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聚乙烯醇/壳聚糖膜制备及其包膜尿素特性

农业工程学报 2024年第9期40卷 128-136页

作者：张阳张旭韩效钊沈兆曦张祥路朱稳定合肥工业大学化学与化工学院安徽省绿色高分子材料重点实验室

为解决传统肥料养分利用率低，以及一般聚合物包膜肥料的膜材料难以降解、养分释放速率不可控等问题，该研究以聚乙烯醇（PVA）为膜基材，通过与壳聚糖（CS）共混、使用戊二醛（GA）交联、添加纳米SiO23种不同的方式，制备了3种膜：PVA... 详细信息

为解决传统肥料养分利用率低，以及一般聚合物包膜肥料的膜材料难以降解、养分释放速率不可控等问题，该研究以聚乙烯醇（PVA）为膜基材，通过与壳聚糖（CS）共混、使用戊二醛（GA）交联、添加纳米SiO23种不同的方式，制备了3种膜：PVA/CS膜、PVA/CS/GA膜、PVA/CS/GA/纳米SiO2膜，此外，制备了纯PVA膜作为对比。对4种膜进行了吸水率（Q）、生物降解性（De）、养分渗透系数（Ps）等表征，结果表明：CS的添加提升了膜的生物降解率，GA交联可以延缓膜在土壤中的生物降解速率，而纳米SiO2的添加对膜的生物降解性影响不大，总体来说4种膜都显示出良好的生物降解性（77 d内的生物降解率在30%～60%）；相比于PVA膜，PVA/CS、PVA/CS/GA和PVA/CS/GA/纳米SiO2膜的吸水率分别降低43.00%、68.79%和82.73%；相比于PVA/CS膜，PVA/CS/GA和PVA/CS/GA/纳米SiO2膜的养分渗透系数分别降低48.51%和57.59%，说明CS的添加、GA的交联和纳米SiO2的添加都增强了PVA膜的疏水性。将4种膜液通过转鼓包衣机包覆在尿素颗粒表面制得了4种包膜尿素（PCU）颗粒（PCU-PVA、PCU-PVA/CS、PCUPVA/CS/GA和PCU-PVA/CS/GA/纳米SiO2），分别使用土埋法测定和数学模型拟合了氮素释放行为，结果显示4种PCU的氮释放量达到90%时所需的时间分别为5、11、23、28 d；氮素释放行为符合一级动力学模型，释放速率常数（k）依次减小，分别为0.3 654、0.2 333、0.1 127、0.0 926，且与膜的养分渗透系数（Ps）呈线性关系，相关系数（R2）为0.9 991。该研究提供了系列生物降解性能良好、养分释放速率可控的聚乙烯醇/壳聚糖膜材料，并成功地应用于包膜尿素颗粒的制备，更方便和有效地指导PCU的施用。

关键词：肥料聚乙烯醇壳聚糖缓释控释包膜

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二元包合水合物储氢及促进剂作用的理论研究

高等学校化学学报 2024年第1期45卷 119-128页

作者：张宏淑梁攀薛颖颖韦瑶瑶陕西学前师范学院化学化工学院西安710100 陕西师范大学化学化工学院西安710119 临沂大学化学化工学院临沂276000

尽管包合水合物因其高储能密度和环境友好等优点,可以作为大规模工业化应用的潜在储氢材料,但在理解包合水合物中氢气的结构和扩散方面尚存在较大争议.本文应用密度泛函理论(DFT)探讨了sI型包合水合物的储氢结构和性质.结果表明,纯氢气... 详细信息

尽管包合水合物因其高储能密度和环境友好等优点,可以作为大规模工业化应用的潜在储氢材料,但在理解包合水合物中氢气的结构和扩散方面尚存在较大争议.本文应用密度泛函理论(DFT)探讨了sI型包合水合物的储氢结构和性质.结果表明,纯氢气水合物中512笼中可容纳2个H_(2)分子,CH_(4)和C_(2)H_(6)促进剂对其结构和性质没有明显影响;而在N_(2)和CO_(2)促进剂作用下512笼可容纳的H_(2)分子增加到3个,氢气水合物稳定性得到提高,主客体间的静电和氢键相互作用增强且H—H伸缩振动峰值蓝移.当N_(2)和CO_(2)包合物512笼中氢气的占据达3个H2分子时,1个H_(2)分子通过五边形面的扩散能垒接近于纯氢气水合物中的2倍,有效阻碍了氢气在笼间的扩散.

