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腰果酚基不饱和树脂在木材增强改性中的应用

化工进展 2024年第10期43卷 5653-5662页

作者：向文丽唐辉许天乐张宝印昆明理工大学化学工程学院云南昆明650000

人工林速生木材孔隙率较大,密度低,且具有渗透性,因此可通过化学浸渍将人工合成树脂浸渍到木材的内部,从而提升速生木材的抗吸水性、抗压强度等性能。本文用腰果酚合成不饱和树脂(UPR),并用于浸渍改性杨木、杉木、樟子松3种速生木材,效... 详细信息

人工林速生木材孔隙率较大,密度低,且具有渗透性,因此可通过化学浸渍将人工合成树脂浸渍到木材的内部,从而提升速生木材的抗吸水性、抗压强度等性能。本文用腰果酚合成不饱和树脂(UPR),并用于浸渍改性杨木、杉木、樟子松3种速生木材,效果最显著的是杉木,其平均密度从0.4g/cm^(3)提高到1.04g/cm^(3),抗压强度从30.1MPa提升到90.4MPa,吸水率由167.3%降至7.9%。用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)证实了其化学结构,用凝胶渗透色谱(GPC)检测合成树脂各阶段产物的分子量分布,便于预测其结构式。X射线光电子能谱仪(XPS)分析表明,UPR浸渍以材料渗透性由外到内呈递减趋势的横向渗透为主。热重分析(TGA)表明UPR提高了改性木材的热稳定性。通过扫描电子显微镜(SEM)观察可以明显看到木材内部孔洞被树脂填充并交联固化,因此3种速生木材的抗吸水性、抗压强度和热稳定性都得到了不同程度的提升。

关键词：腰果酚不饱和树脂复合材料聚合聚合物木材改性

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镍铁双氢氧化物的响应曲面法优化生长和电催化析氧性能研究

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材料导报 2024年第16期38卷 1-5页

作者：刘向阳王议夏爽刘中清四川大学化学工程学院成都610065 四川轻化工大学化学工程学院四川自贡643000

采用腐蚀工程制备了层状镍铁双氢氧化物电催化剂,利用X光衍射、场发射扫描电镜、高分辨透射电镜和光电子能谱等对样品物理化学特性进行了表征,采用线性伏安特性曲线、塔菲尔曲线、电化学阻抗谱、循环伏安特性以及恒电流下电势-时间曲线... 详细信息

采用腐蚀工程制备了层状镍铁双氢氧化物电催化剂,利用X光衍射、场发射扫描电镜、高分辨透射电镜和光电子能谱等对样品物理化学特性进行了表征,采用线性伏安特性曲线、塔菲尔曲线、电化学阻抗谱、循环伏安特性以及恒电流下电势-时间曲线对样品电催化析氧特性进行了详细分析。在单因子实验的基础上,以50 mA·cm^(-2)对应析氧过电位为响应因子,用响应曲面法对影响催化剂性能的主要因素进行了优化,建立了泡沫镍铁腐蚀后析氧过电位的多项式模型,得出的优化制备条件为腐蚀温度80℃、时间9 h、NiSO_(4)浓度9 mmol·L^(-1)。在该条件下制备的样品在10 mA·cm^(-2)下的过电位为200 mV,Tafel斜率为52.5 mV·dec^(-1);50 mA·cm^(-2)电流密度下经过48 h连续测试,其OER催化活性仍能保持在95%,比起商用RuO_(2)电极显示出优良的电催化活性。

关键词：镍铁双氢氧化物腐蚀工程响应曲面法电催化析氧反应

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锂金属负极界面热量分布演化机理

化工学报 2024年第6期75卷 2322-2331页

作者：李润龙徐童陈飞马成伟昆明理工大学化学工程学院云南昆明650500

锂金属电池由于极高的理论比容量而被认为是高能量密度电池的有利选择。然而界面不稳定性一直是锂金属电池商业化发展的最大挑战,热场演化机制是锂金属界面演化过程中影响电池循环寿命的关键因素。通过固体电解质界面(SEI)热分布演化模... 详细信息

锂金属电池由于极高的理论比容量而被认为是高能量密度电池的有利选择。然而界面不稳定性一直是锂金属电池商业化发展的最大挑战,热场演化机制是锂金属界面演化过程中影响电池循环寿命的关键因素。通过固体电解质界面(SEI)热分布演化模型揭示并量化了锂金属负极界面热量分布演化机制,3个影响因素是SEI与电解液扩散能力的比率、电解液性能和赋予SEI各向异性。结果表明,在适当的比例下界面处最大温度梯度相对较小;电解液浓度影响电解液的性能,进而影响锂金属负极界面的热量分布;赋予SEI各向异性可以诱导锂枝晶横向生长,有利于界面热量的均匀分布。这项工作可为锂金属电池的界面设计提供一定的理论指导。

