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废生物质衍生碳修饰多孔石墨氮化碳异质结用于海水中氧四环素的高效光降解

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无机化学学报 2024年第4期40卷 809-822页

作者：王闻达麻金库魏玉珠马帅帅江苏理工学院化学化工学院常州213001 江苏理工学院资源与环境工程学院常州213001

以香蕉皮(BP)和尿素为原料,采用单步热处理工艺合成了一种无金属光催化剂。生物质衍生碳(BC)与多孔石墨相氮化碳(pg-C_(3)N_(4))间的紧密界面效应显著增加了复合材料(pg-C_(3)N_(4)/BC)的比表面积,扩大了光响应范围,并提升了光诱导电子... 详细信息

以香蕉皮(BP)和尿素为原料,采用单步热处理工艺合成了一种无金属光催化剂。生物质衍生碳(BC)与多孔石墨相氮化碳(pg-C_(3)N_(4))间的紧密界面效应显著增加了复合材料(pg-C_(3)N_(4)/BC)的比表面积,扩大了光响应范围,并提升了光诱导电子的迁移速率及光催化剂的稳定性。在可见光照射70 min后,pg-C_(3)N_(4)/BC降解人工海水中氧四环素(OTC)的反应速率常数为pg-C_(3)N_(4)的9.4倍。另外,由于光生电荷分离和转移的促进作用,pg-C_(3)N_(4)/BC在连续流反应过程中对OTC也具有更优异的光催化降解效果。此外,提出了一种潜在的光催化机制,以解释pg-C_(3)N_(4)/BC复合材料性能增强的原因。

关键词： g-C_(3)N_(4) 生物质碳海水光催化抗生素

调控N中间体与一维共轭配位聚合物的相互作用促进电催化硝酸盐还原产氨

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第7期62卷 231-242页

作者：刘青成雪峰霍锦艳刘小芳董慧龙曾宏波徐庆锋路建美苏州大学材料与化学化工学部江苏苏州215123 常熟理工学院材料工程学院江苏常熟215500 阿尔伯塔大学化学与材料工程学院埃德蒙顿加拿大

随着工农业的快速发展及城市化进程的加速,含硝酸盐废水的处理问题日益突出,对生态环境与人类健康造成了严重的威胁.电催化硝酸盐还原制备氨是一种在温和条件下去除硝酸盐污染物并生成氨的可行策略,兼具环境与经济双重价值.然而,由于硝... 详细信息

随着工农业的快速发展及城市化进程的加速,含硝酸盐废水的处理问题日益突出,对生态环境与人类健康造成了严重的威胁.电催化硝酸盐还原制备氨是一种在温和条件下去除硝酸盐污染物并生成氨的可行策略,兼具环境与经济双重价值.然而,由于硝酸盐还原制氨过程涉及复杂的电子质子转移过程,在低浓度(≤100 ppm)硝酸盐条件下,硝酸盐转化率低和氨产率不足严重制约了该技术的工业应用和发展潜力.因此,开发新型的可精准调控催化中心结构的催化剂材料,并通过调控催化剂表面对含N中间体的吸附来提高硝酸盐的转化率和氨的产率,对于解决上述问题具有重要意义.本文通过过渡金属离子M^(2+)(M=Fe,Co,Ni和Cu)与1,2,4,5-苯四胺(BTA)配体配位合成了四种一维共轭配位聚合物链(1D CCPs)材料,并将其应用于电催化硝酸盐还原制备高附加值产物氨.通过改变金属离子,电催化硝酸盐还原的选择性和活性得到了提高,这些1D CCPs结构为探索电催化硝酸盐还原制氨中的结构-活性关系提供了良好的平台.反应2 h后,Cu-BTA的产氨速率达到2.28 mg h^(-1)c^(-2),该结果是已报道的低浓度硝酸盐还原产氨的较高水平,在4h内硝酸盐的转化率达到96.74%,氨的选择性为79.46%.在经过25次循环实验后,催化性能依然保持良好.密度泛函理论计算结果表明,富电子Cu中心减弱了*NO中间体π轨道向Cu的d轨道的电子转移效率,并增强了Cu d_(yz)轨道对*NO的π轨道的电子反馈作用,提升了*NO中间体的自由能,N=O键被削弱,降低了NO→*NHO的ΔG值,进一步促进了氢化反应,提高了产氨速率.此外,Cu-BTA对氨的吸附能最小,有利于活性中心表面产生的氨快速脱除,加快了吸附-催化转化-脱附循环的速率,并且降低了催化中心中毒的可能性,从而实现了高催化活性和长期稳定性.综上,由于电催化硝酸盐还原制氨过程涉及八电子九质子转移过程,因此催化剂对不同含N中间体的适度吸附能力对保证高选择性,至关重要.本研究通过中心金属离子替换调控对N中间体的吸附,构建了可靠的电催化硝酸盐还原制氨的结构-活性关系,为电催化硝酸盐转化提供了新见解.

