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ZIF衍生的中空NiS_(2)/CoS_(2)@HNC的制备及储锂性能

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科学通报 2024年第3期69卷 464-472页

作者：周雪陈平刘莹孙晓杰大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室大连116024

过渡金属硫化物是石墨负极材料的优异替代品,但其导电性差、充放电过程中体积膨胀严重.针对这些问题,本文从组成和结构设计的角度出发,通过自模板法简单高效地合成中空十二面体结构的NiS_(2)/CoS_(2)@HNC复合材料.研究表明,NiS_(2)/CoS_... 详细信息

过渡金属硫化物是石墨负极材料的优异替代品,但其导电性差、充放电过程中体积膨胀严重.针对这些问题,本文从组成和结构设计的角度出发,通过自模板法简单高效地合成中空十二面体结构的NiS_(2)/CoS_(2)@HNC复合材料.研究表明,NiS_(2)/CoS_(2)@HNC复合材料用于锂电池负极时显示出良好的电化学性能,在0.2 A g^(−1)电流密度下循环100圈能达到828 mA h g^(−1)的高可逆容量,还具有优异的倍率性能.这主要得益于材料中不同成分间的协同作用以及结构优势,中空氮碳层封装NiS_(2)、CoS_(2)纳米颗粒,缩短了Li+的传输路径,增强了材料的导电性,同时很好地缓解了Li+脱嵌过程中体积膨胀造成的容量衰减.

关键词：锂离子电池负极材料过渡金属硫化物中空结构

稀土盐与泡沫分离强化乳酸乳球菌生产乳链菌肽

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食品与发酵工业 2024年

作者：艾慕凡刘伟杨春燕殷昊卢珂河北工业大学化工学院

乳链菌肽（Nisin）是一种重要的食品防腐剂，但其工业应用却受限于较低的生产效率。该研究拟采用稀土盐和泡沫分离强化乳酸乳球菌生产Nisin。利用摇瓶试验研究了8种稀土盐对菌体生长和Nisin生物合成的影响。以Nisin的回收率和发酵液的总... 详细信息

乳链菌肽（Nisin）是一种重要的食品防腐剂，但其工业应用却受限于较低的生产效率。该研究拟采用稀土盐和泡沫分离强化乳酸乳球菌生产Nisin。利用摇瓶试验研究了8种稀土盐对菌体生长和Nisin生物合成的影响。以Nisin的回收率和发酵液的总Nisin效价为指标，利用单因素试验和响应面优化试验获得了发酵与泡沫分离耦合操作的最佳工艺条件。结果表明，所选的8种稀土盐中，添加氯化铥(TmCl3)至发酵培养基能够大幅增加菌体生物量和Nisin产量。在发酵9 h添加1×10-4mol/L的TmCl3，发酵液的Nisin效价达到（5 643.23±156.57）IU/mL。在发酵与泡沫分离初始耦合时间18.50 h，气体分布器孔径300 μm和气体体积流率135 mL/min条件下，Nisin的回收率和发酵液的总Nisin效价分别为（89.43±2.35）%和（6 159.00±89.35）IU/mL。综上，适量添加稀土盐和执行泡沫分离，能够在促进菌体生长的同时缓解产物抑制，实现Nisin的高效生产。该研究提出的外源辅因子刺激和产物原位分离方法对于强化Nisin的工业生产具有重要意义。

关键词：乳链菌肽稀土元素泡沫分离响应面优化试验

Ru-K-NaY催化草酸二甲酯脱羰基制备碳酸二甲酯

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化工进展 2024年

作者：张日东吕建华刘继东郭豹李文松河北工业大学化工学院

以NaY分子筛为载体，通过KNO3溶液对NaY分子筛进行预处理，记为K-NaY。之后采用过量浸渍的方法，制备了一系列不同Ru含量的Ru-K-NaY催化剂。并首次将其用于草酸二甲酯(DMO)脱羰基制备碳酸二甲酯(DMC)的反应。研究了Ru负载量和催化剂碱... 详细信息

以NaY分子筛为载体，通过KNO3溶液对NaY分子筛进行预处理，记为K-NaY。之后采用过量浸渍的方法，制备了一系列不同Ru含量的Ru-K-NaY催化剂。并首次将其用于草酸二甲酯(DMO)脱羰基制备碳酸二甲酯(DMC)的反应。研究了Ru负载量和催化剂碱量对反应的影响。采用XPS、BET和CO2-TPD等对Ru-K-NaY催化剂的表面和结构性能以及碱性性能进行了表征，确定了增加催化剂弱碱活性位点数量以及Ru0物种数量可以提高催化剂的催化活性，促进碳酸二甲酯的生成。以Ru-K-NaY作为催化剂，对反应条件进行了优化，在最佳反应条件下，DMO转化率和DMC选择性分别为83%和69%。最后研究了催化剂的稳定性，Ru-K-NaY催化剂循环使用5次后催化活性基本不变。

关键词：沸石催化剂催化剂载体碳酸二甲酯 Ru

活性炭和HY分子筛复合催化促进生物质热解挥发物转化机理研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第9期52卷 1318-1326页

