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环境响应纳米纤维的研究进展

化工新型材料 2024年第3期52卷 28-33页

作者：张芷豪魏俊富张环孔志云邹凯健周颖珊天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室天津300387 天津工业大学化学学院天津300387 天津工业大学化学工程与技术学院天津300387 天津工业大学环境科学与工程学院天津300387 天津工业大学材料科学与工程学院天津300387

环境响应纳米纤维是可以感知外界刺激变化并自身发生物理化学性能改变的智能材料。纳米纤维具有直径小、孔隙率大、比表面积高的优点,因此环境响应纳米纤维有更高的响应灵敏度,更快的响应速率,成为近年来的研究热点。综述了温度、pH、... 详细信息

环境响应纳米纤维是可以感知外界刺激变化并自身发生物理化学性能改变的智能材料。纳米纤维具有直径小、孔隙率大、比表面积高的优点,因此环境响应纳米纤维有更高的响应灵敏度,更快的响应速率,成为近年来的研究热点。综述了温度、pH、光、磁场等类型环境响应纳米纤维的研究现状,归纳了环境响应纳米纤维的制备方法和近几年的主要应用,如药物控释、传感器及分离纯化等领域,并对其研究前景进行了展望。

关键词：环境响应纳米纤维静电纺丝表面改性

Pt/COF-LZU1花状催化剂的制备及其对染料的催化性能

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天津工业大学学报 2024年

作者：刘巍孙佩芸计雅佳赵晶代昭魏俊富天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室天津工业大学环境科学与工程学院天津工业大学化学工程与技术学院

为了净化染料废水，采用简单的室温合成法和原位还原法相结合，制备了具有高活性和高稳定性的Pt/COF-LZU1花状催化剂，对催化剂的形貌和化学结构进行表征，并以亚甲基蓝（MB）为模型污染物研究了催化剂的催化降解性能。结果表明：该方... 详细信息

为了净化染料废水，采用简单的室温合成法和原位还原法相结合，制备了具有高活性和高稳定性的Pt/COF-LZU1花状催化剂，对催化剂的形貌和化学结构进行表征，并以亚甲基蓝（MB）为模型污染物研究了催化剂的催化降解性能。结果表明：该方法操作简便，可通过调控冰醋酸（HAc）浓度可以控制COF的形貌和尺寸。当HAc浓度为17.5 mol/L时，可以制备出形态良好、尺寸均匀的花状COF-LZU1载体，并且能够均匀负载铂纳米粒子；在中性条件下，Pt/COF-LZU1花状催化剂在150 min内对MB的脱色率达到90.05%，总有机碳（TOC）去除率为89.93%，速率常数为0.015 85 min-1。此外，催化剂具有良好的稳定性和可重用性，在5个反应循环中表现出稳定的催化效率，在环境修复等领域具有应用潜力。

关键词：共价有机框架材料(COFs) 多相催化剂亚甲基蓝催化性能废水处理

矿井降温系统中压力交换装置热混合特性的数值模拟

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化学工业与工程 2024年

作者：李军王越许洪山王军旗天津大学化工学院化学工程研究所天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室化学工程联合国家重点实验室

为保证耦合压力交换装置的矿井降温系统的降温效果，建立了压力交换缸内冷热水混合的计算流体力学仿真模型，基于冷水为3 ℃，热水为18 ℃，冷热水流量均为30 m3·h-1的额定工况，以冷水温升＜0.5 ℃为优化目标，研究了操作参数和结构... 详细信息

为保证耦合压力交换装置的矿井降温系统的降温效果，建立了压力交换缸内冷热水混合的计算流体力学仿真模型，基于冷水为3 ℃，热水为18 ℃，冷热水流量均为30 m3·h-1的额定工况，以冷水温升＜0.5 ℃为优化目标，研究了操作参数和结构参数对冷水温升的影响。结果表明，在冷水进流时间大于热水进流时间10%时，冷水温升由冷热水进流时间相等时的5.42 ℃降低至1.01 ℃。以此为基础，当流量从10 m3·h-1增加到50 m3·h-1时，冷水温升呈先减小后增大的变化趋势，在流量为30 m3·h-1时温升最小，为1.01 ℃。冷水温升与冷热水温差呈线性关系，温差每增加2 ℃，温升增加0.135 ℃，当温差降低至7 ℃时，冷水温升＜0.5 ℃。缸体长度从6增加到18 m，冷水温升从1.01 ℃下降到0.1 ℃，在长度为12 m时冷水温升＜0.5 ℃。缸体内径从130 mm增加到280 mm，冷水温升从1.01 ℃下降到0.36 ℃，在内径为230 mm 时冷水温升＜0.5 ℃。压力交换装置0.5 ℃的超低冷水温升目标可优先通过调控冷热水进流时差及适当增加缸体长度或内径来实现，从而最大限度提升矿井降温系统的降温效果。

