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三维硅碳负极材料的制备及性能

精细化工 2024年

作者：李培枝雷盼张玉书张康鄢长灏王晨陕西科技大学化学与化工学院陕西科技大学功能助剂产业化研究院教育部重点实验室中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司油气工艺研究院

以纳米硅和人造石墨为活性物质、黏土为黏结剂、导电炭黑为导电剂，经球磨法和高温煅烧法制备了三维硅碳负极材料。采用SEM、Raman光谱、XRD、XPS、TEM对其进行了表征。将其作为锂离子电池负极材料，通过循环伏安（CV）、电化学阻抗谱（... 详细信息

以纳米硅和人造石墨为活性物质、黏土为黏结剂、导电炭黑为导电剂，经球磨法和高温煅烧法制备了三维硅碳负极材料。采用SEM、Raman光谱、XRD、XPS、TEM对其进行了表征。将其作为锂离子电池负极材料，通过循环伏安（CV）、电化学阻抗谱（EIS）、恒电流充放电和倍率测试，考察了硅掺杂量（以石墨质量计，下同）对三维硅碳负极材料电化学性能的影响。结果表明，当硅掺杂量为20%时制备的三维硅碳负极材料Si/C-2形成了有序稳定的三维骨架结构，表现出最佳的电化学性能。Si/C-2电极首次充、放电比容量分别为1754.7和1816.5 mA·h/g；在0.1、0.2、0.5和1.0 C倍率下，Si/C-2电极可逆比容量分别为1816.5、1386.5、872.2和566.3 mA·h/g，当倍率恢复到0.1 C时，容量保持率为91.6%；在100 mA/g电流密度下，Si/C-2电极循环100圈后具有1757.5 mA·h/g的可逆比容量，容量保持率为96.8%。黏土在高温煅烧下形成了骨架结构，且热解炭包裹在硅的表面，阻止了纳米硅和电解液的直接接触，有利于固体电解质中间相膜的稳定形成，减少了电解液的消耗，同时三维骨架结构的存在有效缓解了电极在循环过程中的体积膨胀问题，对其电化学性能起到了一定的提升作用。

关键词：锂离子电池负极材料纳米硅三维结构电化学性能功能材料

含氟纳米乳液的制备及在储层润湿逆转中的应用

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精细化工 2024年第2期41卷 440-446页

作者：卢丽娟王磊吴江赖小娟刘贵茹刘雅梦陕西科技大学陕西省轻化工助剂重点实验室陕西西安710021 中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院超低渗国家工程实验室陕西西安710000

以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、全氟己基乙基丙烯酸酯(PEA)为原料,制备了一种可改变储层润湿性、防止储层水锁的含氟纳米乳液(FPA)。采用FTIR、SEM、XRD、马尔文激光粒度仪对FPA乳液进行了表征,采... 详细信息

以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、全氟己基乙基丙烯酸酯(PEA)为原料,制备了一种可改变储层润湿性、防止储层水锁的含氟纳米乳液(FPA)。采用FTIR、SEM、XRD、马尔文激光粒度仪对FPA乳液进行了表征,采用表面张力、排出率、毛细管自吸、接触角测试方法考察了FPA-3(PEA质量分数为1.5%)乳液质量分数对改变岩心润湿性的影响。结果表明,PEA成功引入到聚合物链上,随着PEA质量分数的增加,乳液粒径增大,当PEA质量分数>1.5%时,乳液出现分层,FPA-3乳液稳定性最好。随着FPA-3乳液质量分数的增大,FPA-3水溶液表面张力减小,排出率增大,毛细管自吸高度减小,与水的接触角增大。当乳液质量分数均为2.0%时,与PA水溶液相比,FPA-3水溶液的表面张力由46.01 mN/m减小至22.68mN/m,降低了50.70%;排出率由19.89%增至29.47%,提高了48.16%;岩心的表面自由能由73.2 mN/m减小至8.7 mN/m;使岩心由亲水性(θ=69.8°)转变为疏水性(θ=125.1°)。质量分数为2.0%的FPA-3水溶液的毛细管自吸高度由清水的42 mm减至30 mm。

关键词：致密砂岩表面自由能接触角疏水表观稳定性润湿性逆转

附着力增强型EG-BPSQ/SiO_(2)防雾减反射涂层的设计及制备

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精细化工 2024年第6期41卷 1277-1283,1327页

