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分子模拟CH_(4)和CO_(2)在方解石-白云石岩层的吸附机理

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长江大学学报（自然科学版） 2024年第3期21卷 95-104页

作者：方暖陈泽琴刘晓强李美俊蒋松恒敬杰来成都理工大学材料与化学化工学院四川成都610059 中国石油大学(北京)克拉玛依校区石油学院新疆克拉玛依834000 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249

为揭示碳酸盐岩层页岩气的富集特征和开采机理,采用巨正则蒙特卡洛、分子动力学和密度泛函耦合方法探究了不同地质埋深条件下CH_(4)和CO_(2)在方解石-白云石岩层的吸附机理。研究表明,CO_(2)在方解石-白云石岩层的吸附热为38~48 kJ/mol... 详细信息

为揭示碳酸盐岩层页岩气的富集特征和开采机理,采用巨正则蒙特卡洛、分子动力学和密度泛函耦合方法探究了不同地质埋深条件下CH_(4)和CO_(2)在方解石-白云石岩层的吸附机理。研究表明,CO_(2)在方解石-白云石岩层的吸附热为38~48 kJ/mol,其在白云石表面的吸附能大于44 kJ/mol,从理论上证实CO_(2)在白云石表面可形成化学吸附。白云石表面CO_(2)的吸附密度峰大于方解石表面,白云石更有利于CO_(2)的地质封存。随着地质埋深的增加,纯组分CO_(2)和CH_(4)在方解石-白云石岩层的超额吸附量分别在600、1600 m会出现一个极大值;而CH_(4)的总负载量随着地质埋深的增加先迅速增加,在3000 m后增长缓慢。因此,CO_(2)在方解石-白云石岩层地质封存的有利埋深约在600 m,CH_(4)的富集有利区位于3000 m以深。CH_(4)的采收率与CO_(2)的注入压力成正比,并随着地质埋深的增加先增加,当地质埋深大于1000 m后,采收率趋于平稳。该研究为碳酸盐岩层页岩气的储量评估和CO_(2)强化页岩气开采技术的应用提供重要理论依据。

关键词：方解石白云石 CH_(4)吸附 CO_(2)封存采收率分子模拟

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层状结构铝系吸附剂在盐湖提锂领域的研究

化工学报 2023年第12期74卷 4777-4791页

作者：李彦乐刘宜林霍俊杰孙艳霞董生德贺欣许琪马路祥周园海春喜成都理工大学材料与化学化工学院四川成都610059

随着动力电池车的快速发展和广泛应用,锂资源的需求量急剧增加。如何实现我国具有国际资源优势的盐湖锂资源高效利用开发是近几十年来盐湖化工产业亟需解决的关键问题。与国外已实现开发利用的盐湖相比,除了西藏部分盐湖以外,我国盐湖... 详细信息

随着动力电池车的快速发展和广泛应用,锂资源的需求量急剧增加。如何实现我国具有国际资源优势的盐湖锂资源高效利用开发是近几十年来盐湖化工产业亟需解决的关键问题。与国外已实现开发利用的盐湖相比,除了西藏部分盐湖以外,我国盐湖锂资源大多是锂浓度低至几十mg/L、镁锂比极高(约500,甚至更高)的低品位资源。截至目前,基于我国盐湖锂资源的特征,已开发了几种盐湖提锂方法,如膜法、吸附法、太阳池法、溶剂萃取法和电化学法等,部分已成功应用于实际盐湖卤水提锂产业化生产中。其中,吸附法因高Li+选择性、良好的适用性、工艺简单、绿色高效和可循环利用等特性而备受关注。层状结构铝系吸附剂(Li/Al-LDHs)因具有较高的选择性、绿色环保等优势已成功实现产业化应用。然而,该类吸附剂在规模化应用时仍存在动态吸附容量极低、粉化严重等问题,有待进一步深入研究探讨。从Li/Al-LDHs吸附性能与晶体结构间构效关系出发,梳理总结了Li/Al-LDHs吸附剂循环周期短、应用性能差的原因,并从结构稳定性的角度出发,提出了性能提升的解决方案。

关键词：锂盐湖吸附剂晶体结构结构稳定性

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掺铈钛系离子筛的合成及性能研究

高校化学工程学报 2022年第2期36卷 226-234页

作者：袁艺珈赖先熔孙豪阳超钟辉成都理工大学材料与化学化工学院四川成都610059 四川泛宇锂能新材料科技有限公司四川成都610000

以二氧化钛,碳酸锂,六水合硝酸铈为原料,通过高温固相法合成掺铈钛系离子筛前驱体,酸洗后得到掺铈钛系离子筛(HTO-Ce),采用X射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM),X射线光电子能谱仪(XPS)等表征,并进行吸附性能评价,结果表明:掺杂Ce后晶胞结... 详细信息