关键词：压力交换装置矿井降温系统冷热水混合冷水温升

温度⁃应力耦合下聚四氟乙烯压缩蠕变行为及本构描述

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机械强度 2024年第4期46卷 959-968页

作者：王靖惠李吉康刘争陈旭天津大学化工学院天津300354 天津市化工安全与装备技术重点试验室天津300354 天津大学浙江研究院宁波315000

聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)具有耐高低温、耐化学腐蚀和高热稳定性等优点,已成为工业领域中不可或缺的密封材料,其压缩性能对密封结构的安全服役至关重要。通过对PTFE开展压缩试验和压缩蠕变试验,研究PTFE在不同温度下... 详细信息

聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)具有耐高低温、耐化学腐蚀和高热稳定性等优点,已成为工业领域中不可或缺的密封材料,其压缩性能对密封结构的安全服役至关重要。通过对PTFE开展压缩试验和压缩蠕变试验,研究PTFE在不同温度下的压缩性能,探究应力、温度对蠕变行为的耦合影响规律。研究结果表明,PTFE的压缩屈服强度和压缩模量随温度的升高而降低。压缩蠕变性能受到温度和应力的耦合影响,在相同温度下,随着应力的增加,PTFE的瞬时应变和蠕变速率增加。在相同应力下,随着温度的增加,压缩模量降低,分子能量和自由体积增大,从而PTFE的瞬时应变和蠕变量增大,总应变也增大。最后,采用Burgers模型、Findley模型和时间硬化模型对PTFE在不同加载工况下的蠕变行为进行了分析,发现Burgers模型和Findley模型可以较好地描述PTFE在不同温度下的蠕变行为。本研究可以为PTFE压缩蠕变性能的密封结构设计及工程应用提供理论指导和数据支撑。

关键词：聚四氟乙烯压缩蠕变试验温度⁃应力耦合本构模型

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规整填料液体分布特性的研究

化学工业与工程 2024年第3期41卷 106-115页

作者：郑家乐朱慧铭天津大学化工学院天津300072

在大型冷模实验塔中进行液体分布实验,研究装填高度、空气和水的负荷、规整填料波纹倾角等对液体分布质量的影响。初始分布均匀条件下,尽管填料高度在2 m以内,液体不均匀分布始终存在,尤其是在壁区,不均匀分布更为严重。基于实验的液体... 详细信息

在大型冷模实验塔中进行液体分布实验,研究装填高度、空气和水的负荷、规整填料波纹倾角等对液体分布质量的影响。初始分布均匀条件下,尽管填料高度在2 m以内,液体不均匀分布始终存在,尤其是在壁区,不均匀分布更为严重。基于实验的液体随机分布模型可以预测规整填料中大小不同尺度的不均匀分布。

关键词：液体分布规整填料随机分布模型不均匀分布

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异噁唑类除草剂合成研究进展

化学工业与工程 2024年第2期41卷 24-34页

作者：郭轩宇张宝冯亚青天津大学化工学院天津300035

异噁唑类除草剂具有高选择性、高活性、持效期长等优点,同时具有更好的生态安全性,近年来受到广泛关注。但是该类原料药的合成路线长,存在收率低,成本高等问题,限制了规模应用。综述了异噁唑类除草剂的研究进展,重点对砜吡草唑(Pyroxasu... 详细信息

异噁唑类除草剂具有高选择性、高活性、持效期长等优点,同时具有更好的生态安全性,近年来受到广泛关注。但是该类原料药的合成路线长,存在收率低,成本高等问题,限制了规模应用。综述了异噁唑类除草剂的研究进展,重点对砜吡草唑(Pyroxasulfone)、苯磺噁唑草(Fenoxasulfone)、苯唑草酮(Topramezone)、异噁唑啉除草剂(Methiozolin)、双苯噁唑酸乙酯(Ethyl bisoxazolate)5类新兴的异噁唑类除草剂的应用范围和合成路线进行了分析,比较了优缺点,为开发此类除草剂农药提供指导。