关键词：硝酸盐还原氨合成电催化一维共轭配位聚合物吸附调控

棒状V_(3)O_(7)•H_(2)O电极材料的制备及印刷超级电容器

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精细化工 2024年第5期41卷 1084-1091,1160页

作者：涂倩王婧璐郑茵茵林宝莹张强刘善培陈良哲荆楚理工学院电子信息工程学院湖北荆门448000

以V2O5为原料,利用溶剂热法一步制备了V_(3)O_(7)•H_(2)O纳米棒,采用SEM、XRD、EDS、XPS和FTIR对样品进行了测试。以V_(3)O_(7)•H_(2)O纳米棒为电极材料,探究了丝网印刷工艺对电极电化学性能的影响,将此电极组装超级电容器并评价了其电... 详细信息

以V2O5为原料,利用溶剂热法一步制备了V_(3)O_(7)•H_(2)O纳米棒,采用SEM、XRD、EDS、XPS和FTIR对样品进行了测试。以V_(3)O_(7)•H_(2)O纳米棒为电极材料,探究了丝网印刷工艺对电极电化学性能的影响,将此电极组装超级电容器并评价了其电化学性能。结果表明,丝网印刷电极比电容可达268.0 F/g(电流密度为0.3 A/g),经过5000次循环后电容保持率为85.9%,优于涂抹电极的比电容(246.0 F/g)和电容保持率(68.0%),这得益于丝网印刷的油墨规则排列的结构。组装的纽扣超级电容器也表现出优异的电化学性能,比电容和电容保持率为134.2 F/g(0.5 A/g电流密度)和91.2%(5000次充放电循环),且当能量密度为22.0 W·h/kg时,功率密度最高可达4125.0 W/kg。

关键词：七氧化三钒纳米棒丝网印刷纽扣超级电容器有机电化学

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巢式-碳硼烷硼氢键官能化反应研究进展

有机化学 2024年第2期44卷 438-447页

作者：付雅彤孙超凡张丹金成国陆居有宜宾学院材料与化学工程学部四川宜宾644000 海南大学化学化工学院海口570228

巢式-碳硼烷是医学、材料科学和有机金属/配位化学等领域中多功能的重要砌块.近年来,巢式-碳硼烷的硼氢键直接活化及官能化反应受到了广泛关注.由于碳硼烷通常含有十个化学环境相似的硼氢键,因此区域选择控制一直是碳硼烷硼氢键活化的... 详细信息

巢式-碳硼烷是医学、材料科学和有机金属/配位化学等领域中多功能的重要砌块.近年来,巢式-碳硼烷的硼氢键直接活化及官能化反应受到了广泛关注.由于碳硼烷通常含有十个化学环境相似的硼氢键,因此区域选择控制一直是碳硼烷硼氢键活化的一个长期挑战.近年来,巢式-碳硼烷开口平面上的硼氢键官能化取得了重大进展,而非开口球面上的硼氢键选择性活化依然具有挑战性.总结了巢式-碳硼烷的区域选择性硼氢键官能化反应的研究进展,从开口面和非开口面硼氢键活化两个角度进行梳理.

关键词：碳硼烷硼氢键活化区域选择性官能化导向基团

钨含量对氟聚物基含能材料放热反应与燃烧性能的影响

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火炸药学报 2024年第5期47卷 461-467,I0005页

作者：王明智刘金旭贺川庄治华方澳翔李树奎北京理工大学材料学院北京100081 江苏理工学院材料工程学院江苏常州213001

为了探索钨对氟聚物基含能材料放热反应与燃烧性能的影响,采用双重球磨混料工艺制备了不同钨含量的氟聚物基含能材料,借助SEM和XRD表征了含能材料燃烧反应前后的微观结构;用氧弹量热仪和同步热分析仪(TG-DSC)分析了含能材料放热反应的... 详细信息

