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硅胶废料复合相变材料的合成及控温性能

高等学校化学学报 2025年第2期46卷 29-37页

作者：解卓学寇艳史全田颖大连交通大学材料科学与工程学院大连116028 中国科学院大连化学物理研究所热化学实验室大连116023

将采用硅胶废料(SGW)制备的多孔二氧化硅(PSD)作为载体,以癸酸-十六醇(DA-HD)作为基础相变材料,制备了复合相变材料癸酸-十六醇/多孔二氧化硅(PSD-DA-HD),并引入膨胀石墨(EG)来增强其导热能力.采用差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA... 详细信息

将采用硅胶废料(SGW)制备的多孔二氧化硅(PSD)作为载体,以癸酸-十六醇(DA-HD)作为基础相变材料,制备了复合相变材料癸酸-十六醇/多孔二氧化硅(PSD-DA-HD),并引入膨胀石墨(EG)来增强其导热能力.采用差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)和热常数分析法对复合相变材料的热性能进行了评价.将复合相变材料与水泥砂浆按比例进行共混,形成相变砂浆,研究了相变砂浆在模拟应用实验中的控温能力.结果表明,DA-HD通过物理作用被包裹在PSD孔隙中,负载能力可达61.7%,其焓值为105.6 J/g,负载后的PSD-DA-HD复合相变材料具有定型性.膨胀石墨的引入可使PSD/EG-DA-HD复合相变材料的导热系数增至0.9513 W/(m·K),但其负载能力降至49.5%,焓值变为88.1 J/***-DA-HD和PSD/EG-DA-HD的最高工作温度为92.2℃,在该温度以下可确保材料具有热稳定性.将PSD-DA-HD和PSD/EG-DA-HD分别与水泥砂浆进行共混,制成的相变砂浆C-PSD-DA-HD和C-PSD/EG-DA-HD均具有良好的储热控温特性,在18~32℃范围内分别可维持12.7和6.7 min.在模拟实验中,与没有相变材料的空白组相比,含有PSD-DA-HD的相变砂浆在18~32℃范围内的控温时间增加了267.92%.

关键词：相变材料复合材料硅胶废料控温相变砂浆

过渡金属硫化物催化木质素定向合成航空煤油范围环烷烃和芳烃

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中国科学:化学 2025年第1期55卷 3-17页

作者：田胜龙强倩杨华美仵奎王威燕纪娜李昌志张涛中国科学院大连化学物理研究所催化与新材料研究室大连116023 中国科学院大学北京100049 徐州工程学院材料与化学工程学院徐州221018 湘潭大学化工学院湘潭411105 天津大学环境科学与工程学院天津300072

商业航空燃料需求的持续增长和世界航空领域的低碳革命促使可持续航空燃料的开发迫在眉睫.木质素具有丰富的芳环结构和高能量密度特征,具有替代化石原料生产航空燃料的潜力,通过加氢脱氧反应将其转化为航空煤油中环烷烃和芳烃组分有助... 详细信息

商业航空燃料需求的持续增长和世界航空领域的低碳革命促使可持续航空燃料的开发迫在眉睫.木质素具有丰富的芳环结构和高能量密度特征,具有替代化石原料生产航空燃料的潜力,通过加氢脱氧反应将其转化为航空煤油中环烷烃和芳烃组分有助于提高可持续航空燃料的品质.过渡金属硫化物具有良好的抗硫中毒性能和加氢脱氧活性,被视为工业木质素及木质素油升级精炼的理想催化剂,但硫流失、产物污染、水中毒及高温稳定性差等问题限制了其放大应用的潜力.针对这些问题,本文主要总结了本课题组近期在过渡金属硫化物催化木质素定向合成航空燃油环烷烃和芳烃的研究进展,从金属掺杂、边缘工程、基面工程和载体协同等方面,系统地介绍了催化活性、选择性和稳定性的调控策略,提升了催化剂在木质素加氢脱氧反应中的低温活性、防硫流失、抗水中毒、耐高温等方面的能力.最后,结合研究现状讨论了木质素制航空燃料的应用难题和解决策略.

