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锂/氟化碳电池电解液的研究进展

储能科学与技术 2024年第5期13卷 1487-1495页

作者：卢俊杰彭丹倪文静杨媛汪靖伦湖南科技大学化学化工学院理论有机化学与功能分子教育部重点实验室湖南湘潭411201

锂/氟化碳(Li/CF_(x))电池作为一种具有最高理论比容量(860 mAh/g)和能量密度(2180 Wh/kg)的一次电池,具有高安全性能、低自放电率、平稳的放电电压和环境友好等优点,广泛应用于医疗、军事、电子科技和航空航天等领域。电解液作为Li/CF_... 详细信息

锂/氟化碳(Li/CF_(x))电池作为一种具有最高理论比容量(860 mAh/g)和能量密度(2180 Wh/kg)的一次电池,具有高安全性能、低自放电率、平稳的放电电压和环境友好等优点,广泛应用于医疗、军事、电子科技和航空航天等领域。电解液作为Li/CF_(x)电池必不可缺的一部分,在正负极之间起到传递离子的作用,具有重要的研究意义。本文从Li/CF_(x)电池的低温性能、倍率性能以及放电平台等方面综述了Li/CF_(x)电池电解液的研究进展;重点阐述了电解液理化性质、界面浸润与相容、锂离子溶剂化结构、C—F键活化和LiF形成与溶解等因素对Li/CF_(x)电池放电性能的影响;最后,对Li/CF_(x)电池新型电解液的研究提出了思考与展望。

关键词：电化学锂/氟化碳电池电解液低温性能倍率性能

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富含氧空位的由多金属氧簇辅助的银基异质结用于高效电催化固氮

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第7期62卷 209-218页

作者：陈昕煜赵聪聪任静李波刘倩倩李葳杨帆陆思琦赵宇飞颜力楷臧宏瑛东北师范大学化学学院功能材料化学研究所纳米生物传感分析吉林省高等学校重点实验室多酸与网格材料化学教育部重点实验室吉林长春130024 北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029 衢州资源化工创新研究院浙江衢州323000

目前工业产氨主要依赖传统的Haber-Bosch工艺,然而该工艺条件苛刻,需要高温(350-550℃)和高压(150-250bar),每年消耗全球能源供应的2%,同时排放4.5亿吨二氧化碳(占全球总排放量的1.6%).近年来,科研工作者致力于开发高效率、高选择性的... 详细信息

目前工业产氨主要依赖传统的Haber-Bosch工艺,然而该工艺条件苛刻,需要高温(350-550℃)和高压(150-250bar),每年消耗全球能源供应的2%,同时排放4.5亿吨二氧化碳(占全球总排放量的1.6%).近年来,科研工作者致力于开发高效率、高选择性的固氮电催化剂,但是由于析氢反应的强烈竞争,目前已报道的氮还原催化剂仍然受到低法拉第效率和低氨产率的限制.因此,开发活性位点丰富、氮气吸附能力强、催化性能优异的氮还原电催化剂成为当务之急.贵金属催化剂由于其纳米结构中富含活性位点,并且金属表界面处具有较好的导电性,因此表现出较高的法拉第效率.而分子催化剂因可调的电子结构和明确的构效关系引起了广泛关注.多金属氧簇是一种典型的金属聚阴离子团簇,由氧原子连接的含氧多面体组成,且具备优异的氧化还原性能.因此,本课题组尝试将多金属氧簇分子引入到氮还原催化剂中,并探究其催化机理.本文选取了一个多金属氧簇为前驱体,在溶剂、还原剂和诱导剂共存时,通过一锅法合成了富含氧空位的AgPW_(11)/Ag纳米方块电催化剂.实验结果表明,富含氧空位的AgPW_(11)/Ag异质结催化剂在-0.2 V(***)电位时表现出高达46.02±1.03μg h^(-1)mg^(-1)_(cat).的氨产率和34.07±0.16%的法拉第效率,催化反应能够稳定运行32h且性能未见衰减,显著优于银催化剂.随后系统地研究了AgPW_(11)/Ag催化剂的氮还原活性位点,发现异质结中的银单质为催化反应提供了高导电性的支持,而催化剂中的银氧簇具有较好的电子得失能力,有利于促进氮还原反应中的六电子转移过程.丰富的氧空位利于吸附氮气,也能协同提升AgPW_(11)/Ag对电化学氮还原的催化活性.密度泛函理论计算结果表明,在还原后的银氧簇中,银原子d轨道与氮气π*轨道之间的强相互作用激活了吸附的氮气,促进了第一个质子化过程:*N_(2)向*N-NH的转化(电化学决速步).综上,本工作建立了异质结催化剂的催化性能与其分子结构之间的构效关系,为开发多金属氧簇及其衍生物作为电催化剂提供了依据和思路.

