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锂离子电池富镍正极基础科学问题:前驱体高温锂化过程结构演变及调控

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稀有金属材料与工程 2024年第5期53卷 1493-1502页

作者：任莉王鑫王硕武文斌左美华邢王燕范未峰张彬张军向伟成都理工大学材料与化学化工学院四川成都610059 宜宾光原锂电材料有限公司四川宜宾644002 宜宾锂宝新材料有限公司四川宜宾644000 韶关东阳光科技研发有限公司广东韶关512000

为合成高性能富镍正极,需采用较优的煅烧温度、煅烧时间、降温程序等锂化特定形态的氢氧化物前驱体,以可控形成具有较优晶体结构及晶粒形态的正极材料。然而,由于煅烧过程涉及参数多且变化范围大,合理设计制备具有理想结构和形态的富镍... 详细信息

为合成高性能富镍正极,需采用较优的煅烧温度、煅烧时间、降温程序等锂化特定形态的氢氧化物前驱体,以可控形成具有较优晶体结构及晶粒形态的正极材料。然而,由于煅烧过程涉及参数多且变化范围大,合理设计制备具有理想结构和形态的富镍正极所需煅烧工艺仍然具有挑战性。为此,需深入理解前驱体和锂盐高温煅烧为正极过程的物相、结构、形貌等的演变方式及形成规律,以为富镍正极煅烧工艺设计及材料定向调控提供参考。本文首先介绍了前驱体高温锂化过程物相、结构演变及反应机制,包括从热力学相平衡角度简要分析的相组成变化、基于原位测试及理论计算分析的前驱体锂化过程反应机制及物相演变以及降温过程发生的显著影响富镍正极材料性能的表面重构现象。其次,介绍了前驱体锂化过程的形貌影响因素及演变方式。最后,对富镍正极煅烧过程面临的问题进行了探讨。本文系统总结了前驱体煅烧过程结构演变及调控规律,以期为相关专业人员开发富镍正极提供参考。

关键词：富镍正极材料高温煅烧表面重构阳离子混排物相转变

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疏水缔合聚合物乳化性能及分相特征

石油化工 2024年第6期53卷 862-870页

作者：冯茹森郑磊西南石油大学化学化工学院四川成都610500 油气田应用化学四川省重点实验室四川成都610500 油田化学教育部工程研究中心四川成都610500

配制了不同的疏水缔合聚合物(HAP),分析了HAP含量、疏水单体含量和油相含量对于聚合物乳化性能的影响,探讨了连续相中疏水缔合结构与油滴的相互作用规律。实验结果表明,HAP乳化时,油滴与连续相中的缔合结构相互作用,形成新的分子链间网... 详细信息

配制了不同的疏水缔合聚合物(HAP),分析了HAP含量、疏水单体含量和油相含量对于聚合物乳化性能的影响,探讨了连续相中疏水缔合结构与油滴的相互作用规律。实验结果表明,HAP乳化时,油滴与连续相中的缔合结构相互作用,形成新的分子链间网络节点,构成了新的三维网络结构,使乳状液增黏。HAP的乳化增黏幅度由连续相与分散相的性质共同决定,其中,HP-1乳状液表观黏度最高增幅为36%。随着HAP中疏水单体含量的增加,乳化增黏幅度逐渐上升;HAP含量一定时,随油相含量增大,HAP乳状液乳化增黏幅度先增大后稳定、稳定性增强,但富集相体积存在最大值。HAP乳化性能及分相特征取决于连续相中的疏水缔合结构与油滴相互作用。

关键词：疏水缔合聚合物乳化疏水缔合作用表观黏度稳定性

MOFs材料负载的钴铁尖晶石活化过一硫酸盐降解四环素

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化学工业与工程 2024年第3期41卷 170-178页

作者：王祥杨娜孙永利姜斌肖晓明张龙飞张吕鸿天津大学化工学院天津300350

通过简单的水热法成功制备了钴铁尖晶石和MOFs材料耦合的磁性功能催化剂CoFe_(2)O_(4)/UiO-66-NH2(CF/U6N),用于活化过一硫酸盐降解水中的四环素(TC)。由于负载后CoFe_(2)O_(4)活性组分分散性的提高和与载体之间的相互作用增强,CF/U6N... 详细信息

