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芯片制造用含氟电子特气的研究进展

精细化工 2024年第2期41卷 330-340,390页

作者：张呈平权恒道北京理工大学化学与化工学院北京100081

含氟电子特气主要用于芯片制造过程中的刻蚀和清洁工段,是不可或缺的关键性化工材料。该文比较了传统含氟电子特气和新型含氟电子特气,重点总结了新型含氟电子特气的主要合成路线,并指出最佳的产业化路线;介绍了芯片制造用含氟电子特气... 详细信息

含氟电子特气主要用于芯片制造过程中的刻蚀和清洁工段,是不可或缺的关键性化工材料。该文比较了传统含氟电子特气和新型含氟电子特气,重点总结了新型含氟电子特气的主要合成路线,并指出最佳的产业化路线;介绍了芯片制造用含氟电子特气的发展现状;最后,针对当前含氟电子特气的主要知识产权被国外发达国家所垄断,且刻蚀和清洁工序的分步操作导致工序繁复且效率低下,难以满足高端芯片集成度和良品率等更高的精度需求问题,提出今后研究应开发满足国家重大战略需求的新一代含氟电子特气,具备刻蚀/清洁协同双功能,具有简化工序、提高效率、提升芯片制造良品率的优点,实现对当前刻蚀和清洁仅能分步操作的含氟电子特气的理想替代。

关键词：电子特气刻蚀清洁芯片制造高端芯片先进制程刻蚀/清洁协同

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酶催化固碳过程及其强化技术研究进展

化工进展 2024年第1期43卷 232-245页

作者：王玉杰张艳梅栾金义赵之平中石化(北京)化工研究院有限公司北京100013 北京理工大学化学与化工学院北京102488

全球范围迅猛发展的工业生产导致温室气体CO_(2)的排放,引发人们对全球气候变化的普遍关切。在发展清洁能源、工业流程再造等减少碳排放的同时,开发高效、经济的CO_(2)捕集、利用与储存(CCUS)技术显得尤为迫切。本文基于CO_(2)资源化利... 详细信息

全球范围迅猛发展的工业生产导致温室气体CO_(2)的排放,引发人们对全球气候变化的普遍关切。在发展清洁能源、工业流程再造等减少碳排放的同时,开发高效、经济的CO_(2)捕集、利用与储存(CCUS)技术显得尤为迫切。本文基于CO_(2)资源化利用的目的,对生物体外酶催化固碳过程及其强化技术的研究进展进行综述。首先,介绍了CO_(2)转化过程中涉及的关键催化酶及其优化,阐述了CO_(2)资源化利用的具体策略,涵盖了将CO_(2)催化转化为甲酸、甲醇、甲烷、淀粉以及L-乳酸、丙酮酸等特定产物分子。进而,重点阐述了辅因子的原位再生、酶的固定化、反应系统的优化设计、反应条件优化(pH、温度、底物浓度)以及产物原位分离等技术对CO_(2)生物酶催化反应过程的强化,实现CO_(2)的高效固定与资源化利用。旨在通过多方面交叉论述,为生物酶催化过程及路线设计包括固定化酶催化剂的制备、反应器选择设计与开发、酶催化过程调控、高值化产品定向合成等提供有益的启发和思考。最后,总结了酶催化固碳过程存在的问题和挑战,并对其未来值得研究的方向进行了展望。

关键词：酶催化固碳 CO_(2)资源化生物催化酶强化技术

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DSC法与流变学法在测定HTPB基PBX代料的固化动力学参数中的应用对比

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兵工学报 2024年

作者：王泓王天翔尹艳华北京理工大学化学与化工学院

为了优化高聚物黏结炸药(Polymer Bonded Explosive，PBX)制备工艺并深入理解其性能，探寻适用于研究PBX炸药固化动力学的最佳方法，分别采用非等温差示扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry，DSC)、流变学等温法及流变学非等... 详细信息

为了优化高聚物黏结炸药(Polymer Bonded Explosive，PBX)制备工艺并深入理解其性能，探寻适用于研究PBX炸药固化动力学的最佳方法，分别采用非等温差示扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry，DSC)、流变学等温法及流变学非等温法对HTPB/TDI/Na2SO4/Al体系的固化反应动力学进行深入研究，得到在这3种测试条件下的固化反应动力学方程。同时，针对目前广泛使用的非等温流变法进行合理优化。实验结果表明：1)HTPB与TDI间的固化反应遵循自催化模型；2)使用Kissinger法和Ozawa法获得的固化反应活化能相近，两者相差不超过3%；3)PBX代料体系的恒温固化表现为起始温度423.29K，峰值温度440.23K，终止温度444.49K；4)流变学研究固化动力学过程中，需考虑温度对储能模量的影响。不能仅用测量值表征固化度，需要对数据进行修正；5)DSC法与流变法各有优劣：若仅需获得固化动力学参数，DSC法是一个更好的选择。但欲了解固化过程中药浆内部结构变化，必须借助流变学法。

