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MOFs/PEI混合基质膜的制备及CO分离性能研究

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化学工业与工程 2023年

作者：马英楠何兴艳唐少华刘娜曾乐林湖南理工学院化工学院

二氧化碳的分离和捕获对可持续发展具有重要意义。聚醚酰亚胺(PEI)具有优异的耐溶剂、耐高温、选择性高等优势，然而CO2渗透性能低成为限制其进一步发展的关键瓶颈。本研究通过引入2种三维MOFs颗粒(UIO-66和MIL-101(Cr))及2种二维MOFs... 详细信息

二氧化碳的分离和捕获对可持续发展具有重要意义。聚醚酰亚胺(PEI)具有优异的耐溶剂、耐高温、选择性高等优势，然而CO2渗透性能低成为限制其进一步发展的关键瓶颈。本研究通过引入2种三维MOFs颗粒(UIO-66和MIL-101(Cr))及2种二维MOFs纳米片(CuBDC和Zn2bim4)制备了4种MOFs/PEI混合基质膜(MMMs)，对膜的物理化学性质及CO2分离性能展开深入研究。结果表明MOFs的引入大幅提高了PEI膜的CO2扩散系数及分离性能，并改善了PEI膜的抗CO2塑化性能。同时，相比三维MOFs颗粒，二维CuBDC纳米片与PEI表现出更高的相容性，其填料含量为20%时MMMs的CO2渗透通量相比纯PEI膜提高了3.5倍，其CO2/CH4选择性提高了2.2倍。以二维MOFs纳米片为功能性填料制备混合基质膜用于CO2分离是一种有效的策略。

关键词： CO 分离膜分离混合基质膜二维MOFs纳米片

MOFs/PEI混合基质膜的制备及CO_(2)分离性能研究

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化学工业与工程 2023年第3期40卷 84-95页

作者：马英楠何兴艳唐少华刘娜曾乐林湖南理工学院化工学院湖南岳阳414006

二氧化碳的分离和捕获对可持续发展具有重要意义。聚醚酰亚胺(PEI)具有优异的耐溶剂、耐高温、选择性高等优势,然而CO_(2)渗透性能低成为限制其进一步发展的关键瓶颈。通过引入2种三维MOFs颗粒[UIO-66和MIL^(-1)01(Cr)]及2种二维MOFs纳... 详细信息

二氧化碳的分离和捕获对可持续发展具有重要意义。聚醚酰亚胺(PEI)具有优异的耐溶剂、耐高温、选择性高等优势,然而CO_(2)渗透性能低成为限制其进一步发展的关键瓶颈。通过引入2种三维MOFs颗粒[UIO-66和MIL^(-1)01(Cr)]及2种二维MOFs纳米片[CuBDC和Zn2(bim)4]制备了4种MOFs/PEI混合基质膜(MMMs),对膜的物理化学性质及CO_(2)分离性能展开深入研究。结果表明MOFs的引入大幅提高了PEI膜的CO_(2)扩散系数及分离性能,并改善了PEI膜的抗CO_(2)塑化性能。同时,相比三维MOFs颗粒,二维CuBDC纳米片与PEI表现出更高的相容性,其填料含量为20%时MMMs的CO_(2)渗透通量相比纯PEI膜提高了3.5倍,其CO_(2)/CH4选择性提高了2.2倍。以二维MOFs纳米片为功能性填料制备混合基质膜用于CO_(2)分离是一种有效的策略。

关键词： CO_(2)分离膜分离混合基质膜二维MOFs纳米片

高岭土/二甲基亚砜插层物合成ZSM-5沸石的表征

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石油学报（石油加工） 2019年第3期35卷 473-478页

作者：张培青刘思成何理均郑淑琴任劭湖南理工学院化学化工学院

引入高岭土/二甲基亚砜插层物(KDC)在水热合成体系下制备ZSM-5沸石复合材料。考察了KDC不同加入量对合成ZSM-5沸石分子筛的影响。采用粉末X射线衍射法、红外光谱(FT-IR)、热重-差热(TG-DTA)、N2静态吸附法、电子扫描电镜和透射电镜对合... 详细信息

