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电化学置换反应制备石墨烯基纳米无定型锑复合阳极用于高性能钠离子电容器的构筑

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物理化学学报 2024年第5期40卷 31-33页

作者：米超林秦玉莹黄欣莉罗伊杰张志薇王成祥石元昌尹龙卫王儒涛山东大学材料科学与工程学院材料液固结构演变与加工教育部重点实验室

锑（Sb）,因其具有较高的理论比容量(660 mAh·g-1)、较低储钠电位（0.5–0.8 V vs.Na/Na+）和较高的密度(6.68 g·cm-3)等特点,被认为是一种理想的钠离子电容器的阳极材料。然而,在Na+脱嵌过程中,Sb电极会发生较大的体积变化,导致其容... 详细信息

锑（Sb）,因其具有较高的理论比容量(660 mAh·g-1)、较低储钠电位（0.5–0.8 V vs.Na/Na+）和较高的密度(6.68 g·cm-3)等特点,被认为是一种理想的钠离子电容器的阳极材料。然而,在Na+脱嵌过程中,Sb电极会发生较大的体积变化,导致其容量快速衰减以及倍率性能变差,阻碍了Sb电极的实际应用。因此,本文提出一种可用于制备锚定在具有碳涂层的二维石墨烯表面的无定型Sb纳米颗粒的电化学置换方法。所制备Sb/石墨烯复合材料具有典型的二维复合结构,可大幅增加与电解液界面接触面积,缩短离子扩散路径,促进离子迁移与电子转移。进一步利用该复合材料作为阳极,自制活性炭作为阴极,构建出一种新型钠离子电容器。研究证实,该钠离子电容器工作电压可达4.0 V,可输出140.75 Wh·kg-1的最大能量密度和12.43 kW·kg-1的最高功率密度。综上,该研究结果可为钠离子储能器件用高容量锑基阳极材料的优化设计提供可借鉴的思路。

关键词：石墨烯锑基阳极电化学置换反应二维复合材料钠离子电容器

热处理实现锌金属晶面择优取向提升电化学性能的综合实验设计

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大学化学 2024年第4期39卷 192-197页

作者：徐坤宋鑫鑫印志磊杨剑宋其圣山东大学化学化工学院胶体与界面化学教育部重点实验室济南250100

水系锌金属电池由于其安全性高、低成本等优点,在电化学储能领域内具有广阔的前景。然而,锌负极在沉积/剥离过程中的副反应阻碍了实际应用。本实验通过简单的热处理调控锌金属的结晶学取向,探究了晶面取向对于电化学性质的影响。本实验... 详细信息

水系锌金属电池由于其安全性高、低成本等优点,在电化学储能领域内具有广阔的前景。然而,锌负极在沉积/剥离过程中的副反应阻碍了实际应用。本实验通过简单的热处理调控锌金属的结晶学取向,探究了晶面取向对于电化学性质的影响。本实验将晶体化学与电化学相结合,从前沿研究出发设计综合实验,激发学生对科研的兴趣。

关键词：水系电池锌金属晶体织构电化学性能综合实验

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表面活性剂溶致液晶的表征及相图绘制

大学化学 2024年第4期39卷 114-118页

作者：姜渝凯王一涵张云恺尉云平马莹杜娜山东大学化学与化工学院胶体与界面化学教育部重点实验室济南250100

该实验以离子型表面活性剂C_(14)TAB-水二元体系为研究对象,通过偏光显微镜和目视观察法详细研究体系的各向同(异)性、双折射、偏光织构等光学性质和相行为,利用小角X射线散射(SAXS)技术表征溶致液晶相的结构和参数,并绘制其二元相图。... 详细信息