关键词：异噁唑类除草剂合成进展

交联法制备UiO-66-NH2功能化棉纤维对活性蓝4的吸附性能研究

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化学工业与工程 2024年第4期41卷 97-108页

作者：段兴宇曲红梅董敏张家财孙一萍李晓龙天津大学化工学院

以环氧氯丙烷（ECH）交联棉纤维（CF）和UiO-66-NH2,方便地制备了一种新型的富氨基金属有机骨架材料功能化棉纤维基复合材料（UCF）,并应用于水溶液中活性蓝4（RB4）的高容量吸附。与通过水热合成在基质材料上生长MOFs的方法相比，交联... 详细信息

以环氧氯丙烷（ECH）交联棉纤维（CF）和UiO-66-NH2,方便地制备了一种新型的富氨基金属有机骨架材料功能化棉纤维基复合材料（UCF）,并应用于水溶液中活性蓝4（RB4）的高容量吸附。与通过水热合成在基质材料上生长MOFs的方法相比，交联法更加快速和简便。扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和热重分析（TGA）证实了UCF的合成。此外，进一步研究了吸附剂用量、pH值、温度、染料浓度和接触时间等因素对吸附性能的影响，探究了吸附等温线、动力学和热力学性质，并对吸附机理进行了分析和总结。结果表明：最适宜条件下，UCF的最大吸附量为539.2 mg·g-1,相比于原棉纤维增加了785.39%;吸附过程遵循Freundlich等温线模型和准二级动力学模型；吸附过程是自发放热的；静电相互作用是吸附过程中的主要推动力。为生物质-MOFs复合材料的制备提供了新思路，同时也显示了该复合材料在染料废水治理领域的应用潜力。

关键词：染料废水吸附棉纤维金属有机骨架化学改性

二维NiFe-N_(x)-C催化剂的制备及电催化二氧化碳还原性能研究

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化学工业与工程 2024年第2期41卷 12-23页

作者：李京李阳范晓彬张凤宝张国亮夏清彭文朝天津大学化工学院天津300072

为降低碳基催化剂Ni-N位点上CO_(2)的活化能垒,并解决Fe-N位点上的CO中毒问题,以NaCl为模板,采用限制溶剂生长和热解法合成了具有NiFe-Nx双活性位点的超薄二维碳基催化剂(ZNF-900)。结果显示:ZNF-900具有超高的电催化CO_(2)还原生成CO... 详细信息

为降低碳基催化剂Ni-N位点上CO_(2)的活化能垒,并解决Fe-N位点上的CO中毒问题,以NaCl为模板,采用限制溶剂生长和热解法合成了具有NiFe-Nx双活性位点的超薄二维碳基催化剂(ZNF-900)。结果显示:ZNF-900具有超高的电催化CO_(2)还原生成CO的选择性(FECO>97%)和电流密度(j_(CO)=37.3 mA·cm^(-2))。通过XPS、Raman等表征和EIS、Tafel斜率等电化学分析方法,证明Ni和Fe之间存在协同促进作用,从而促进了催化剂表面CO_(2)分子的吸附和CO产物的脱附。

关键词：二维碳基催化剂协同催化 CO_(2)还原电催化

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基于多孔材料吸附回收稀土元素的研究进展

中国稀土学报 2024年

作者：庞玉良王会才魏俊富张环张晓清天津工业大学分离膜与膜过程国家重点实验室天津工业大学环境科学与工程学院天津工业大学化学工程与技术学院天津工业大学沧州研究院天津科技大学现代分析技术研究中心

稀土元素（REE）是新兴可再生能源和“智能”电子设备的重要原材料。近年来，稀土资源的稀缺性和不可再生性，使得从二次资源中回收稀土愈加重要，其中，多孔材料因其高孔隙率、大的比表面积和化学稳定性而成为有前途的吸附材料。本文... 详细信息

稀土元素（REE）是新兴可再生能源和“智能”电子设备的重要原材料。近年来，稀土资源的稀缺性和不可再生性，使得从二次资源中回收稀土愈加重要，其中，多孔材料因其高孔隙率、大的比表面积和化学稳定性而成为有前途的吸附材料。本文综述了使用多孔材料（碳基、硅基、有机聚合物基和复合材料基吸附剂吸附）回收REE，重点关注了吸附剂特性、影响吸附性能的因素和吸附机制。此外，本文强调了聚合物材料在促进环保和高效回收稀土元素的潜力，同时需要解决选择性、稳定性、可扩展性和低酸性条件下应用等挑战。随着对稀土元素的需求持续增长，可持续稀土元素回收技术的开发仍然是一个关键的研究领域，大量的研究正推动这一领域不断发展。

关键词：稀土元素吸附聚合物多孔材料资源回收