引入高岭土/二甲基亚砜插层物(KDC)在水热合成体系下制备ZSM-5沸石复合材料。考察了KDC不同加入量对合成ZSM-5沸石分子筛的影响。采用粉末X射线衍射法、红外光谱(FT-IR)、热重-差热(TG-DTA)、N2静态吸附法、电子扫描电镜和透射电镜对合成的ZSM-5分子筛进行分析表征。结果表明,在合成体系中加入KDC合成的ZSM-5沸石分子筛物相单一,当KDC的加入质量分数为6%时,其相对结晶度达到55%,热稳定性较好,粒径约为5μm,BET比表面积和孔径分别达到了199m2/g和6.6nm,具有介孔结构。

关键词：二甲基亚砜(DMSO) 高岭土插层复合物 ZSM-5沸石

聚集诱导发光可视化振荡反应非线性变化的综合创新实验

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化学教育（中英文） 2024年第10期45卷 50-55页

作者：阳彩霞侯朝辉粟芳许文苑梁恩湘张建策湖南理工学院化学化工学院湖南岳阳414006

为了推进创新型人才的培养,将科研前沿聚集诱导发光现象(AIE)和非平衡态非线性变化体系(以pH振荡反应为例)相结合的科研成果引入大学综合创新实验。该实验涵盖了有机合成、荧光性能表征和振荡反应非线性变化可视化的构建方法,实验内容... 详细信息

为了推进创新型人才的培养,将科研前沿聚集诱导发光现象(AIE)和非平衡态非线性变化体系(以pH振荡反应为例)相结合的科研成果引入大学综合创新实验。该实验涵盖了有机合成、荧光性能表征和振荡反应非线性变化可视化的构建方法,实验内容多学科交叉融合,涉及有机化学、分析化学和物理化学等内容。通过本实验学习,学生将掌握有机化学的重要理论知识、基本实验操作,促进学生对结构和性质表征手段的掌握,直观深入理解非平衡态非线性变化体系的原理,激发学生的学习兴趣。因此,该实验有利于科研创新能力和科学思维的培养。

关键词：化学综合实验聚集诱导发光 pH振荡反应非平衡态非线性变化体系

衍生多孔碳材料在固相微萃取中的应用研究进展

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色谱 2022年第10期40卷 882-888页

作者：况逸馨周素馨胡亚兰郑娟欧阳钢锋中山大学化学学院广东广州510006 湖南理工学院化学化工学院湖南岳阳414006

固相微萃取是一种集采样、萃取、富集和进样于一体的样品前处理技术,其萃取效果与涂层材料密切相关。多孔碳材料具有比表面积大、多孔结构可控、活性位点多和化学稳定性好等优点,广泛应用于电池、超级电容器、催化、吸附和分离等领域,... 详细信息

固相微萃取是一种集采样、萃取、富集和进样于一体的样品前处理技术,其萃取效果与涂层材料密切相关。多孔碳材料具有比表面积大、多孔结构可控、活性位点多和化学稳定性好等优点,广泛应用于电池、超级电容器、催化、吸附和分离等领域,也是一种热门的用作固相微萃取探针的涂层材料。衍生多孔碳材料因种类丰富、可设计性强被广泛研究,研究主要集中在对衍生多孔碳材料的结构优化方面。但是衍生多孔碳材料在固相微萃取中的应用还存在如下问题:(1)共价有机框架衍生多孔碳材料的制备已取得较大进展,但将其应用于固相微萃取领域的研究仍较少;(2)有待进一步明确制备出的衍生多孔碳材料用作固相微萃取涂层表现出优异提取能力的机理;(3)有待进一步深入研究将衍生多孔碳材料用作固相微萃取涂层以实现对不同物理化学性质污染物的广谱高灵敏度分析。文章综述了近3年衍生多孔碳材料在固相微萃取中的应用研究,并展望了未来衍生多孔碳材料在固相微萃取中的研究前景。引用文献共56篇,主要来源于Elsevier。

