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扫描近场光学显微术的研究进展(特邀)

光学学报 2024年第10期44卷 233-246页

作者：陈宇昕李志远华南理工大学物理与光电学院广东广州510641

扫描近场光学显微镜(SNOM)因其具有可达10 nm量级的超高光学分辨率与光谱分析能力,为物理、化学、材料科学和生命科学等领域的若干重要前沿基础科学问题提供了强有力的高时空分辨的光学表征工具。本文聚焦高分辨SNOM技术近期的研究进展... 详细信息

扫描近场光学显微镜(SNOM)因其具有可达10 nm量级的超高光学分辨率与光谱分析能力,为物理、化学、材料科学和生命科学等领域的若干重要前沿基础科学问题提供了强有力的高时空分辨的光学表征工具。本文聚焦高分辨SNOM技术近期的研究进展,首先回顾了SNOM成像技术的基本原理和SNOM探针的发展历史。接着重点介绍了将SNOM成像技术应用于研究微纳尺度上光与原子、分子、二维材料、生物大分子、非线性结构等物质相互作用的时空细节,并阐述了所揭示的微纳尺度上光和物质相互作用的深层次物理、化学和生物学一系列新现象和新规律。最后针对SNOM技术未来的发展趋势,以及可重点关注及进一步研究的关键性科学问题进行了分析和展望。

关键词：扫描近场光学显微镜高时空分辨光谱分析光与物质相互作用

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

SIFSIX-3-Ni变压吸附分离CHF/N的过程模拟研究

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化学工业与工程 2024年

作者：张琪成陈霞张东辉王鸣张慧董子旭王首栋付强天津大学化工学院山东理工大学化学化工学院

使用SIFSIX-3-Ni(MOF)作为吸附剂，应用Aspen adsorption软件建立双床六步工艺流程模型，对CHF3/N2混合气体变压吸附(PSA)提纯CHF3的过程进行了研究。分析了吸附压力、进料流量、吸附时间、均压时间、降压时间以及真空度等主要工艺参数... 详细信息

使用SIFSIX-3-Ni(MOF)作为吸附剂，应用Aspen adsorption软件建立双床六步工艺流程模型，对CHF3/N2混合气体变压吸附(PSA)提纯CHF3的过程进行了研究。分析了吸附压力、进料流量、吸附时间、均压时间、降压时间以及真空度等主要工艺参数对CHF3纯度和回收率的影响，通过工艺模拟，当吸附压力1.5 bar，进料流量0.6 m3·h-1，吸附时间165 s，均压时间22 s，逆放时间95 s，真空度0.1 bar条件时，CHF3纯度达到99%以上，回收率达到90%以上。

关键词： SIFSIX-3-Ni 变压吸附工艺模拟 Aspen adsorption CHF

用于CO捕获的金属有机框架材料改性研究进展

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化工进展 2024年

作者：肖翩翩卓超越钟瑾荣张跃飞长沙理工大学化学化工学院

金属有机框架材料(MOFs)因其高比表面积、高选择性、结构可调性以及可再生性的优势而广泛应用于CO2吸附与分离领域。首先对比了MOFs与其他CO2处理方式以及CO2吸附材料的优缺点，得出MOFs的独特优势。再根据MOFs的结构以及化学特性，归... 详细信息

金属有机框架材料(MOFs)因其高比表面积、高选择性、结构可调性以及可再生性的优势而广泛应用于CO2吸附与分离领域。首先对比了MOFs与其他CO2处理方式以及CO2吸附材料的优缺点，得出MOFs的独特优势。再根据MOFs的结构以及化学特性，归纳了其对CO2的物理和化学吸附机理，深入揭示了MOFs作为CO2吸附材料的基本原理。在此基础上，针对MOFs在性能和结构上仍然存在且需要改进的的缺陷，通过对比不同种类MOFs的性能，对MOFs的功能化改性(多金属掺杂、多材料复合、构建缺陷、胺功能化、极性基团功能化等)，以及改性后MOFs的CO2吸附性能的研究进展进行了归纳。通过对这些改性方式的优缺点进行评估，并考虑其适用性和经济性，旨在找到更好的MOFs改性方法。MOFs改性未来的发展需要对多官能团负载、合成及负载方法绿色化、比表面积与结合位点比例等进行更深入的研究，此外改性的表征方法的先进性也是未来MOFs改性发展的关键要素。