关键词： PBX 非等温差示扫描量热法流变学法固化反应动力学

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含亚乙烯基氢氟烯烃的研究进展

精细化工 2024年第7期 1458-1477页

作者：张呈平权恒道北京理工大学化学与化工学院

对含亚乙烯基的氢氟烯烃（v-HFOs）的合成路线和应用进行了综述。目前，在氟-氯交换、异构化、脱卤化氢、选择性加氢、加氢脱氯、调聚等合成v-HFOs的主要路线中，氟-氯交换的路线具有起始原料易得、容易实现大规模生产的特点，是合成v-H... 详细信息

对含亚乙烯基的氢氟烯烃（v-HFOs）的合成路线和应用进行了综述。目前，在氟-氯交换、异构化、脱卤化氢、选择性加氢、加氢脱氯、调聚等合成v-HFOs的主要路线中，氟-氯交换的路线具有起始原料易得、容易实现大规模生产的特点，是合成v-HFOs的最佳路线。v-HFOs特殊的分子结构使其具有优异的传热性能、清洁性能、发泡性能和刻蚀性能，主要用作制冷剂、热泵工质、清洗剂、发泡剂和刻蚀剂，特别是E型v-HFOs[(E)-v-HFOs]具有优异的电绝缘性能，分别与其优良的传热性能和清洗性能进行多领域交叉，实现了(E)-v-HFOs应用于浸没式液冷和带电清洗的新场景。展望了v-HFOs的未来发展趋势，提出了今后的研究重点，应开发高活性的氟化催化剂，环保绿色的新型合成路线以及v-HFOs的新型应用。

关键词：氢氟烯烃亚乙烯基浸没式冷却液带电清洗制冷剂热泵工质清洗剂刻蚀剂

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反渗透膜废弃阶段生命周期评价的研究进展

膜科学与技术 2024年

作者：黄思怡刘长灏冯英楠北京理工大学化学与化工学院

反渗透（RO）技术被广泛应用于水处理领域，在海水淡化及废水处理中均发挥着重要作用。随着RO技术应用规模日益扩大，产生了大量的废旧RO膜，大部分被填埋或焚烧处理，造成环境污染的同时还浪费资源。归纳了当前废旧RO膜资源化利用的方... 详细信息

反渗透（RO）技术被广泛应用于水处理领域，在海水淡化及废水处理中均发挥着重要作用。随着RO技术应用规模日益扩大，产生了大量的废旧RO膜，大部分被填埋或焚烧处理，造成环境污染的同时还浪费资源。归纳了当前废旧RO膜资源化利用的方式，包括再利用、再循环和能量回收；基于生命周期评价（LCA）框架对RO膜废弃阶段的LCA研究现状进行分析。结果表明，废旧RO膜的资源化利用提高了RO脱盐的可持续性，是建立RO膜产业循环经济系统的有效途径。目前，针对废旧RO膜资源化利用的生命周期评价研究仍处于起步阶段，亟待针对新兴废旧RO膜资源化利用技术的生命周期评价、多种废旧RO膜资源化利用方式的对比评价等问题展开研究。

关键词：生命周期评价反渗透膜回收循环经济可持续性环境

有机硼氮(B/N)圆偏振发光手性分子的研究进展:合成、结构及其性能表征

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中国科学:化学 2024年

作者：薛雨婷孙翠萍陈磅宽北京理工大学化学与化工学院

圆偏振发光(CPL)分子作为一类特殊的手性发光材料,近年来在材料科学、光学传感、信息加密和生物成像等领域展现出一定的应用潜力.主族元素的掺杂是调控圆偏振发光分子手性光学特性的有效策略,最近也取得了显著的研究进展.该综述旨在探... 详细信息

圆偏振发光(CPL)分子作为一类特殊的手性发光材料,近年来在材料科学、光学传感、信息加密和生物成像等领域展现出一定的应用潜力.主族元素的掺杂是调控圆偏振发光分子手性光学特性的有效策略,最近也取得了显著的研究进展.该综述旨在探讨主族元素掺杂对圆偏振发光分子结构及性质的影响,重点介绍了本课题组在硼氮(B/N)掺杂手性分子设计及其圆偏振发光性能方面所取得的部分成果.在此,我们从轴向、螺旋和平面手性分子等三个方面进行了简要概述,并系统分析了手性分子结构与其独特手性光学性能之间的内在关系.

