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Cu_(3)P辅助诱导Ni_(2)P电荷定向转移和表面重构以获得高效析氧活性

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物理化学学报 2024年第3期40卷 31-32页

作者：邢雅娟薛辉孙静郭念坤宋天山孙佳雯郝翊茹王勤内蒙古大学化学化工学院呼和浩特010021

与助催化剂形成异质结,通过调整活性位点的电子结构和电荷输运来提高Ni_(2)P的电催化活性是一种可行的方法。本文成功构建了一种高效的Cu_(3)P/Ni_(2)P异质结催化剂,其中Cu_(3)P本身仅作为助催化剂,通过调节Ni_(2)P的电子转移和表面重... 详细信息

与助催化剂形成异质结,通过调整活性位点的电子结构和电荷输运来提高Ni_(2)P的电催化活性是一种可行的方法。本文成功构建了一种高效的Cu_(3)P/Ni_(2)P异质结催化剂,其中Cu_(3)P本身仅作为助催化剂,通过调节Ni_(2)P的电子转移和表面重构来提高电催化活性。结果表明,在10 mA·cm^(-2)的电流密度下,Cu_(3)P/Ni_(2)P具有优异的析氧反应(OER)活性,过电位为213 mV。结合实验结果和理论计算可知,Cu_(3)P助催化剂可以有效调整Ni中心的电子结构,实现电荷重分布,降低反应能垒,从而显著提高OER催化活性。此外,Cu_(3)P助催化剂诱导的丰富的晶界和晶格畸变促进了表面重构,形成Ni5O(OH)9,为OER提供了有效的活性位点。本工作通过引入助催化剂构建了一种新型异质结电催化剂,为优化过渡金属磷化物的电催化性能提供了一条有效途径。

关键词：磷化物异质结助催化剂表面重构析氧反应

光谱技术用于泥炭甲烷发酵残渣腐植酸的影响研究

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光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 1025-1030页

作者：路亚楠马力通李丽萍李冉冉邓雅卉内蒙古科技大学化学与化工学院内蒙古包头014010 生物煤化工综合利用内蒙古自治区工程研究中心内蒙古包头014010 内蒙古科技大学低阶煤炭碳中和实验室内蒙古包头014010

生物甲烷化可能是泥炭低碳转化最有利的方法,为探索泥炭甲烷发酵残渣再利用提取腐植酸,实现泥炭甲烷发酵耦合腐植酸提取新工艺,需要解析碱液对甲烷发酵残渣腐植酸得率、纯度、结构的影响。以草本泥炭为原料,先进行氢氧化钠预处理再甲烷... 详细信息

生物甲烷化可能是泥炭低碳转化最有利的方法,为探索泥炭甲烷发酵残渣再利用提取腐植酸,实现泥炭甲烷发酵耦合腐植酸提取新工艺,需要解析碱液对甲烷发酵残渣腐植酸得率、纯度、结构的影响。以草本泥炭为原料,先进行氢氧化钠预处理再甲烷发酵,残渣采用碱溶酸析法提取腐植酸,分别采用氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂和焦磷酸钠萃取,对得到的腐植酸样品进行产率、纯度分析和紫外-可见光谱、红外光谱、荧光光谱表征。结果表明,不同萃取剂萃取、氢氧化钠预处理甲烷发酵均对泥炭腐植酸产率、纯度、结构有明显影响。氢氧化锂萃取氢氧化钠预处理甲烷发酵与对照组残渣腐植酸产率、纯度均最高,产率分别达43.59%、41.07%、纯度分别是70.4%、70.6%。焦磷酸钠萃取泥炭腐植酸中羟基、甲基、亚甲基、醚键含量较多,芳构化程度较低;氢氧化钠萃取泥炭腐植酸酮、醛、羧酸和苯环等结构含量丰富,芳构化程度较高。氢氧化钠预处理甲烷发酵残渣腐植酸羟基、甲基、亚甲基、醚键含量均降低,羰基、苯环含量较高,芳构化程度增大。甲烷发酵残渣提取泥炭腐植酸的变化特征研究表明,氢氧化钠预处理甲烷发酵对碱溶酸析法提取泥炭腐植酸的结构有明显影响,泥炭甲烷发酵残渣再利用提取腐植酸工艺可行。