该实验以离子型表面活性剂C_(14)TAB-水二元体系为研究对象,通过偏光显微镜和目视观察法详细研究体系的各向同(异)性、双折射、偏光织构等光学性质和相行为,利用小角X射线散射(SAXS)技术表征溶致液晶相的结构和参数,并绘制其二元相图。该实验在原有综合化学实验的基础上拓展研究体系,降低实验成本,提升实验准确性,可帮助学生在了解溶致液晶表观性质的基础上,进一步认识其微观结构,掌握表征技术的原理和方法,激发学生对物理化学实验的兴趣,有助于学生科学逻辑思维的拓展和实验技能的提高。

关键词：溶致液晶表面活性剂双折射小角X射线散射

纳米纤维复合材料的离子传输动力学调控及其电化学应用

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高分子学报 2024年第5期55卷 509-531页

作者：贾绪平李晓晓缪月娥刘天西东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室上海201620 江南大学化学与材料工程学院合成与生物胶体教育部重点实验室无锡214122

纳米纤维复合材料因具有高孔隙率、高比表面积以及多样化的组成和结构可设计性被广泛应用于锂硫电池、锂空电池等新型锂金属电池储能体系中.电池的电化学性能主要依赖于充放电反应中的离子传输过程,而纳米纤维的结构形态以及表/界面性... 详细信息

纳米纤维复合材料因具有高孔隙率、高比表面积以及多样化的组成和结构可设计性被广泛应用于锂硫电池、锂空电池等新型锂金属电池储能体系中.电池的电化学性能主要依赖于充放电反应中的离子传输过程,而纳米纤维的结构形态以及表/界面性质对于离子传输动力学具有重要影响.因此,本文针对新型储能电池应用中离子传输动力学缓慢、中间产物如多硫阴离子等易穿梭,以及负极枝晶生长等关键科学与技术问题,综述了纳米纤维复合材料的创新性设计和制备方法;进一步结合本课题组近期工作重点,阐述了纳米纤维复合材料的组成与结构调控对锂电池中离子传输动力学的优化作用;最后,总结了纳米纤维复合材料在锂电池正负极、隔膜、电解质等领域的应用进展,并讨论了其在新型储能设备领域的挑战和未来发展前景.

关键词：纳米纤维纳米复合材料静电纺丝离子传输动力学电化学性能

碱热改性南瓜籽分离蛋白的制备及其乳化性能研究

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中国油脂 2024年

作者：王秋博王珂王颖杨成孙亚娟江南大学合成与生物胶体教育部重点实验室江南大学化学与材料工程学院

为了提高南瓜籽分离蛋白（PSPI）的分散性和乳化性能，采用碱热法(pH:12、温度:100℃)对PSPI进行改性处理，得到了碱热改性的南瓜籽分离蛋白（AH-PSPI）。结果表明：碱热处理可以显著提高PSPI的分散性与乳化性能。与PSPI相比，AH-PSPI... 详细信息

为了提高南瓜籽分离蛋白（PSPI）的分散性和乳化性能，采用碱热法(pH:12、温度:100℃)对PSPI进行改性处理，得到了碱热改性的南瓜籽分离蛋白（AH-PSPI）。结果表明：碱热处理可以显著提高PSPI的分散性与乳化性能。与PSPI相比，AH-PSPI的三相接触角从124.8° ± 3.9°降低至80.9° ± 3.5°，Zeta电位从（-29.86 ± 0.55）mV降至（-36.04 ± 1.13）mV，粒径尺寸大小从（603.67 ± 26.01）nm降至（125.21 ± 1.28）nm，且AH-PSPI具有更强的降低界面张力的能力。SDS-PAGE、紫外光谱（UV）、红外光谱(FTIR)、荧光光谱（FS）的结果显示碱热处理可以改变PSPI的一级、二级、三级结构使得蛋白分子舒展，增加蛋白的柔韧性，从而提高了PSPI的分散性与乳化性。本研究提出了一种改性PSPI以提高其分散性和乳化性的简便方法，从蛋白结构角度分析了碱热改性的内在机制，为提高蛋白的乳化性能提供了一个新的思路。