关键词：木质素过渡金属硫化物加氢脱氧芳烃环烷烃调控策略

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星际水分子光化学研究进展

科学通报 2025年

作者：杨帅康王兴安袁开军杨学明中国科学技术大学化学与材料科学学院化学物理系中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室大连光源科学研究室合肥国家实验室南方科技大学理学院化学系和先进光源中心

分子光化学是研究化学反应机理的基础,是星际化学和理论化学的支撑学科.宇宙演化早期,很多重要小分子的电子吸收谱主要位于极紫外波段(50～200 nm),这些分子在极紫外光驱动下的光化学反应是理解宇宙早期分子演化和生命起源的关键.此外,... 详细信息

分子光化学是研究化学反应机理的基础,是星际化学和理论化学的支撑学科.宇宙演化早期,很多重要小分子的电子吸收谱主要位于极紫外波段(50～200 nm),这些分子在极紫外光驱动下的光化学反应是理解宇宙早期分子演化和生命起源的关键.此外,分子的极紫外光解离往往涉及高电子激发态,包含复杂的非绝热效应,是推动理论化学发展不可多得的实验佐证体系.过去几十年来,由于高亮度、可调谐的极紫外光源的缺乏,以及高分辨实验探测的困难,分子的极紫外光化学鲜有研究.在大连建成的极紫外自由电子激光-大连相干光源,为气相小分子的极紫外光化学研究提供了机会.本文重点关注大连相干光源在星际水分子光化学研究中的应用,系统地介绍水分子高电子激发态的解离动力学,阐明水分子新的解离产物通道对于理解星际化学和宇宙分子演化的潜在影响,并展望大连相干光源在未来一些研究领域的可能应用.

关键词：极紫外光化学光解离自由电子激光星际化学

沉淀剂对Ni-Ce催化剂催化四氢糠醇选择性加氢开环性能的影响

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分子催化(中英文) 2025年第1期39卷 14-22,I0001页

作者：刘琪李福伟孙鹏高广席永杰赵泽伦黄志威中国科学院兰州化学物理研究所低碳催化与二氧化碳利用全国重点实验室羰基合成与选择氧化国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049

生物基呋喃化合物制备高值含羟基聚酯单体是绿色化学领域的研究热点,其中非贵金属催化剂对C—O键断裂的选择性和稳定性仍亟待提高.本文分别以草酸钠(Na_(2|)C_(2)O_(4))、碳酸钠(Na2CO3)、氢氧化钠(NaOH)和草酸(H_(2)C_(2)O_(4))为沉淀... 详细信息

生物基呋喃化合物制备高值含羟基聚酯单体是绿色化学领域的研究热点,其中非贵金属催化剂对C—O键断裂的选择性和稳定性仍亟待提高.本文分别以草酸钠(Na_(2|)C_(2)O_(4))、碳酸钠(Na2CO3)、氢氧化钠(NaOH)和草酸(H_(2)C_(2)O_(4))为沉淀剂,采用共沉淀法制备了一系列Ni-Ce催化剂,考察了其在四氢糠醇(THFA)氢解开环制1,5-戊二醇反应中的催化性能.利用SEM、XRD、BET、准原位XPS、Raman等表征手段,研究了沉淀剂对催化剂结构的影响,探究了催化剂结构与氢解性能之间的关系.结果表明,以H_(2)C_(2)O_(4)为沉淀剂的催化剂由于具有较小的粒径尺寸和较高浓度的Ni-VO-Ce物种,明显优于其他催化剂的催化性能.在170℃,4 MPa H_(2),反应20 h条件下,该催化剂在THFA氢解反应中对1,5-戊二醇的选择性和收率分别为92.8%和90.4%.该催化剂表现出良好的稳定性,循环套用5次未见明显失活.