关键词：泥炭残渣再利用腐植酸甲烷发酵碱液

ZnIn_(2)S_(4)基光催化剂的制备及改性研究进展

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材料导报 2024年第3期38卷 7-12页

作者：李冠琼梁海欧李春萍白杰内蒙古工业大学化工学院呼和浩特010051 内蒙古工业催化重点实验室呼和浩特010051

近年来,硫锌铟(ZnIn_(2)S_(4))作为层状结构的三元金属硫化物,是一种典型的可见光响应光催化剂,由于其无毒,易于合成,具有可调的带隙、较好的物理化学稳定性以及优异的光催化活性等一系列优势,一度被应用于光催化的不同领域。本文着眼于... 详细信息

近年来,硫锌铟(ZnIn_(2)S_(4))作为层状结构的三元金属硫化物,是一种典型的可见光响应光催化剂,由于其无毒,易于合成,具有可调的带隙、较好的物理化学稳定性以及优异的光催化活性等一系列优势,一度被应用于光催化的不同领域。本文着眼于ZnIn_(2)S_(4)的晶体结构和生长机理,综述了ZnIn_(2)S_(4)常用的制备工艺。此外,基于ZnIn_(2)S_(4)存在的弊端,总结了提高ZnIn_(2)S_(4)光催化性能的各种调控策略,包括形貌和结构工程、空位工程、掺杂工程以及半导体异质结的构建,并深入分析了不同调控方式对ZnIn_(2)S_(4)光催化性能增强的内在原因。最后,提出ZnIn_(2)S_(4)基光催化剂目前面临的挑战和未来的应用前景。

关键词： ZnIn_(2)S_(4) 制备工艺改性策略光催化

金属及碳基材料电催化还原CO_(2)研究进展与展望

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洁净煤技术 2024年第4期30卷 58-71页

作者：赵峻标于秋阳姜洋郝海刚高瑞内蒙古大学化学化工学院内蒙古自治区呼和浩特010021

随着全球工业化快速发展,化石燃料大量使用导致碳排放量急剧增加,造成严重环境问题。因此,寻找有效方法降低CO_(2)浓度以遏制全球变暖成为紧迫任务。目前,减少CO_(2)主要策略包括限制传统化石能源使用和将多余CO_(2)转化为高附加值化学... 详细信息

随着全球工业化快速发展,化石燃料大量使用导致碳排放量急剧增加,造成严重环境问题。因此,寻找有效方法降低CO_(2)浓度以遏制全球变暖成为紧迫任务。目前,减少CO_(2)主要策略包括限制传统化石能源使用和将多余CO_(2)转化为高附加值化学品。由于经济发展仍极度依赖化石能源,简单地限制其使用存在显著困难。因此,高效转化CO_(2)成为高附加值化学品显得尤为关键。在众多CO_(2)转化技术(生物还原、热化学加氢还原、光电化学及电化学还原CO_(2))中,电化学还原CO_(2)因其高效性和良好的工业应用前景而显得尤为突出。基于此,对CO_(2)转化技术、电催化还原CO_(2)原理、主要产物、反应途径、评价参数及目前发展迅速的金属基及非金属碳基材料电催化剂的研究现状进行了综述。金属基和非金属碳基材料的结合能够提高催化剂的催化活性,具有良好的研究前景。从新型高效低成本催化剂开发及其形貌和表面活性位点的微观调控,利用原位表征技术和密度泛函理论计算加深对反应机理的揭示,加快组装器件设计开发、促进CO_(2)RR工业应用等方面提出CO_(2)RR未来发展方向。

关键词：电催化二氧化碳还原金属催化剂碳材料催化剂

锰基钠离子电池正极材料设计及电化学性能研究

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无机盐工业 2024年第3期56卷 51-55页

作者：刘德新马腾跃安金玲刘进荣何伟艳内蒙古工业大学化工学院内蒙古呼和浩特010051

钠离子电池因环境友好、储量丰富等优势,成为锂离子电池的后继者,在储能材料方面有很大的应用潜力。针对钠离子电池锰基正极材料存在结构不稳定、循环稳定性差等问题,采用溶胶-凝胶法制备Na_(0.7)Fe_(x)Mn(1-x)O_(2)(0 详细信息

