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一步电沉积法制备Ni-Mo-Nd/NF复合电极及其析氢性能研究

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表面技术 2024年第6期53卷 214-221页

作者：尹志芳刘卫杨泱陈星廖惠怡湖南城市学院材料与化学工程学院湖南益阳413000 益阳鸿源稀土有限责任公司湖南益阳413001

目的采用一步恒电流沉积法在泡沫镍基底上制备出镍-钼-钕三元析氢电极,提高碱性条件下的析氢性能。方法使用电化学工作站研究工艺参数对Ni-Mo-Nd/NF析氢电极性能的影响,同时制备Ni-Mo/NF析氢电极,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(X... 详细信息

目的采用一步恒电流沉积法在泡沫镍基底上制备出镍-钼-钕三元析氢电极,提高碱性条件下的析氢性能。方法使用电化学工作站研究工艺参数对Ni-Mo-Nd/NF析氢电极性能的影响,同时制备Ni-Mo/NF析氢电极,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)对合金镀层表面形貌、相结构、元素含量及成键状态进行表征。通过线性扫描伏安法(LSV)、循环伏安法(CV)及电化学阻抗技术(EIS)测试电极析氢性能。结果最佳工艺参数为:pH=4.5,电流密度30 mA/cm^(2),沉积时间60min,温度30℃。在1.0 mol/LKOH溶液中,Ni-Mo-Nd/NF电极在10 mA/cm^(2)下的析氢过电位仅为73 mV,Tafel斜率为147 mV/dec,表明析氢反应机理遵循典型的Volmer-Heyrovsky步骤。此外,Ni-Mo-Nd/NF电极在长时电解24h时电流密度保持稳定,2000次循环伏安测试后,催化剂的活性衰减微小。结论稀土元素Nd的掺杂,能够细化电极表面的球形颗粒并提高电极表面粗糙度,从而提升电极的比表面积,为析氢反应提供更多的活性位点,利于析氢反应效率的提高。由于三元合金的协同作用,与二元合金Ni-Mo/NF相比,Ni-Mo-Nd/NF三元合金电极显示出更优异的HER催化性能。

关键词：一步电沉积 Ni-Mo-Nd/NF 析氢反应泡沫镍

全固态无负极锂金属电池纳米化复合集流体构筑

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物理化学学报 2024年第3期40卷 60-68页

作者：刘泽宇黄文泽肖阳张俊东孔伟进武鹏赵辰孜陈爱兵张强清华大学化学工程系绿色化学反应工程与技术北京市重点实验室北京100084 清华大学致理书院北京100084 清华大学探微书院北京100084 宝马(中国)服务有限公司北京101318 河北科技大学化学与制药工程学院石家庄050018

全固态无负极锂金属电池(AFSSLB)是一种通过初次充电形成金属锂负极的新型锂电池,它的负极与正极容量比为1,能使任意锂化正极系统达到最大能量密度。无机固态电解质的引入使无负极锂金属体系兼具高安全性。然而,电池循环过程中的锂离子... 详细信息

全固态无负极锂金属电池(AFSSLB)是一种通过初次充电形成金属锂负极的新型锂电池,它的负极与正极容量比为1,能使任意锂化正极系统达到最大能量密度。无机固态电解质的引入使无负极锂金属体系兼具高安全性。然而,电池循环过程中的锂离子通量不均导致的界面接触损失和锂枝晶生长会不断加剧,从而造成电池循环容量迅速衰减。本文构筑了纳米化的银碳复合集流体,显著增强了全固态无负极锂金属电池中集流体-电解质界面的性能。使用该集流体的固态电池循环过程中接触良好,界面阻抗为~10Ω·cm^(-2)。从而实现了超过7.0mAh·cm^(-2)锂金属的均匀稳定沉积,并在0.25mA·cm^(-2)的电流条件下实现循环200次以上。

关键词：全固态电池无负极锂金属二次电池纳米集流体界面接触锂金属电池

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本征自修复水性聚氨酯的研究进展

涂料工业 2024年

作者：罗鹏顾林中山大学化学工程与技术学院

本征自修复水性聚氨酯涂层因其独特的自我修复能力和环境友好性，对提高涂层的耐用性和降低维护成本具有重大意义，是当前涂层技术研究的前沿领域。本综述旨在概述本征自修复水性聚氨酯的研究进展，分析其合成策略、性能特点以及不同领... 详细信息

本征自修复水性聚氨酯涂层因其独特的自我修复能力和环境友好性，对提高涂层的耐用性和降低维护成本具有重大意义，是当前涂层技术研究的前沿领域。本综述旨在概述本征自修复水性聚氨酯的研究进展，分析其合成策略、性能特点以及不同领域的应用潜力。本征自修复水性聚氨酯自修复机制主要基于动态共价键和动态非共价键，不同键能和特性的动态共价键可以赋予水性聚氨酯不同程度的自修复能力，不同的动态非共价键也存在各自的优点和局限性。尽管在合成工艺、成本效益和长期稳定性方面仍面临挑战，但通过不断的研究和创新，本征自修复水性聚氨酯有望在未来的材料科学和工业应用中发挥更大的作用。

