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套管膜式微反应器内高效安全的气液传质-反应过程研究进展

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化工学报 2024年第9期75卷 3011-3027页

作者：杨子驰谢冰琪石瑞莘雷虹陈晨周才金张吉松福州大学化工学院清华大学化学工程系化学工程联合国家重点实验室

近年来，套管膜式微反应器由于具有传质距离短、气液接触面积大和高透气性等优点，极大地提高了气液传质和反应速度，被视为加快气液传质和流动反应过程的强大工具。目前，套管膜式微反应器已被应用于建立快速准确的气液体系基本参数流... 详细信息

近年来，套管膜式微反应器由于具有传质距离短、气液接触面积大和高透气性等优点，极大地提高了气液传质和反应速度，被视为加快气液传质和流动反应过程的强大工具。目前，套管膜式微反应器已被应用于建立快速准确的气液体系基本参数流动测量平台、实现高效安全的气液反应过程和强化气体介导的生物酶催化反应过程。详细介绍了套管膜式微反应器的构造、组装和操作方式，重点概述了该反应器在不同气液传质-反应过程中的最新研究进展。最后，结合当前的研究热点，展望了套管膜式微反应器的进一步开发方向和未来潜在的应用领域。

关键词：微反应器传质多相反应生物合成

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肠道类器官在肠疾病机制研究中的运用

生物化学与生物物理进展 2024年第2期51卷 394-403页

作者：强龙征毛海光王梦婷齐莉莉王进波浙大宁波理工学院生物与化学工程学院宁波315100

肠道类器官由来自肠道的隐窝或干细胞在培养基质的三维(3D)支撑下构建形成,含有肠道的所有成熟细胞,已经成为研究肠道疾病机制全新且高效的平台。相较于二维(2D)细胞培养,肠道类器官不仅可以更加有效地模拟肠道的生理结构与功能,还可以... 详细信息

肠道类器官由来自肠道的隐窝或干细胞在培养基质的三维(3D)支撑下构建形成,含有肠道的所有成熟细胞,已经成为研究肠道疾病机制全新且高效的平台。相较于二维(2D)细胞培养,肠道类器官不仅可以更加有效地模拟肠道的生理结构与功能,还可以在不同体外环境下更好地还原肠道的真实生态,因此在不同肠道疾病的发病机制研究中应用更为广泛。本文介绍了肠道类器官培养方式的新进展,综述了近年来肠道类器官在炎症性肠道疾病、结肠直肠癌和乳糜泻发病机制研究中的运用及进展,同时讨论了肠道类器官在药物研发与筛选方面的应用。

关键词：肠道类器官肠道疾病病理机制药物研发

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二价金属镍磁性配合物的合成、单晶结构及磁性研究

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人工晶体学报 2024年第10期 1784-1790页

作者：安燕燕郭婷婷边建红赵丹闫娟枝太原学院材料与化学工程系

本文以5-（4-羧基苯氧基）-甲基)间苯二甲酸(H3L)为含氧主配体，通过含N辅配体1，4-二（1H-咪唑-1-基）苯（1，4-bib）的配位，与Ni（II）离子在水热条件下反应合成了一例具有三维框架结构的配合物[Ni3(L3-)2（1，4-bib）4(H2O)2]·5H2O... 详细信息

本文以5-（4-羧基苯氧基）-甲基)间苯二甲酸(H3L)为含氧主配体，通过含N辅配体1，4-二（1H-咪唑-1-基）苯（1，4-bib）的配位，与Ni（II）离子在水热条件下反应合成了一例具有三维框架结构的配合物[Ni3(L3-)2（1，4-bib）4(H2O)2]·5H2O （1）。通过单晶X射线衍射、粉末X射线衍射和元素分析对配合物1的结构进行了表征。配合物1结晶于三斜晶系P-1空间群，其晶体学参数：a=1.260 5（7） nm，b=1.349 1（7） nm，c=1.364 8（7） nm，α=111.913（8）°，β=117.251（7）°，γ=90.732（8）°，V=1.866 2（18） nm3，Z=1，Mr=1 769.66，F（000）=916，μ=0.84 mm-1，Dc=1.575 mg·m-3，S=1.06，R1=0.056，wR2=0.159。半刚性三羧酸配体L3-和刚性1，4-bib的共同贡献构筑了可预测的高维结构，配合物1中镍离子通过N、O原子的配位及配体的结构延伸形成三维网络。此外，研究了含单d电子中心Ni（II）配合物的磁性能：配合物1中羧基仅与一个阳离子结合，导致固体中的磁性由金属单离子行为决定。配合物1的变温磁化率χmT可以通过零场分裂来描述。

