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高效降解盐酸四环素的CdS/BiOCl复合光催化剂的制备及性能

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材料导报 2024年第6期38卷 117-124页

作者：王海涛施宝旭赵晓旭常娜天津工业大学环境科学与工程学院天津300387 天津工业大学化学工程与技术学院天津300387

采用水热法制备了BiOCl超薄纳米片,并将CdS纳米晶体沉积于BiOCl表面制备CdS/BiOCl复合光催化剂。XRD测试结果证明CdS的沉积不会改变BiOCl的晶体结构。XPS测试结果表明CdS/BiOCl复合材料已被成功合成。SEM及HRTEM测试结果证明,CdS纳米晶... 详细信息

采用水热法制备了BiOCl超薄纳米片,并将CdS纳米晶体沉积于BiOCl表面制备CdS/BiOCl复合光催化剂。XRD测试结果证明CdS的沉积不会改变BiOCl的晶体结构。XPS测试结果表明CdS/BiOCl复合材料已被成功合成。SEM及HRTEM测试结果证明,CdS纳米晶体均匀沉积在BiOCl的表面。荧光光谱分析数据表明CdS/BiOCl复合材料的电子-空穴分离效果得到有效提高,均优于纯BiOCl材料,且随着Cd(Ac)_(2)·2H_(2)O添加量的增加,复合材料的荧光光谱强度呈现先减弱后增强的现象。根据紫外可见漫反射光谱及XPS价带谱测试结果,计算出复合材料的价带与导带电位。以盐酸四环素作为模拟污染物评价光催化剂的活性,结果表明,CdS/BiOCl复合材料光催化活性更高,仅需经过5 min的可见光照射后,优选的CdS/BiOCl(CB-8)复合材料对盐酸四环素的去除率可达70.6%,为纯BiOCl的16.2倍。最终,根据XPS价带谱和活性物种捕获实验结果推测了CdS/BiOCl复合光催化剂的光催化反应机理。

关键词：光催化氯氧化铋硫化镉盐酸四环素异质结

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一例铟基MOF的合成、结构及甲烷存储性能

精细化工 2024年第5期41卷 1008-1013,1021页

作者：张玉凤裴浩楠樊小青周洁刘腾龙薛东旭太原科技大学化学工程与技术学院山西太原030024 陕西师范大学化学化工学院陕西西安710062

以四水合硝酸铟为金属盐、1,3,5-三(4-羧基苯基)苯(BTB)为配体、冰醋酸为模板剂,利用金属离子(In^(3+))与BTB的配位自组装特性,采用溶剂热法制备了非穿插型金属有机骨架材料(MOF)(In-BTB)。通过XRD、TG、N_(2)吸附-脱附等温线对其进行... 详细信息

以四水合硝酸铟为金属盐、1,3,5-三(4-羧基苯基)苯(BTB)为配体、冰醋酸为模板剂,利用金属离子(In^(3+))与BTB的配位自组装特性,采用溶剂热法制备了非穿插型金属有机骨架材料(MOF)(In-BTB)。通过XRD、TG、N_(2)吸附-脱附等温线对其进行了表征,探究了In-BTB对甲烷的吸附量和工作能力。结果表明,In-BTB具有较高的比表面积(2487 m^(2)/g)和永久孔隙结构,孔体积为1.07 cm^(3)/g。在273 K、8 MPa条件下,In-BTB对甲烷的质量工作能力为397 cm^(3)/g(0.29 g/g)。该材料还表现出良好的可重复性,在273 K、8 MPa条件下原位测试3次后,甲烷工作能力仍能保持在380 cm^(3)/g以上。

关键词：铟基有机骨架材料甲烷存储清洁能源模板剂比表面积功能材料

不同形貌g-C_(3)N_(4)光催化剂的制备及性能

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材料导报 2024年第4期38卷 51-57页

作者：刘月琴王海涛郭建峰赵晓旭常娜天津工业大学环境科学与工程学院天津300387 天津工业大学化学工程与技术学院天津300387

本工作制备了四种形貌的g-C_(3)N_(4)光催化剂,分别为不规则疏松片状g-C_(3)N_(4)-4、不均匀致密颗粒状g-C_(3)N_(4)-8、管状g-C_(3)N_(4)-24以及不规则管状g-C_(3)N_(4)-32。XRD和XPS测试结果证明四种g-C_(3)N_(4)光催化剂的成功制备。光电性能测试结果表明,中空管状g-C_(3)N_(4)-24具有良好的可见光响应、最小的阻抗及最佳的光电流响应,光生电子和空穴的分离效果最好。以碱性品红(Fuchsin basic)为模拟污染物,考察g-C_(3)N_(4)-24光催化剂的光催化降解性能,结果表明,在可见光的条件下,90 min内其对碱性品红的降解效果能达到86.7%。最后根据活性物种捕获实验对g-C_(3)N_(4)-24光催化剂的光催化机理进行研究,发现·O_(2)^(-)、h^(+)和·OH均为碱性品红降解过程中的活性物质,其中·O_(2)^(-)为最主要的活性物种。