以二氧化钛,碳酸锂,六水合硝酸铈为原料,通过高温固相法合成掺铈钛系离子筛前驱体,酸洗后得到掺铈钛系离子筛(HTO-Ce),采用X射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM),X射线光电子能谱仪(XPS)等表征,并进行吸附性能评价,结果表明:掺杂Ce后晶胞结构得到改善,对Li^(+)交换效率明显提高,HTO-Ce对Li^(+)的饱和容量吸附容量为32.53 mg×g^(-1),较未改性提高9.4%,在常温和pH=8时即可达到良好的吸附效果,经过20次循环,离子筛对Li^(+)的吸附率保持在80%以上,其晶体结构和新鲜吸附剂保持一致,具有极高的稳定性,在盐湖提锂领域有广阔的应用前景。

关键词：吸附剂动力学模型颗粒钛系离子筛盐湖卤水掺杂

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手性亚砜合成

化学进展 2007年第5期19卷 745-750页

作者：曾庆乐成都理工大学材料与化学化工学院化工与制药系成都610059

手性亚砜及其衍生物广泛作为重要手性中间体和辅剂、手性配体和催化剂、手性药物。手性亚砜可以采用生物方法和化学方法来合成,化学方法包括手性辅剂诱导、手性氧化剂氧化、手性拆分和不对称催化等。本文简要综述了手性亚砜的各种用途... 详细信息

手性亚砜及其衍生物广泛作为重要手性中间体和辅剂、手性配体和催化剂、手性药物。手性亚砜可以采用生物方法和化学方法来合成,化学方法包括手性辅剂诱导、手性氧化剂氧化、手性拆分和不对称催化等。本文简要综述了手性亚砜的各种用途和各种合成方法的研究进展,主要介绍钛和钒催化的不对称硫醚氧化反应,也介绍了作者最近在钒催化的不对称硫醚氧化反应方面所做的研究工作。

关键词：手性亚砜亚砜化反应钒Schiff碱络合物

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电解液改善锂离子电池低温析锂研究进展

储能科学与技术 2024年第7期13卷 2192-2205页

作者：李泽珩徐磊姚雨星闫崇翟喜民郝雪纯陈爱兵黄佳琦别晓非孙焕丽范丽珍张强清华大学化学工程系绿电化工研究中心绿色反应工程与工艺北京市重点实验室北京100084 浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310058 北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081 中国第一汽车股份有限公司吉林长春130013 河北科技大学化学与制药工程学院河北石家庄050018 北京科技大学新材料技术研究院北京100083 清华大学碳中和研究院北京100084 清华大学山西清洁能源研究院山西太原030032

锂离子电池作为便携式电子产品和电动汽车的“心脏”,在推动人类社会的无化石燃料化中发挥着至关重要的作用。然而,在低温条件下(0℃及以下)充电时,锂离子电池电极极化急剧增大,导致了严重的析锂问题。通过合理设计低温电解液,降低低温... 详细信息

锂离子电池作为便携式电子产品和电动汽车的“心脏”,在推动人类社会的无化石燃料化中发挥着至关重要的作用。然而,在低温条件下(0℃及以下)充电时,锂离子电池电极极化急剧增大,导致了严重的析锂问题。通过合理设计低温电解液,降低低温充电时电极极化,并构建稳定的电解液-电极界面,可以有效遏制析锂及其对锂离子电池带来的不利影响。本文首先阐释了低温下锂离子电池析锂的形成机制,并指出低温电解液的设计是改善锂离子电池低温析锂行为的有效途径。接着,本文进一步介绍了缓解低温析锂问题的几种电解液设计策略,包括降低去溶剂化能垒的弱溶剂化电解液和共嵌入电解液、衍生低阻抗固态电解质界面膜(SEI)的局部高盐电解液以及钝化析锂的羧酸酯基高盐电解液,同时比较了这些策略的优劣势。最后,结合现有研究成果,展望了电解液调控低温析锂行为的未来研究方向,提出了发展实时析锂预警方法、采用实用化条件评估电解液抑制低温析锂能力以及设计兼顾电化学动力学和界面稳定性的高比能硅碳负极用低温电解液,以望实现低温锂离子电池的高容量发挥和长循环寿命。

关键词：析锂低温电解液锂离子电池电极极化

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金属化合物用作锂硫电池正极材料的进展

电池 2022年第5期52卷 583-587页

作者：陈莉马路祥董生德周园成都理工大学材料与化学化工学院四川成都610059

锂硫电池是具有发展潜力的高能量密度二次电池。综述金属化合物包覆锂硫电池正极碳基材料的研究进展,并进行展望。正极碳基材料主要有石墨烯、多孔碳、碳纳米管(CNT)和碳布(CC)等。金属化合物主要有Ti、Mn、Fe、Co和Ni系氧化物、硫化物... 详细信息

锂硫电池是具有发展潜力的高能量密度二次电池。综述金属化合物包覆锂硫电池正极碳基材料的研究进展,并进行展望。正极碳基材料主要有石墨烯、多孔碳、碳纳米管(CNT)和碳布(CC)等。金属化合物主要有Ti、Mn、Fe、Co和Ni系氧化物、硫化物。这些化合物通过与正极活性物质复合,提供较多活性位点,吸附电池反应过程中的多硫化锂来减轻穿梭效应,增加锂硫电池性能,但与多硫化锂的作用有限,未来仍需进一步明确掺杂元素的作用机理,以实现最优的电池性能。