关键词：南瓜籽分离蛋白碱热处理蛋白结构乳化性能机理

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基于原子/分子团簇结构的材料与器件制造

中国科学基金 2024年第1期38卷 115-131页

作者：邵金友宋凤麒李祥明杨扬谭新峰詹东平金明尚孙頔付德君谭元植许辉西安交通大学精密微纳制造技术全国重点实验室西安交通大学前沿科学技术研究院南京大学固体微结构国家物理重点实验室厦门大学萨本栋微米纳米科学技术研究院清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室山东大学化学与化工学院/晶体材料国家重点实验室武汉大学物理科学与技术学院人工微纳米结构教育部重点实验室厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室黑龙江大学功能无机材料化学教育部重点实验室

原子/分子团簇是物质结构的一种新形态，具有独特的本征性质。从原子/分子团簇到器件的跨尺度制造，将为国防高端装备和新兴电子等产业发展带来深刻变革。团簇的多物质构效关系、宏量制造、团簇结构跨尺度构筑以及团簇器件的高性能制造... 详细信息

原子/分子团簇是物质结构的一种新形态，具有独特的本征性质。从原子/分子团簇到器件的跨尺度制造，将为国防高端装备和新兴电子等产业发展带来深刻变革。团簇的多物质构效关系、宏量制造、团簇结构跨尺度构筑以及团簇器件的高性能制造等是原子/分子团簇器件制造的关键发展方向，主导着从原子到产品制造的发展历程。把握这些发展背后的重要机遇，将有助于占领原子级制造研究的制高点，引领原子级制造方法的变革。本文从团簇新材料的宏量制造、新型功能器件的原子/分子团簇构筑、团簇—器件的跨尺度制造工艺和装备等三个方面概括了原子/分子团簇与器件制造领域的主要研究进展，总结了原子/分子团簇与器件领域的关键科学问题及面临的挑战，并对其未来发展方向和发展战略给出了建议。

关键词：原子/分子团簇功能器件定域组装异质/异构界面构效关系宏量制造

压驱一体化双子表面活性剂滑溜水特性及高效渗吸排驱机制

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石油学报 2024年

作者：赵明伟戴彩丽刘棚高明伟吴一宁袁彬中国石油大学(华东)山东省油田化学重点实验室中国石油大学(华东)非常规油气开发教育部重点实验室

压裂-增能-排驱一体化技术被认为是超低渗油藏高效开发的重要技术手段，为满足“小加量、强减阻、高排油、低伤害”的压驱工艺需求，基于疏水缔合和静电屏蔽作用，研发了双子表面活性剂滑溜水压裂液。体系由质量分数为0.21%双子表面活性... 详细信息

压裂-增能-排驱一体化技术被认为是超低渗油藏高效开发的重要技术手段，为满足“小加量、强减阻、高排油、低伤害”的压驱工艺需求，基于疏水缔合和静电屏蔽作用，研发了双子表面活性剂滑溜水压裂液。体系由质量分数为0.21%双子表面活性剂YZS18-YZS18、0.17%甜菜碱助剂COHSB和0.17%反离子助剂NaPts组成。该体系表现出优良的压裂特性和界面调控特性，80℃连续循环剪切30 min，减阻率达75%以上，减阻保留率大于98%；岩心动态滤失伤害率仅为3.2%，较聚合物滑溜水岩心伤害率降低78.9%；破胶液界面张力可降至10-1mN/m；润湿反转能力强，可将油湿反转为水湿。通过物理模拟和核磁共振技术相结合探究体系渗吸排驱机制的结果表明，相比注水吞吐和常规聚合物滑溜水增能排驱，双子表面活性剂滑溜水体系降压率最高可达73.5%；排驱采出程度为15.5%，是注水吞吐的2.9倍，是聚合物滑溜水的1.6倍；相比滤失后直接返排，焖井可将排驱采出程度提高27.0%～31.1%。揭示了双子表面活性剂滑溜水“走得远、排得净、采得多”的高效排驱机制。焖井可有效进一步强化油水渗吸置换，渗吸过程中，小孔原油动用程度最高，为72.1%。渗吸初期采收率主要贡献来源于小孔，而中后期采收率主要贡献源于中孔和大孔，优化排驱工艺能使中孔和大孔原油得到更高程度动用。

