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煤表面含氧官能团吸附氮化物的模拟计算研究

原子与分子物理学报 2025年第2期42卷 1-7页

作者：孙潇镝唐克王聚财富添洪新辽宁工业大学化学与环境工程学院锦州121001

煤表面六种常见的官能团结构单元包括酚羟基Ph-OH、羧基-COOH、羰基-C=O、醚键-O-、醇羟基R-OH和烷基R,采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)和密度泛函理论(DFT)从原子层面模拟计算煤表面官能团对苯胺、吡啶、喹啉三种典型氮化物的吸附性能.通过... 详细信息

煤表面六种常见的官能团结构单元包括酚羟基Ph-OH、羧基-COOH、羰基-C=O、醚键-O-、醇羟基R-OH和烷基R,采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)和密度泛函理论(DFT)从原子层面模拟计算煤表面官能团对苯胺、吡啶、喹啉三种典型氮化物的吸附性能.通过计算分析前线轨道、吸附能及分子间吸附距离等参数,探究三种氮化物在煤表面不同官能团上的吸附机理,结果表明煤表面模型上各官能团对三种氮化物的吸附强弱顺序均为:-COOH>R-OH>Ph-OH>-C=O>-O->R,三种氮化物在煤表面官能团的吸附强弱顺序为:吡啶>喹啉>苯胺.

关键词：煤官能团氮化物模拟吸附

Ag^(+)、Zn^(2+)、Cr^(3+)改性Y型分子筛吸附脱除喹啉的模拟计算研究

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原子与分子物理学报 2025年第1期42卷 61-68页

作者：孙潇镝唐克高畅富添王聚财洪新辽宁工业大学化学与环境工程学院锦州121001 葫芦岛市应急管理局葫芦岛125000

首先考察了吸附时间对三种改性Y型分子筛AgY、ZnY、CrY吸附脱除模拟燃料中喹啉的影响,结果发现三种分子筛对喹啉的吸附容量和去除率大小顺序均为:AgY>CrY>ZnY.运用Materials Studio软件,采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)和密度泛函理论(DFT)对... 详细信息

首先考察了吸附时间对三种改性Y型分子筛AgY、ZnY、CrY吸附脱除模拟燃料中喹啉的影响,结果发现三种分子筛对喹啉的吸附容量和去除率大小顺序均为:AgY>CrY>ZnY.运用Materials Studio软件,采用巨正则蒙特卡洛(GCMC)和密度泛函理论(DFT)对改性Y型分子筛吸附喹啉机理进行了模拟计算研究,得出以下结论:模拟计算AgY、ZnY、CrY的比表面积和孔体积与其低温N2吸附-脱附表征结果基本一致,并且发现改性Y型分子筛的吸附脱氮能力与比表面积和孔体积关系不大;以Fukui函数为基础,采用Mulliken和Hirshfeld两种布局数分析方法模拟计算了三种改性Y型分子筛的相对亲电性并分析Lewis酸强弱,其Lewis酸大小顺序为:AgY>CrY>ZnY;对三种改性分子筛进行了前线轨道分析,其化学吸附活性大小为AgYCrY>ZnY,模拟计算所得各种结果与实验结果顺序完全一致.

关键词： Y型分子筛改性吸附喹啉模拟

壳聚糖基絮凝剂絮凝高岭土的动力学及絮体结构

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工程科学学报 2025年第2期47卷 224-233页

作者：肖婷邹文杰余可馨段旭琴张志军徐瑞景北京科技大学土木与资源工程学院北京低碳清洁能源研究院煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司

开发多活性位点绿色高效絮凝剂对构建低絮凝剂用量的高效固液分离过程、实现选矿废水高效处理与循环回用具有重要意义.本文为考察天然阳离子型线性高分子壳聚糖接枝阳离子型聚丙烯酰胺（Chi-g-CPAM）的絮凝性能，改变引发剂质量分数将... 详细信息

