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抑制混排提升高镍三元材料电化学性能

北京化工大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 66-74页

作者：张绘敏赵扬黄双成河南应用技术职业学院机电工程学院郑州450042 河南应用技术职业学院化学工程学院郑州450042

层状高镍三元材料LiNi_(0.85)Co_(0.11)Mn_(0.04)O_(2)(NCM85)是一种很有前途的高性能锂离子电池正极材料。然而,正极材料在高温煅烧过程中极有可能出现Li损失和阳离子混排现象,导致正极颗粒表面形成无序的岩盐相。提出了一种用H3PO4处... 详细信息

层状高镍三元材料LiNi_(0.85)Co_(0.11)Mn_(0.04)O_(2)(NCM85)是一种很有前途的高性能锂离子电池正极材料。然而,正极材料在高温煅烧过程中极有可能出现Li损失和阳离子混排现象,导致正极颗粒表面形成无序的岩盐相。提出了一种用H3PO4处理制备等离子体修饰NCM85的方法,在NCM85表面原位形成一层均匀的Li_(3)PO_(4)包覆层,有效地提高了NCM85的电化学性能,稳定了正极-电解质界面。与本体NCM85电极相比,适量Li_(3)PO_(4)包覆层修饰的正极(Li_(3)PO_(4)@NCM85)展现出优异的电化学性能,在2.75~4.3 V电压范围内0.5 C(200 mA/g)倍率循环200圈后,放电比容量为169.2(mA·h/g),容量保持率高达84%,Li_(3)PO_(4)包覆层生成的过程中消耗了材料表面的残锂,减少了Li^(+)/Ni^(2+)的混排,增强了结构的稳定性。此外,Li_(3)PO_(4)包覆层可以提高离子电导率,加快Li+扩散速率,抑制相变、阳离子混合和体积收缩。研究了LPO表面修饰对材料界面机制的影响,对下一代高能锂离子电池正极材料的开发具有一定借鉴意义。

关键词：高镍三元材料 Li^(+)/Ni^(2+)混排 Li_(3)PO_(4)包覆层离子电导率

熔盐法制备新型二维层状金属碳/氮化物(MXene)的研究进展

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化工进展 2024年第7期43卷 3660-3671页

作者：李文哲申淼王建强中国科学院上海应用物理研究所上海201800 上海科技大学物质科学与技术学院上海201210

二维金属碳氮化物(MXene)是由过渡金属元素(铝、钛、铌、钼等)和X元素(碳、氮)组成的一种新型二维材料,在能源存储与转换、电磁屏蔽、传感器、催化等领域具有广泛的应用前景。其中,过渡金属M、X元素组合、表面官能团Tx元素种类调控是影... 详细信息

二维金属碳氮化物(MXene)是由过渡金属元素(铝、钛、铌、钼等)和X元素(碳、氮)组成的一种新型二维材料,在能源存储与转换、电磁屏蔽、传感器、催化等领域具有广泛的应用前景。其中,过渡金属M、X元素组合、表面官能团Tx元素种类调控是影响MXene结构和物理化学性质的关键,开发元素组合可调控的合成方法是MXene族材料制备和应用的热点和难点。熔盐合成法是制备MXene的方法之一,利用熔盐介质无水无氧、富含阴阳离子、弱溶剂化、电化学窗口宽等诸多特性,可以合成一些常规水溶液中无法获得的特殊组成和结构的MXene材料,这大大拓展了该材料的应用范围。本文综述了高温熔盐作为氧化刻蚀剂或溶剂制备新型MXene材料的最新研究进展,并讨论了不同共晶盐、反应物和反应条件调控MAX和MXene材料结构的影响机制。同时,对熔盐法未来的发展方向和面临的主要挑战也进行了展望。

关键词：熔盐二维金属碳氮化物氧化反应高温表面基团

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构建多活性位点的单组分金属卤化物@吡啶/咪唑多孔有机框架用于CO_(2)的高效吸收与催化

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材料导报 2024年第15期38卷 283-292页

作者：刘方旺王建花于明月张莉张倩孟建华高庆平江津河潍坊职业学院化学工程学院环渤海绿色化工应用技术协同创新中心山东潍坊262737 潍坊学院化学化工与环境工程学院山东潍坊261061

定向设计的多孔有机框架被认为是提高CO_(2)捕集与利用效率的优异纳米材料。本研究通过ZnCl_(2)催化的氰基离子热聚合反应以及合成后修饰法构建了一系列多活性位点的单组分金属卤化物@吡啶/咪唑多孔有机框架材料(M@PIPOFs),并详细探讨... 详细信息