关键词：锂金属负极热分布 SEI 锂枝晶

双金属MOFs碳化材料的结构对锂硫电池正极性能的影响

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化工新型材料 2024年第1期52卷 150-155,160页

作者：曹翔宇张秀玲杜依洋马成乡闫娟枝太原学院材料与化学工程系太原030032

利用硝酸钴和铁氰化钾在水溶液中沉淀反应以及ZIF-8在水溶液中的部分分解,分别制备了2种组成相近但结构不同的双金属有机框架前驱体Co-Fe precursor和ZCF precursor。经过多巴胺包覆,对2种产品在氩气气氛下退火获得碳化产物。将碳化产... 详细信息

利用硝酸钴和铁氰化钾在水溶液中沉淀反应以及ZIF-8在水溶液中的部分分解,分别制备了2种组成相近但结构不同的双金属有机框架前驱体Co-Fe precursor和ZCF precursor。经过多巴胺包覆,对2种产品在氩气气氛下退火获得碳化产物。将碳化产物与纳米硫粉混合得到的碳/硫复合材料(E-CoFeCN@C/S、E-ZCF@C/S)分别作为正极,组装扣式锂硫电池并测试电化学性能。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热重分析仪进行形貌和结构分析。在组成相似的情况下,核壳结构碳载体(E-CoFeCN@C)与发散式结构碳载体(E-ZCF@C)对锂硫电池性能的影响呈现出“此消彼长”的特点:E-ZCF@C/S在循环伏安测试中表现出更小的极化以及更强的电流响应,在电化学阻抗测试中表现出更低的电荷转移阻抗,表明该材料有利于促进正极电荷传递过程,即加快电极反应动力学。E-ZCF@C/S在0.2C倍率下放电初始比容量为1211.3mAh/g,在2C倍率下放电初始比容量为794mAh/g,均优于E-CoFeCN@C/S。而核壳结构的优势主要体现在容量衰减方面,E-CoFeCN@C/S在0.2C倍率下经过100次循环后平均衰减率为0.074%(E-ZCF@C/S为0.26%),在2C倍率下循环300次后平均衰减率为0.047%(E-ZCF@C/S为0.13%),说明核壳结构对活性物质的锚固作用明显而对电荷转移不利。

关键词：双金属MOFs 锂硫电池材料结构电化学性能

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光催化固氮催化剂性能提升策略分析

化学进展 2024年第6期36卷 939-948页

作者：郭丽君杨红邵圣娟刘音圻刘建新太原工业学院化学与化工系太原030008 太原理工大学化学工程与技术学院太原030024

光催化固氮以太阳能作驱动力,常温常压下利用N_(2)和H_(2)O直接产生NH_(3),工艺零碳排放,是极具前景的人工固氮方式之一,近年来受到研究者们的广泛关注。受限于N_(2)难活化、光生载流子利用率低及太阳光利用率低等因素制约,产氨效率依... 详细信息

光催化固氮以太阳能作驱动力,常温常压下利用N_(2)和H_(2)O直接产生NH_(3),工艺零碳排放,是极具前景的人工固氮方式之一,近年来受到研究者们的广泛关注。受限于N_(2)难活化、光生载流子利用率低及太阳光利用率低等因素制约,产氨效率依然不高,因此提升产氨效率是光催化固氮领域的研究重点。从N_(2)吸附活化、载流子分离与迁移、表面反应三个重要过程出发,通过对催化剂进行合理改性,在温和条件下促进N_(2)的活化和转化,并高效产生NH_(3)是极具前景的。因此本文主要从光催化剂改性方面进行研究,从N_(2)分子吸附和活化能力、光生电子的转移能力和光利用等性能提升方面对产氨效率的影响进行概述,对近几年在此方面的研究进行分析,最后对光催化固氮催化剂的改性策略进行总结。

关键词：光催化固氮光催化剂活性位点光生电子转移能力形貌调控

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端氨基丁苯液体橡胶的制备及性能研究

高分子学报 2024年第11期55卷 1495-1503页

作者：朱亮介素云房尔园李伯耿浙江大学化学工程与生物工程学院化学工程联合国家重点实验室杭州310058

以溶聚丁苯橡胶(SSBR)为原料,通过反应控制相转移催化法对其进行环氧化,进一步对环氧基团进行裂解反应制得端醛基丁苯液体橡胶(ATBS),然后采用端基转化法改变端基基团,制得端肟基(OTBS)和端氨基丁苯液体橡胶(AmTBS).采用核磁共振氢谱和... 详细信息