通过简单的水热法成功制备了钴铁尖晶石和MOFs材料耦合的磁性功能催化剂CoFe_(2)O_(4)/UiO-66-NH2(CF/U6N),用于活化过一硫酸盐降解水中的四环素(TC)。由于负载后CoFe_(2)O_(4)活性组分分散性的提高和与载体之间的相互作用增强,CF/U6N表现出良好的催化活性和稳定性,在30 min内对TC降解效率可达93.2%。5次循环后,对TC的去除率仍保持在80%以上。同时CF/U6N功能催化剂可适用于较宽的pH值范围(3~9),在无机阴离子共存条件下对TC降解也具有较高的催化活性。猝灭实验和电子顺磁光谱表明TC的降解过程涉及自由基和非自由基路径,且硫酸根自由基和单线态氧均在TC降解过程中起到重要作用。

关键词：钴铁尖晶石过一硫酸盐四环素降解活性氧物种

氢对30CrMo钢拉伸和超低周疲劳性能的影响

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钢铁研究学报 2024年第3期36卷 378-388页

作者：吴鑫付磊张应迁罗云蓉张云波官彦兵四川轻化工大学机械工程学院四川自贡643000 四川轻化工大学土木工程学院四川自贡643000

主要研究了氢对30CrMo钢的超低周疲劳性能和力学行为的影响。用0.5 mol/L的H_2SO_4溶液对试验钢进行电化学充氢1和4 h,然后采用轴向位移控制模拟地震载荷进行超低周疲劳试验和拉伸试验,获得了循环应力应变响应、滞回行为及应变-寿命等... 详细信息

主要研究了氢对30CrMo钢的超低周疲劳性能和力学行为的影响。用0.5 mol/L的H_2SO_4溶液对试验钢进行电化学充氢1和4 h,然后采用轴向位移控制模拟地震载荷进行超低周疲劳试验和拉伸试验,获得了循环应力应变响应、滞回行为及应变-寿命等关系。结合扫描电子显微镜(SEM)进行断口形貌观察,分析其超低周疲劳断裂机制。结果表明:充氢1和4 h后试验钢的抗拉强度强度由原来的681 MPa提升到689和698 MPa;其断裂伸长率由原来的33%下降到29%与19%,氢的浓度越高塑性下降越明显;电化学充氢明显削弱了试验钢的抗疲劳性能,预充氢1和4 h后试验钢的寿命分别下降了33.8%~40.7%和65.3%~69.8%;充氢对试验钢的循环响应特征及Masing特性无明显影响;长时间充氢会使30CrMo钢的裂纹扩展区面积减小并加快其裂纹扩展速率。

关键词： 30CrMo 电化学充氢超低周疲劳力学性能

不同DNA提取方法对大曲基因组DNA提取效果及扩增子文库的影响

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食品与发酵工业 2024年第12期50卷 118-126页

作者：叶光斌幸洪静杨志阳宗绪岩四川轻化工大学生物工程学院四川宜宾644000 四川轻化工大学酿酒生物技术及应用四川省重点实验室四川宜宾644000

大曲是中国传统白酒典型的“多酶多菌”的发酵剂。免培养的分子生物学方法已经成为大曲微生物群落研究的常规方法。通过评估不同DNA提取方法对大曲基因组DNA提取效果及扩增子文库的影响,选择适合用于大曲DNA提取的最佳方法。该研究选择4... 详细信息

