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聚吡咯材料导电性的量化计算及实验研究

化工新型材料 2024年第2期52卷 170-174页

作者：钟飞许青青叶亚萍荆州理工职业学院荆州434000 衢州学院化学与材料工程学院衢州324000

采用密度泛函理论对吡咯(Py)和聚吡咯分子(PPy)进行全优化,并在b31yp/6-31g(d)水平上计算了Py和PPy分子中氮原子的电荷密度、最高占据分子轨道(HOMO)能量、最低空轨道(LUMO)能量和能带隙(ΔE)。从理论角度探究了Py和PPy分子结构与导电... 详细信息

采用密度泛函理论对吡咯(Py)和聚吡咯分子(PPy)进行全优化,并在b31yp/6-31g(d)水平上计算了Py和PPy分子中氮原子的电荷密度、最高占据分子轨道(HOMO)能量、最低空轨道(LUMO)能量和能带隙(ΔE)。从理论角度探究了Py和PPy分子结构与导电性的关系。在理论分析预测的基础上,选择合适的氧化剂和掺杂剂及其在实验中适宜的用量,采用化学氧化法制备不同反应温度下的PPy,探讨了反应温度对PPy聚合度及其导电性能的影响。结果表明:PPy的聚合度越大,其导电性就越好;低温有利于制备聚合度较高和电导率较好的PPy。

关键词：聚吡咯密度泛函理论化学氧化聚合法导电性

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生物基施胶剂制备及在纸张中应用研究进展

包装工程 2024年第3期45卷 18-28页

作者：王明权谈继淮李国峰南京科技职业学院化学与材料工程学院南京210048 南京林业大学化学工程学院南京210037 新疆应用职业技术学院石油与化学工程学院新疆奎屯833200

目的综述国内外生物基施胶剂的最新研究进展,为高品质生物基施胶剂的工业化开发提供思路和理论依据。方法在理解施胶机理的基础上,对现有生物基施胶剂(松香施胶剂、植物油基施胶剂和多糖施胶剂)的结构和性能“构效关系”进行归纳、总结... 详细信息

目的综述国内外生物基施胶剂的最新研究进展,为高品质生物基施胶剂的工业化开发提供思路和理论依据。方法在理解施胶机理的基础上,对现有生物基施胶剂(松香施胶剂、植物油基施胶剂和多糖施胶剂)的结构和性能“构效关系”进行归纳、总结和分析。结果通过对生物基原料进行可控物理和化学改性,在不破坏纸张强度的基础上赋予纸张优良的防水、耐油、水蒸气阻隔等特性。结论生物基施胶剂具有原料来源广泛、结构可调、无毒和可生物降解等突出优点,在未来纸包装材料中具有广阔的应用前景。

关键词：纸包装材料生物基施胶剂生物基防水剂可持续

槐糖脂对玉米醇溶蛋白-槲皮素纳米颗粒结构和性质的影响

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食品工业科技 2024年

作者：徐雪峰代德财闫浩杜金风海南科技职业大学化学与材料工程学院

本研究制备了玉米醇溶蛋白-槲皮素纳米颗粒(Zein-Q)，采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱和荧光光谱等方法分析了槐糖脂(SL)对Zein-Q颗粒结构的影响，并研究了Zein-Q-SL复合纳米颗粒的抗氧化活性和抑菌性质。结果表明，Zein-Q纳米颗粒... 详细信息

本研究制备了玉米醇溶蛋白-槲皮素纳米颗粒(Zein-Q)，采用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱和荧光光谱等方法分析了槐糖脂(SL)对Zein-Q颗粒结构的影响，并研究了Zein-Q-SL复合纳米颗粒的抗氧化活性和抑菌性质。结果表明，Zein-Q纳米颗粒为平均粒径128 nm的球形结构，包封率和载药量分别为(25.8±1.28)%和(3.98±0.24)%，对DPPH·和ABTS·+的清除率为(76.8±0.9)%和(65.4±1.2)%。加入槐糖脂有助于形成分散性较好的纳米颗粒，且槐糖脂在氢键、静电作用力等作用下包覆于玉米醇溶蛋白-槲皮素纳米颗外层，形成粒径较大的球形结构，当Zein: SL为3: 4时，Zein-Q-SL复合纳米颗粒的包封率和载药量分别增加至(73.6±1.80)%和(7.98±0.41)%，对DPPH·和ABTS·+的清除率分别达到(88.8±1.0)%和(78.6±1.5)%。此外，复合纳米颗粒对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌显示出较好的抑制活性。由此表明，生物表面活性剂槐糖脂有潜力作为提高玉米醇溶蛋白-槲皮素纳米颗粒结构稳定性和活性的修饰分子。