开发多活性位点绿色高效絮凝剂对构建低絮凝剂用量的高效固液分离过程、实现选矿废水高效处理与循环回用具有重要意义.本文为考察天然阳离子型线性高分子壳聚糖接枝阳离子型聚丙烯酰胺（Chi-g-CPAM）的絮凝性能，改变引发剂质量分数将壳聚糖、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵通过紫外引发水溶液聚合法进行接枝共聚，合成了分子结构不同的Chi-g-CPAM，使用石英晶体微天平（QCM-D）研究了其在SiO2芯片表面的吸附行为和后继原位絮凝高岭土的动力学，分析了絮体结构变化；并采用动力学方程拟合以揭示絮凝机理；最后进行了絮凝剂沉降性能试验.结果表明，长支链可增强絮凝剂对高岭土的架桥网捕作用，加快沉降；接枝率越高则有助于降低上清液浊度.引发剂质量分数为0.10%所合成的Chi-g-CPAM支链相对多而长，在SiO2芯片表面平衡吸附量最大，为（–11.68±0.40） Hz，吸附的第Ⅰ、Ⅱ阶段K值分别为0.1814和0.5054，吸附构象趋于向外伸展，后继所絮凝高岭土量少且絮体结构疏松，架桥、网捕和电中和作用协同使其在沉降试验中表现的沉降速率最大(12.18 m·h–1)，上清液浊度最低（13 NTU）.支链多而长的Chi-g-CPAM絮凝高岭土的过程复杂，准一级、准二级动力学和Elovich方程对其拟合效果均较好.引发剂质量分数为0.15%和0.05%时，对应所合成支链多而短、支链少而短的Chi-gCPAM在SiO2表面呈扁平的“列车式”吸附构象，架桥和网捕能力低，絮凝沉降性能差.多活性官能团絮凝剂的分子结构影响其在矿物表面的吸附构象，是决定其絮凝性能的关键因素之一.本研究对选矿大分子药剂的分子结构设计具有重要意义.

关键词：壳聚糖絮凝剂石英晶体微天平吸附构象絮凝动力学

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理论研究IIB族金属二氢化物分子的基态性质

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 1-7页

作者：张志鹏杨培龙涂喆研李仁忠西安工程大学理学院西安710048 西安工程大学环境与化学工程学院西安710048

基于小核能量一致性相对论赝势,采用密度泛函理论和耦合簇理论,分别在标量和二分量水平上计算研究了MH_(2)(M=Zn,Cd,Hg,Cn)分子的平衡键长和振动频率.计算结果显示,HgH_(2)和CnH_(2)的自旋轨道耦合效应较为明显.采用的8种泛函总体较好... 详细信息

基于小核能量一致性相对论赝势,采用密度泛函理论和耦合簇理论,分别在标量和二分量水平上计算研究了MH_(2)(M=Zn,Cd,Hg,Cn)分子的平衡键长和振动频率.计算结果显示,HgH_(2)和CnH_(2)的自旋轨道耦合效应较为明显.采用的8种泛函总体较好地评估了自旋轨道耦合效应.耦合簇理论计算的ZnH_(2)、CdH_(2)、HgH_(2)的键长和Σ_(u)振动频率与实验值偏差略大,这可能是由于其多参考态特性较明显.二分量PBE泛函计算的键长和Σ_(u)振动频率与实验值最接近.目前最重的CnH_(2)相关研究未见报道,研究给出了其键长和振动频率的理论值.