关键词：双子表面活性剂滑溜水压裂特性界面调控渗吸排驱机制

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壬基环己醇聚氧乙烯醚硫酸钠的合成及性能

精细化工 2024年第1期41卷 121-126,221页

作者：刘建益钱飞方银军张永金胡学一夏咏梅江南大学食品科学与技术国家重点实验室江苏无锡214122 泰兴市凌飞化学科技股份有限公司江苏泰州225400 赞宇科技集团股份有限公司浙江杭州310030 江南大学化学与材料工程学院合成与生物胶体教育部重点实验室江苏无锡214122

壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠具有水生毒性而亟需开发其替代物。壬基环己醇聚氧乙烯醚由于安全性较高,且理化性能与壬基酚聚氧乙烯醚接近,是壬基酚聚氧乙烯醚潜在的替代物。以壬基环己醇聚氧乙烯醚为原料、氯磺酸为硫酸酯化试剂,合成了壬基... 详细信息

壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠具有水生毒性而亟需开发其替代物。壬基环己醇聚氧乙烯醚由于安全性较高,且理化性能与壬基酚聚氧乙烯醚接近,是壬基酚聚氧乙烯醚潜在的替代物。以壬基环己醇聚氧乙烯醚为原料、氯磺酸为硫酸酯化试剂,合成了壬基环己醇聚氧乙烯醚硫酸钠,其中壬基环己醇聚氧乙烯醚(5)硫酸钠和壬基环己醇聚氧乙烯醚(9)硫酸钠(5和9分别为其环氧乙烷加成数)的酯化率分别可达90.91%和91.06%。结果表明,壬基环己醇聚氧乙烯醚(5)硫酸钠水溶液与脂肪醇聚氧乙烯醚(3)硫酸钠(AES)具有相近的表界面活性。合成产物壬基环己醇聚氧乙烯醚硫酸钠具有和壬基环己醇聚氧乙烯醚相当的润湿及泡沫性能,比AES具有更好的润湿、泡沫及乳化性能。

关键词：壬基环己醇聚氧乙烯醚硫酸钠脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠聚氧乙烯醚表面活性剂表界面活性

旋涂两步法甲脒铅基钙钛矿太阳能电池近期研究进展

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化学学报 2024年

作者：陈宇波郑德旭王楠刘吉双于凤阳吴飒建刘生忠李智鹏中国科学院大连化学物理研究所大连清洁能源国家实验室中核光电科技(上海)有限公司陕西师范大学材料科学与工程学院应用表面与胶体化学教育部重点实验室陕西省先进能源器件重点实验室陕西省先进能源技术工程实验室先进能源材料研究所

近年来，钙钛矿太阳能电池因其优越的光电转换性能而备受关注。然而，在扩大规模过程中往往会出现严重的效率损失，这限制了其进一步商业化。开发一种低成本、可扩展、可控制的生产方法至关重要。在各种制备方法中，溶液两步法具有制备... 详细信息

近年来，钙钛矿太阳能电池因其优越的光电转换性能而备受关注。然而，在扩大规模过程中往往会出现严重的效率损失，这限制了其进一步商业化。开发一种低成本、可扩展、可控制的生产方法至关重要。在各种制备方法中，溶液两步法具有制备简单、重复性好和操作性高等优点，有利于实现可控制备大面积高质量钙钛矿薄膜，在商业应用中潜力巨大。基于钙钛矿的制备被分成两步这一特性，两步法的调控方向更多，目前已有众多研究工作被报道。本篇综述详细介绍旋涂溶液两步法在添加剂工程、界面修饰、溶剂工程和其他工程的最新进展，并分析旋涂溶液两步法面临的挑战和未来的研究前景，旨在对大面积、高性能的钙钛矿太阳能电池研究提供有益参考。

关键词：钙钛矿太阳能电池两步法旋涂光电转化效率