关键词：槐糖脂槲皮素玉米醇溶蛋白纳米颗粒抗氧化活性抑菌活性

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抑制混排提升高镍三元材料电化学性能

北京化工大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 66-74页

作者：张绘敏赵扬黄双成河南应用技术职业学院机电工程学院郑州450042 河南应用技术职业学院化学工程学院郑州450042

层状高镍三元材料LiNi_(0.85)Co_(0.11)Mn_(0.04)O_(2)(NCM85)是一种很有前途的高性能锂离子电池正极材料。然而,正极材料在高温煅烧过程中极有可能出现Li损失和阳离子混排现象,导致正极颗粒表面形成无序的岩盐相。提出了一种用H3PO4处... 详细信息

层状高镍三元材料LiNi_(0.85)Co_(0.11)Mn_(0.04)O_(2)(NCM85)是一种很有前途的高性能锂离子电池正极材料。然而,正极材料在高温煅烧过程中极有可能出现Li损失和阳离子混排现象,导致正极颗粒表面形成无序的岩盐相。提出了一种用H3PO4处理制备等离子体修饰NCM85的方法,在NCM85表面原位形成一层均匀的Li_(3)PO_(4)包覆层,有效地提高了NCM85的电化学性能,稳定了正极-电解质界面。与本体NCM85电极相比,适量Li_(3)PO_(4)包覆层修饰的正极(Li_(3)PO_(4)@NCM85)展现出优异的电化学性能,在2.75~4.3 V电压范围内0.5 C(200 mA/g)倍率循环200圈后,放电比容量为169.2(mA·h/g),容量保持率高达84%,Li_(3)PO_(4)包覆层生成的过程中消耗了材料表面的残锂,减少了Li^(+)/Ni^(2+)的混排,增强了结构的稳定性。此外,Li_(3)PO_(4)包覆层可以提高离子电导率,加快Li+扩散速率,抑制相变、阳离子混合和体积收缩。研究了LPO表面修饰对材料界面机制的影响,对下一代高能锂离子电池正极材料的开发具有一定借鉴意义。

关键词：高镍三元材料 Li^(+)/Ni^(2+)混排 Li_(3)PO_(4)包覆层离子电导率

CO_(2)与环氧化物耦合制备环状碳酸酯的多相催化体系研究进展

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化工进展 2024年第3期43卷 1252-1265页

作者：刘方旺韩艺张佳佳步红红王兴鹏于传峰刘猛帅潍坊职业学院化学工程学院山东潍坊262737 青岛科技大学化工学院山东青岛266045

作为最主要的温室气体,二氧化碳(CO_(2))的过度排放已导致了严重的环境问题。同时,CO_(2)也属于储量丰富、廉价、安全和可再生利用的C1资源,被认为是有机合成的理想碳材料。高效且绿色的化学固定CO_(2)耦合制备具有高沸点、高极性、低... 详细信息

作为最主要的温室气体,二氧化碳(CO_(2))的过度排放已导致了严重的环境问题。同时,CO_(2)也属于储量丰富、廉价、安全和可再生利用的C1资源,被认为是有机合成的理想碳材料。高效且绿色的化学固定CO_(2)耦合制备具有高沸点、高极性、低挥发性和可生物降解性等优点的环状碳酸酯是CO_(2)资源化利用的有效方式,已引起社会各界的广泛关注。本文首先简述了目前合成环状碳酸酯的现有反应路径。然后,以CO_(2)和环氧化物的耦合反应为出发点,着重分析了该反应发生所涉及的反应机理以及催化该反应时多相催化体系的设计思路和当前研究进展。同时,综合比较了不同多相催化体系的催化条件、催化活性及循环使用性等催化参数的优缺点。最后,基于上述分析,本文总结了不同多相催化体系的应用前景并建议其后续发展应与均相催化体系相结合,利用两者的优势高效活化CO_(2)与环氧化物,以实现温和条件下催化耦合反应。