大曲是中国传统白酒典型的“多酶多菌”的发酵剂。免培养的分子生物学方法已经成为大曲微生物群落研究的常规方法。通过评估不同DNA提取方法对大曲基因组DNA提取效果及扩增子文库的影响,选择适合用于大曲DNA提取的最佳方法。该研究选择4种DNA提取方法分别对2种大曲进行大曲微生物DNA的提取,结合DNA提取质量、qPCR定量结果、细菌16S rRNA基因和真菌ITS基因扩增子文库的Illumina Miseq测序结果,评估大曲基因组DNA不同提取方法的效果。从DNA得率和生物量的综合分析表明,SDS-based提取法的DNA得率高于试剂盒提取法,其中原位SDS-based提取法DNA得率高达5.46×10^(4)ng/g,但DNA纯度较低;SDS-based提取法的qPCR定量结果比试剂盒提取法高10^(1)~10^(6)量级,其中洗脱加SDS-based提取法的微生物生物量最高,比原位SDS-based提取法的生物量高10^(1)~10^(3)量级;试剂盒提取法的微生物生物量最低,细菌和真菌的生物量只有10^(2)~10^(4)copies/g。扩增子文库间Shannon多样性指数的比较结果表明,不同DNA提取方法在真菌ITS扩增子文库间存在显著差异,而在细菌16S rDNA扩增子文库间差异不显著。洗脱处理样本的真菌扩增子文库Shannon指数要高于原位处理的样本。通过对扩增子文库间存在显著性差异操作分类单元(operational taxonomic units,OTU)的比较可以看出,在细菌16S rDNA扩增子文库中,多数OTUs存在丰度差异,但它们大多数能在不同DNA提取方法中检测到;然而在真菌ITS扩增子文库间,少数OTUs在不同DNA提取方法中检测不到,说明DNA提取方法对部分真菌微生物基因组的提取存在显著影响,且洗脱处理有利于真菌基因组DNA的提取。综合对比4种DNA提取方法,洗脱加SDS-based提取法最适合用于大曲微生物的定量和群落结构分析。

关键词： DNA提取方法大曲扩增子文库微生物群落 qPCR Illumina Miseq测序

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热裂解烃制炭黑的机理及工程化技术发展历程

化工进展 2024年第7期43卷 3551-3566页

作者：王定友陈建范汝新李大舜中昊黑元化工研究设计院有限公司四川自贡643000 四川轻化工大学材化学院四川自贡643000

简介人类制造和利用炭黑(CB)的历史和炭黑特性,对烃热解过程中碳原子组成六碳环并历经一维(1D)、二维(2D)和三维(3D)增长形成准石墨微晶(GMC)和最终形成CB粒子的系列参数进行了模拟计算,总结有关CB准石墨微晶结构增长机理、粒子结构及... 详细信息

简介人类制造和利用炭黑(CB)的历史和炭黑特性,对烃热解过程中碳原子组成六碳环并历经一维(1D)、二维(2D)和三维(3D)增长形成准石墨微晶(GMC)和最终形成CB粒子的系列参数进行了模拟计算,总结有关CB准石墨微晶结构增长机理、粒子结构及其与粒子硬度和导电性等性能间的关系等方面基础研究的最新成果。基于CB中碳原子结构研究成果和基本理化性能,建议了CB的分子式。结合检测数据解读CB拥有高达30GPa硬度、补强橡胶的活性和独特导电性的结构原因。本文还从键能变化角度计算了用于制造CB的几种典型烃热裂解生成CB的化学反应热,解释CB生产时煤系原料油比石油系原料油收率高10%的原因,重点介绍现代热裂解烃制造CB的工程化技术在原料、反应器、耐火材料、装置大型化、资源综合利用技术与装备等方面取得突破并促成我国成为炭黑制造第一大国的发展历程。对炭黑行业节能环保的最新要求进行了归纳,展望了行业未来,并对其技术进步重点方向和研究内容提出建议。

关键词：烃类化合物热解炭黑粒子聚集显微结构

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基于绿色低共熔溶剂CS-1的TATB新型纯化方法与机理

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含能材料 2024年第7期32卷 745-753页

作者：左依文陈建波刘晓峰刘渝索志荣西南科技大学材料与化学学院四川绵阳621010 中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999

为了解决TATB因溶解性差不适用于常规纯化方法的问题,采用反萃取技术,选用对TATB具有良好溶解性的新型绿色低共熔溶剂(CS-1),以水为反萃取剂,进行了TATB的纯化;对比了该法与其它纯化方法的不同,系统优化了该法中反萃取剂加入量、洗涤次... 详细信息

