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静电纺丝纳米纤维膜呼吸防护口罩研究进展

化工进展 2024年

作者：何小龙康玉堂邹栋仲兆祥南京工业大学环境科学与工程学院材料化学工程国家重点实验室

空气污染问题严重威胁着人类健康，呼吸防护口罩可有效阻止空气污染物对人体健康的损害以及呼吸道传染病的传播。然而，传统的微米级纤维口罩存在不可重复使用、功能单一等缺点，由静电纺丝技术制备的纳米纤维膜在呼吸防护口罩方面展现... 详细信息

空气污染问题严重威胁着人类健康，呼吸防护口罩可有效阻止空气污染物对人体健康的损害以及呼吸道传染病的传播。然而，传统的微米级纤维口罩存在不可重复使用、功能单一等缺点，由静电纺丝技术制备的纳米纤维膜在呼吸防护口罩方面展现出高效、低阻、多功能等诸多优势。本文从研究背景、工作原理、制备方法以及实际应用等角度综述了近年来基于静电纺丝纳米纤维膜的呼吸防护口罩研究进展，包括耐用型纳米纤维膜口罩、抗菌型纳米纤维膜口罩、挥发性有机物吸附型纳米纤维膜口罩以及可降解型纳米纤维膜口罩等。最后对静电纺丝纳米纤维膜呼吸防护口罩面临的挑战和未来研究方向进行了探讨，指出未来呼吸防护口罩的新发展方向包括：良好的抗湿性能、优异的舒适性以及多污染物协同拦截性能等。综述结果表明，静电纺丝纳米纤维膜口罩在呼吸防护方面存在着巨大的发展潜力和应用前景，可以更好地应对日益复杂多样的呼吸防护应用需求。

关键词：静电纺丝呼吸防护多功能口罩纳米材料膜制备

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数字石化化工与碳安全

化工进展 2024年第10期43卷 5339-5352,F0004页

作者：徐晨光张燕杨彦纪红兵广西大学化学化工学院广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室广西南宁530004 浙江工业大学化学工程学院浙江绿色石化与轻烃转化研究院浙江杭州310014 广东工业大学轻工化工学院广东广州510006

第二十八届联合国气候变化大会(COP28)要求本十年结束前加大气候行动力度,实现将全球气温升幅限制在1.5℃以内的总体目标。石化化工行业作为重要碳排放来源,数字化转型被认为提供了降低碳排放、提升碳效率的新途径。数字化技术的应用已... 详细信息

第二十八届联合国气候变化大会(COP28)要求本十年结束前加大气候行动力度,实现将全球气温升幅限制在1.5℃以内的总体目标。石化化工行业作为重要碳排放来源,数字化转型被认为提供了降低碳排放、提升碳效率的新途径。数字化技术的应用已经在石化化工行业中逐步展开,数字化与双碳的紧密结合促进了石化化工的绿色高效发展。本文从数字化与碳安全两方面入手,首先通过数字化技术在石化化工的应用实例分析了数字化技术结合低碳发展的优势与问题,率先提出石化化工碳链理论,即数字化与双碳目标的有机结合,认为工业碳链中碳工程给出了石化化工低碳发展的路径,是践行新质生产力重要举措。从政策要求、能源挑战和产品出口等3个维度进行了分析石化化工的碳安全。

关键词：石化化工数字化转型化工产业链碳核算碳负荷工业碳链理论

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硫族MAX相硼化物的物相稳定性和性能预测

无机材料学报 2024年第2期39卷 225-232,I0001-I0003页

作者：张宇晨陆知遥赫晓东宋广平朱春城郑永挺柏跃磊哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室/复合材料与结构研究所哈尔滨150080 哈尔滨师范大学化学与化工学院哈尔滨150025

Zr2SB、Hf2SB、Zr2SeB、Hf2SeB、Hf2TeB都是近期发现的硫族MAX相硼化物,与典型MAX相相比,具有明显不同的性质,因此备受人们关注。本文采用第一性原理并结合“线性优化法”、键刚度模型和准简谐近似研究了MAX相硼化物(M=Zr,Hf;A=S,Se,Te... 详细信息