关键词：自修复水性聚氨酯动态共价键动态非共价键

盘管式流量逆变微反应器中光化学合成HO的研究

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无机盐工业 2024年

作者：马骏金央李军陈明王玉滨四川大学化学工程学院

为了绿色可持续地便捷化合成H2O2，采用盘管式流量逆变微反应器（CFIMR）进行光激发苯甲醇（BA）合成H2O2的强化研究。系统研究了CFIMR光反应系统中，原料单次停留时间、光强和累计停留时间对光激发BA合成H2O2效率的影响，通过反应-萃... 详细信息

为了绿色可持续地便捷化合成H2O2，采用盘管式流量逆变微反应器（CFIMR）进行光激发苯甲醇（BA）合成H2O2的强化研究。系统研究了CFIMR光反应系统中，原料单次停留时间、光强和累计停留时间对光激发BA合成H2O2效率的影响，通过反应-萃取耦合和气-液两相流强化等方法进行了进一步优化。研究结果表明，在CFIMR中，在50 s的最佳单次停留时间下，H2O2平均合成速率（r）为0.563 3 mmol/（L·min）。在最佳的辐照方式下，BA单相流的累计停留时间达到200 s时，BA相中H2O2浓度高达1.762 3 mmol/L。通过引入反应-萃取耦合过程优化技术，简化工艺流程，r为0.376 2 mmol/（L·min）；在pH=1.0的酸性条件下，达到最高r，为1.204 1 mmol/（L·min）；最佳H2O/BA体积流量比下的r为0.458 0 mmol/（L·min）。采用气-液两相流强化方法，r的最大值高达0.883 2 mmol/（L·min）。CFIMR内BA单相流、H2O-BA两相流和空气-BA两相流三种方式的r分别达到常规的光激发BA合成H2O2的151.06%、100.88%和236.85%。显示出高光子通量密度和优异混合传质性能的CFIMR内快速且可靠地光化学合成H2O2的优势。

关键词：盘管微反应器光化学合成 H O 苯甲醇

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绿化废弃物定向转化产酵母油脂的技术研究

现代化工 2024年第S2期 81-86页

作者：吴玟仪李盼禹张永奎陈靖四川大学化学工程学院

城市公园建设过程中产生大量的绿化废弃物，是潜在的绿色生物质资源。利用预处理技术破坏绿化废弃物复杂致密的木质纤维素结构并将液体部分直接发酵生产微生物油脂，能够有效实现绿化废弃物的高值化利用。结果表明，圆红冬孢酵母在350 ... 详细信息

城市公园建设过程中产生大量的绿化废弃物，是潜在的绿色生物质资源。利用预处理技术破坏绿化废弃物复杂致密的木质纤维素结构并将液体部分直接发酵生产微生物油脂，能够有效实现绿化废弃物的高值化利用。结果表明，圆红冬孢酵母在350 W反应6 min的微波预处理液中长势更佳，累积生物量达1 536.67 mg/L,总糖利用率为85.16%,酵母中油脂质量分数最终稳定在21.44%,其基本性质参数符合大多数生物柴油的标准。该联产模式实现了绿化废弃物向酵母油脂的定向转化，整体流程短、操作简便，为进一步开发利用绿化废弃物生产生物油脂的工艺路线和进行绿色生物制造提供了有力的支撑。

关键词：绿化废弃物圆红冬孢酵母微生物油脂木质纤维素类生物质

一锅法合成5-取代异噁唑-3-羧酸甲酯类化合物

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精细化工 2024年

作者：靳清贤张广慧刘冬杜星辰毛文静方少明郑州轻工业大学材料与化学工程学院

以甲醇钠为碱催化剂，甲基酮类与草酸二甲酯经Claisen缩合反应合成了β-二羰基化合物，再经浓硫酸中和后与盐酸羟胺反应成肟，最后高温成环，合成了不同取代基的5-取代异噁唑-3-羧酸甲酯类化合物。通过1HNMR、13CNMR、MS确证了产物结构... 详细信息

以甲醇钠为碱催化剂，甲基酮类与草酸二甲酯经Claisen缩合反应合成了β-二羰基化合物，再经浓硫酸中和后与盐酸羟胺反应成肟，最后高温成环，合成了不同取代基的5-取代异噁唑-3-羧酸甲酯类化合物。通过1HNMR、13CNMR、MS确证了产物结构，对合成过程中的碱催化剂、溶剂、酸中和的条件进行了优化，对不同取代基的5-取代异噁唑-3-羧酸甲酯化合物合成工艺差异进行了探讨。结果表明，用一锅法成功合成了26个5-取代异噁唑-3-羧酸甲酯，其中，23个可在单一溶剂甲醇中制备；一锅法避免了中间产物的分离和纯化处理，操作流程简捷，单一溶剂中进行合成，易于溶剂的回收处理；5-叔丁基异噁唑-3-羧酸甲酯(Ⅳc)、5-(4-氨基苯基)异噁唑-3-羧酸甲酯(Ⅳm)和5-(3-氨基苯基)异噁唑-3-羧酸甲酯(Ⅳn)的合成需要用叔丁醇钾代替甲醇钠作碱催化剂，并需要在四氢呋喃中进行；5-三氟甲基异噁唑-3-羧酸甲酯(Ⅳv)的合成未能成功，需要进一步开发合成工艺和优化条件。