为了解决TATB因溶解性差不适用于常规纯化方法的问题,采用反萃取技术,选用对TATB具有良好溶解性的新型绿色低共熔溶剂(CS-1),以水为反萃取剂,进行了TATB的纯化;对比了该法与其它纯化方法的不同,系统优化了该法中反萃取剂加入量、洗涤次数及干燥方式等条件对TATB的纯化影响,构建了纯度为(99.7±0.2)%,回收率为92.5%的TATB高效分离与绿色纯化方法。研究同时采用光谱过程监测和理论计算模拟,基于CS-1溶剂的TATB纯化动力学,探讨了基于氢键竞争和络合物解离的TATB纯化机制。

关键词： 1,3,5-三氨基-2,4,6-三硝基苯 CS-1溶剂反萃取技术纯化机制

四聚型季铵类多金属氧酸盐相转移催化甲苯氧化合成苯甲醛

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高等学校化学学报 2024年第7期45卷 57-67页

作者：钱澍于凤丽顾雪袁冰解从霞于世涛青岛科技大学化学与分子工程学院生态化工国家重点实验室培育基地青岛266042 青岛科技大学化工学院青岛266042

甲苯氧化制备苯甲醛在工业应用中通常涉及有毒试剂或产生多种难以分离的副产物.本文采用乙二胺、环氧氯丙烷和N,N-二甲基丁基叔胺等作为初始原料,合成了四聚型季铵盐氯化物,然后与Keggin型钨钒磷杂多酸发生阴离子交换反应,制备了一系列... 详细信息

甲苯氧化制备苯甲醛在工业应用中通常涉及有毒试剂或产生多种难以分离的副产物.本文采用乙二胺、环氧氯丙烷和N,N-二甲基丁基叔胺等作为初始原料,合成了四聚型季铵盐氯化物,然后与Keggin型钨钒磷杂多酸发生阴离子交换反应,制备了一系列四聚型季胺类多金属氧酸盐;并通过在乙腈中使用H_(2)O_(2)(质量分数30%)将甲苯氧化为苯甲醛作为模型反应,评价了这些新型的多金属氧酸盐的催化性能.四核阳离子的引入不仅可以调节杂多阴离子的氧化还原性质,还可以使催化剂具有密集的协同催化活性位点.另外,优选出的催化剂具有良好的两亲性相转移催化能力,不仅显著提高了反应速率,而且实现了催化剂的简便回收和重复使用.在经过7次重复使用后,催化剂的性能几乎没有下降,并且实现了可接受的甲苯转化率(40%)和苯甲醛选择性(75%).本研究开发了一条与工业相关的碳氢化合物催化氧化的环境友好型工艺,为实际工业应用奠定了一定的理论基础.

关键词：甲苯氧化苯甲醛季铵盐两亲性相转移催化剂多金属氧酸盐

《皮革生产实习》课程思政元素的融入设计与实践

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皮革科学与工程 2024年第3期34卷 119-124页

作者：何秀张金伟周建飞曾运航张春晓税科林程海明四川大学轻工科学与工程学院四川成都610065

在专业课程中引入思政元素,促进思政育人与专业培养的有机融合,是高等学校实现复合型人才培养的有效渠道。《皮革生产实习》是轻化工程专业的必修课程,充分挖掘该课程中的思政元素对学生进行正确的价值引领,增加学生的民族自信和爱国情... 详细信息

在专业课程中引入思政元素,促进思政育人与专业培养的有机融合,是高等学校实现复合型人才培养的有效渠道。《皮革生产实习》是轻化工程专业的必修课程,充分挖掘该课程中的思政元素对学生进行正确的价值引领,增加学生的民族自信和爱国情怀,培养学生可持续发展的环保意识、严谨细致的工作态度、坚持不懈的科研作风和精益求精的工匠精神具有重要意义。课程的教学实践不仅为高校实践类专业课程思政改革提供借鉴,而且有助于培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。

关键词：皮革生产实习课程思政思政元素

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