关键词：圆偏振发光手性有机硼化学

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二维光子晶体水凝胶传感器检测邻苯二甲醛

分析化学 2024年第4期52卷 523-530页

作者：辛建伟王一飞孟子晖张玉琦刘鹏飞北京理工大学化学与化工学院延安大学医学院北京理工大学明德书院延安大学化学与化工学院延安大学附属医院消化内科

邻苯二甲醛（OPA）是一种新型化学消毒剂，在医疗机构中广泛使用，为保证使用效果和安全性，在临床使用中必须对其浓度进行检测和验证。本研究在二维光子晶体（2DPC）水凝胶中修饰乙二胺（EDA）并嵌入氨基，使水凝胶氨基功能化，制备了... 详细信息

邻苯二甲醛（OPA）是一种新型化学消毒剂，在医疗机构中广泛使用，为保证使用效果和安全性，在临床使用中必须对其浓度进行检测和验证。本研究在二维光子晶体（2DPC）水凝胶中修饰乙二胺（EDA）并嵌入氨基，使水凝胶氨基功能化，制备了一种响应性2DPC水凝胶。2DPC水凝胶聚合物链上嵌入的氨基可与OPA反应，随着OPA浓度增加，水凝胶的交联密度增大，从而导致水凝胶体积发生相变，即发生收缩现象，2DPC的微球间距逐渐减小，而德拜衍射环直径逐渐增大。通过测量德拜衍射环直径的变化，并根据公式计算得到2DPC的微球间距的变化。结果表明，在101～106nmol/L范围内，OPA浓度的对数值与微球间距呈良好的线性关系。因此，基于氨基功能化的2DPC水凝胶传感器可实现对OPA的定量检测。本方法检测线性范围宽，检出限为0.21 nmol/L(3σ/k)。采用此水凝胶传感器检测了稀释的临床消毒剂中的OPA，回收率为100%～103%，相对标准偏差为1.8%～5.5%。本研究构建的2DPC水凝胶传感器可用于临床内窥镜等器械消毒剂中OPA的检测。

关键词：二维光子晶体水凝胶传感器邻苯二甲醛消毒剂

微氧化MXene/MoS_(2)复合膜分离净化效能及稳定性增强机制研究

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北京理工大学学报 2024年第2期44卷 210-218页

作者：刘婷蔡微翼李瑶孙克宁北京理工大学化学与化工学院化学电源与绿色催化北京市重点实验室北京100081

二维纳米材料由于优异的理化性质和易于调控的特点,在新型膜材料的开发与应用中受到了广泛关注.基于二维材料层层堆叠可以制备二维膜,而如何对二维膜进行结构性能上的改进是目前该领域聚焦的前沿问题.MXene膜是一种新型二维膜,在分离净... 详细信息

二维纳米材料由于优异的理化性质和易于调控的特点,在新型膜材料的开发与应用中受到了广泛关注.基于二维材料层层堆叠可以制备二维膜,而如何对二维膜进行结构性能上的改进是目前该领域聚焦的前沿问题.MXene膜是一种新型二维膜,在分离净化领域具有较大应用潜力.然而,目前MXene膜的分离净化效能主要受到膜的结构稳定性和改性方法的限制.本研究采用了通过异质纳米材料MoS_(2)插层,随后进行温和且快速预氧化,可获得稳定的纳米层状结构,从而得到一种MXene(Ti_(3)C_(2)Tx)/MoS_(2)高性能复合膜.MXene/MoS_(2)复合膜的水通量显著提高,对目标污染物染料的去除率高达99.9%.与未氧化的MXene膜相比,复合膜对NaCl和MgCl_(2)的渗透抑制效率分别提高了48.4%和82.0%.此外,复合膜在结构/外观和通量方面表现出长期的稳定性.因此,利用预氧化/插层法制备的复合膜对MXene膜结构调控和性能优化提供了新策略和新思路.

关键词：二维膜 MXene MoS_(2) 分离净化稳定性

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聚酰亚胺渗透汽化膜用于有机溶剂脱水的改性研究进展

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化工进展 2024年第6期43卷 2915-2927页

作者：李妍吴芹陈康成张耀远史大昕黎汉生北京理工大学化学与化工学院北京100081

聚酰亚胺有机高分子聚合物结构内含有氢键,且具有良好的耐溶剂性、易成膜性、高力学性能等优点。聚酰亚胺膜有望在渗透汽化有机溶剂脱水领域得到广泛应用。然而,聚酰亚胺膜高分子链间作用力强,链段排列紧密,往往造成溶剂分子渗透困难、... 详细信息

聚酰亚胺有机高分子聚合物结构内含有氢键,且具有良好的耐溶剂性、易成膜性、高力学性能等优点。聚酰亚胺膜有望在渗透汽化有机溶剂脱水领域得到广泛应用。然而,聚酰亚胺膜高分子链间作用力强,链段排列紧密,往往造成溶剂分子渗透困难、渗透通量低等问题,限制其发展。对聚酰亚胺膜开展改性研究,以提高其渗透通量,同时保持高分离因子,是近年来的主要研究方向。本文对渗透汽化膜分离技术进行了概述,介绍了其工作原理及常用分离膜种类。详细综述了近年来用于渗透脱水的聚酰亚胺膜的改性研究进展,重点评述了共混、掺杂、交联和共聚改性,并分析了四种改性方法的作用原理,对分离性能的影响及其优缺点。最后,对聚酰亚胺膜在渗透汽化分离领域未来的发展方向进行展望,指出需揭示聚酰亚胺聚合物链与溶剂分子间的作用机制,解决渗透通量与选择性之间“trade-off”的制约关系。

关键词：膜分离渗透汽化聚酰亚胺改性有机溶剂脱水

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