以溶聚丁苯橡胶(SSBR)为原料,通过反应控制相转移催化法对其进行环氧化,进一步对环氧基团进行裂解反应制得端醛基丁苯液体橡胶(ATBS),然后采用端基转化法改变端基基团,制得端肟基(OTBS)和端氨基丁苯液体橡胶(AmTBS).采用核磁共振氢谱和碳谱以及红外光谱,对原料、中间产物以及端氨基丁苯液体橡胶的组成与结构进行了表征与分析;根据化学滴定法测定了端氨基丁苯橡胶的胺值,并计算了氨基官能度;通过热重分析、示差量热扫描法对产物的热性能进行了测试与分析.端氨基丁苯橡胶的流变性能测试结果表明,其符合牛顿流体的特征,本体黏度在一定范围内对温度变化较为敏感.降解法制备的端氨基丁苯液体橡胶可进一步拓宽丁苯液体橡胶的应用领域.

关键词：丁苯液体橡胶降解端氨基丁苯橡胶

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卧式捏合反应器及其在聚合工业中的研究进展

化工学报 2024年第3期75卷 768-781页

作者：成文凯颜金钰王嘉骏冯连芳江苏瑞亚搅拌科技有限公司江苏宜兴214261 浙江大学化学工程与生物工程学院化学工程联合国家重点实验室浙江杭州310058 浙江大学衢州研究院浙江衢州324000

卧式捏合反应器具有大的反应体积,优异的混合性能、表面更新性能、传热性能和自清洁性能,因而在本体聚合、缩合聚合和聚合物脱挥等领域具有广阔的应用前景。综述了几种捏合反应器及其搅拌特性研究,以及在聚合工业中的应用研究,指出捏合... 详细信息

卧式捏合反应器具有大的反应体积,优异的混合性能、表面更新性能、传热性能和自清洁性能,因而在本体聚合、缩合聚合和聚合物脱挥等领域具有广阔的应用前景。综述了几种捏合反应器及其搅拌特性研究,以及在聚合工业中的应用研究,指出捏合反应器具有非常复杂的几何结构,实验测量技术具有很大的局限性,计算流体力学(CFD)模拟为主要的研究方法;进一步指出具有自清洁特性的捏合反应器是聚合物搅拌设备开发的主要方向,高效、集约化、绿色、环保的先进工艺与装置是促进我国聚合工业发展的关键。

关键词：捏合反应器搅拌特性计算流体力学过程强化本体聚合缩合聚合聚合物脱挥

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套管膜式微反应器内高效安全的气液传质-反应过程研究进展

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化工学报 2024年第9期75卷 3011-3027页

作者：杨子驰谢冰琪石瑞莘雷虹陈晨周才金张吉松福州大学化工学院福建福州350108 清华大学化学工程系化学工程联合国家重点实验室北京100084

近年来,套管膜式微反应器由于具有传质距离短、气液接触面积大和高透气性等优点,极大地提高了气液传质和反应速度,被视为加快气液传质和流动反应过程的强大工具。目前,套管膜式微反应器已被应用于建立快速准确的气液体系基本参数流动测... 详细信息

近年来,套管膜式微反应器由于具有传质距离短、气液接触面积大和高透气性等优点,极大地提高了气液传质和反应速度,被视为加快气液传质和流动反应过程的强大工具。目前,套管膜式微反应器已被应用于建立快速准确的气液体系基本参数流动测量平台、实现高效安全的气液反应过程和强化气体介导的生物酶催化反应过程。详细介绍了套管膜式微反应器的构造、组装和操作方式,重点概述了该反应器在不同气液传质-反应过程中的最新研究进展。最后,结合当前的研究热点,展望了套管膜式微反应器的进一步开发方向和未来潜在的应用领域。

关键词：微反应器传质多相反应生物合成

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微反应器内芳烃硝化反应研究进展

化工学报 2024年

作者：宋璟王玉军邓建陈光文骆广生化学工程联合国家重点实验室清华大学化学工程系中国科学院大连化学物理研究所

芳烃的硝化反应作为工业生产中最重要的基本反应类型之一，随着化学品安全、绿色、高效生产的要求，其反应工艺向微尺度方向的发展已是必然的趋势。如何实现微尺度芳烃硝化反应的高质量发展，是重大工程前沿方向之一。全面综述并剖析了... 详细信息

芳烃的硝化反应作为工业生产中最重要的基本反应类型之一，随着化学品安全、绿色、高效生产的要求，其反应工艺向微尺度方向的发展已是必然的趋势。如何实现微尺度芳烃硝化反应的高质量发展，是重大工程前沿方向之一。全面综述并剖析了硝化微反应工艺的发展和面临的问题，从微尺度硝化反应动力学研究入手，为芳烃硝化微反应工艺设计及强化指明方向，并总结了当前硝化微反应工艺中的过程强化及安全性评价方法，最后对其未来发展方向进行了展望。

关键词：硝化反应动力学传递过程微尺度微反应器