关键词： Ni-Ce催化剂 C—O键氢解四氢糠醇 1,5-戊二醇

基于有限元模拟的丝网印刷电化学传感器的设计及制备

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传感器与微系统 2025年第2期44卷 108-111,115页

作者：孙鹏程杜海英李瑞鑫王敬陈吉平卢宪波大连民族大学机电工程学院辽宁大连116600 中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023

丝网印刷电化学传感器在生物医学检测和环境分析等领域具有巨大的应用潜能。为了研究不同形状、尺寸的电化学传感器对循环伏安(CV)性能的影响,利用有限元模拟仿真技术对电化学传感器进行了建模和结构优化,基于CV法理论分析了电化学反应... 详细信息

丝网印刷电化学传感器在生物医学检测和环境分析等领域具有巨大的应用潜能。为了研究不同形状、尺寸的电化学传感器对循环伏安(CV)性能的影响,利用有限元模拟仿真技术对电化学传感器进行了建模和结构优化,基于CV法理论分析了电化学反应过程中电极表面反应物与生成物的浓度分布和扩散现象。采用丝网印刷工艺在聚偏二氟乙烯膜表面印制了碳基电化学传感器,并进行实验测试。仿真和实验结果表明:传感器的形状不会影响其CV特性,传感器的工作电极表面积越大,其响应曲线的峰值电流越大。在确保丝网印刷效果的前提下,选择最大工作电极面积12.56 mm^(2),以获得CV性能最佳的丝网印刷电化学传感器,为开发性能优良的一次性丝网印刷电极提供了一定的理论依据。

关键词：丝网印刷技术电化学传感器电极结构有限元模拟仿真

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垃圾焚烧烟气中芳香烃化合物在线监测和选择性催化还原脱除研究

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化工学报 2025年

作者：龚丽芳任美慧蒋吉春郭光召胡红云黄永达姚洪华中科技大学煤燃烧与低碳利用全国重点实验室瀚蓝绿电固废处理(佛山)有限公司中国科学院大连化学物理研究所辽宁省质谱技术与仪器重点实验室

垃圾焚烧具有减量化和资源化等优点，近年来已逐渐替代垃圾填埋而成为世界各国大力发展的固废处置重要方式。垃圾组分复杂且有害物质多样，经焚烧处理后不可避免地会产生有毒有害的芳香烃化合物物质，对大气环境和人体健康产生危害。本... 详细信息

垃圾焚烧具有减量化和资源化等优点，近年来已逐渐替代垃圾填埋而成为世界各国大力发展的固废处置重要方式。垃圾组分复杂且有害物质多样，经焚烧处理后不可避免地会产生有毒有害的芳香烃化合物物质，对大气环境和人体健康产生危害。本文研制了基于光电离飞行时间质谱的垃圾焚烧烟气中芳香烃化合物在线监测系统，并利用在线监测系统对某大型垃圾焚烧厂的选择性催化还原（Selective catalytic reduction，SCR）装置出入口烟气中的苯系物、酚类化合物、多环芳烃化合物和氯代芳烃化合物的代表性物质进行在线监测和动态排放特征研究，明确了SCR装置对垃圾焚烧烟气中典型芳香烃化合物的脱除效果。结果表明，研制的在线监测系统对芳香烃化合物的检出限可达ppb级别，且连续监测5000 min信号强度的相对偏差（RSD）仅为4.2%；SCR装置入口和出口烟气中芳烃化合物的分布模式显著不同，二甲苯和甲苯对差异的贡献最大；SCR装置对烟气中的芳香烃化合物均具有较好的脱除效果，烟气流经SCR装置后，苯系物、酚类、多环芳烃类、氯苯类、氯酚类、氯甲苯类和氯甲酚类化合物的信号强度分别下降11.3%-91.5%、47.7%-93.0%、66.3%-94.9%、26.4%-84.5%、48.55%-88.75%、53.9%-89.5%和67.3%-91.0%。

关键词：垃圾焚烧芳香烃化合物在线监测选择性催化还原装置脱除特性

从制造到智造:维生素B_(12)与合成生物学的不解之缘

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科学通报 2025年第1期70卷 44-59页

作者：康倩吕荣玉张大伟中国科学院天津工业生物技术研究所天津300308 中国科学院天津工业生物技术研究所低碳合成工程生物学重点实验室天津300308 天津科技大学生物工程学院天津300457

合成生物学以生命科学为基础,辅以工程化思维,融合了物理学、化学、计算机科学等学科知识,旨在改造、设计、构建新型的生物体系.维生素B_(12)作为横跨医学、化学和生物学三学科的“明星小分子”,近百年来一直备受研究人员的重视,其生物... 详细信息