钠离子电池因环境友好、储量丰富等优势,成为锂离子电池的后继者,在储能材料方面有很大的应用潜力。针对钠离子电池锰基正极材料存在结构不稳定、循环稳定性差等问题,采用溶胶-凝胶法制备Na_(0.7)Fe_(x)Mn(1-x)O_(2)(0

关键词：锰基正极材料铁掺杂 P2相比容量

石墨烯量子点与体外巨噬细胞生物相容性的研究

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生物化学与生物物理进展 2024年

作者：刘琦许海燕苏雨轩周开红李常艳内蒙古大学化学化工学院

目的探讨GQDs的体外RAW264.7巨噬细胞存活率、细胞凋亡、炎症因子和细胞成像，为GQDs在生物医学领域的安全应用提供理论基础。方法采用改性Hummer’s法制备了氧化石墨烯。利用H2O2和W18O49在水热条件下产生的羟基自由基，采用自上而下... 详细信息

目的探讨GQDs的体外RAW264.7巨噬细胞存活率、细胞凋亡、炎症因子和细胞成像，为GQDs在生物医学领域的安全应用提供理论基础。方法采用改性Hummer’s法制备了氧化石墨烯。利用H2O2和W18O49在水热条件下产生的羟基自由基，采用自上而下的方法将氧化石墨烯切割成石墨烯量子点(GQDs)。利用X-射线粉末衍射、X光电子能谱、透射电镜、原子力显微镜、扫描电镜和傅里叶红外变换等技术对GQDs微观结构进行详细分析。通过CCK-8、流式细胞、激光共聚焦方法和RT-qPCR反应，评价GQDs对巨噬细胞的生物兼容性和炎症因子的影响。结果水热条件下，以W18O49为催化剂可将氧化石墨烯切割为3–5 nm蓝光GQDs，产率为43%，荧光寿命τ=1.67ns。三重态碳烯自由基的Zigzag型位点和缺陷态导致GQDs表现出激发波长的依赖性，其最佳激发和发射波长分别为330nm和400nm。GQDs表面丰富的含氧官能团和其亲水性使其具有良好的水溶性。CCK-8和死活染色表明GQDs具有较高的生物兼容性。RT-qPCR分析结果显示GQDs对体外RAW264.7细胞有生长抑制作用，可刺激RAW264.7细胞提高TNF-α的表达，使细胞膜破裂并其产生IL-1β炎症因子诱导细胞凋亡。激光共聚焦结果显示：蓝光GQDs具有一定的体外细胞成像能力。结论石墨烯量子点的水溶性、低毒、荧光特性和炎症因子的诱导效应，为其在免疫标记和细胞成像领域的应用提供了广阔的前景。

关键词： W O 石墨烯量子点 RAW264.7巨噬细胞生物相容性炎症因子

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柔性抗冻水凝胶电解质的快速制备与性能研究

功能材料 2024年第6期55卷 6202-6211页

作者：格格塔娜贺日东冀国俊内蒙古工业大学化工学院呼和浩特010051

以丙烯酰胺(AM)作为聚合单体加入交联剂亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)、引发剂过硫酸铵(APS)与L型卡拉胶(LC)和氯化钾(KCl)通过一锅法交联聚合制备出复合水凝胶(PAM-LC)。为了拓展该水凝胶作为电解质在极寒条件下的应用,研究了锂盐浓度及浸泡... 详细信息

以丙烯酰胺(AM)作为聚合单体加入交联剂亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)、引发剂过硫酸铵(APS)与L型卡拉胶(LC)和氯化钾(KCl)通过一锅法交联聚合制备出复合水凝胶(PAM-LC)。为了拓展该水凝胶作为电解质在极寒条件下的应用,研究了锂盐浓度及浸泡时间对提高PAM-LC基水凝胶电解质的抗冻性、导电性及机械稳定性的影响。结果表明:未浸泡过的水凝胶在-12.68℃时会发生冻结,而经过在氯化锂溶液中浸泡的水凝胶在-75℃下都不会发生冻结,且通过电化学阻抗EIS的测试,可以得出在-30℃的环境下凝胶导电率可以达到8.03 ms/cm,并且在室温下也能达到22.77 ms/cm,具有良好的导电性能。通过机械性能测试得到在常温下未浸泡的水凝胶具有优异的力学性能但抗冻性差,经过5M氯化锂溶液浸泡24 h后的水凝胶(PAM-LC-LiCl)在-20℃冷冻后仍表现出较好的机械稳定性。