作者：张策姚孝伟董勋杨晓梅张万斌张光华陕西科技大学前沿科学与技术转移研究院陕西省轻化工助剂化学与技术协同创新中心陕西西安710021 陕西科技大学化学与化工学院教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室陕西西安710021 中交二公局东萌工程有限公司陕西西安710021

在N2氛围下,以二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGD)和3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)为单体[n(EGD)∶n(MPTMS)=1.0∶2.4],以1,8-二氮杂环[5,4,0]十一碳-7-烯(DBU)为催化剂,经巯-烯点击反应制备了巯醚-酯基桥连倍半硅氧烷(EG-BSQ)前驱体,再与乙酸... 详细信息

在N2氛围下,以二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGD)和3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)为单体[n(EGD)∶n(MPTMS)=1.0∶2.4],以1,8-二氮杂环[5,4,0]十一碳-7-烯(DBU)为催化剂,经巯-烯点击反应制备了巯醚-酯基桥连倍半硅氧烷(EG-BSQ)前驱体,再与乙酸和NaOH反应得到了EG预聚物(EG-BPSQ);然后,EG预聚物和SiO_(2)溶胶原位水解缩聚制备了EG-BPSQ/SiO_(2)(简称S-EG)复合溶胶;最后,采用浸渍提拉法制备了S-EG复合涂层。采用FTIR、SEM对S-EG复合涂层进行了表征,考察了V(EG预聚物)∶V(SiO_(2)溶胶)及处理温度对制备的S-EG复合涂层的静态水接触角、透过率、附着力、防雾性能和减反射性能的影响。结果表明,在SiO_(2)溶胶中引入EG-BPSQ,可以增强SiO_(2)纳米颗粒彼此之间、涂层与基底之间的黏结性能,EG-BPSQ同时具有着“黏结”与“造孔”的作用。当V(EG预聚物)∶V(SiO_(2)溶胶)=1∶3、处理温度为150℃时,复合涂层(HT-S-EG-3C)光透过率高达98.5%,比空白基底提高约8%,附着力均达到0级;静态水接触角为15°,较高的亲水性使其具有防雾效果和减反射性能。

关键词：减反射防雾有机桥连聚倍半硅氧烷附着力溶胶-凝胶功能材料

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涂料用苯丙乳液的制备、复配及性能

精细化工 2024年

作者：陈阳芳白阳段仪豪高腾腾费贵强陕西省轻化工助剂重点实验室陕西科技大学化学化工学院

以硬单体苯乙烯（St）、软单体丙烯酸丁酯（BA）和丙烯酸异辛酯（EHA）、功能单体丙烯酸（AA）为原料，通过调整硬软单体质量比值（记为h/s）、乳化剂（十二烷基二苯醚二磺酸钠）用量和合成工艺制备了一系列不同h/s、不同粒径的苯丙乳... 详细信息

以硬单体苯乙烯（St）、软单体丙烯酸丁酯（BA）和丙烯酸异辛酯（EHA）、功能单体丙烯酸（AA）为原料，通过调整硬软单体质量比值（记为h/s）、乳化剂（十二烷基二苯醚二磺酸钠）用量和合成工艺制备了一系列不同h/s、不同粒径的苯丙乳液，考察了h/s和不同粒径比对复配乳液、乳液胶膜和涂膜性能的影响，并构建了不同粒径比复配乳液模型。采用FTIR、AFM、SEM、TG、DSC对样品进行了表征，对样品的黏度、稳定性、粒径、吸水率、水接触角及力学性能进行了测试。结果表明，硬相占比（即硬相苯丙乳液质量占复配苯丙乳液总质量的百分数，下同）均为50%的苯丙乳液与复配乳液的特性存在明显差异，复配乳液平均粒径更小（91.79 nm），体系更稳定，乳液胶膜吸水率更低；复配乳液中，当硬相占比从30%增至60%时，乳液胶膜的吸水率从3.95%降至2.65%，水接触角从75.45°升至104.15°，拉伸强度随着硬相占比的增加而增加，但当硬相占比>60%时，乳液胶膜变脆；复配乳液的粒径比越大，其在室温下越难成膜，硬相占比50%的复配乳液胶膜的耐水性和机械性能更好；将复配乳液应用于水性涂料中，当硬相占比为30%时，涂膜的光泽度最高，达到81.4°，抗冲击性最高，为100 cm，硬相占比从30%增至50%时，涂膜铅笔硬度从B增至H。