关键词：金属有机框架材料二氧化碳吸附选择性改性

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脉冲法制备低轮廓微纳表面结构电子铜箔

表面技术 2024年

作者：王丽娟廖娟宋宁黄剑刘伟飞罗意昕樊小伟唐云志谭育慧江西理工大学化学化工学院

目的随着5G通信高频高速传输技术的发展，亟需开发出低轮廓、高剥离、微细纳米铜颗粒结构的电子铜箔，以满足5G材料低介电、低损耗的要求。方法本文首次开发了一种复合添加剂的粗化液体系，通过脉冲电沉积制备了低轮廓电子铜箔，表面... 详细信息

目的随着5G通信高频高速传输技术的发展，亟需开发出低轮廓、高剥离、微细纳米铜颗粒结构的电子铜箔，以满足5G材料低介电、低损耗的要求。方法本文首次开发了一种复合添加剂的粗化液体系，通过脉冲电沉积制备了低轮廓电子铜箔，表面形成了微纳米铜颗粒。利用扫描电子显微镜、接触角测试、激光共聚焦显微镜和电化学测试等技术手段表征了脉冲占空比和复合添加剂粗化对纳米铜颗粒形貌、铜箔表面粗糙度和剥离强度的影响。结果调节脉冲占空比能有效控制纳米铜颗粒微观形貌。当占空比为20%、40%和60%时，平均尺寸小于80 nm，纳米铜颗粒微观形貌差异不明显，均呈现出近似圆球状的形貌。占空比为80%的条件下，得到了平均尺寸为59nm的圆球状纳米级微细瘤点。此时铜箔表面粗糙度Rz为0.817μm，剥离强度0.95N/mm。此外，复合添加剂使纳米铜颗粒平均粒径从274 nm降低至77.4 nm。电化学测试发现，加入复合添加剂后极化曲线由-0.49V正移至-0.39V，这说明了复合添加剂的加入能够显著提升镀液的去极化能力。结论当脉冲占空比为80%时，颗粒尺寸最小，铜箔同时具有极低轮廓与高剥离强度的性能。复合添加剂体系能够有效细化纳米铜颗粒，稳定其形貌。研究对高频高速传输中降低信号传输损耗具有重要意义。

关键词：粗化处理纳米铜颗粒超低轮廓剥离强度添加剂

婴童运动护具中异噻唑啉酮汗液迁移限值模型的构建

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华南理工大学学报(自然科学版) 2024年第7期 72-80页

作者：马彤梅朱镇海李琼黄理纳霍炜强方晗刘作起华南理工大学化学与化工学院深圳技术大学质量与标准学院广州海关技术中心

婴童的生理特征和行为模式与成人存在一定差异，导致其在使用相同类型产品时，对有害化学物质的暴露频率及暴露量远高于成人。因此，各国法规标准对婴童用品设置了有害化学物质的安全限值，用以保护最脆弱且敏感的婴童群体。异噻唑啉酮... 详细信息

婴童的生理特征和行为模式与成人存在一定差异，导致其在使用相同类型产品时，对有害化学物质的暴露频率及暴露量远高于成人。因此，各国法规标准对婴童用品设置了有害化学物质的安全限值，用以保护最脆弱且敏感的婴童群体。异噻唑啉酮是一种能引起过敏性皮炎的强致敏性化合物，国内尚未设置其化学安全限值，国外也仅限于对其总含量的限制。为此，文中通过考察婴童的化学安全评估方法，总结现有化学安全限值模型，明确了构建限值模型的关键步骤。首先确定剂量反应数据；接着根据产品使用特征确定限值的量纲；然后基于量纲分析法，引入产品特征和人体行为模式参数，建立剂量反应数据与限值之间的联系。在此基础上，通过引入致敏阈值、总致敏评估因子、出汗率、运动时长构建了婴童运动护具中异噻唑啉酮汗液迁移限值模型。最后，结合婴童及产品特征选择合适的参数值，并应用该模型计算出3种异噻唑啉酮（MI、CMI和BIT）的迁移限值，分别为0.150、0.014和0.150 mg/L。该值拟在2023年底公布的国家标准《婴童用品日常运动防护器具通用技术要求》中被应用，用以保障婴童皮肤免受异噻唑啉酮的危害。

关键词：婴童运动护具异噻唑啉酮化学安全限值模型汗液迁移

碱/尿素预处理的纤维素纤维塑化改性处理研究

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中国造纸 2024年第2期43卷 1-8页

作者：林树涛赖斯琦杨仁党王阳华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640 华南理工大学化学与化工学院广东广州510640