关键词：一锅法异噁唑-3-羧酸酯异噁唑合成羧酸精细化工中间体

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典型工业钙基固废捕集二氧化碳研究进展

精细化工 2024年

作者：李方园罗中秋周新涛蔡秀楠尚波昆明理工大学化学工程学院

钙基材料因吸收CO2容量高、制备工艺简单和钙循环等特点被认为是最具应用前景的高温碳捕集材料之一。将钙基固废作为或构筑钙基吸收剂不仅可节约天然资源，同时可实现工业固废的资源化利用，符合“以废治废、以废冶污”的环保理念。该... 详细信息

钙基材料因吸收CO2容量高、制备工艺简单和钙循环等特点被认为是最具应用前景的高温碳捕集材料之一。将钙基固废作为或构筑钙基吸收剂不仅可节约天然资源，同时可实现工业固废的资源化利用，符合“以废治废、以废冶污”的环保理念。该文通过Huntzinger和热力学理论分析了工业常见的6种钙基固废的理论固碳潜能，分类综述这些废渣直接碳酸化及制备衍生钙基材料的方法及存在的问题和改进方向，并总结钙基材料提升吸收能力的各种方法及提升机制。最后，从气体扩散、离子迁移和吸附剂结构稳定性角度出发说明钙循环的实质，提出氧空位和中空球体结构在提升吸附性能方面具有较大的潜力，指出工业钙基固废实现工业化应用面临的问题及改进方向。

关键词：工业钙基固废 CO 钙基材料捕集碳酸化机理

高压法LDPE管式反应器的结构优化方法研究

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化工学报 2024年

作者：从文杰黄嘉雯范小强杨遥王靖岱阳永荣浙江大学化学工程与生物工程学院浙江大学宁波科创中心化学工程联合国家重点实验室(浙江大学)

高压管式反应器是生产低密度聚乙烯（LDPE，Low-Density Polyethylene）和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA，Ethylene Vinyl Acetate）等产品的重要装备。由于高压聚合反应条件苛刻，高压管式反应器的设计不仅要满足聚合反应工艺要求，还要... 详细信息

高压管式反应器是生产低密度聚乙烯（LDPE，Low-Density Polyethylene）和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA，Ethylene Vinyl Acetate）等产品的重要装备。由于高压聚合反应条件苛刻，高压管式反应器的设计不仅要满足聚合反应工艺要求，还要满足装备的机械强度和疲劳寿命要求。以高压法LDPE管式反应器为研究对象，提出了管式反应器结构的两步法优化策略。首先根据超高压容器标准确定反应器的管径比要求，并基于管式反应器的详细模型计算引发剂配方对管式反应器升温速率的影响规律，然后以单位转化率下的年度总费用作为目标函数，采用遗传算法优化得到反应器的管径、分区长度等结构参数。所提出的管式反应器的结构优化方法具有较高的准确性，将为高压法LDPE管式反应器的优化设计和技术改造提供理论指导。

关键词：高压聚合管式反应器结构设计优化设计反应工程

复合碳化物增强铁基激光熔覆层中碳化物的演变行为研究

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热加工工艺 2024年第14期53卷 38-41,46页

作者：李玉安程悦曹鲲鹏智仕欣曹雅彬石家庄铁道大学工程训练中心河北石家庄050043 石家庄铁道大学材料科学与工程学院河北石家庄050043

通过碳化物“复合引入法”,利用含有TiC和Nb+C的铁基粉末制备复合碳化物增强铁基激光熔覆层,研究了熔覆层中碳化物的演变行为。结果表明,在熔覆过程中外加TiC的分解和复合碳化物的析出使得碳化物在成分构成、结构、形态、尺寸及分布等... 详细信息

通过碳化物“复合引入法”,利用含有TiC和Nb+C的铁基粉末制备复合碳化物增强铁基激光熔覆层,研究了熔覆层中碳化物的演变行为。结果表明,在熔覆过程中外加TiC的分解和复合碳化物的析出使得碳化物在成分构成、结构、形态、尺寸及分布等方面发生一系列的变化。在激光热作用下TiC会发生部分分解。分解释放的Ti原子和熔池中Nb原子在凝固过程中一同参与了碳化物的析出,进而和C原子一起形成复合碳化物(Nb,Ti)C。Nb原子可降低TiC的结晶速度,从而促进非晶相的形成。未完全分解的TiC可以作为异质形核点供非晶相及(Nb,Ti)C在其表面形成并长大,进而一起演变为具有核壳结构的块状相。自发形核并长大的(Nb,Ti)C尺寸较小,且呈点状分布在基体晶粒内部。在凝固终了阶段形成的(Nb,Ti)C属共晶组织,呈断续的网状分布在基体晶界处。

关键词：激光熔覆碳化物分解析出物