关键词：多酸金属氧簇电催化氮还原氧空位密度泛函理论异质结

催化剂对煤热解焦油品质的调控及其表面积炭行为的分析

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煤炭学报 2024年第2期49卷 1067-1082页

作者：鲍卫仁王倩李挺田茜王旎晨闫伦靖王美君常丽萍太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 太原理工大学煤科学与技术教育部重点实验室山西太原030024 山西能源学院山西晋中030600

以催化剂为核心和焦油提质为目的的低阶煤热解技术是保障国家能源安全和实现“双碳”目标的煤炭清洁高效转化技术。鉴于煤焦油品质调控和催化剂表面积炭行为的复杂性,阐述了金属、金属氧化物、天然矿物质、分子筛和炭基催化剂对煤和热... 详细信息

以催化剂为核心和焦油提质为目的的低阶煤热解技术是保障国家能源安全和实现“双碳”目标的煤炭清洁高效转化技术。鉴于煤焦油品质调控和催化剂表面积炭行为的复杂性,阐述了金属、金属氧化物、天然矿物质、分子筛和炭基催化剂对煤和热解挥发物的催化作用及其对热解产物分布和组成的影响,并对比分析了各类催化剂的优缺点。探讨不同催化剂物理化学性质的区别及其与催化性能之间的关系,结合煤及热解挥发物中C—C、C—H、C=C、—OH、C=O、C—O和—COOH等化学键的断键行为,揭示了不同催化剂的作用机制。在此基础上,针对催化过程中存在的焦油产率低及提质效果差的问题,提出了利用金属尤其是过渡金属改性催化剂活化热解体系中的内部小分子氢供体和外部固体/气体氢供体对重质组分裂解碎片原位供氢的方法,实现焦油产率的提高及焦油品质的改善。同时,针对催化剂易积炭失活问题,分析了积炭的物理化学性质和组成以及积炭形成的原因。从催化剂设计及热解反应体系出发,分析了多种有效抑制积炭的途径,如多级孔与金属活性位点的组合效应、双金属改性调控Brønsted和Lewis酸性位点的比例、酸碱双功能催化剂的开发以及引入H_(2)O、CH_(4)、C_(2)H_(6)和CH_(3)OH等富氢小分子调控挥发物组成等,以期为低阶煤催化热解技术的发展提供理论基础。

关键词：低阶煤热解挥发物催化裂解焦油提质

鳜twist2序列特征、时空表达模式及靶向miRNAs预测分析

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中国水产科学 2024年第2期31卷 144-154页

作者：程聪益朱鑫曾维宾琴王玮褚武英张建社湖南师范大学生命科学学院省部共建淡水鱼类发育生物学国家重点实验室长沙学院生物与化学工程学院水生动物营养与品质调控湖南省重点实验室

Twist2在调控动物发育过程发挥了重要作用。为解析鳜(Siniperca chuatsi) twist2基因的表达模式以及参与肌肉发育调节的功能和机制,本研究从鳜基因组数据库获得twist2基因序列,采用生物信息学方法对Twist2蛋白特征和同源进化进行了分析... 详细信息

Twist2在调控动物发育过程发挥了重要作用。为解析鳜(Siniperca chuatsi) twist2基因的表达模式以及参与肌肉发育调节的功能和机制,本研究从鳜基因组数据库获得twist2基因序列,采用生物信息学方法对Twist2蛋白特征和同源进化进行了分析。鳜twist2基因所编码的蛋白由162个氨基酸组成,具有一个保守功能域bHLH结构域。基于氨基酸序列的多序列比对结果显示,Twist2蛋白在脊椎动物中具有较高的相似性;采用RT-qPCR技术分析了鳜twist2基因的时空表达规律,发现twist2基因在不同发育阶段存在表达差异,原肠期之前表达水平较低,从神经胚期开始显著上升,尾芽期表达最高;在鳜组织中的表达情况显示,该基因在脾脏中表达量较高,其次是脑和红肌。采用整胚原位杂交技术检测其早期胚胎不同发育阶段的twist2基因定位,发现其主要在神经胚层和体节中特异性表达。采用Targetscan和RNAhybrid工具对可能靶向鳜twist2基因的miRNAs进行预测,结果发现miR-30a、miR-30b、miR-30e-5p和miR-204可能作用于twist2 3'UTR,提示twist2是miR-30a、miR-30b、miR-30e-5p和miR-204的潜在靶基因。鳜短期饥饿胁迫实验显示,在饥饿3 d时twist2的表达与上述miRNAs的表达呈明显的负相关,表明twist2与上述4个miRNAs存在潜在的调控关系。因此,本研究结果将有助于从分子水平了解twist2基因的序列特征、时空表达规律以及其调控肌肉生长发育的潜在功能,为鱼类发育生物学以及健康养殖提供理论依据。