关键词：金属二氢化物密度泛函理论耦合簇理论标量相对论自旋轨道耦合

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空心锌铬铁氧体/二氧化钛复合物的制备及去污性能

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高等学校化学学报 2016年第11期37卷 2050-2059页

作者：孙代红刘华荣李睿哲长江大学化学与环境工程学院荆州434020

以葡萄糖溶液为原料,通过水热法制备了分散性良好的碳微球;以碳微球为模板,应用化学沉淀法和热处理技术除去碳核获得空心铬锌铁氧体;用钛酸四丁酯作为钛源,在空心铁氧体表面包覆二氧化钛制备了锌铬铁氧体/二氧化钛二元复合物.采用现代... 详细信息

以葡萄糖溶液为原料,通过水热法制备了分散性良好的碳微球;以碳微球为模板,应用化学沉淀法和热处理技术除去碳核获得空心铬锌铁氧体;用钛酸四丁酯作为钛源,在空心铁氧体表面包覆二氧化钛制备了锌铬铁氧体/二氧化钛二元复合物.采用现代分析技术表征了制备样品的微观结构、形貌和电磁性能,并对其吸附和降解染料废水的性能进行了研究.结果表明,Zn Cr_(0.25)Fe_(1.75)O_4对染料废水具有较好的去污效果,对甲基橙和罗丹明B的去污效率分别为87%和83%;TiO_2对铁氧体的包覆能提高复合物对染料废水的光催化降解性能,其中m_(T/ZCF)=0.3的ZnCr_(0.25)Fe_(1.75)O_4/TiO_2复合物的去污效果最佳,几乎与纯二氧化钛相仿.

关键词：空心铁氧体二氧化钛光催化甲基橙罗丹明B

β-CD降低强干扰体系中HABS的紫外光谱干扰及检测机理

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光谱学与光谱分析 2014年第9期34卷 2460-2465页

作者：石东坡尹先清郑延成陈武付家新任朝华长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023

通过在重烷基苯磺酸盐类表面活性剂(HABS)的水溶液中加入摩尔比为1∶1的β-环糊精,利用的紫外吸收光谱检测存在强干扰影响时的HABS含量。结果表明,β-环糊精具有明显降低三采复配驱油剂中十六烷基磺酸钠(SAS)、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)... 详细信息

通过在重烷基苯磺酸盐类表面活性剂(HABS)的水溶液中加入摩尔比为1∶1的β-环糊精,利用的紫外吸收光谱检测存在强干扰影响时的HABS含量。结果表明,β-环糊精具有明显降低三采复配驱油剂中十六烷基磺酸钠(SAS)、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)及聚丙烯酰胺(HPAM)等常用组分对HABS定量产生的干扰影响,能显著降低HABS的检测误差至2.0%以内,该方法的检出限(S/N=3)为8.3~9.1×10-4mg·L-1。通过1 H-NMR,TG-DSC及FT-IR表征研究了HABS分子与β-环糊精分子之间的相互作用。1 HNMR结果表明了HABS分子已进入了β-环糊精分子的内部空腔;TG-DSC结果表明没有自由态的HABS存在,HABS分子与β-环糊精分子已形成了包结物;FT-IR的表征结果显示了HABS分子与β-环糊精分子之间的官能团作用。结合这些表征结果推测出HABS分子可以沿着β-环糊精的内腔径向大、小口径端2个方向进入β-环糊精的内腔并形成了稳定的包结物。包结物中HABS与β-环糊精之间的相互作用是β-环糊精降低强干扰体系中HABS紫外光谱干扰的主要原因。

关键词： β-环糊精 HABS 包结物紫外光谱检测分析

Ni-Ag双原子团簇催化甲烷干法重整反应的理论研究

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原子与分子物理学报 2025年第3期42卷 13-20页

作者：刘佳慕红梅张明明李文雅李东东张建辉兰州资源环境职业技术大学黄河流域生态环境产教融合研究院兰州730021 贵州民族大学化学工程学院贵阳550025

甲烷干重整制合成气是将温室气体转换为合成气的有效途径,兼具环境效益和经济效益.本文采用密度泛函理论方法对Ni-Ag双原子团簇催化甲烷干重整反应的体系进行理论研究,对势能面上各驻点进行了全几何参数优化,通过频率分析确认了过渡态,... 详细信息

甲烷干重整制合成气是将温室气体转换为合成气的有效途径,兼具环境效益和经济效益.本文采用密度泛函理论方法对Ni-Ag双原子团簇催化甲烷干重整反应的体系进行理论研究,对势能面上各驻点进行了全几何参数优化,通过频率分析确认了过渡态,并通过内禀反应坐标方法进行了验证,得出各基元反应的能量最低路径.研究结果对于理解在Ni上引入第二种金属Ag形成双原子团簇催化甲烷干法重整的理论研究有一定的意义,并为下一步实验研究提供理论基础.

