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金属氧化物/炭复合材料抑制锂硫电池穿梭效应的研究进展

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新型炭材料（中英文） 2024年第2期39卷 201-222页

作者：周志强王惠民杨璐彬马成王际童乔文明凌立成华东理工大学化工学院上海200237

锂硫电池因理论能量密度高、生产成本低和环境友好等优点被认为是最有前途的下一代电化学储能装置之一。然而,硫和硫化锂的低导电性、严重的穿梭效应和缓慢的反应动力学等问题阻碍了锂硫电池的大规模商业化应用。炭材料因高比表面积,良... 详细信息

锂硫电池因理论能量密度高、生产成本低和环境友好等优点被认为是最有前途的下一代电化学储能装置之一。然而,硫和硫化锂的低导电性、严重的穿梭效应和缓慢的反应动力学等问题阻碍了锂硫电池的大规模商业化应用。炭材料因高比表面积,良好导电性与结构多样性而备受关注,然而非极性炭材料难以与极性多硫化物紧密结合,导致活性材料大量损失和严重的穿梭效应。金属氧化物具有极性强和丰富吸附位点的优点,将过渡金属氧化物与炭材料结合,有助于增强对多硫化物的化学吸附和电化学反应活性。本文首先介绍了锂硫电池的基本原理和存在的主要问题,然后讨论了近年来过渡金属氧化物/炭复合材料在合成方法和结构设计(1D,2D,3D)方面的研究进展。此外,详细介绍了异质结构设计、空位工程和晶面调控策略的代表性工作并讨论了其机理。最后,对过渡金属氧化物/炭复合材料用于锂硫电池中的发展进行了总结和展望。

关键词：过渡金属氧化物炭材料调控方案穿梭效应锂硫电池

反向传播神经网络用于预测离子液体的自扩散系数

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化工学报 2024年第2期75卷 429-438页

作者：肖拥君时兆翀万仁宋璠彭昌军刘洪来华东理工大学化学与分子工程学院上海200237

以片段活度系数类导体屏蔽模型(COSMO-SAC)获得的电荷密度分布片段面积(S_(σ))和空穴体积(VCOSMO)为结构描述符,采用反向传播神经网络构建了可用于预测离子液体中阴阳离子自扩散系数的定量结构-性质关系(QSPR)模型——BP-ANN模型。考... 详细信息

以片段活度系数类导体屏蔽模型(COSMO-SAC)获得的电荷密度分布片段面积(S_(σ))和空穴体积(VCOSMO)为结构描述符,采用反向传播神经网络构建了可用于预测离子液体中阴阳离子自扩散系数的定量结构-性质关系(QSPR)模型——BP-ANN模型。考察了模型的适用范围与预测能力,并与线性回归得到的QSPR模型(模型I)进行了比较。发现BP-ANN模型适用的离子液体种类较广,模型在阳离子自扩散系数训练集、验证集与测试集中的决定系数R2均大于0.99,在阴离子的三个子集中的R2均大于0.98。阳离子与阴离子预测的平均绝对相对误差分别为2.8%和3.7%。线性回归的QSPR模型对应的值分别为14.54%和14.57%,即BP-ANN模型的预测效果要明显优于基于线性回归建立的模型。

关键词：神经网络定量构效关系离子液体自扩散系数预测

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高校思政课讲好新时代故事的四个着力点

中国高等教育 2024年第12期 39-44页

作者：宋来刘少文华东理工大学华东理工大学党委

守正创新推动思政课建设内涵式发展,不断提高思政课的针对性和吸引力,需要讲好新时代故事。把教师想讲的和大学生想听的结合起来,把“陈情”和“说理”结合起来,有助于把新时代党的创新理论讲深讲透讲活,教育引导学生增强“四个自信”,... 详细信息

守正创新推动思政课建设内涵式发展,不断提高思政课的针对性和吸引力,需要讲好新时代故事。把教师想讲的和大学生想听的结合起来,把“陈情”和“说理”结合起来,有助于把新时代党的创新理论讲深讲透讲活,教育引导学生增强“四个自信”,树牢理想信念,激发爱国情,坚定强国志,强化报国行。讲好新时代故事要从关注“对谁讲”明确“讲什么”、创新“怎么讲”、建强“谁来讲”四个着力点来把握,即把握大学生的群体特征、明确讲故事的重点、创新讲故事的方法、培优讲故事的主体。