关键词：鳜 twist2 时空表达 miRNA 短期饥饿

掺杂磷烯二维纳米材料对草甘膦吸附机理的研究

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原子与分子物理学报 2025年第4期 64-70页

作者：王群周乃武单正莉覃庆雨刘钰佳王梅梅青刚孙玉希绵阳师范学院生命科学与技术学院绵阳师范学院化学与化学工程学院绵阳师范学院光致功能材料重点实验室曲阜师范大学生命有机分析重点实验室北京市食品风味化学重点实验室

草甘膦是世界上普遍使用的除草剂之一，被广泛使用在农田和非农田杂草的防治.由于草甘膦类除草剂的大范围应用，其对动植物的危害性逐渐受到人们的关注.磷烯二维纳米材料与草甘膦之间相互作用机理的研究对草甘膦的检测及去除具有重大的... 详细信息

草甘膦是世界上普遍使用的除草剂之一，被广泛使用在农田和非农田杂草的防治.由于草甘膦类除草剂的大范围应用，其对动植物的危害性逐渐受到人们的关注.磷烯二维纳米材料与草甘膦之间相互作用机理的研究对草甘膦的检测及去除具有重大的意义.本研究将采用基于密度泛函理论方法考察本征及Al, Ca, Ti及Fe金属原子掺杂的磷烯对草甘膦的吸附，通过吸附能，差分电荷密度，布居电荷分析本征及金属原子掺杂磷烯对草甘膦的吸附机制，从分子和原子水平上研究它们之间的详细机理.研究结果有望为掺杂磷烯材料在草甘膦吸附方面的应用提供有意义的理论参考.

关键词：磷烯掺杂磷烯草甘膦密度泛函理论

金属掺杂的磷烯对亚甲基蓝的吸附机理:DFT-D研究

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原子与分子物理学报 2025年第3期 58-66页

作者：王群周乃武赵虹林杨丽欣邓壹铭单正莉杨志豪邓良平梅青刚孙玉希绵阳师范学院生态安全与保护四川省重点实验室绵阳师范学院生命科学与技术学院绵阳师范学院化学与化学工程学院绵阳师范学院光致功能材料重点实验室曲阜师范大学生命有机分析重点实验室北京市食品风味化学重点实验室

随着工业的发展，染料废水对人类和环境的危害愈加显著，其中偶氮类的亚甲基蓝这种染料废水不仅色度大，而且难以降解.因此设计一种高效且灵敏的吸附剂来去除亚甲基蓝对人类和环境的危害是亟须解决的问题.本研究利用基于色散力校正的密... 详细信息

随着工业的发展，染料废水对人类和环境的危害愈加显著，其中偶氮类的亚甲基蓝这种染料废水不仅色度大，而且难以降解.因此设计一种高效且灵敏的吸附剂来去除亚甲基蓝对人类和环境的危害是亟须解决的问题.本研究利用基于色散力校正的密度泛函理论(DFT-D)的第一性原理方法探索了本征及掺杂磷烯吸附剂对亚甲基蓝的吸附机理，并详细考察了本征及掺杂Al, Ca, Ti和Fe金属原子后的磷烯对亚甲基蓝吸附的影响.研究结果表明亚甲基蓝初始构型会影响磷烯对其吸附，当亚甲基蓝平躺于磷烯表面时有较大的吸附，且金属原子掺杂显著地影响其对亚甲基蓝的吸附能力，掺杂金属原子均增大了磷烯对亚甲基蓝的吸附.其中吸附能力是Fe掺杂磷烯>Ca掺杂磷烯>Ti掺杂磷烯>Al掺杂磷烯.研究结论对于亚甲基蓝的处理带来了新的指导方向，有望为相关染料废水的检测和去除提供有意义的理论参考.

关键词：亚甲基蓝色散力校正密度泛函理论磷烯掺杂磷烯

酒醅与酱渣混蒸馏分中的多肽鉴定及风味成分分析

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食品与发酵工业 2024年第11期50卷 55-61页

作者：赵云浩黄晓丹王珺田山林张思杰余有贵文应当伍强邵阳学院食品与化学工程学院湖南邵阳422000 生态酿酒新技术与应用湖南省高校重点实验室湖南邵阳422000 邵阳市功能型肥料工程技术研究中心湖南邵阳422002

为富集劣质酒醅(第七轮次)馏分中的多肽,改变其风味成分组成,该研究以酱香型白酒酒醅和酱油加工下脚料酱渣为原料进行混合蒸馏,采用气相色谱-质谱法检测馏分中的风味成分,并通过液相色谱-质谱法鉴定馏分中多肽的氨基酸序列,进一步利用... 详细信息