Zr2SB、Hf2SB、Zr2SeB、Hf2SeB、Hf2TeB都是近期发现的硫族MAX相硼化物,与典型MAX相相比,具有明显不同的性质,因此备受人们关注。本文采用第一性原理并结合“线性优化法”、键刚度模型和准简谐近似研究了MAX相硼化物(M=Zr,Hf;A=S,Se,Te)的物相稳定性、力学性能和热性能。理论分析结果与目前可用的实验结果一致。经热力学和本征稳定性分析后发现,只有M2AB可以稳定存在。较短的M−A键与M−B键长使Hf系化合物的键刚度高于Zr系化合物,这也同样导致Hf系化合物的硬度高于Zr系。随着A元素由S到Se再到Te,M−B与M−A键长逐渐增加,键刚度减小导致弹性模量降低。而且,这些化合物的体积模量取决于其平均化学键刚度。更加重要的是,最弱键和最强键的刚度比(kmin/kmax)较高,显示这些MAX相硼化物不同于传统MAX相,均呈本征脆性。考虑晶格振动(声子)和电子激发的贡献后计算得到M2AB等压热容及热膨胀系数(TEC),均在300 K以下随温度升高先快速上升后上升速率逐渐降低,这与其它MAX相类似。较低的键刚度导致Zr系MAX相硼化物的平均线热膨胀系数整体上高于Hf系,而且在300~1300 K区间与大部分MAX和MAB相一致。

关键词：第一性原理 MAX相硼化物物相稳定性力学行为热学性能

固体推进剂用新型Schiff碱类高效键合剂的合成及性能表征

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火炸药学报 2024年第7期47卷 649-655,I0004页

作者：武卓赵志坤徐爽李洪旭杨玉林庞爱民哈尔滨工业大学化工与化学学院新能源转换与存储关键材料技术工业和信息部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 航天化学动力技术重点实验室湖北襄阳441003 湖北航天化学技术研究所湖北襄阳441003

为提高丁羟四组元推进剂和CL-20/GAP推进剂的力学性能,解决新的推进剂填料基体界面“脱湿”问题,设计合成了新型Schiff碱键合剂;采用傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜及万能材料拉伸机等对键合剂的键合效果和推进剂的力学性能进行了表... 详细信息

为提高丁羟四组元推进剂和CL-20/GAP推进剂的力学性能,解决新的推进剂填料基体界面“脱湿”问题,设计合成了新型Schiff碱键合剂;采用傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜及万能材料拉伸机等对键合剂的键合效果和推进剂的力学性能进行了表征。结果表明,合成的新型Schiff碱键合剂包含键合剂必备官能团且在AP表面存在明显键合,新型Schiff碱键合剂有望取代有毒MAPO,可明显提高丁羟四组元推进剂的力学性能,使丁羟四组元推进剂常温拉伸强度达到0.7 MPa,常温延伸率大于55%,高温延伸率大于50%,低温延伸率大于60%,并可以明显改善丁羟四组元推进剂的工艺性能;在CL-20/GAP推进剂中,新型Schiff碱键合剂可同时提高推进剂的拉伸强度和延伸率。

关键词：材料力学丁羟推进剂键合剂力学性能 Schiff碱界面脱湿 MAPO

可见光氧化还原钴催化立体发散性合成1,4-二烯

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第6期61卷 291-300页

作者：任行宇刘佳俊张士启李彦霖崔坤李静顾正洋夏纪宝盐城工学院化学化工学院和纺织服装学院江苏盐城224003 中国科学院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室甘肃兰州730000 杭州师范大学材料化学与化工学院教育部有机硅化学与材料技术重点实验室浙江杭州311121

1,4-二烯是一类重要的烯烃化合物,其分子骨架广泛存在于药物和天然产物中.由于1,4-二烯分子在有机合成中具有重要作用,目前其合成方法已被广泛研究,包括1,3-二烯的氢烯基化、炔烃的氢烯丙基化、乙烯基和烯丙基试剂的交叉偶联等.然而,由... 详细信息