关键词：二氧化碳催化剂环氧化物催化作用耦合反应环状碳酸酯

减压水蒸气蒸馏提取绿橙皮挥发油及其体外抗氧化活性

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食品与机械 2024年第6期 199-205页

作者：李桂娟赵会平肖叶芝甘文程范思琪海南科技职业大学化学与材料工程学院海南科技职业大学应用化学研究中心

[目的]建立一种减压水蒸气蒸馏提取绿橙皮挥发油的方法。[方法]将挥发油测定器与真空装置组合进行绿橙皮挥发油提取，真空度由装置中的调节阀控制，通过单因素和正交试验，确立减压条件下挥发油提取最佳工艺，利用气相色谱—质谱联用技... 详细信息

[目的]建立一种减压水蒸气蒸馏提取绿橙皮挥发油的方法。[方法]将挥发油测定器与真空装置组合进行绿橙皮挥发油提取，真空度由装置中的调节阀控制，通过单因素和正交试验，确立减压条件下挥发油提取最佳工艺，利用气相色谱—质谱联用技术（GC-MS）测定减压与常压条件下挥发油组分和含量，并对挥发油体外抗氧化活性进行评价。[结果]减压水蒸气蒸馏提取挥发油最佳工艺为：物料粒度8目，固液比(m绿橙皮∶V_水)1∶7 （g/mL）,真空度0.082 MPa,时间40 min,该条件下挥发油得率为1.769 mL/100 g。减压水蒸气蒸馏提取的绿橙皮挥发油中鉴定出163种成分，比常压水蒸气蒸馏法多出33种，且主要成分含量提高。减压提取的挥发油对超氧阴离子自由基和羟自由基的清除能力显著高于常压水蒸气蒸馏方法提取的。[结论]采用减压水蒸气蒸馏法提取挥发油具有温度低、时间短、得率高、操作简单、可操作性强的特点，所得挥发油具有较好的抗氧化作用，该方法适于热敏性物质提取分离。

关键词：挥发油绿橙皮减压水蒸气蒸馏法抗氧化活性

负泊松比点阵结构填充薄壁管轴向压缩行为及吸能特性

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材料科学与工艺 2024年第3期32卷 96-103页

作者：李海玉王雷王陶王利黄昭明潍坊职业学院机电工程学院山东潍坊262737 潍坊职业学院汽车工程学院山东潍坊262737 南京理工大学机械工程学院南京210094 皖江工学院机械工程学院安徽马鞍山243031

薄壁填充结构具有轻量化、高比吸能的优点,被广泛应用于航空航天、汽车、轨道交通等工程领域。负泊松比结构在受到冲击时力学性能会逐渐增强,因此本文基于双箭头型负泊松比点阵提出一种新型薄壁填充管吸能结构,通过准静态压缩实验和有... 详细信息

薄壁填充结构具有轻量化、高比吸能的优点,被广泛应用于航空航天、汽车、轨道交通等工程领域。负泊松比结构在受到冲击时力学性能会逐渐增强,因此本文基于双箭头型负泊松比点阵提出一种新型薄壁填充管吸能结构,通过准静态压缩实验和有限元数值模拟方法研究了新型填充管在压缩载荷作用下的变形失效模式与力学响应。建立了平均碰撞力的理论预测模型,并通过有限元分析验证了模型可靠性,在此基础上研究了负泊松比点阵结构的细观设计参数对填充管抗压缩性能的影响规律。结果表明,填充管在压缩载荷作用下的失效模式为局部屈曲失效,相比于单一薄壁管与点阵结构,填充管具有更好的抗压缩性能;通过参数分析明确了通过增加胞元杆件壁厚和下支撑杆夹角,能显著提高填充管抗压缩性能,这将为后续负泊松比点阵填充结构的抗冲击优化设计提供重要参考。