关键词：甲烷干重整 Ni-Ag双原子团簇密度泛函理论活化能

β-环糊精诱导SDBS激发光谱法定量及机理研究

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光谱学与光谱分析 2013年第8期33卷 2163-2167页

作者：石东坡尹先清郑延成陈武付家新任朝华长江大学化学与环境工程学院湖北荆州434023

采用β-环糊精诱导SDBS产生显著增强的激发光谱信号,通过激发的光谱信号与SDBS含量的对应关系定量存在较强干扰作用时的SDBS水溶液。研究结果表明,β-环糊精具有显著提高SDBS的检测范围和检测精度的作用,同时具有显著降低三采复配驱油剂... 详细信息

采用β-环糊精诱导SDBS产生显著增强的激发光谱信号,通过激发的光谱信号与SDBS含量的对应关系定量存在较强干扰作用时的SDBS水溶液。研究结果表明,β-环糊精具有显著提高SDBS的检测范围和检测精度的作用,同时具有显著降低三采复配驱油剂中SDS、OP-10及HPAM等常用组分对SDBS定量产生的干扰影响。该方法的定量误差在2.0%以下,检测精度可达10-2～10-3 mg.L-1。在水溶液体系中,β-环糊精可自发与SDBS形成摩尔比为1:1型包结物,该包结物的吉布斯函变ΔγGmΘ(298K)为-***-1,稳定常数Ka为87。结合FTIR分析推测出SDBS分子中苯环基团进入β-环糊精空腔内部形成稳定的包结物,是其产生激发光谱的根本原因。

关键词： β-环糊精 SDBS 包结物激发光谱定量分析

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超支化表面活性剂乳状液的稳定性

精细化工 2019年第10期36卷 2052-2059页

作者：陈思雅罗跃苏高申杨欢肖建雄长江大学化学与环境工程学院

以超支化不饱和聚(酰胺-酯)(HP)和琥珀酸单十二酰胺磺酸为原料,合成了系列超支化聚(酰胺-酯)表面活性剂HPSA,并对其进行了FTIR和EA表征。从宏观相分离、介观液滴粒度及微观界面膜稳定性3个尺度考察了取代度、pH、电解质浓度以及温度对HP... 详细信息

以超支化不饱和聚(酰胺-酯)(HP)和琥珀酸单十二酰胺磺酸为原料,合成了系列超支化聚(酰胺-酯)表面活性剂HPSA,并对其进行了FTIR和EA表征。从宏观相分离、介观液滴粒度及微观界面膜稳定性3个尺度考察了取代度、pH、电解质浓度以及温度对HPSA-煤油乳状液稳定性的影响。结果表明,随着取代度的增加,HPSA的乳化能力先增大后减小;HPSA具有pH响应性,在酸性条件下疏水性较强,碱性环境下亲水性较强,可以在较宽的pH范围(6~11)形成稳定的乳状液;NaCl质量浓度小于1.5×105mg/L时,HPSA-4在油水界面上形成的界面膜强度高,Zeta电位低,乳状液稳定性较好;温度主要影响HPSA-4的分子热运动,使其在界面膜上的碰撞几率增大,乳状液在120℃以下稳定性较好。从微观上看,HPSA分子在水溶液中自组装形成不同亲水/亲油性质的胶束聚集体,使其具有较强增溶乳化煤油的能力。

关键词：超支化表面活性剂乳状液 pH响应性界面黏弹性 Zeta电位