本研究采用碱/尿素体系在不同温度下分别对阔叶木浆、针叶木浆和竹浆纤维进行润胀预处理,并通过四因素三水平正交实验,探究了甘油、甲酰胺和柠檬酸三乙酯3种塑化剂在不同塑化温度、塑化剂质量分数及塑化时间下对纤维的塑化改性效果。结... 详细信息

本研究采用碱/尿素体系在不同温度下分别对阔叶木浆、针叶木浆和竹浆纤维进行润胀预处理,并通过四因素三水平正交实验,探究了甘油、甲酰胺和柠檬酸三乙酯3种塑化剂在不同塑化温度、塑化剂质量分数及塑化时间下对纤维的塑化改性效果。结果表明,在10℃下,碱/尿素体系预处理的针叶木浆纤维具有最高的润胀程度,有利于进一步塑化改性处理;本实验的最佳塑化改性处理条件为:甲酰胺质量分数30%,塑化温度25℃,塑化时间5 h。在该条件下制备的塑化纤维有望在特定领域作为塑料的替代材料。

关键词：纤维素碱/尿素体系塑化甲酰胺

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改性MCrAlY涂层的研究进展

材料导报 2024年第7期38卷 179-188页

作者：孙华键郭德林李如庆侯良朋杨明辉孙金钊殷凤仕山东理工大学机械工程学院山东淄博255000 山东理工大学化学化工学院山东淄博255000

热防护涂层可以有效阻止高温、高压、高速等严苛环境造成的高温氧化、疲劳失效等问题,被广泛用于航空发动机与燃气轮机热端部件的热防护。在热防护涂层体系中,MCrAlY(M代表Co、Ni或两者的组合)涂层作为抗氧化、抗热腐蚀覆盖层以及热障... 详细信息

热防护涂层可以有效阻止高温、高压、高速等严苛环境造成的高温氧化、疲劳失效等问题,被广泛用于航空发动机与燃气轮机热端部件的热防护。在热防护涂层体系中,MCrAlY(M代表Co、Ni或两者的组合)涂层作为抗氧化、抗热腐蚀覆盖层以及热障涂层系统中的粘结层,以其优异的抗热腐蚀性能及灵活的选择性得到广泛应用。为进一步提高MCrAlY涂层热稳定性及延长其使用寿命,满足使用温度超过1000℃的要求,众多制备与改性方法应运而生。为进一步拓展MCrAlY涂层的应用,本文系统总结了MCrAlY涂层的发展历程及制备方法,重点梳理了掺杂元素、氧化物分散强化、纳米涂层、真空热处理、激光表面处理及梯度结构设计等改性方法,并在此基础上对MCrAlY涂层的未来发展方向进行了展望。

关键词： MCrAlY 制备技术改善方法微观组织抗高温氧化性

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铬铁矿无钙焙烧渣中铬的绿色提取

无机盐工业 2024年第7期56卷 118-125页

作者：蹇成宗蒋子文全学军李纲重庆理工大学化学化工学院重庆400054

铬铁矿无钙钠化氧化焙烧—水浸提取是目前铬盐生产的主流工艺,提取剩余的铬渣中仍然存在一定量未反应完全的铬及新生成的含铬矿物。开展从铬渣中深度提取铬的绿色工艺研究,对于资源综合利用具有十分重要的意义。以铬铁矿无钙焙烧铬渣为... 详细信息

铬铁矿无钙钠化氧化焙烧—水浸提取是目前铬盐生产的主流工艺,提取剩余的铬渣中仍然存在一定量未反应完全的铬及新生成的含铬矿物。开展从铬渣中深度提取铬的绿色工艺研究,对于资源综合利用具有十分重要的意义。以铬铁矿无钙焙烧铬渣为原料,提出了一种铬渣烧碱焙烧—水浸提铬绿色工艺。研究结果表明:无钙焙烧铬渣通过烧碱焙烧—水浸提铬绿色工艺,不仅降低焙烧反应温度,还可以消除传统焙烧过程中产生的CO_(2),实现铬的绿色提取;铬的提取率达到92%以上,经过焙烧—浸出产生的铬渣中Cr(Ⅵ)含量降低至3.85 mg/L;铬的氧化焙烧动力学由内扩散控制,频率因子A为0.39 s^(-1),反应表观活化能Ea为15.22 k J/mol。该研究结果可为无钙焙烧铬渣的深度绿色提铬及铬渣资源化处理提供新的技术思路。

关键词：铬铁矿提取铬铬渣绿色提取