合成生物学以生命科学为基础,辅以工程化思维,融合了物理学、化学、计算机科学等学科知识,旨在改造、设计、构建新型的生物体系.维生素B_(12)作为横跨医学、化学和生物学三学科的“明星小分子”,近百年来一直备受研究人员的重视,其生物制造在合成生物学发展的推动下不断创新.本文探讨了自1926年维生素B_(12)小分子被发现至今的重要研究成果和内容,其中囊括在早期医学、化学研究时期,维生素B_(12)相关研究的重要诺奖级成果;天然合成维生素B_(12)菌株挖掘、催化途径解析及遗传工具开发;人工重组合成维生素B_(12)菌株和体系的构建及优化等重要内容.聚焦近30年来,合成生物学系统研究方法的提出和推进对维生素B_(12)生物制造有显著促进作用.这些进展推动了维生素B_(12)从简单的天然菌种“制造”过程走向更具设计性、智能化的人工菌种与人工体系的“智造”过程转变.此外,维生素B_(12)复杂的天然合成途径成为经典的研究范本,为合成生物学发展提供了优秀的经典案例,与合成生物学的发展结下“不解之缘”.

关键词：合成生物学维生素B_(12) 生物制造细胞工厂无细胞合成

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魔芋葡甘露寡糖诱导水稻对纹枯病抗性的研究

陕西农业科学 2025年第01期71卷 71-78页

作者：温金璇高晋李悝悝李曙光王文霞尹恒中国科学院大连化学物理研究所辽宁省碳水化合物重点实验室中国科学院大学

本研究旨在探讨KGMOS在水稻抵御纹枯病中的作用及其机制。结果表明，KGMOS处理能显著抑制***菌丝生长及其引起的水稻纹枯病病情发展和真菌定殖，表现出良好的生物防治效果。进一步分析发现，相较于对照组，KGMOS处理显著上调了水杨酸含... 详细信息

本研究旨在探讨KGMOS在水稻抵御纹枯病中的作用及其机制。结果表明，KGMOS处理能显著抑制***菌丝生长及其引起的水稻纹枯病病情发展和真菌定殖，表现出良好的生物防治效果。进一步分析发现，相较于对照组，KGMOS处理显著上调了水杨酸含量，同时水杨酸合成相关基因OsPAL和水杨酸受体基因OsNPR1表达量均显著上调，表明其可通过激活水杨酸信号途径增强水稻对纹枯病的抗性，本研究揭示了KGMOS在激发水稻免疫反应中的潜力及其可能的信号转导机制，为开发基于KGMOS的环保型水稻纹枯病防治剂提供了研究基础。

关键词：水稻纹枯病魔芋葡甘露寡糖生物防治

催化剂研究中的X射线光电子能谱(XPS)分析方法概述

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中国无机分析化学 2025年第1期15卷 44-55页

作者：赵志娟徐鹏章小余屈宝龙刘芬中国科学院化学研究所北京100190 国家纳米科学中心北京100190

催化剂在现代化工领域扮演着至关重要的角色,在提高生产效率、降低能源消耗以及减少环境污染等方面起着不可替代的作用。随着科学认知的不断提升,催化剂的研究已经从宏观的动力学性能评估,深入到微观的分子层面和电子结构分析。作为材... 详细信息

催化剂在现代化工领域扮演着至关重要的角色,在提高生产效率、降低能源消耗以及减少环境污染等方面起着不可替代的作用。随着科学认知的不断提升,催化剂的研究已经从宏观的动力学性能评估,深入到微观的分子层面和电子结构分析。作为材料表界面研究领域中最有效的一种分析方法,在过去几十年里X射线光电子能谱(XPS)技术以其坚实的物理学基础和表面灵敏性已经成为研究催化材料的标准分析工具,且随着XPS仪器的日益普及,其应用也在不断增长。然而催化剂材料中的活性组分多趋于低含量、小尺度且成分复杂不稳定,对XPS高质量测试提出了巨大挑战。对催化剂研究中的常规XPS分析方法进行系统性的综述,对样品制备、实验设计、数据处理与谱图解析等流程中存在的问题和可能的处理方法进行了讨论,并对XPS技术在催化领域的应用前景进行了展望,以期为其他材料研究提供参考和启示。

关键词：催化剂 X射线光电子能谱(XPS) 多相催化纳米颗粒