关键词：衍生多孔碳生物质炭金属有机框架固相微萃取

磷酸修饰ZnO／ZnAl2O4纳米复合球状光催化剂及其活性

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中国有色金属学报 2018年第7期28卷 1335-1342页

作者：张丽粱青满戴超华周民杰阎建辉湖南理工学院化学化工学院岳阳414006

采用一步水热法制备ZnO/ZnAl_2O_4复合光催化剂前驱体。用不同量的磷酸溶液通过浸渍蒸干法对样品进行修饰,并于不同温度下焙烧获得高活性ZnO/ZnAl_2O_4纳米复合光催化剂。采用XRD、SEM、TEM、BET和TG-DTA等技术对所得样品进行表征。在... 详细信息

采用一步水热法制备ZnO/ZnAl_2O_4复合光催化剂前驱体。用不同量的磷酸溶液通过浸渍蒸干法对样品进行修饰,并于不同温度下焙烧获得高活性ZnO/ZnAl_2O_4纳米复合光催化剂。采用XRD、SEM、TEM、BET和TG-DTA等技术对所得样品进行表征。在模拟太阳光下,以光催化降解甲基橙和还原CO_2评价样品的光催化活性,并考察磷酸修饰量、样品焙烧温度对光催化活性的影响。结果表明:磷酸修饰可提高样品的高温稳定性、晶化程度及比表面积。当磷酸修饰量为n(Zn):n(P)为100:2.0时,经500℃焙烧后所得样品的光催化活性最佳。当光催化剂用量为0.5 g/L时,在60 min内对25 mg/L甲基橙溶液的脱色率达到98%,较未修饰样品的提高15.3%。对最佳条件下所得样品进行CO_2光催化还原,当催化剂用量为1.0 g/L、反应6 h后,所得还原产物中甲醇的生成量为1.60mmol/g。

关键词： ZnO/ZnAl2O4 磷酸修饰光催化活性催化剂

石墨烯-ZnIn_2S_4纳米复合微球的制备及光催化产氢活性

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无机材料学报 2015年第7期30卷 713-718页

作者：周民杰张娜侯朝辉湖南理工学院化学化工学院岳阳414006

采用光催化还原法制备了石墨烯-Zn In2S4纳米复合微球。采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、XPS和DRS等手段对样品进行表征,结果表明,经过光催化还原处理后氧化石墨被还原成石墨烯,Zn In2S4纳米微球负载在石墨烯表面。光催化产氢的实验结果表明... 详细信息

采用光催化还原法制备了石墨烯-Zn In2S4纳米复合微球。采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、XPS和DRS等手段对样品进行表征,结果表明,经过光催化还原处理后氧化石墨被还原成石墨烯,Zn In2S4纳米微球负载在石墨烯表面。光催化产氢的实验结果表明,当石墨烯含量为2.0wt%、光催化还原时间为24 h时,石墨烯-Zn In2S4纳米复合微球在模拟太阳光下产氢量达到1540.8μmol,是纯Zn In2S4纳米微球的9.8倍。增强光催化性能的原因归结为石墨烯在复合光催化剂中起到了电子快速传输作用,同时还对纳米复合微球光催化产氢反应机理进行了分析讨论。

关键词：光催化还原法 ZnIn2S4纳米微球石墨烯产氢

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异戊二烯对苯乙烯-间戊二烯共聚合的影响

高分子材料科学与工程 2023年第3期39卷 16-25页

作者：熊巧巧古卓玮谢锋历杨帅彭承俊刘文强陈豪陈仕兵张迪青龚林林肖哲袁煜艳佘振银夏金魁许俊东李安刘坤湖南理工学院化学化工学院湖南岳阳414000 中石化巴陵石油化工有限公司湖南岳阳414000

二烯烃-苯乙烯类单体序列结构极大程度上影响相关橡胶类产品(丁苯橡胶、多元集成橡胶)或树脂产品(丁苯树脂)的综合性能。活性阴离子聚合在共聚单体序列类型调控方面具有极大的优势,如严格嵌段序列、渐变嵌段序列、无规序列及交替序列等... 详细信息