为了探索钨对氟聚物基含能材料放热反应与燃烧性能的影响,采用双重球磨混料工艺制备了不同钨含量的氟聚物基含能材料,借助SEM和XRD表征了含能材料燃烧反应前后的微观结构;用氧弹量热仪和同步热分析仪(TG-DSC)分析了含能材料放热反应的释能密度和反应机理,并利用高速热成像相机对含能材料的燃烧特性进行评价。结果表明,随着钨质量分数由0增至30%,氟聚物基含能材料的放热反应释能密度由3690 J/g降至2695 J/g,燃烧速率从40.5 mm/s降至19.6 mm/s;不加钨时,含能材料燃烧火焰的温度最低;随着钨含量增加,火焰温度先显著升高然后缓慢降低;这是由于钨的加入减缓了Al与PTFE放热反应的热量传递,推迟了Al与Fe_(2)O_(3)的放热反应进程。加入钨后生成W_(2)C的反应造成了更多放热反应累积叠加,使氟聚物基含能材料产生更剧烈的燃烧反应过程和更高的火焰温度。

关键词：物理化学钨氟聚物含能材料 Al粉 PTFE 放热反应燃烧性能

水性丙烯酸树脂对PBAT/淀粉复合材料性能影响

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化工进展 2024年第6期43卷 3268-3276页

作者：屈超刘俊红贾彬黄勇四川化工职业技术学院应用化工学院四川泸州646005 宜宾学院材料与化学工程学部四川宜宾644000

研究了四种水性丙烯酸树脂对聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)/淀粉复合材料性能的影响,选择最佳水性丙烯酸树脂进一步研究其用量对复合材料性能的影响。通过万能拉伸测试仪、熔体流动速率仪、接触角测试仪、差式扫描量热仪、热失重分... 详细信息

研究了四种水性丙烯酸树脂对聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)/淀粉复合材料性能的影响,选择最佳水性丙烯酸树脂进一步研究其用量对复合材料性能的影响。通过万能拉伸测试仪、熔体流动速率仪、接触角测试仪、差式扫描量热仪、热失重分析仪对复合材料力学性能、熔体流动性能、亲水性能、热性能进行了分析;采用红外光谱仪、偏光显微镜对PBAT/淀粉复合材的分子结构与微观组织形貌进行了表征。研究结果表明:玻璃化温度较低的水性丙烯酸树脂对淀粉的改性效果更佳;当水性丙烯酸树脂7168(B7168)用量为25.2g时,复合材料拉伸强度和断裂伸长率有最佳值,较空白样提高10.8%和38.5%;随B7168的增加,复合材料熔体流动速率先减小后趋于平缓,亲水性能增加,对PBAT的结晶和熔融温度影响不明显,对球晶形貌影响不大,但使球晶平均直径略有减小,3000~3600 cm^(-1)的红外响应峰强度有增加的趋势,波峰略向低波数方向移动;热失重显示B7168的加入,使体系热分解起始温度提前,700℃残余量增加。

关键词：聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯淀粉水性丙烯酸树脂可降解塑料

中压配电线路断线高阻接地故障精细化诊断方法

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中国电力 2024年第4期57卷 220-228页

作者：郑鹏韩鹏程王国栋娄颖洛阳理工学院电气工程与自动化学院河南洛阳471023 西南交通大学电气工程学院四川成都610031

电力系统中可能会出现多个位置电压降低或电流异常的情况,导致中压直流配电网相关故障信号特征会发生明显的形变波动,超过正常的波动区间,导致故障诊断精细化程度下降。提出了中压配电线路断线高阻接地故障精细化诊断方法。在构建高阻... 详细信息

电力系统中可能会出现多个位置电压降低或电流异常的情况,导致中压直流配电网相关故障信号特征会发生明显的形变波动,超过正常的波动区间,导致故障诊断精细化程度下降。提出了中压配电线路断线高阻接地故障精细化诊断方法。在构建高阻接地电阻模型的基础上,采用小波能量矩算法获取中压配电线路断线高阻接地故障特征,将提取的故障特征输入最小二乘多级支持向量机中,实现中压配电线路断线高阻接地故障精细化诊断。仿真结果表明:所提方法获取的故障相电压波形差异小于2.3%;故障相电流波形相似度高于98%;诊断时间较短,故障诊断时的最高识别率可达到98%,平均识别准确率达到了95%;收敛值达到0.97。由此可知,所提方法抗干扰性能强,可以准确识别光伏能源接入中压配电线路断线高阻接地故障,保证光伏能源接入中压配电线路后的稳定运行。