1,4-二烯是一类重要的烯烃化合物,其分子骨架广泛存在于药物和天然产物中.由于1,4-二烯分子在有机合成中具有重要作用,目前其合成方法已被广泛研究,包括1,3-二烯的氢烯基化、炔烃的氢烯丙基化、乙烯基和烯丙基试剂的交叉偶联等.然而,由于1,4-二烯的热力学稳定性,现有的合成方法主要倾向于生成E-立体选择性的产物,而Z-异构体的生成则相对困难.值得注意的是,通过同一组底物同时构建1,4-二烯的Z和E异构体的立体发散性合成策略鲜有报道.因此,发展新型催化体系,以同时构建1,4-二烯的Z和E异构体具有十分重要的意义和应用前景.本文报道了一种高效的可见光光致氧化还原/钴协同催化策略,该策略以联烯与炔烃为原料,通过调控反应溶剂即可实现立体发散性地构建Z,E-和E,E-1,4-二烯化合物.该反应在室温下,以2,4,5,6-四(9-咔唑基)-间苯二腈(4CzIPN)作为光敏剂,4,6-双(二苯基膦基)-10H-吩噁嗪为配体,H_(2)O和DIPEA作为氢源,实现了1,4-二烯的高效合成.值得一提的是,通过简单地调控溶剂可以直接控制产物的立体选择性,即以乙腈为溶剂时可得到Z,E-1,4-二烯产物,而使用2-MeTHF作为溶剂时,则得到E,E-1,4-二烯产物.此外,该反应对炔烃底物具有良好的兼容性,包括乙基、硅醚、羟基和环丙基等非对称的芳基烷基内炔,均能与联烯有效偶联,以较高收率得到目标产物.此外,芳基上带有各种富电子和缺电子基团的炔烃也能很好地参与反应.联烯底物研究结果表明,联烯上的酯基对反应效率有显著影响,具有较小酯取代基的联烯,如甲基和乙基,反应活性较低,相应的产物收率较低;而具有较大酯基的联烯,如异丙基、苄基和叔丁基,则能获得更高的产率.此外,当使用苯基、酸酐、二苯基氧化膦或磺酰基等其他官能团取代的联烯时,反应无法发生.通过氘代实验、荧光猝灭实验等一系列控制实验以及密度泛函理论计算,揭示了该反应机制.反应过程涉及五元钴环戊烯中间体的分解,并通过光催化的能量转移过程实现了E,E-1,4-二烯的E→Z异构化,最终实现Z,E-1,4-二烯的立体选择性合成.综上所述,本文提出了一种新的钴催化炔烃-联烯的选择性还原偶联反应.通过结合可见光光致氧化还原与钴协同催化策略,在温和的条件下,以H_(2)O和DIPEA作为氢源,实现了具有良好区域选择性和立体选择性的Z,E-和E,E-1,4-二烯的立体发散性合成.通过控制反应溶剂来实现立体选择性,本研究为立体发散性合成1,4-二烯化合物提供了一种简单有效的新途径.

关键词： 1,4-二烯钴催化光氧化还原还原偶联炔烃联烯

N-苄基丙烯酰胺的电化学三氟甲基化/螺环化合成三氟甲基取代2-氮杂螺[4.5]癸烷

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有机化学 2024年第3期44卷 981-988页

作者：周兰何红杨德巧侯中伟王磊台州学院高等研究院药学院浙江台州318000 杭州师范大学材料与化学化工学院、有机硅化学及材料技术教育部重点实验室杭州311121 中国科学院上海有机化学研究所、金属有机化学国家重点实验室上海200032

利用CF_(3)SO_(2)Na作为三氟甲基来源,开发了N-苄基丙烯酰胺的电化学三氟甲基化/螺环化反应.该方法在室温下于一个简单未分室电解池中进行,无需依赖金属试剂和氧化剂,为构建系列三氟甲基取代2-氮杂螺[4.5]癸烷提供了绿色和高效的路径.此... 详细信息

利用CF_(3)SO_(2)Na作为三氟甲基来源,开发了N-苄基丙烯酰胺的电化学三氟甲基化/螺环化反应.该方法在室温下于一个简单未分室电解池中进行,无需依赖金属试剂和氧化剂,为构建系列三氟甲基取代2-氮杂螺[4.5]癸烷提供了绿色和高效的路径.此外,反应易进行克级合成和转化.

关键词：有机电化学三氟甲基化螺环化螺环产物

NiPd/TiO_(2)催化剂的制备及催化甲酸分解制氢

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精细化工 2024年第6期41卷 1302-1309页

作者：吴慧郑君宁左佑华许立信叶明富万超安徽工业大学化学与化工学院安徽马鞍山243000 南开大学先进能源材料化学教育部重点实验室天津300071 宁德师范学院绿色能源与环境催化福建高校重点实验室福建宁德352100 常州大学江苏省绿色催化材料与技术重点实验室江苏常州213164 浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310058

高效、清洁且无毒无害的催化剂是实现以甲酸(HCOOH)为化学储氢材料分解制氢的重点。首先,通过水热法453 K下制备了TiO_(2)载体;然后,通过浸渍法将活性组分Ni、Pd负载到TiO_(2)载体上合成了NiPd/TiO_(2)催化剂。采用SEM、TEM、N2吸附-脱... 详细信息