关键词：包合水合物储氢稳定性扩散促进剂作用

单宁酸-纤维素/聚乙烯醇/聚丙烯酸双网络水凝胶的制备及性能

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高分子材料科学与工程 2024年第1期40卷 17-24页

作者：计烨杨建军吴庆云吴明元张建安刘久逸安徽大学化学化工学院安徽省水基高分子材料高性能化工程实验室安徽合肥230601

通过将单宁酸(TA)和纤维素纳米纤维(CNF)嵌入硼砂-聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯酸(PAA)水凝胶网络,利用一锅法制备了TA/CNF-g-PVA/PAA纳米复合双网络水凝胶。采用红外光谱、扫描电镜、热重分析、溶胀、黏附及生物实验对其进行结构表征和性能测... 详细信息

通过将单宁酸(TA)和纤维素纳米纤维(CNF)嵌入硼砂-聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯酸(PAA)水凝胶网络,利用一锅法制备了TA/CNF-g-PVA/PAA纳米复合双网络水凝胶。采用红外光谱、扫描电镜、热重分析、溶胀、黏附及生物实验对其进行结构表征和性能测试。结果表明,当TA和CNF的质量比为1:2时,PATCP水凝胶在猪皮上的黏附强度最高达5.64 kPa;PATCP水凝胶还表现出显著的抗溶胀性能,其平衡溶胀率仅为PVA/PAA水凝胶的3/5;PATCP水凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈最大宽度分别为17 mm和13 mm;该水凝胶具有一定的自愈合性能,水凝胶溶血率均在2%以下,且水凝胶提取液中细胞存活率均在89%以上,表现出优异的生物相容性。

关键词：单宁酸纤维素纳米纤维纳米复合双网络水凝胶

植酸/聚间苯二胺修饰纳米SiO_(2)制备水性环氧复合涂层及其防腐性能

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高分子材料科学与工程 2024年第1期40卷 34-44页

作者：黄小庆杨建军吴庆云吴明元张建安刘久逸安徽大学化学化工学院安徽省水基高分子材料高性能化工程实验室安徽合肥230601

以溶胶凝胶法制备了γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)改性SiO_(2)(f-SiO_(2));将间苯二胺(mPD)原位聚合制备的聚间苯二胺(PmPD)共价接枝在f-SiO_(2)表面,制得(PmPD-SiO_(2));最后,通过分子间作用力将植酸(PA)与PmPD-SiO_(2)结合... 详细信息

以溶胶凝胶法制备了γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)改性SiO_(2)(f-SiO_(2));将间苯二胺(mPD)原位聚合制备的聚间苯二胺(PmPD)共价接枝在f-SiO_(2)表面,制得(PmPD-SiO_(2));最后,通过分子间作用力将植酸(PA)与PmPD-SiO_(2)结合制得PA/PmPD-SiO_(2)复合材料,用于制备水性环氧复合涂层。采用红外光谱、热失重分析和X射线光电子能谱表征了产物结构,通过扫描电镜、电化学和盐雾试验对涂层的防腐性能进行分析。结果表明,当添加质量分数为0.5%的PA/PmPD-SiO_(2)时,涂层附着力0级、铅笔硬度3H、耐冲击45 kg·cm,缓蚀效率为97.2%,耐腐蚀性最佳;腐蚀电流密度较纯水性环氧树脂(WEP)涂层缩小了36倍,低频阻抗模量较纯WEP涂层提升了2个数量级。