定向设计的多孔有机框架被认为是提高CO_(2)捕集与利用效率的优异纳米材料。本研究通过ZnCl_(2)催化的氰基离子热聚合反应以及合成后修饰法构建了一系列多活性位点的单组分金属卤化物@吡啶/咪唑多孔有机框架材料(M@PIPOFs),并详细探讨了不同单体浓度和聚合温度对材料结构及性能的影响。作为具有较高比表面积、多层次孔隙结构的多相催化材料,M@PIPOFs同时含有丰富的氢键供体基团、Lewis酸/碱基团和亲核基团,在吸收CO_(2)以及催化CO_(2)与环氧化物耦合制备环状碳酸酯方面表现出极好的性能。结果表明,该类材料对CO_(2)的吸附性能较强,在273 K、100 kPa CO_(2)压力下吸附量最高,为3093μmol/g。考察了M@PIPOFs结构和反应条件对其催化性能的影响,结果表明,单组分1.0ZnI_(2)@PIPOF-400-30材料具有最高的催化性能。其能够在无溶剂、无助催化剂的条件下,高活性、高选择性地催化CO_(2)与含有不同终端基团的环氧化物耦合,并以88%~98%的收率生成相对应的环状碳酸酯。此外,该M@PIPOFs催化剂回收简单,具有持久的高稳定性和催化活性。最后,基于对M@PIPOFs材料的表征和催化数据分析,提出了一种可行的多活性位点单组分催化机理。本研究希望能够为后续高效多相催化体系的设计、开发提供参考。

关键词：二氧化碳单组分多相催化剂耦合反应环状碳酸酯多孔有机框架

集残留置浸矿的离子型稀土浸-淋一体化工艺研究

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中国稀土学报 2024年第3期42卷 549-558页

作者：肖信锦王慧娟黄金郭安孙雪菲邓扬悟王林生国家离子型稀土资源高效开发利用工程技术研究中心江西离子型稀土工程技术研究有限公司江西赣州341000 江西应用技术职业学院江西赣州341000 江西理工大学资源与环境工程学院江西赣州341000

离子型稀土经(NH_(4))_(2)SO_(4)浸矿后尾矿内有大量的铵盐残留,在闭矿后长期缓释对矿区环境造成污染,制约了(NH_(4))_(2)SO_(4)浸矿剂的应用和离子型稀土的高效开采。试验通过室内柱浸模拟试验,对浸矿与集中淋洗工艺的组合优化工艺进... 详细信息

离子型稀土经(NH_(4))_(2)SO_(4)浸矿后尾矿内有大量的铵盐残留,在闭矿后长期缓释对矿区环境造成污染,制约了(NH_(4))_(2)SO_(4)浸矿剂的应用和离子型稀土的高效开采。试验通过室内柱浸模拟试验,对浸矿与集中淋洗工艺的组合优化工艺进行了小试条件探索和扩大化试验验证。结果发现,在(NH_(4))_(2)SO_(4)加入量为4.53 g·g^(-1)REO,MgSO_(4)加入量为(NH_(4))_(2)SO_(4)加入摩尔量的120%的工艺条件下,均配制成2%(质量分数)的溶液先后进行浸矿和淋洗,小试和扩大化试验中铵浸+镁淋的稀土浸出率分别为96.81%和98.61%,稀土混合浸出液中的Mg^(2+)浓度分别为57.24和77.34 mg·L^(-1),NH_(4)HCO_(3)沉淀得到的碳酸稀土精矿中镁含量均小于15 mg·kg^(-1);结合一倍柱内矿土孔隙体积纯水淋洗,镁淋+水淋洗的尾矿氨氮淋出率在90%左右,尾矿中残留的氨氮含量小于200 mg·kg^(-1),符合绿化种植土壤要求。采用浸-淋一体化工艺在利用淋洗药剂淋洗和推动离子型稀土尾矿中铵根向下浸矿的同时并未对浸出液质量造成影响,同等稀土浸出率条件下,可大幅降低浸矿剂(NH_(4))2SO_(4)的用量,缩短浸矿和淋洗周期,具有较好的工业推广价值。

关键词：离子型稀土浸矿淋洗

CRISPR-Cas系统在病原核酸检测中的研究进展

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合成生物学 2024年第1期5卷 202-216页

作者：杜瑶高宏丹刘家坤刘孝荣邢志浩张涛马东礼蚌埠医学院检验医学院安徽蚌埠233030 深圳市儿童医院儿科研究所广东深圳518034 中国科学院深圳先进技术研究所深圳合成生物研究所广东深圳518055 深圳市海微生物科技有限公司广东深圳518057 蚌埠医学院病原生物学教研室安徽蚌埠233030