作者：徐吉吴博文韩震胡浩权靳立军大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室煤化工研究设计所辽宁大连116024

生物油组成复杂,含氧量较高,制约其高值化利用。本研究以商业活性炭(AC)和HY分子筛为复合催化剂,通过改变催化区的装填方式研究其对稻草和杨木屑两种典型生物质热解挥发物提质的影响规律。结果表明,AC和HY分子筛装填方式影响生物质热解... 详细信息

生物油组成复杂,含氧量较高,制约其高值化利用。本研究以商业活性炭(AC)和HY分子筛为复合催化剂,通过改变催化区的装填方式研究其对稻草和杨木屑两种典型生物质热解挥发物提质的影响规律。结果表明,AC和HY分子筛装填方式影响生物质热解产物分布和生物油组成。在HY与AC按1∶1比例均匀混合(YACM)作用后,生物油产率最低。但YACM方式有利于生物油的脱氧和芳香烃的生成,稻草和杨木屑热解生物油中的芳烃含量在YACM作用下可分别由提质前的13.8%和8.0%提高至56.4%和53.1%。上层HY分子筛和下层AC(YTACL)的催化方式有利于酚类物质生成。对单环芳烃的选择性遵循YTACL>ACTYL>YACM,而对双环芳烃的选择性为YACM>ACTYL>YTACL。分析认为,AC孔径较HY分子筛小,酸性低于分子筛,其活性中心有助于呋喃化合物重排生成环戊酮、2-环戊烯酮、甲基环戊烯酮,后重排形成苯酚,因此,YTACL的装填方式对苯酚、甲酚、甲苯、乙苯、对二甲苯的生成有较好的促进作用。HY分子筛的酸性强,有利于芳构化反应发生,因此,ACTYL装填方式表现出对萘、甲基萘、蒽、芘的生成较高的选择性。该工作为生物油的组成调控以及芳烃和酚类物质的富集等提供重要指导。

关键词：生物质热解挥发物催化提质活性炭 HY分子筛

Cu/Ce负载对赤泥脱除中低温烟气中NO的促进作用

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燃料化学学报（中英文） 2024年第3期52卷 362-372页

作者：李扬徐博杨赫靳立军胡浩权大连理工大学化工学院煤化工研究设计所精细化工国家重点实验室辽宁大连116024

本研究对酸洗赤泥催化剂进行Cu、Ce、Cu/Ce浸渍负载,并研究了金属改性赤泥对烟气中NOx的催化转化性能。研究结果表明,Cu负载催化剂中的Cu+与Cu^(2+),有效促进了赤泥对低温烟气(200–300℃)中的NO转化率,Cu的负载量达到6%时,赤泥的最高N... 详细信息

本研究对酸洗赤泥催化剂进行Cu、Ce、Cu/Ce浸渍负载,并研究了金属改性赤泥对烟气中NOx的催化转化性能。研究结果表明,Cu负载催化剂中的Cu+与Cu^(2+),有效促进了赤泥对低温烟气(200–300℃)中的NO转化率,Cu的负载量达到6%时,赤泥的最高NO转化率达到了90.7%;而Ce负载催化剂中的Ce^(3+)与Ce^(4+),有效促进了赤泥对中温烟气(200–400℃)中的NO转化率,Ce的负载量达到8%时,赤泥的最高NO转化率达到了94.0%;Cu/Ce负载催化剂表现出比单金属负载催化剂更好的低温NO转化率,最佳的负载Cu:Ce比例为1∶1,双金属负载催化剂表现出比Cu负载催化剂更好的中温(300–400℃)中的NO转化率,最高达到了95.5%。其原因是,在Cu/Ce协同作用下,Cu+以及Cu^(2+)的还原过程分别从229、302℃降至201以及247℃,同时使发生Fe2O3→FeO的还原过程的温度降低,促使ACRM-Cu1Ce1具有更强的低温氧化还原能力,同时,双金属负载使催化剂具有更高的弱酸性峰,也使催化剂的强、弱酸性峰都向低温偏移,并使负载后的赤泥具有了较高的Fe离子平均氧化态以及较高的Cu+含量,促进了赤泥催化剂对低温NO的转化率。

关键词：赤泥 SCR Cu Ce 负载

玉米苞衣热解法制备碳点及荧光猝灭法测定Hg^(2+)

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分析试验室 2024年第3期43卷 322-327页

作者：王越刘根起刘建勋王刚赵伶俐刘莉莎孙辰昕马晓燕西北工业大学化学与化工学院西安710129

以农业废弃物玉米苞衣为碳源,采用一步热解法制备荧光碳点(CDs),利用透射电子显微镜、红外光谱、X射线光电子能谱、紫外-可见光谱和荧光光谱等对CDs的结构和光学性能进行了表征。结果表明,制备得到的CDs呈球形,粒径约为5.5 nm,其表面富... 详细信息