关键词：思政课大学生新时代故事感染力:亲和力

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超分子主客体作用调控电化学熵变

科学通报 2024年第10期69卷 1251-1252页

作者：高顺意赵杰华东理工大学化学与分子工程学院上海200237

在生产生活中常伴随着大量低级废热的产生,如光伏、太阳能、地热、燃料电池等,其转化和再利用在应对全球能源问题方面非常有前途.在各种收集热量的方法中,热电的研究最为广泛,它是基于塞贝克效应,利用温度梯度下导电材料上产生的电压.... 详细信息

在生产生活中常伴随着大量低级废热的产生,如光伏、太阳能、地热、燃料电池等,其转化和再利用在应对全球能源问题方面非常有前途.在各种收集热量的方法中,热电的研究最为广泛,它是基于塞贝克效应,利用温度梯度下导电材料上产生的电压.在电化学中存在类似的效应,由温度差可以引起电极电位的变化.一些电化学热机可以通过氧化还原过程伴随的熵变化实现热量与电力的转化.

关键词：燃料电池导电材料塞贝克效应氧化还原过程电极电位电化学主客体作用温度梯度

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柠檬酸改性球形活性炭对氨气吸附性能的影响

化工进展 2024年第2期43卷 1082-1088页

作者：郭迎春梁晓怿华东理工大学化工学院上海200237

以沥青基球形活性炭为载体,采用等体积浸渍法将不同浓度的柠檬酸负载到活性炭孔隙内。通过固定床动态吸附装置评价柠檬酸改性活性炭对氨气吸附性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱和氮气吸脱附对改性前后... 详细信息

以沥青基球形活性炭为载体,采用等体积浸渍法将不同浓度的柠檬酸负载到活性炭孔隙内。通过固定床动态吸附装置评价柠檬酸改性活性炭对氨气吸附性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱和氮气吸脱附对改性前后活性炭的理化特性进行表征分析。结果表明,当柠檬酸负载量为60%(质量分数)时,改性活性炭对氨气的吸附性能最佳,氨气防护时间为194min,单位活性炭的氨气吸附容量为42.8mg/mL(66.8mg/g),是未改性活性炭吸附容量的24倍;吸附剂的总比表面积和孔体积以及pH都随着柠檬酸负载量的增加不断减小,其中微孔的比表面积和孔体积与柠檬酸负载量的相关系数R2分别为0.9944和0.9842;柠檬酸的利用率随着负载量的增加不断减少,氨气与柠檬酸反应生成柠檬酸铵,产物主要沉积在微孔内,微孔对氨气吸附至关重要。

关键词：活性炭柠檬酸复合材料固定床吸附氨气

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聚苯乙烯共混体系发泡过程中气泡壁不均匀性的实验与模拟

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高分子材料科学与工程 2024年第5期40卷 99-106页

作者：江翠葛宇凯刘涛华东理工大学化工学院上海200237

将2种不同相对分子质量的聚苯乙烯(PS)共混,并采用超临界CO_(2)间歇发泡工艺制备其发泡材料。采用高倍扫描电镜实验测量PS共混体系发泡后气泡壁的形状参数,即气泡壁厚度分布δ_(θ)/δ_(max),同时基于气泡壁形状演变模型(BWSE)模拟计算... 详细信息

将2种不同相对分子质量的聚苯乙烯(PS)共混,并采用超临界CO_(2)间歇发泡工艺制备其发泡材料。采用高倍扫描电镜实验测量PS共混体系发泡后气泡壁的形状参数,即气泡壁厚度分布δ_(θ)/δ_(max),同时基于气泡壁形状演变模型(BWSE)模拟计算对应样品发泡过程中的δ_(θ)/δ_(max),将模拟结果与实验值进行对比,发现模拟所得δ_(θ)/δ_(max)曲线与实验所测结果具有相同趋势。在多种比例共混的PS体系中,模型预测的气泡壁非均匀因子(γ)与实验值呈现良好的相关性和一致性,表明BWSE模型能用于半定量化分析不同PS在泡孔生长过程中的微观气泡壁形状和泡孔结构。模拟结果揭示了PS流变行为与其发泡材料微观泡孔结构的内在关联:流变性能影响PS的气泡壁不均匀拉伸行为,通过BWSE模型能够基于流变性能数据计算出泡孔壁的变形规律。

关键词：聚苯乙烯泡沫气泡壁形状不均匀拉伸模型预测

铜催化草酸二甲酯加氢副产物1,2-丙二醇生成机理的DFT研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第4期52卷 553-564页

作者：伦国栋严伟琦周静红朱贻安李伟华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237 华东理工大学化工学院上海200237