高效、清洁且无毒无害的催化剂是实现以甲酸(HCOOH)为化学储氢材料分解制氢的重点。首先,通过水热法453 K下制备了TiO_(2)载体;然后,通过浸渍法将活性组分Ni、Pd负载到TiO_(2)载体上合成了NiPd/TiO_(2)催化剂。采用SEM、TEM、N2吸附-脱附、XRD、XPS、UV-Vis DRS对催化剂样品进行了表征。探究了由不同n(Ni)∶n(Pd)制备的催化剂对催化甲酸分解制氢性能的影响。结果表明,NiPd金属粒子对TiO_(2)的改性不仅扩大了TiO_(2)的光吸收范围,还有助于电荷分离,加速光催化反应的进行。在光照下,当NiPd/TiO_(2)催化剂中n(Ni)∶n(Pd)=2∶8时,催化剂的反应转化频率(TOF)最大,为3528 h^(–1)(323 K下),甲酸分解的活化能(E_(a))为53.9 kJ/mol。

关键词： NiPd催化剂甲酸分解制氢 TiO_(2) 光照

TiO_(2)@V_(2)O_(5)空心纳米球催化剂增强MgH_(2)体系储氢性能

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科学通报 2024年第14期69卷 1923-1933页

作者：史柯柯刘木子刘芳田甜王佳丽陈伟刘光宋宇飞李晋平太原理工大学化学工程与技术学院气体能源高效清洁利用山西省重点实验室太原030024 北京化工大学化学学院化工资源有效利用国家重点实验室北京100029

氢化镁(MgH_(2))是一种具有高储氢容量(7.6 wt%)的固态储氢材料,但其热力学稳定性高,动力学缓慢,限制了广泛应用.双金属氧化物催化剂对MgH_(2)储氢性能的积极影响已被许多研究者认可.本文采用简便的方法合成了具有纳米空心球结构的TiO_(... 详细信息

氢化镁(MgH_(2))是一种具有高储氢容量(7.6 wt%)的固态储氢材料,但其热力学稳定性高,动力学缓慢,限制了广泛应用.双金属氧化物催化剂对MgH_(2)储氢性能的积极影响已被许多研究者认可.本文采用简便的方法合成了具有纳米空心球结构的TiO_(2)@V_(2)O_(5)双金属氧化物催化剂.添加12 wt%TiO_(2)@V_(2)O_(5)后,MgH_(2)的起始解吸温度显著降低至204℃.在100℃条件下,MgH_(2)在15 min内吸附4.21 wt%的H_(2),在300℃条件下释放6.18 wt%的H_(2),MgH_(2)的活化能从142.78 kJ/mol降低到86.47 kJ/mol.差示扫描量热分析(differential scanning calorimeter,DSC)结果表明,MgH_(2)的氢解吸活化能从197 kJ/mol降低到76.32 kJ/mol.在300℃下循环30次后,储氢量可保持98.49%.研究表明,钛价态的可逆变化和还原金属V的催化作用改善了MgH_(2)动力学及稳定性.

关键词：氢化镁二氧化钛五氧化二钒动力学性能循环稳定性

GH5188高温合金TLP接头等温凝固过程数值计算

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稀有金属材料与工程 2024年第8期53卷 2217-2222页

作者：滕俊飞伍大为李家豪周惠焱周嘉禾林铁松黄永德中国航空制造技术研究院航空焊接与连接航空科技重点实验室北京100024 南昌航空大学航空制造工程学院江西南昌330063 浙江工业大学化工机械设计研究所浙江杭州310014 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

瞬间液相扩散焊接过程中一个重要的参数是完全等温凝固所需的时间,本研究选用自主研制的KCo10钴基中间层进行试验,在1130、1150和1180℃(1403、1423和1453 K)的温度下进行了不同保温时间的焊接。以共晶液相两侧的固溶体作为边界,测量平... 详细信息

瞬间液相扩散焊接过程中一个重要的参数是完全等温凝固所需的时间,本研究选用自主研制的KCo10钴基中间层进行试验,在1130、1150和1180℃(1403、1423和1453 K)的温度下进行了不同保温时间的焊接。以共晶液相两侧的固溶体作为边界,测量平均非等温凝固区域快速凝固区(ASZ)尺寸。通过测量ASZ的尺寸随焊接时间的平方根变化的情况,采用数据拟合的方式得出ASZ尺寸与结合时间的线性关系,然后基于菲克第二定律随时间变化的扩散方程建立等温凝固过程的数学模型,对等温凝固时间tIS进行模拟求解,从而预测等温凝固所需时间,并经过实验验证了数学模型预测等温凝固时间的准确性。

关键词：瞬间液相扩散焊等温凝固过程 GH5188 菲克第二定律