关键词：中压配电线路高阻接地故障小波能量矩算法特征提取最小二乘多级支持向量机

La对大块LaFe_(11.6)Si_(1.4)合金的相、组织的影响与优化合金的磁热性能研究

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稀有金属 2024年第1期48卷 25-34页

作者：陈湘吕文梅杨崧李炎钊陈云贵内江师范学院物理与电子信息工程学院四川内江641112 四川大学材料科学与工程学院四川成都610065

研究了添加正常化学计量情况下La质量的3%和9%作为熔损的千克级浇铸LaFe_(11.6)Si_(1.4)圆盘试样的相和组织结构。结果表明,在铸态时两个圆盘的主相均为Fe和LaFeSi相,且在添加9%的La浇铸圆盘各处试样中均能观察到La_(5)Si_(3)相;在两个... 详细信息

研究了添加正常化学计量情况下La质量的3%和9%作为熔损的千克级浇铸LaFe_(11.6)Si_(1.4)圆盘试样的相和组织结构。结果表明,在铸态时两个圆盘的主相均为Fe和LaFeSi相,且在添加9%的La浇铸圆盘各处试样中均能观察到La_(5)Si_(3)相;在两个圆盘的边缘能观察到1:13相的存在,但在1/2半径处、圆心处却不能观察到1∶13相。在1503 K热处理不同时间后,添加9%的La圆盘各处试样中Fe和LaFeSi相含量均低于添加3%的La圆盘对应试样。优化La添加量的合金圆盘(添加9%的La)热处理后,X射线衍射(XRD)图谱和扫描电子显微镜(SEM)图像证明Fe和LaFeSi相含量随热处理的时间延长而降低,观察不到在铸态试样中因冷却速率差异导致的组织偏析,且中心试样和边缘试样的相和组织结构基本相似。母合金中Fe,LaFeSi,La_(5)Si_(3)相可以在热处理过程中以某种扩散形成1:13相,但在经过10 h热处理后的优化合金中心试样中仍能观察到添加过量La而引起的La_(5)Si_(3)相。优化合金在经过5,8和10 h处理后中心试样的居里温度在191.5 K附近,在2 T磁场下对应的最大磁熵变和相对制冷能力分别为20.0,24.4,24.4 J·kg^(-1)·K^(-1)和158,183,188 J·kg^(-1),这些参数同对应的边缘试样基本相同。

关键词：千克级LaFe_(11.6)Si_(1.4)合金合金组织相关系磁热性能

用于蒸汽裂解产物成分预测的集成迁移学习框架

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化工进展 2024年第5期43卷 2880-2889页

作者：郑可欣江雨欣毕可鑫赵祺铭陈少臣王冰冰任俊宇吉旭邱彤戴一阳四川大学化学工程学院四川成都610065 帝国理工化学工程学院英国伦敦SW72AZ 清华大学化学工程系北京100084

回顾了蒸汽裂解过程建模的方法,阐述了工业实际情况中面临的数据匮乏问题。面对石油化工行业大量的小数据集建模需求,充分利用历史生产数据,提出了一种集成迁移学习框架。首先,利用充足的数据在特定工况下建立了基本的深度学习模型。然... 详细信息

回顾了蒸汽裂解过程建模的方法,阐述了工业实际情况中面临的数据匮乏问题。面对石油化工行业大量的小数据集建模需求,充分利用历史生产数据,提出了一种集成迁移学习框架。首先,利用充足的数据在特定工况下建立了基本的深度学习模型。然后,利用小数据集将迁移学习技术应用于新的工况,源域的专家知识通过基于参数的方法转移到目标领域。最后,引入集成学习来整合获得的迁移学习模型,从而提高性能。在几个实际案例上进行实践,研究了该模型框架的性能。为了更好地理解模型,还进一步实施了层可迁移性分析和SHapley Additive exPlanation(SHAP)特征重要性分析。结果说明该方法训练出的模型具有良好的准确性、稳定性、计算效率和可解释性,可以满足工业需求。

关键词：模型迁移学习集成学习算法模型可解释性石油预测神经网络