关键词： Ni(II)离子配合物晶体结构三维框架结构磁性

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面向一/二价离子分离的金属有机骨架膜研究进展

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化工学报 2024年第4期75卷 1183-1197页

作者：莫滨宇张雅馨刘国振刘公平金万勤南京工业大学化工学院材料化学工程国家重点实验室江苏南京211816

膜分离技术因操作简单、效率高、环境友好等特点,被誉为最具发展潜力的分离技术之一。金属有机骨架是一种新兴的分离膜材料,其可调变的孔道微结构、高孔隙率、拓扑结构多样性,使其在一/二价离子分离方面具有良好潜力。回顾了近二十年金... 详细信息

膜分离技术因操作简单、效率高、环境友好等特点,被誉为最具发展潜力的分离技术之一。金属有机骨架是一种新兴的分离膜材料,其可调变的孔道微结构、高孔隙率、拓扑结构多样性,使其在一/二价离子分离方面具有良好潜力。回顾了近二十年金属有机骨架膜在一/二价离子分离的研究进展并深入探讨了其传递机理,此外,也系统总结了金属有机骨架膜的制备方法,探讨了金属有机骨架膜在一/二价离子分离领域面临的挑战及未来研究方向。

关键词：膜分离传递金属有机骨架一/二价离子

紫外线屏蔽PDA/BC/PVB复合透明薄膜的制备及性能

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工程塑料应用 2024年第8期52卷 52-57页

作者：晋玉霞刘永超任小逆刘恒源潘玮郑州职业技术学院材料工程系郑州450121 中原工学院材料与化工学院郑州450007

聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄膜制品在包装材料领域得到了广泛应用,然而PVB材料的光降解导致材料的应用价值降低,因此,设计防紫外线PVB复合材料被认为是实现其应用价值的必要条件。以盐酸多巴胺(DA)、细菌纤维素(BC)和PVB为原材料,首先基于DA... 详细信息

聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄膜制品在包装材料领域得到了广泛应用,然而PVB材料的光降解导致材料的应用价值降低,因此,设计防紫外线PVB复合材料被认为是实现其应用价值的必要条件。以盐酸多巴胺(DA)、细菌纤维素(BC)和PVB为原材料,首先基于DA的氧化自聚合,在BC表面原位沉积聚多巴胺(PDA)对BC改性,得到PDA/BC纳米复合材料,然后通过溶液共混和涂膜工艺将PDA/BC与PVB共混,制备了PDA/BC/PVB复合纳米薄膜,并使用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见红外分光光度计、万能材料试验机、傅里叶变换红外光谱以及X射线衍射仪研究了PDA/BC的添加量对PDA/BC/PVB复合薄膜结构与性能的影响。SEM表明,当DA的质量分数为0.1%时,反应得到的PDA可均匀覆盖在BC的表面,且制备的PDA/BC/PVB复合薄膜的截面致密;当PDA/BC质量分数小于1%时PDA/BC在PVB中分散均匀。紫外透过率结果表明,当加入质量分数为1%的PDA/BC时,PDA/BC/PVB复合材料在370 nm处紫外屏蔽效率达到98%,复合透明薄膜表现出优异的紫外线阻隔性能,材料的拉伸强度高达61.2 MPa,远高于原始PVB的强度(39.7 MPa)。光学照片显示PDA/BC的加入并未改变材料的透明性。