关键词：纳米SiO_(2) 植酸聚间苯二胺水性环氧树脂金属腐蚀

常压合成LiNbO_(3)-MnTiO_(3)固溶相单晶及其磁性能

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中山大学学报（自然科学版）（中英文） 2024年第5期63卷 125-130页

作者：宋海利赵爽李满荣中山大学化学学院广东广州510006 海南大学化学化工学院海南海口570228

利用常压固相法合成掺杂10%和20%MnTiO_(3)的LiNbO_(3)-MnTiO_(3)固溶相单晶,通过X射线衍射仪和球差校正透射电镜分析样品的结构特征,探究固溶相单晶的磁电性能和光学带隙变化。研究发现:MnTiO_(3)相均匀掺杂在母相LiNbO_(3)中并维持LiN... 详细信息

利用常压固相法合成掺杂10%和20%MnTiO_(3)的LiNbO_(3)-MnTiO_(3)固溶相单晶,通过X射线衍射仪和球差校正透射电镜分析样品的结构特征,探究固溶相单晶的磁电性能和光学带隙变化。研究发现:MnTiO_(3)相均匀掺杂在母相LiNbO_(3)中并维持LiNbO_(3)-R3c结构。由于MnTiO_(3)的掺杂,低温状态下样品表现弱磁性,且磁性来源于高自旋态的Mn^(2+)。同时,基于母相LiNbO_(3)的铁电效应,固溶相表现出明显的极性。此外,随着MnTiO_(3)掺杂量的增大,固溶相样品的光学带隙逐渐减小。

关键词：常压固相法 MnTiO_(3) LiNbO_(3) 磁性

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改性环氧树脂防腐复合涂层的研究进展

复合材料学报 2024年第8期41卷 3883-3896页

作者：童庆玲杨建军吴庆云吴明元张建安刘久逸安徽大学化学化工学院安徽省水基高分子材料高性能化工程实验室合肥230601

在防腐领域,环氧树脂防腐复合涂层是防止金属腐蚀的优良材料。环氧树脂涂层在金属和腐蚀性离子之间形成了屏障,但环氧树脂在固化期间,由于机械破裂和微孔的形成,防腐效果并不持久。本文介绍了纳米粒子改性环氧树脂防腐涂层、微/纳米容... 详细信息

在防腐领域,环氧树脂防腐复合涂层是防止金属腐蚀的优良材料。环氧树脂涂层在金属和腐蚀性离子之间形成了屏障,但环氧树脂在固化期间,由于机械破裂和微孔的形成,防腐效果并不持久。本文介绍了纳米粒子改性环氧树脂防腐涂层、微/纳米容器改性环氧树脂防腐涂层、生物基材料改性环氧树脂防腐涂层这3种提高环氧树脂防腐性能的策略,综述了环氧树脂防腐复合涂层改性的研究进展,并展望了环氧树脂防腐复合涂层未来的发展方向,未来应该开发出兼具智能自预警与自修复、多功能化、成本效益的绿色环氧防腐复合涂层。

关键词：环氧树脂防腐复合涂层纳米粒子纳米容器自预警自修复

静水压力作用下(H_(2)dabco)[K(ClO_(4))_(3)]结构与稳定性的第一性原理研究

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物理学报 2024年第14期73卷 51-60页

作者：李巧利李慎慎肖继军陈兆旭南京理工大学化学与化工学院南京210094 南京大学化学与化工学院南京210023

基于第一性原理计算,深入研究了(H_(2)dabco)[K(ClO_(4))_(3)](DAP-2)晶体在0—50 GPa压力作用下的晶体结构、分子结构、电子结构和力学性质变化,并评估了压力对其撞击感度和稳定性的影响.通过分析晶体内部特征键长和键角发现,在25 GPa... 详细信息