关键词：光催化 g-C_(3)N_(4) 中空管状形貌可见光

吡咯基三嗪聚合框架用于固相转变硫聚物正极性能研究

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新能源进展 2024年第3期12卷 241-248页

作者：易义坤李明涛西安交通大学化学工程与技术学院西安710049

针对锂硫电池存在严重穿梭效应的问题,硫物质的固相转变可有效消除多硫化锂在液相中的溶解扩散。以聚丙烯腈为代表的常规链状聚合物可通过共价结合短链硫实现固相转变,然而往往受到硫含量低、倍率性能差的限制。通过氰基三聚与吡咯自由... 详细信息

针对锂硫电池存在严重穿梭效应的问题,硫物质的固相转变可有效消除多硫化锂在液相中的溶解扩散。以聚丙烯腈为代表的常规链状聚合物可通过共价结合短链硫实现固相转变,然而往往受到硫含量低、倍率性能差的限制。通过氰基三聚与吡咯自由基聚合构筑了吡咯基三嗪聚合物框架(P-CNPy),其硫含量较高,达到47%。电化学测试结果显示硫聚物正极具有优异的循环稳定性与倍率性能,0.2C循环500次平均容量衰减仅为0.03%,4C时可逆容量仍保留580mA∙h/g。该方法可为高性能二维框架结构硫聚物正极的设计应用提供指导。

关键词：固相转变聚合物框架硫聚物正极循环稳定性

基于界面反应的渗透汽化复合膜制备及其脱盐性能研究

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膜科学与技术 2024年第4期44卷 75-84页

作者：陈茵林丽萍何欣平吴东云郭佳鑫伊春海西安交通大学化学工程与技术学院西安710049

渗透汽化膜技术在高浓盐水处理等方面具有潜在应用价值.本研究采用儿茶素(EGCG)和乙烯胺-乙烯醇(VA-co-VAm)共聚物2种亲水性材料,通过界面反应在疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)膜上制备了用于渗透汽化脱盐的复合膜.通过调整共聚物和EGCG的沉积... 详细信息

渗透汽化膜技术在高浓盐水处理等方面具有潜在应用价值.本研究采用儿茶素(EGCG)和乙烯胺-乙烯醇(VA-co-VAm)共聚物2种亲水性材料,通过界面反应在疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)膜上制备了用于渗透汽化脱盐的复合膜.通过调整共聚物和EGCG的沉积时间、反应浓度等制膜参数,控制复合膜选择层的结构.采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)等分析方法研究复合膜的微观结构和理化特性.结果表明,复合膜具有出色的渗透汽化性能,在进料60℃、35 g/L NaCl盐水条件下,水通量可达33.19 kg/(m^(2)·h),盐截留率高于99.99%.在不同温度和盐质量浓度下,复合膜均表现出卓越的脱盐性能.

关键词：界面反应渗透汽化复合膜脱盐

连续进出料鼓泡流化床停留时间分布的相似准则研究

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化工学报 2024年第2期75卷 543-552页

作者：屠楠刘晓群王驰宇方嘉宾西安工程大学机电工程学院陕西西安710600 西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安712000

以连续进出料鼓泡流化床为研究对象,在Glicksman相似准则的基础上引入了扩散准则数,获得了具备颗粒停留时间分布(RTD)相似性的流化床相似放大准则,并明确了颗粒RTD的相似转换关系。对缩尺流化床模型与原型的流动行为及颗粒RTD进行了数... 详细信息

以连续进出料鼓泡流化床为研究对象,在Glicksman相似准则的基础上引入了扩散准则数,获得了具备颗粒停留时间分布(RTD)相似性的流化床相似放大准则,并明确了颗粒RTD的相似转换关系。对缩尺流化床模型与原型的流动行为及颗粒RTD进行了数值模拟分析,发现在给定的几何相似常数范围内(1

关键词：鼓泡流化床停留时间分布相似准则相似转换关系缩尺模型数值模拟

HKUST-1颗粒对低浓度氙氪混合气体动态吸附分离性能的研究

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原子能科学技术 2024年第2期58卷 308-319页

作者：陈彬傅钰曹天伍岳张文祥韦冠一武山马和平西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049 西北核技术研究所陕西西安710024

低浓度放射性氙(Xe)和氪(Kr)混合气的吸附分离对于其核数据的准确测量以及核设施放射性废气的净化具有重要意义。本文采用聚乙烯醇作为粘结剂制备了HKUST-1颗粒样品。HKUST-1颗粒样品的抗压测试结果表明,其具有较高的抗压强度。HKUST-1... 详细信息