关键词：负泊松比点阵结构填充管理论预测模型细观设计参数

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Mn掺杂Zigzag(8,0)型单壁碳纳米管吸附甲醛分子的密度泛函理论研究

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材料导报 2024年第4期38卷 58-63页

作者：程婷陈晨张晓温明月王磊江苏城市职业学院环境生态学院南京210017 江苏科技大学环境与化学工程学院江苏镇江212100 南京大学盐城环保技术与工程研究院江苏盐城224005

甲醛是一种对人体健康造成巨大威胁的污染物。气态甲醛浓度的准确检测对大气空气治理评估和室内环境安全均有重要意义,而高效传感器的研发则是甲醛分子检测技术优化的关键。本研究通过基于第一性原理的DFT计算软件VASP,对甲醛分子在Mn掺... 详细信息

甲醛是一种对人体健康造成巨大威胁的污染物。气态甲醛浓度的准确检测对大气空气治理评估和室内环境安全均有重要意义,而高效传感器的研发则是甲醛分子检测技术优化的关键。本研究通过基于第一性原理的DFT计算软件VASP,对甲醛分子在Mn掺杂Zigzag(8,0)型单臂碳纳米管上的吸附特性进行研究。结果表明:Mn掺杂Zigzag(8,0)型单臂碳纳米管是一种稳定的分子构型。区别于在原始CNT上的物理吸附过程,甲醛分子在Mn掺杂CNT上的吸附键长更短,吸附能更大,属于化学吸附过程。同时,甲醛分子在Mn掺杂CNT上的吸附过程还伴随着明显的电荷转移。吸附过程发生后,吸附样品的光吸收曲线在580~705 nm以及365~447 nm的范围内出现明显的蓝移,在307~360 nm的范围内出现了明显的红移。

关键词： Mn掺杂碳纳米管甲醛吸附

氯化镁-氯化铝-EMImBF_(4)/有机醚可充镁电池电解液

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高等学校化学学报 2024年第5期45卷 120-128页

作者：文家新叶俊镠魏鑫杨京东尹雪娇李凌杰重庆工业职业技术学院建筑工程学院重庆401120 湖南科技大学材料科学与工程学院湘潭411201 重庆大学化学化工学院重庆400044

可充镁电池(RMBs)是下一代最具潜力的储能体系之一,电解液对RMBs的性能具有重要影响.本文通过将1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐(EMImBF_(4))添加到MgCl_(2)+AlCl_(3)电解液(MACC)中,构建了一种MACC-EMImBF_(4)/有机醚(MACCE)可充镁电池... 详细信息

可充镁电池(RMBs)是下一代最具潜力的储能体系之一,电解液对RMBs的性能具有重要影响.本文通过将1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐(EMImBF_(4))添加到MgCl_(2)+AlCl_(3)电解液(MACC)中,构建了一种MACC-EMImBF_(4)/有机醚(MACCE)可充镁电池电解液体系;采用循环伏安(CV)、线性扫描伏安(LSV)、电化学交流阻抗谱(EIS)和恒流充放电曲线(GCD)等方法测试了MACCE电解液的电化学性能及全电池性能;并通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对循环后的电极表面进行了分析.结果表明,EMImBF_(4)的添加有效改善了电解液的性能,MgCl_(2)-AlCl_(3)与EMImBF_(4)的最佳摩尔比为5∶1.MACCE电解液的离子电导率为3.94 mS/cm,Mg^(2+)沉积-溶出过电位为59 mV,库仑效率达97.5%以上,氧化稳定电位可达2.8 V(vs.Mg/Mg^(2+))且循环时间超过500 h.MACCE电解液在循环过程中可在Mg负极表面形成一层纳米颗粒层,有助于改善循环稳定性.MACCE电解液与正极材料Mo6S8的兼容性好,Mo6S8|MACCE|Mg全电池的放电平均比容量可达64.4mA∙h/g(12.88mA/g,0.1C),100次循环后比容量保持率可达73.2%.

关键词：可充镁电池 MgCl_(2)+AlCl_(3)电解液 1-乙基-3-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐电化学性能兼容性