关键词：聚乙烯醇缩丁醛原位聚合聚多巴胺紫外线屏蔽纤维增强

基于Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)复合材料的自供能紫外探测器的制备及性能研究

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光子学报 2024年第7期53卷 107-115页

作者：方向明周起成郭庄鹏朱恩科郝瑜睿高世勇太原学院材料与化学工程系太原030032 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

为了获得高性能的自供能紫外探测器,结合热聚法和溶液法成功制备了Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)复合材料,并对其微观形貌、晶体结构、元素组成及价态进行了表征。结果表明,Bi_(2)O_(3)呈蜂窝状结构的块体,其附着在具有层状结构的g-C_(3)N_... 详细信息

为了获得高性能的自供能紫外探测器,结合热聚法和溶液法成功制备了Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)复合材料,并对其微观形貌、晶体结构、元素组成及价态进行了表征。结果表明,Bi_(2)O_(3)呈蜂窝状结构的块体,其附着在具有层状结构的g-C_(3)N_(4)纳米片上。基于该异质结制备了无需外加偏压即能工作的紫外探测器。在紫外光照射下,Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)光电探测器能够立即产生光电流并达到最大稳定值约0.43μA,相比于Bi_(2)O_(3)纳米块紫外探测器,其光电流提升了约1.05倍。值得注意的是,Bi_(2)O_(3)/g-C_(3)N_(4)紫外探测器还展现出了快的响应速度(约181.7 ms),并且其光电流与入射光强也具有良好的线性关系,表明该器件对不同强度的紫外光均能实现快速且稳定的探测。

关键词：紫外探测器自供能 Bi_(2)O_(3)纳米块 g-C_(3)N_(4)纳米片异质结

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微反应器内阳离子聚合研究进展

化工学报 2024年第4期75卷 1302-1316页

作者：何宇航谢丹吕阳成清华大学化学工程系化学工程联合国家重点实验室北京100084

阳离子聚合是制备高分子材料的重要方法之一。因阳离子聚合反应活性高、可控性差,采用传统的方式对其进行深入研究难度往往很大。微反应器技术因其优异的过程控制能力在阳离子聚合研究中表现出得天独厚的优势。本文介绍了微反应器内传... 详细信息

阳离子聚合是制备高分子材料的重要方法之一。因阳离子聚合反应活性高、可控性差,采用传统的方式对其进行深入研究难度往往很大。微反应器技术因其优异的过程控制能力在阳离子聚合研究中表现出得天独厚的优势。本文介绍了微反应器内传统阳离子聚合和活性阳离子聚合的研究进展,论述了微反应器对提高异丁烯、乙烯基醚类单体阳离子聚合反应可控性、反应效率以及机理研究的重要作用,探讨了阳离子聚合体系和装备理性设计的方向。

关键词：微反应器过程控制阳离子聚合活性聚合理性设计

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基于人工智能的微分散基础研究

化工学报 2024年第4期75卷 1096-1104页

作者：刘梦绮王凯骆广生清华大学化学工程系化学工程联合国家重点实验室北京100084

微分散是微化工技术的重要组成部分,其装备和过程的复杂性使得相关研究受到诸多限制,传统思想指导下微分散基础研究以“设计-实验-模型”为思路,进展缓慢。近年来,人工智能方法因其强大的识别和回归能力在化工领域备受关注,人工智能辅... 详细信息

微分散是微化工技术的重要组成部分,其装备和过程的复杂性使得相关研究受到诸多限制,传统思想指导下微分散基础研究以“设计-实验-模型”为思路,进展缓慢。近年来,人工智能方法因其强大的识别和回归能力在化工领域备受关注,人工智能辅助的微分散基础研究有利于形成微化工过程认识的新范式,促进微化工技术发展。本文介绍了人工智能方法的一般思路及其针对微分散研究的适用性,综述了人工智能技术在显微图像识别、液滴和气泡分散尺寸预测以及微分散过程控制和优化中的研究进展,对未来基于人工智能的微化工研究进行了展望。

关键词：微流体学分散模型算法人工智能

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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