CRISPR-Cas系统作为原核生物获得性免疫系统,由簇状规则间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)和CRISPR相关蛋白(CRISPR-associated proteins,Cas)构成,因其识别和切割特定DNA或RNA序列,而成为分子诊断领域研究的热点。研究人员利用Cas蛋白(Cas12、Cas13、Cas14、Cas3等)结合信号放大和转化技术(荧光法、电位法、比色法、侧向流动技术等),开发了许多高灵敏度、高特异性、低成本的诊断平台,为病原核酸检测提供了新途径。本文介绍了CRISPR-Cas系统的生物学机制及分类,总结现有的基于Cas蛋白反式切割活性开发的病原核酸检测技术,描述其特点、功能和应用场景,并对该系统的未来应用前景进行展望,期望CRISPR-Cas系统成为包括核酸检测在内的多靶标的理想检测平台。

关键词： CRISPR-Cas系统 Cas12和Cas13 病原体核酸检测生物传感

天然气地下储气库智能化建设关键技术及其发展趋势

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石油与天然气地质 2024年第2期45卷 581-592页

作者：糜利栋曾大乾刘华郭艳东李彦峰李遵照孙旭东张广权鲁春华王佩弦中国石化石油勘探开发研究院北京100026 山西能源学院山西太原030600 中国石化大连石油化工研究院辽宁大连116045 中国石化石油工程技术研究院北京100026

中国储气库在数字化转型和智能化建设方面已经取得了重要成果,储气库智能化建设发展了油气藏-井筒-管网一体化耦合模拟和数字孪生等关键技术。搭建了智能储气库云平台框架,采用“数据+平台+应用”的建设模式,充分利用数据中心、物联网... 详细信息

中国储气库在数字化转型和智能化建设方面已经取得了重要成果,储气库智能化建设发展了油气藏-井筒-管网一体化耦合模拟和数字孪生等关键技术。搭建了智能储气库云平台框架,采用“数据+平台+应用”的建设模式,充分利用数据中心、物联网和工业互联网等新型基础设施,支撑各业务板块管理、研究、生产和服务等需求。储气库智能化建设研发了储气库信息化管理平台、储气库一体化综合管理平台、基于数字孪生一体化仿真的决策系统和储气库全生命周期数字化平台。智能储气库未来建设将重点发展地质体数字孪生、高精度建模、可视化动态展示、智能运营、实时智能风险预警、工业软件国产化以及北斗卫星导航系统、卫星互联网等新技术。

关键词：数字孪生协同优化工业物联网地理信息系统智能储气库天然气

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海洋环境中金属材料微生物腐蚀研究进展

中国腐蚀与防护学报 2024年

作者：王宇晗李俊刘恒维许楠刘杰陈旭辽宁石油化工大学石油天然气工程学院大连海洋大学应用技术学院

海洋环境中由微生物导致的金属腐蚀一直是研究和关注的焦点。海洋环境中微生物种类繁多，各微生物之间的相互作用对腐蚀的影响程度不同。混合微生物的腐蚀机制往往与单一微生物腐蚀存在差异，仅用单一微生物的腐蚀过程很难全面说明实际... 详细信息

海洋环境中由微生物导致的金属腐蚀一直是研究和关注的焦点。海洋环境中微生物种类繁多，各微生物之间的相互作用对腐蚀的影响程度不同。混合微生物的腐蚀机制往往与单一微生物腐蚀存在差异，仅用单一微生物的腐蚀过程很难全面说明实际发生的腐蚀情况。深入研究不同微生物之间对金属材料的协同腐蚀作用已成为海洋微生物腐蚀领域的重要方向。本文全面总结了在海洋环境中典型的硫酸盐还原菌(SRB)、硝酸盐还原菌(NRB)、以及铁氧化菌(IOB)等几种海洋细菌腐蚀机制以及它们对金属材料的腐蚀进展。综合评述了SRB与其他微生物共存时对金属材料腐蚀产生的协同或拮抗效应，并且全面归纳了IOB、NRB等与其他微生物共存时对金属材料腐蚀产生的不同影响，最后，提出了海洋环境下金属材料微生物腐蚀未来研究的方向和建议，旨在为该领域的研究工作提供新的启发和方向，帮助科研人员更好地把握微生物腐蚀的本质，从而开发出更有效的防腐措施。