利用密度泛函理论对Cu(111)及Cu_(2)O(111)表面上草酸二甲酯加氢副产物1,2-丙二醇(1,2-PDO)的生成机理进行了探究,计算了两种表面上1,2-PDO生成的不同反应路径基元步骤的热力学数据以及所涉及物种的吸附行为,进行了局域态密度以及差分... 详细信息

利用密度泛函理论对Cu(111)及Cu_(2)O(111)表面上草酸二甲酯加氢副产物1,2-丙二醇(1,2-PDO)的生成机理进行了探究,计算了两种表面上1,2-PDO生成的不同反应路径基元步骤的热力学数据以及所涉及物种的吸附行为,进行了局域态密度以及差分电荷密度分析,阐明了铜催化剂的主要活性位点及1,2-PDO生成的主要路径。结果表明,1,2-PDO主要由乙二醇和甲醇于Cu_(2)O(111)表面通过Guerbet醇缩合反应生成,具体包括醇脱氢、羟醛缩合以及不饱和醛加氢三个过程。Cu_(2)O(111)表面Cu_(us)^(+)及O_(suf)^(-)位点形成的Lewis酸碱对能够促进反应物、产物及反应中间体的吸附且对于1,2-PDO生成过程的整体催化活性更高。Cu_(2)O(111)表面的O_(suf)^(-)位点是醇类脱氢生成醛、羟醛缩合过程中生成烯醇物种以及不饱和醛类中间体加氢的主要活性中心,而C-C偶联反应则发生在Cu_(us)^(+)金属位点上。论文研究结果可为铜催化剂设计和改性以及草酸酯加氢工艺的优化提供理论指导。

关键词：草酸二甲酯加氢 Cu催化剂 1,2-丙二醇密度泛函理论反应机理

CrMoV与NiCrMoV异种钢焊接接头的高周疲劳性能及寿命模型

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焊接学报 2024年第7期45卷 67-73页

作者：王志鹏朱明亮轩福贞华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

对CrMoV与NiCrMoV异种钢焊接接头开展室温及400℃下的高周疲劳试验,并对失效试样进行断口分析,研究异种钢焊接接头的高周疲劳失效机理.结果表明,接头疲劳S-N曲线呈现连续下降形式,在高周疲劳过程中未见疲劳极限平台,失效位置均位于焊缝... 详细信息

对CrMoV与NiCrMoV异种钢焊接接头开展室温及400℃下的高周疲劳试验,并对失效试样进行断口分析,研究异种钢焊接接头的高周疲劳失效机理.结果表明,接头疲劳S-N曲线呈现连续下降形式,在高周疲劳过程中未见疲劳极限平台,失效位置均位于焊缝金属区域,并且集中在显微硬度值最低的结构弱区;随着应力幅值的下降,裂纹萌生模式由表面和内部萌生的竞争转变为内部微缺陷萌生占主导,内部焊接气孔微缺陷是主要裂纹萌生源;根据Murakami模型得到的疲劳极限分散性较大,与高周疲劳寿命未呈现出明显规律,通过引入Z参量模型,指出焊接接头的高周疲劳寿命由应力水平、微缺陷有效尺寸和相对深度等因素共同决定,Z参量与高周疲劳寿命具有很好线性关系.

关键词：焊接接头高周疲劳裂纹萌生气孔缺陷 Z参量模型

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流动聚焦型液滴微流控技术研究进展

高校化学工程学报 2024年第2期38卷 159-171页

作者：李庆张艳红华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

功能性微球具有比表面积高、性能稳定、形貌多样等特点,广泛应用于药物控释、生物医学、污染物吸附和催化剂等领域。微球的制备方法有喷雾干燥法、悬浮聚合法、离子交联法、乳液蒸发法和液滴微流控法。液滴微流控技术试剂消耗量低,安全... 详细信息

功能性微球具有比表面积高、性能稳定、形貌多样等特点,广泛应用于药物控释、生物医学、污染物吸附和催化剂等领域。微球的制备方法有喷雾干燥法、悬浮聚合法、离子交联法、乳液蒸发法和液滴微流控法。液滴微流控技术试剂消耗量低,安全系数高,制备的微球单分散性高,其中利用流动聚焦型微流控技术制备液滴时可以有效防止液滴与壁面剪切,液滴尺寸更易调控。以流动聚焦型液滴微流控技术为立足点,综述了流动聚焦型的实验和数值模拟、功能性微球制备和集成放大的研究进展,为后续新型功能性微球的制备以及产业化大批量生产提供参考。

关键词：流动聚焦型功能性微球微通道造粒流动