二烯烃-苯乙烯类单体序列结构极大程度上影响相关橡胶类产品(丁苯橡胶、多元集成橡胶)或树脂产品(丁苯树脂)的综合性能。活性阴离子聚合在共聚单体序列类型调控方面具有极大的优势,如严格嵌段序列、渐变嵌段序列、无规序列及交替序列等。新型间戊二烯(PD)单体可以通过阴离子共聚合实现其与苯乙烯类单体特殊交替序列共聚物的合成,异戊二烯(IP)阴离子聚合可以实现高顺式1,4-结构聚合物的定向合成。文中以PD、苯乙烯(ST)和IP为共聚单体,在环己烷中(含0.015%四氢呋喃)通过正丁基锂(n-BuLi)引发聚合合成了多元共聚物,重点考察了共聚动力学和共聚物的微观结构。实验结果表明:(1)聚合动力学显示均聚合速率ST>IP>>PD,ST/IP和PD/IP二元共聚显示经典“双S”转化率曲线,ST/PD二元共聚速率与IP均聚速率相当(;2)核磁氢谱和竞聚率数据显示ST/PD二元共聚符合经典交替共聚行为,结合红外数据表明,二元共聚产物1,4-结构含量高于90%,反1,4-结构含量高于85%;(3)三元共聚转化率与瞬时共聚单体组成关系表明,异戊二烯以高顺1,4-结构插入苯乙烯-间戊二烯序列中,三元共聚产物中无明显苯乙烯微嵌段序列和聚间戊二烯序列,无规化程度高(;4)三元共聚均具有明显的活性可控聚合特征,相对分子质量与理论值高度吻合,分子量分布(D)均小于1.10;(5)差示扫描量热分析结果显示,三元序列共聚物是只有唯一Tg的无定形聚合物,共聚单体倾向无规序列排布(;6)基于ST/PD特殊的二元交替共聚,推测了ST/IP/PD可能的三元聚合机理。

关键词：间戊二烯苯乙烯异戊二烯交替共聚无规共聚序列分布

苯乙烯-间戊二烯-对甲基苯乙烯阴离子共聚合

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高分子材料科学与工程 2023年第1期39卷 25-34页

作者：古卓玮熊巧巧杨帅谢锋历彭承俊龚林林佘振银夏金魁肖哲许俊东李立军李安刘坤湖南理工学院化学化工学院湖南岳阳414000 中石化巴陵石油化工有限公司湖南岳阳414000

间戊二烯单体与苯乙烯可以通过阴离子共聚合实现特殊交替序列结构共聚物,此类材料在高抗冲击性树脂和增韧材料方面有特殊用途。本文利用苯乙烯(ST)、间戊二烯(PD)和对甲基苯乙烯(MST)的阴离子共聚合方法,通过“一步法”制备了新型序列... 详细信息

间戊二烯单体与苯乙烯可以通过阴离子共聚合实现特殊交替序列结构共聚物,此类材料在高抗冲击性树脂和增韧材料方面有特殊用途。本文利用苯乙烯(ST)、间戊二烯(PD)和对甲基苯乙烯(MST)的阴离子共聚合方法,通过“一步法”制备了新型序列共聚物,并对聚合动力学及共聚物微观序列结构进行了系统研究。研究表明:均聚单体活性ST>MST>>PD,聚合反应动力学级数n=1,单体均可以定量转化;^(1)H-NMR在线分析表明,PD/ST和PD/MST共聚单体等摩尔消耗,结合竞聚率数据推测PD倾向与苯乙烯类单体均可形成交替结构,且PD主要是1,4-加成方式嵌入主链;三元共聚活性可控程度极佳,相对分子质量与转化率成良好的线性关系,分子量分布低于1.10;三元共聚物中间戊二烯组成(FPD=0.5)似乎与转化率无关,但ST和MST共聚单体含量均与转化率成线性关系;基于PD独特的二元交替共聚行为,推测了可能共聚合机理。

关键词：间戊二烯对甲基苯乙烯苯乙烯交替共聚活性可控聚合机理