基于第一性原理计算,深入研究了(H_(2)dabco)[K(ClO_(4))_(3)](DAP-2)晶体在0—50 GPa压力作用下的晶体结构、分子结构、电子结构和力学性质变化,并评估了压力对其撞击感度和稳定性的影响.通过分析晶体内部特征键长和键角发现,在25 GPa处,有机阳离子H_(2)dabco^(2+)的笼状结构发生了扭曲.对H_(2)dabco^(2+)和KO_(12)多面体的质心平均分数坐标和欧拉角的计算结果显示,整个压力范围内晶体可能保持Pa-3空间群对称性不变.根据第一性原理带隙判据和不同压力下的带隙变化,发现在低于20 GPa时,DAP-2的撞击感度随着压力增加而逐渐减小;而当压力高于20 GPa时,撞击感度则呈现出随压力增加而缓慢增大的趋势.此外,弹性常数C_(ij)、杨氏模量(E)、体积模量(B)、剪切模量(G)以及柯西压(C_(12)–C_(44))均随着压力的增大而增大,表明在压力作用下晶体的刚性和延展性得到了显著增强.根据力学稳定性准则,该晶体在整个压力范围内保持力学稳定性.

关键词：含能钙钛矿密度泛函理论晶体结构电子结构力学性质

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基于阿伏苯宗-阿魏酸的光释放与抗氧化性能

高等学校化学学报 2024年第5期45卷 46-54页

作者：张天龙陈光陕西科技大学化学与化工学院西安710021

阿魏酸是一种有效的抗氧化剂,因具有抵抗氧化应激和延缓皮肤衰老性能而被广泛应用于化妆品中.然而,光敏性对其应用提出了挑战.为了克服这一限制,本文开发了一种由阿伏苯宗(AB)和阿魏酸(FA)组成的二元分子.该设计基于阿伏苯宗结构中存在... 详细信息

阿魏酸是一种有效的抗氧化剂,因具有抵抗氧化应激和延缓皮肤衰老性能而被广泛应用于化妆品中.然而,光敏性对其应用提出了挑战.为了克服这一限制,本文开发了一种由阿伏苯宗(AB)和阿魏酸(FA)组成的二元分子.该设计基于阿伏苯宗结构中存在可以光去除的苯甲酰甲基,以保护阿魏酸免受光损伤并保持其抗氧化活性.研究结果表明,FA得以成功释放,AB对FA具有有效的光保护作用.体外实验结果表明,AB-FA分子及其光解产物具有显著的清除自由基活性;而细胞实验结果则证实其较低的细胞毒性和优异的清除活性氧自由基(ROS)能力.

关键词：阿伏苯宗光保护清除自由基活性

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基于超分子相互作用的自愈合聚氨酯材料

精细化工 2024年第3期41卷 499-508,606页

作者：王陈亮杨建军吴庆云吴明元张建安刘久逸安徽大学化学化工学院安徽省水基高分子材料高性能化工程实验室安徽合肥230601

聚氨酯材料由于其固有的氢键结构被认为是一种理想的自愈合材料。将超分子化学体系引入到聚氨酯中,可以获得性能更加出色的自愈合材料。这些基于超分子相互作用的自愈合聚氨酯材料在受损后能够恢复其大部分物理和化学性质,具有优异的性... 详细信息

聚氨酯材料由于其固有的氢键结构被认为是一种理想的自愈合材料。将超分子化学体系引入到聚氨酯中,可以获得性能更加出色的自愈合材料。这些基于超分子相互作用的自愈合聚氨酯材料在受损后能够恢复其大部分物理和化学性质,具有优异的性能。该文首先从不同类型的愈合机理出发,综述了近年来基于超分子相互作用的自愈合聚氨酯材料,包括氢键结合体系、基于芳香基的π-π堆积体系、链段侧链中含有离子基团并彼此形成交联点的离子交联聚合物体系、金属离子与配体进行配位引起材料交联的金属配体相互作用体系、大环分子与特定大小的分子形成包合物的主客互动体系。然后展望了自愈合聚氨酯未来发展优势。

关键词：自愈合聚氨酯超分子作用动态键氢键配位键