渭南师范学院化学与材料学院陕西渭南714099

将思政元素潜移默化地融入高校专业课程的教学过程,是全面落实“立德树人”根本任务的基本要求和有效途径。结构化学作为化学专业基础课程,蕴含了丰富的思政元素。本文以“分子对称性”为例,根据本节课的教学内容和结构化学课程的特点,... 详细信息

将思政元素潜移默化地融入高校专业课程的教学过程,是全面落实“立德树人”根本任务的基本要求和有效途径。结构化学作为化学专业基础课程,蕴含了丰富的思政元素。本文以“分子对称性”为例,根据本节课的教学内容和结构化学课程的特点,挖掘了与分子对称性相关的思政元素,阐述了知识讲解与思政融合的双线协同的教学设计思路和过程,以期为结构化学教师课程思政教学提供设计思路和实例。

关键词：结构化学课程思政分子对称性分子点群雨课堂

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夺冠之路:有机光伏电池的奇妙赛程

高分子通报 2024年第7期37卷 993-1000页

作者：王灵心李中杰何田占玲玲尹守春杭州师范大学材料与化学化工学院哈尔科夫学院杭州311121

有机光伏电池——绿色能源的代言人。本文以舞台表演的形式,生动展示了“光伏大赛”过程,包括激子产生、扩散、分离、电荷传输和收集等关键环节;以展示不同活性层形貌和电子受体材料在提高光伏效率方面的作用,并颁发最佳活性层形貌奖、... 详细信息

有机光伏电池——绿色能源的代言人。本文以舞台表演的形式,生动展示了“光伏大赛”过程,包括激子产生、扩散、分离、电荷传输和收集等关键环节;以展示不同活性层形貌和电子受体材料在提高光伏效率方面的作用,并颁发最佳活性层形貌奖、最佳电子受体材料奖和最佳策略奖,为读者提供有关有机光伏电池的重要信息和进展。

关键词：有机光伏电池电子受体材料活性层形貌多元策略

黄河、渭河、北洛河交汇区芦苇和香蒲重金属污染分析

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化学与生物工程 2024年第5期41卷 60-63页

作者：李吉锋袁羽平赵意茹陕西学前师范学院化学化工学院陕西西安710100 陕西省河流湿地生态环境重点实验室陕西渭南714099 渭南师范学院化学与材料学院陕西渭南714099

为了解黄河、渭河、北洛河交汇前后植物受重金属污染情况,在三河交汇区采集河流沿岸常见的芦苇和香蒲,采用原子吸收光谱法测定了芦苇和香蒲中Pb、Cr、Cd、Cu、Mn、Zn等重金属元素的含量,采用原子荧光法测定了Hg元素含量,分析了芦苇和香... 详细信息

为了解黄河、渭河、北洛河交汇前后植物受重金属污染情况,在三河交汇区采集河流沿岸常见的芦苇和香蒲,采用原子吸收光谱法测定了芦苇和香蒲中Pb、Cr、Cd、Cu、Mn、Zn等重金属元素的含量,采用原子荧光法测定了Hg元素含量,分析了芦苇和香蒲中重金属含量超标情况,并通过生物质量指数法(综合评价污染法)评价了三河交汇前后芦苇和香蒲的重金属污染水平。结果表明,在三河交汇区采集的芦苇和香蒲样品中Pb、Cr、Cd含量总体异常;三河交汇前,北洛河同州湖段和渭河临渭区段的芦苇和香蒲样品中重金属污染等级均相对较低,但已处于污染状态;黄河赵渡镇段的芦苇和香蒲样品中重金属污染等级均相对较高,污染非常明显;三河交汇后,黄河港口镇段的芦苇和香蒲样品中重金属污染等级均相对升高,属于重污染。

关键词：三河交汇芦苇香蒲重金属污染