关键词：海洋环境硫酸盐还原菌硝酸盐还原菌铁氧化菌混合微生物腐蚀机理

油藏地质建模与数值模拟一体化内涵及发展趋势

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石油学报 2024年第7期45卷 1152-1162页

作者：计秉玉张文彪何应付段太忠刘合中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院北京100083 中国石油勘探开发研究院北京100083

地质建模与油藏数值模拟是现代油藏研究与管理的重要工具,推动建模—数值模拟一体化技术发展与应用对油气藏高效开发具有重要意义。通过阐述建模—数值模拟学科的形成、发展及深度融合的历程,剖析了建模—数值模拟一体化在理念、流程、... 详细信息

地质建模与油藏数值模拟是现代油藏研究与管理的重要工具,推动建模—数值模拟一体化技术发展与应用对油气藏高效开发具有重要意义。通过阐述建模—数值模拟学科的形成、发展及深度融合的历程,剖析了建模—数值模拟一体化在理念、流程、算法和应用上的内涵,分析了建模—数值模拟一体化关键技术发展趋势。地质建模技术要向地震多信息驱动、多点统计学新算法、地质过程模拟、人工智能技术等方面继续探索;数值模拟技术要更加注重多相多组分多场耦合、物理化学渗流、全油藏一体化模拟、人工智能自动历史拟合等方向的深化研究。提出了实现建模—数值模拟一体化的主要做法,包括搭建一体化软件平台、建立规范流程标准、发挥示范引领作用以及大力培养复合型人才;并认为多维多尺度数据同化、构建油气藏开发大模型以及数字孪生是建模—数值模拟一体化的未来发展趋势。

关键词：建模—数值模拟一体化地质建模油藏数值模拟人工智能发展趋势

(Z)-/(E)-胡椒酮基吡唑-肟酯化合物的合成及其抑菌活性研究

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林产化学与工业 2024年第2期44卷 9-19页

作者：张文静段文贵林桂汕蒙玉培张兆雷刘欣岩广西大学化学化工学院广西高校应用化学技术与资源开发重点实验室广西南宁530004

以胡椒酮为原料,将羰基肟化后再与取代吡唑发生O-酰化反应,合成了42个新型(Z)-/(E)-胡椒酮基吡唑-肟酯化合物(6a~6u,包括21对Z/E异构体),采用核磁共振氢谱(^(1)H NMR)、核磁共振碳谱(^(13)C NMR)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和高分辨质... 详细信息

以胡椒酮为原料,将羰基肟化后再与取代吡唑发生O-酰化反应,合成了42个新型(Z)-/(E)-胡椒酮基吡唑-肟酯化合物(6a~6u,包括21对Z/E异构体),采用核磁共振氢谱(^(1)H NMR)、核磁共振碳谱(^(13)C NMR)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和高分辨质谱(HRMS)对目标产物的结构进行了表征,并通过单晶X射线衍射(SC-XRD)分析了其Z/E构型。离体生物活性测试结果表明:当质量浓度为50 mg/L时,(Z)-/(E)-胡椒酮基吡唑-肟酯化合物对黄瓜枯萎病菌、花生褐斑病菌、苹果轮纹病菌、番茄早疫病菌、小麦赤霉病菌、水稻纹枯病菌、玉米小斑病菌和西瓜炭疽病菌这8种植物病原菌,均表现出一定的抑菌活性且受其Z/E构型影响显著,尤其对番茄早疫病菌的抑制活性最好,其中化合物(Z)-胡椒酮基(3′,5′-二三氟甲基)苯基吡唑-肟酯((Z)-6o)、(Z)-胡椒酮基(p-三氟甲基)苯基吡唑-肟酯((Z)-6u)、(Z)-胡椒酮基(p-硝基)苯基吡唑-肟酯((Z)-6p)、(E)-胡椒酮基(p-硝基)苯基吡唑-肟酯((E)-6p)、(Z)-胡椒酮基(p-三氟甲氧基)苯基吡唑-肟酯((Z)-6g)和(E)-胡椒酮基(o-氟)苯基吡唑-肟酯((E)-6i)对番茄早疫病菌的抑制率分别为83.8%、78.7%、76.3%、76.3%、74.8%和74.3%,而化合物(Z)-6u对苹果轮纹病菌的抑制率达82.5%,均优于阳性对照百菌清。采用比较分子场分析(CoMFA)方法对目标化合物Z构型对番茄早疫病菌抑制活性的三维定量构效关系(3D-QSAR)进行了初步探讨,建立了合理有效的3D-QSAR模型(r^(2)=0.928,q^(2)=0.732)。

关键词：胡椒酮吡唑肟酯 Z/E异构体抑菌活性 3D-QSAR