低浓度放射性氙(Xe)和氪(Kr)混合气的吸附分离对于其核数据的准确测量以及核设施放射性废气的净化具有重要意义。本文采用聚乙烯醇作为粘结剂制备了HKUST-1颗粒样品。HKUST-1颗粒样品的抗压测试结果表明,其具有较高的抗压强度。HKUST-1粉末样品和颗粒样品的Xe(Kr)静态吸附数据表明,在0℃或25℃吸附温度下,HKUST-1粉末样品和颗粒样品低吸附压力下的Xe(Kr)吸附量、Xe(Kr)亨利系数以及Xe/Kr亨利选择性基本相同;造粒后颗粒样品的Xe(Kr)零点等量吸附热较造粒前减小。采用动态穿透曲线法研究了HKUST-1颗粒样品在25℃和100 kPa下分离低浓度Xe和Kr(Xe 50 ppm、Kr 50 ppm)的性能。结果表明,HKUST-1颗粒样品可实现低浓度的Xe/Kr分离,Xe穿透(c/c 0=0.02)时的Xe动态吸附量和相应的Xe/Kr动态吸附选择性随瞬时进样流量的增大而增大,Xe(Kr)饱和吸附量及相应的Xe/Kr动态吸附选择性在不同瞬时进样流量下基本保持不变。惠勒-琼斯方程对Xe穿透曲线初始部分(c/c 0≤0.02)的非线性拟合结果表明,该方程可用于预测Xe在HKUST-1颗粒吸附柱上穿透的初始阶段。

关键词： HKUST-1 造粒低浓度气体氙氪动态分离

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煤气化渣制备功能微纳材料研究进展

工程科学学报 2024年第9期46卷 1671-1684页

作者：丁子涵马丽吴俊杰石岩郝南京西安交通大学化学工程与技术学院西安710049 青岛达融能源科技有限公司青岛266300

富煤、贫油、少气的能源结构决定了我国煤炭消费量巨大的现状.煤气化技术作为煤炭清洁高效利用的关键技术得到快速发展,煤气化渣固废的排放问题也随之日益严重.目前煤气化渣处置方式以堆放和填埋为主,造成了土地资源的浪费和环境污染.... 详细信息

富煤、贫油、少气的能源结构决定了我国煤炭消费量巨大的现状.煤气化技术作为煤炭清洁高效利用的关键技术得到快速发展,煤气化渣固废的排放问题也随之日益严重.目前煤气化渣处置方式以堆放和填埋为主,造成了土地资源的浪费和环境污染.为了实现煤化工的绿色可持续发展,亟需解决煤气化渣高效处置的问题.煤气化渣中含有丰富的铝、硅、残碳资源,为制备高附加值材料提供了巨大的潜力,引起了研究者们的广泛关注.基于煤气化渣的产生过程,详细介绍了其成分与微观形貌,并系统阐述了煤气化渣合成介孔二氧化硅、多孔碳、碳–硅介孔复合材料、沸石以及沸石–碳复合材料的制备方法.进一步深入探讨了煤气化渣基功能微纳材料在吸附剂、催化剂、填充材料、超级电容器、微波吸收材料等方面的广泛应用.最后,对煤气化渣资源利用中存在的问题进行了探讨,并展望了其未来的发展趋势,旨在为煤气化渣的综合利用提供一些参考.

关键词：煤气化渣微纳材料吸附剂催化剂填充材料

用于蒸汽裂解产物成分预测的集成迁移学习框架

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化工进展 2024年第5期43卷 2880-2889页

作者：郑可欣江雨欣毕可鑫赵祺铭陈少臣王冰冰任俊宇吉旭邱彤戴一阳四川大学化学工程学院四川成都610065 帝国理工化学工程学院英国伦敦SW72AZ 清华大学化学工程系北京100084

回顾了蒸汽裂解过程建模的方法,阐述了工业实际情况中面临的数据匮乏问题。面对石油化工行业大量的小数据集建模需求,充分利用历史生产数据,提出了一种集成迁移学习框架。首先,利用充足的数据在特定工况下建立了基本的深度学习模型。然... 详细信息

回顾了蒸汽裂解过程建模的方法,阐述了工业实际情况中面临的数据匮乏问题。面对石油化工行业大量的小数据集建模需求,充分利用历史生产数据,提出了一种集成迁移学习框架。首先,利用充足的数据在特定工况下建立了基本的深度学习模型。然后,利用小数据集将迁移学习技术应用于新的工况,源域的专家知识通过基于参数的方法转移到目标领域。最后,引入集成学习来整合获得的迁移学习模型,从而提高性能。在几个实际案例上进行实践,研究了该模型框架的性能。为了更好地理解模型,还进一步实施了层可迁移性分析和SHapley Additive exPlanation(SHAP)特征重要性分析。结果说明该方法训练出的模型具有良好的准确性、稳定性、计算效率和可解释性,可以满足工业需求。

关键词：模型迁移学习集成学习算法模型可解释性石油预测神经网络