关键词：锂硫电池正极材料元素掺杂金属化合物

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四元体系Li^+,K^+//CO_3^(2-),B_4O_7^(2-)-H_2O273K介稳相平衡研究

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化学工程 2008年第9期36卷 47-50页

作者：曾英林晓峰孟世军成都理工大学材料与化学化工学院化工系四川成都610059

针对西藏扎布耶盐湖卤水组成,用等温蒸发平衡法研究了四元体系Li+,K+//CO23-,B4O27--H2O 273 K的相平衡,测定了平衡时各组分的溶解度及平衡液相的密度。四元体系Li+,K+//CO32-,B4O72--H2O273 K时的相图由5条溶解度单变量线、4个结晶区及... 详细信息

针对西藏扎布耶盐湖卤水组成,用等温蒸发平衡法研究了四元体系Li+,K+//CO23-,B4O27--H2O 273 K的相平衡,测定了平衡时各组分的溶解度及平衡液相的密度。四元体系Li+,K+//CO32-,B4O72--H2O273 K时的相图由5条溶解度单变量线、4个结晶区及2个共饱点组成。4个结晶区分别为对应于盐Li2CO3,K2CO3.1.5H2O,K2B4O7.4H2O及Li2B2O4.16H2O。2个共饱点中,一个为Li2CO3,K2CO3.1.5H2O及K2B4O7.4H2O三盐相称共饱点,另一个为Li2CO3,K2B4O7.4H2O和Li2B2O4.16H2O的三盐不相称共饱点。体系属四元水合物相图Ⅰ型,4种原始组分间未形成复盐或固溶体。对于该四元体系273 K和288 K下的介稳相图发现,碳酸锂盐的溶解度呈现较明显的负温度效应,它在273 K下的结晶相区比在288 K下的要小,且析出固相为偏硼酸锂;而碳酸钾、硼酸钾及硼酸锂结晶区则比288 K下的大。

关键词：四元体系相平衡锂盐硼酸盐 273 K

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固相合成法制备六角薄板状CeO_2纳米晶

矿物岩石 2007年第3期27卷 17-22页

作者：李纲张其春周如江成都理工大学材料与化学化工学院四川成都610059 华中科技大学化学与化工系湖北武汉430074

以分子量为600的聚乙二醇(PEG600)为分散剂,通过Ce(NO3)3.6H2O和无水Na2CO3的固相反应制备出混相碳酸铈盐[Ce2O(CO3)2.H2O和Ce2(CO3)3.8H2O]前驱体,热分解该前驱体获得CeO2纳米晶。XRD研究表明,产物归属于立方晶系的方铈石相,空间群为F... 详细信息

以分子量为600的聚乙二醇(PEG600)为分散剂,通过Ce(NO3)3.6H2O和无水Na2CO3的固相反应制备出混相碳酸铈盐[Ce2O(CO3)2.H2O和Ce2(CO3)3.8H2O]前驱体,热分解该前驱体获得CeO2纳米晶。XRD研究表明,产物归属于立方晶系的方铈石相,空间群为Fm3m。混相碳酸铈盐前驱体的反应活性较高,350℃热处理已使其分解完全,获得平均晶粒度仅为6.5 nm的纯CeO2纳米粉体,600℃焙烧产物的平均晶粒度达到27.1 nm,该温度下获得的CeO2微粒呈薄板状,板面平滑,大体呈规整的六边形,板径主要在30 nm^40 nm之间,径/厚比为5~7。在透射电镜下直接观察到的平均颗粒度与采用Scherrer公式计算的平均晶粒度相近,反映出由此固相合成法制备的纳米粉体颗粒较为均匀,从团聚体生长出来的大颗粒较少。

关键词：固相合成 CeO2 六角薄板纳米晶混相碳酸铈盐

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理工科本科生参与科研与保研培养关系研究

中国教育技术装备 2022年第14期 60-62,69页

作者：陈岳恒徐嘉磊邱泽亮黄亚朋李峰成都理工大学材料与化学化工学院 610059 成都理工大学材料与化学化工学院材料科学与工程系 610059 四川大学物理学院 610065

高校理工科高年级本科生参与科研创新活动,十分符合本科教学规律,是培养自主创新意识的重要举措。调研分析两个理工科专业近四年获得保研资格的学生何时参与科研实验、何时保研,得出结论:本科生大二下学期开始科研实验,有充足的时间看... 详细信息

高校理工科高年级本科生参与科研创新活动,十分符合本科教学规律,是培养自主创新意识的重要举措。调研分析两个理工科专业近四年获得保研资格的学生何时参与科研实验、何时保研,得出结论:本科生大二下学期开始科研实验,有充足的时间看文献、做实验、写文章和发表论文,同时能够确保获得保研资格。学生通过参与科研实验能够获取前沿知识并全面了解整个行业的发展,为后续的发展奠定基础。

关键词：理工科本科生科研实验保研