为富集劣质酒醅(第七轮次)馏分中的多肽,改变其风味成分组成,该研究以酱香型白酒酒醅和酱油加工下脚料酱渣为原料进行混合蒸馏,采用气相色谱-质谱法检测馏分中的风味成分,并通过液相色谱-质谱法鉴定馏分中多肽的氨基酸序列,进一步利用分子对接法探究馏分多肽与风味成分的相互作用。结果表明,酒醅与酱渣混合蒸馏方法能丰富风味成分,其中乙酸乙酯(0.63%)、己酸乙酯(0.12%)、丁酸乙酯(0.55%)、丙酸乙酯(0.74%)、戊酸甲酯(0.2%)、甲酸乙酯(0.41%)等香气成分含量均有较大提升,且发现了异香草醛(香草香)、苯乙醛(蜂蜜香)新香气成分,吡嗪类物质含量也有提升。此外,从酒醅与酱渣混蒸馏分中共鉴定获得37条多肽,其中14条多肽来自于酱渣。分子对接结果显示,Leu-Leu-Tyr可与乙酸、己酸乙酯、苯乙醛等风味物质形成氢键,有望抑制风味物质挥发,起到持久留香的作用。该研究探究了酱香型白酒酒醅和酱渣混合蒸馏富集多肽、改善劣质酒风味的可行性,为白酒多肽类非挥发性物质影响酒体风味的研究提供理论基础。

关键词：酒醅酱渣酱香型白酒多肽风味成分分子对接

功能化石墨烯对亚甲基蓝染料吸附的密度泛函理论研究

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原子与分子物理学报 2024年第4期41卷 77-82页

作者：王群任涵琳赵虹林覃庆雨杨丽欣杨志豪单正莉周乃武孙玉希绵阳师范学院生态安全与保护四川省重点实验室绵阳621006 绵阳师范学院生命科学与技术学院绵阳621006 绵阳师范学院化学与化学工程学院绵阳621000 绵阳师范学院光致功能材料重点实验室绵阳621006 山东省曲阜师范大学生命有机分析重点实验室曲阜273165 北京市食品风味化学重点实验室北京100048

由于染料在食品,印刷,纺织等行业的广泛应用,水中的染料被广泛发现,染料污染是造成水污染的重要原因之一,因此,对于水中染料进行前处理变得尤为重要.石墨烯和功能化石墨烯的吸附性能可以被应用于水中染料的检测和去除.本研究采用密度泛... 详细信息

由于染料在食品,印刷,纺织等行业的广泛应用,水中的染料被广泛发现,染料污染是造成水污染的重要原因之一,因此,对于水中染料进行前处理变得尤为重要.石墨烯和功能化石墨烯的吸附性能可以被应用于水中染料的检测和去除.本研究采用密度泛函理论方法详细探讨了纯石墨烯和功能化石墨烯对亚甲基蓝有机染料污染物的吸附机理.研究结果表明,纯的石墨烯和功能化石墨烯表面对亚甲基蓝染料均有一定程度的吸附,其中环氧原子,羧基和羟基功能化的石墨烯对亚甲基蓝的吸附能力较纯石墨烯吸附能力强,其次是环氧,羧基和羟基三者共同功能化的石墨烯吸附能力最强.研究结果有望为石墨烯材料在有机染料的吸附应用方面提供有意义的理论指导.

关键词：染料密度泛函理论亚甲基蓝石墨烯功能化石墨烯

海洋沉积物中挥发性脂肪酸的测定方法优化及在胶州湾海域的应用

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2024年第4期54卷 98-105页

作者：岳书香庄光超赵敏杨桂朋中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心和海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100 崂山实验室海洋生态与环境科学功能实验室山东青岛266237 中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100

本文优化了一种简便且实用的方法测定沉积物孔隙水中的VFAs,使用2-硝基苯肼将水样中VFAs衍生化,并利用配备紫外检测器的液相色谱在400 nm处进行检测分析。对标准曲线的线性和乙酸盐的空白进行了合理优化,标准曲线线性相关系数均高于0.9... 详细信息

本文优化了一种简便且实用的方法测定沉积物孔隙水中的VFAs,使用2-硝基苯肼将水样中VFAs衍生化,并利用配备紫外检测器的液相色谱在400 nm处进行检测分析。对标准曲线的线性和乙酸盐的空白进行了合理优化,标准曲线线性相关系数均高于0.999,乙酸盐的检出限由5μmol/L降低至0.5μmol/L。乳酸盐、甲酸盐和丙酸盐的检出限分别为0.2、0.3和0.3μmol/L。该方法检出限较低,精密度较高,已成功应用于胶州湾的孔隙水样品测定。

关键词：挥发性脂肪酸乙酸盐衍生化液相色谱法沉积物孔隙水胶州湾