关键词：水凝胶电解质抗冻性导电性机械稳定性

基于不同形貌的氢氧化稀土聚乳酸复合材料的制备与性能研究

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中国稀土学报 2024年第1期42卷 80-89,I0003页

作者：范宝学韩德全田虎虎王慧贺妮于晓丽曹鸿璋包头稀土研究院白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室内蒙古包头014030 内蒙古大学化学化工学院内蒙古呼和浩特010021

首先通过水热法合成了Pr(OH)_(3),Nd(OH)_(3)晶须,层状Sm(OH)_(3),并利用X射线衍射和扫描电子显微镜对其进行表征。然后将制备的氢氧化稀土以不同的添加量通过熔融共混的方法加到聚乳酸(PLA)中,研究不同形貌的氢氧化稀土对聚乳酸力学性... 详细信息

首先通过水热法合成了Pr(OH)_(3),Nd(OH)_(3)晶须,层状Sm(OH)_(3),并利用X射线衍射和扫描电子显微镜对其进行表征。然后将制备的氢氧化稀土以不同的添加量通过熔融共混的方法加到聚乳酸(PLA)中,研究不同形貌的氢氧化稀土对聚乳酸力学性能的影响。研究结果表明:添加1.0%的氢氧化稀土的复合材料表现出优异的力学性能;其中,PLA/Pr(OH)_(3)和PLA/Nd(OH)_(3)复合材料的断裂伸长率从纯样条的5.8%分别提升到118.0%和82.7%;特别地,PLA/Sm(OH)_(3)复合材料的拉伸强度达到61.6 MPa,断裂伸长率提升到195.0%,在保持强度不下降的情况下,韧性显著提高。最后,通过对拉伸断裂面进行分析,Pr(OH)_(3),Nd(OH)_(3),Sm(OH)_(3)在PLA基体中均匀分散,纳米交联网络结构是其可能的增韧机制。

关键词：稀土氢氧化物聚乳酸熔融共混增韧

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微山稀土精矿钙与稀土的浸出及动力学研究

中国稀土学报 2024年第2期42卷 284-293,I0004页

作者：郑万波许延辉戈鑫鑫关卫华李裕马升峰包头稀土研究院白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室内蒙古包头014030 内蒙古大学化学化工学院内蒙古呼和浩特010021

微山稀土精矿主流冶炼工艺采用氧化焙烧-盐酸浸出-碱转优溶法提取矿物中的稀土,因"三废问题严重且生产成本较高,需加以改进以满足国家"双碳"战略的实施。本文以山东微山41.28%品位稀土精矿作为原料,提出使用盐酸优先浸出杂质钙,使稀土... 详细信息

微山稀土精矿主流冶炼工艺采用氧化焙烧-盐酸浸出-碱转优溶法提取矿物中的稀土,因"三废问题严重且生产成本较高,需加以改进以满足国家"双碳"战略的实施。本文以山东微山41.28%品位稀土精矿作为原料,提出使用盐酸优先浸出杂质钙,使稀土进一步富集的新工艺。通过不同条件对钙和稀土浸出影响的研究,得到较优的浸出条件:在浸出温度为90℃,起始酸度2mol·L^(-1),酸矿比为5mL·g^(-1)条件下,钙元素的浸出率可达到89.4%,稀土浸出率为12.13%。使用核收缩模型对酸浸过程中的钙与稀土的浸出动力学进行研究,结果表明:浸出过程中钙由化学反应和扩散混合控制,而稀土由内扩散控制。钙与稀土的浸出表观活化能分别为14.0628和6.1460kJ·mol^(-1)。

关键词：微山稀土精矿盐酸浸出氟碳铈矿钙动力学