以农业废弃物玉米苞衣为碳源,采用一步热解法制备荧光碳点(CDs),利用透射电子显微镜、红外光谱、X射线光电子能谱、紫外-可见光谱和荧光光谱等对CDs的结构和光学性能进行了表征。结果表明,制备得到的CDs呈球形,粒径约为5.5 nm,其表面富含羟基和羧基。CDs在紫外光照射下可以发出明亮的蓝色荧光。Hg^(2+)对CDs溶液的荧光具有显著的猝灭作用,据此建立了检测Hg^(2+)的新体系。在0~4.0μmol/L范围内,CDs溶液的荧光猝灭程度与Hg^(2+)浓度呈良好的线性关系,检出限为0.011μmol/L。本方法适用于自来水和湖水水样中Hg^(2+)的测定。

关键词：玉米苞衣碳点热解法汞离子荧光猝灭法

微反应技术在含能材料连续安全合成中的应用与发展

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含能材料 2024年第3期32卷 312-324页

作者：尧超群刘璇张德旺赵帅南郭笑妮陈光文中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023 中国科学院大学北京100049 中国石油大学(华东) 化学化工学院山东青岛266555

含能材料广泛应用于兵器工业、航空航天及民用建设等领域。其合成过程复杂、危险性高,传统釜式反应工艺难以满足产品质量和过程安全控制的要求。微反应技术具有热质传递速率高和安全性好等优点,在含能材料领域具有广阔的发展前景。为此... 详细信息

含能材料广泛应用于兵器工业、航空航天及民用建设等领域。其合成过程复杂、危险性高,传统釜式反应工艺难以满足产品质量和过程安全控制的要求。微反应技术具有热质传递速率高和安全性好等优点,在含能材料领域具有广阔的发展前景。为此,本文从微反应技术基本原理、含能化合物合成、含能颗粒材料制备和超声微反应器四方面展开综述,基于化学工程视角,阐释微化工技术在含能材料领域的应用特点。同时,总结并展望了技术领域的研究难点与未来发展方向,包括反应动力学/热力学、高黏/含固流体混合强化、反应放大与智能系统、三废处理及如何与人工智能等新兴学科结合等问题。

关键词：微反应器连续合成超声微反应器强放热含能材料

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承压容器内甲烷爆炸及泄爆特性研究

安全与环境学报 2024年第4期24卷 1355-1361页

作者：喻健良亢首力闫兴清詹潇兵大连理工大学化工学院辽宁大连116024

开展了中低压和高压工况下甲烷空气爆炸及泄爆试验,分析了爆炸及泄爆过程压力、压升速率等参数变化规律。结果表明,在低压工况下,甲烷体积分数达到12%时,不同初压下升压速率均不超过10 MPa/s。体积分数小于11%时,最大爆炸压力与体积分... 详细信息

开展了中低压和高压工况下甲烷空气爆炸及泄爆试验,分析了爆炸及泄爆过程压力、压升速率等参数变化规律。结果表明,在低压工况下,甲烷体积分数达到12%时,不同初压下升压速率均不超过10 MPa/s。体积分数小于11%时,最大爆炸压力与体积分数近似呈二次函数的关系,大于11%时最大爆炸压力明显下降。在高压工况下,低体积分数的甲烷对于升压速率的影响更为显著,各个初压下升压速率基本相同。当采用直径100 mm反拱开槽爆破片进行泄爆时,在低升压速率工况下,反拱带槽爆破片在各个工况下均有较好的动态响应能力,在高升压速率工况下,爆破片的动态响应能力降低。分析了不同应变率下爆破片断口形态的变化,低升压速率工况下断口为韧性断裂,在高升压速率下断口向脆性断裂转变。

关键词：安全工程爆破片爆破压力升压速率应变速率

真实气体效应对气波波动和能量传递过程的影响

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过程工程学报 2024年

作者：高凤周一卉刘志军胡大鹏黄兆锋大连理工大学化工学院

气波制冷机通常根据理想气体模型进行设计与制造。随着天然气藏的操作参数逐渐向高压力、高压比工况下发展，真实气体效应已不容忽视。以新疆塔里木盆地牙哈气田真实天然气藏为介质，选取多参数BWR方程，建立了高压比条件下双开口气体... 详细信息

气波制冷机通常根据理想气体模型进行设计与制造。随着天然气藏的操作参数逐渐向高压力、高压比工况下发展，真实气体效应已不容忽视。以新疆塔里木盆地牙哈气田真实天然气藏为介质，选取多参数BWR方程，建立了高压比条件下双开口气体波制冷机的二维计算模型，深入探讨了非连续边界条件下气波制冷机内真实气体效应对气波波动和能量传递过程的影响规律。数值计算结果表明，在不同工况下，理想甲烷和真实天然气的波系运动相似，但真实天然气的压缩波和膨胀波明显滞后于理想甲烷。真实天然气低温介质比理想甲烷更早完全排出，在低转速工况下两者之间的差异随着压比增加而逐渐增大，当压比为6时，低温端口的长度可以缩短56.5%。排出的真实天然气温度低于理想甲烷，因此真实天然气等熵膨胀制冷效率优于理想甲烷。本研究成果揭示了真实气体效应对气波运动和能量传递的影响，可为用于天然气地面工程的气波制冷机优化设计提供了支持。

关键词：真实气体效应气波制冷机波系运动制冷效率能量传递