关键词：苯丙乳液乳液复配硬相占比粒径比机械性能丙烯酸化学品

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海水基速溶耐温聚合物的制备与性能

精细化工 2024年

作者：蔺旭杰王磊李小玲赖小娟党志强李朋陕西科技大学化学与化工学院轻化工助剂化学与技术教育部重点实验室陕西农产品加工技术研究院长庆油田分公司油气工艺研究院

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、4-丙烯酰吗啉(ACMO)和非离子疏水单体十八烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(OEMA)为单体，通过水溶液聚合法制备了海水基速溶耐温聚合物(PAOAA)。采用FTIR、1HNMR和SEM对其结构和形貌进行... 详细信息

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、4-丙烯酰吗啉(ACMO)和非离子疏水单体十八烷基聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯(OEMA)为单体，通过水溶液聚合法制备了海水基速溶耐温聚合物(PAOAA)。采用FTIR、1HNMR和SEM对其结构和形貌进行了表征；通过增稠能力和流变性能实验对PAOAA作为压裂液进行了性能测试。结果表明，PAOAA可在海水中2.0 min内溶解，质量分数0.8%的PAOAA溶液表观黏度为108 mPa·s，并表现出良好的耐温耐剪切性能，在100、170 s-1剪切速率下的终点黏度差别不大，不同温度下的终点黏度均＞50 mPa·s。单体AMPS中含有的磺酸基团屏蔽海水中的盐离子，提高了PAOAA的水溶性；杂环ACMO提高了PAOAA分子链的刚性；非离子疏水单体OEMA使PAOAA表现出缔合微区，提高了PAOAA的耐温性能，在三者的协同作用下，PAOAA表现出速溶耐温性能。

关键词：海水基压裂液速溶性耐高温耐剪切疏水缔合油田化学品

可膨胀石墨-改性稻草纤维@PBAT发泡珠粒复合材料的制备与性能

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精细化工 2024年

作者：何寅坤邵亮刘美玲姬占有马建中王文琪中国皮革和制鞋工业研究院(晋江)有限公司陕西科技大学轻工科学与工程学院西安市绿色化学品与功能材料重点实验室陕西科技大学化学与化工学院陕西省轻化工助剂重点实验室

稻草纤维(RSF)经磷酸和三聚氰胺改性得到了改性稻草纤维(MPRSF)，其与可膨胀石墨(EG)进行球磨制备了界面焊料(EG-MPRSF)。采用超临界二氧化碳(scCO2)和微波烧结成型技术制备了EG-MPRSF@聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)发泡珠粒复合... 详细信息

稻草纤维(RSF)经磷酸和三聚氰胺改性得到了改性稻草纤维(MPRSF)，其与可膨胀石墨(EG)进行球磨制备了界面焊料(EG-MPRSF)。采用超临界二氧化碳(scCO2)和微波烧结成型技术制备了EG-MPRSF@聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)发泡珠粒复合材料。采用FTIR、XPS、SEM、EDS、TGA对样品进行了表征，通过硬度、回弹性和压缩强度测试、极限氧指数测试、垂直燃烧等级测试和锥形量热仪测试，考察EG-MPRSF含量(以PBAT发泡珠粒质量计，下同)对EG-MPRSF@PBAT发泡珠粒复合材料力学性能、阻燃性能的影响。结果表明，EG-MPRSF@PBAT发泡珠粒复合材料烧结后能保留PBAT发泡珠粒原有的泡孔结构，其硬度、回弹性和压缩强度均有较大的提升，且具有阻燃性能。当EG-MPRSF含量为0.2%时，制备的EG-MPRSF@PBAT发泡珠粒复合材料压缩强度、回弹性和硬度分别比PBAT发泡珠粒提升77.8%、16.7%和45.2%，产烟速率和产烟总量分别下降14.9%和24.8%，热释放总量降低17.1%。

关键词：聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯超临界二氧化碳稻草纤维微波烧结发泡材料阻燃性能功能材料

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一种耐酸耐碱高强树脂的合成及性能

化工进展 2024年第4期43卷 1992-2000页

作者：王冰王磊黄欣茹袁红鹏赖小娟李朋陕西科技大学中国轻工业轻化助剂重点实验室陕西西安710021 陕西农产品加工技术研究院陕西西安710021 西安长庆化工集团有限公司陕西西安710018 延长石油油气勘探公司采气三厂陕西西安716000

小套管二次固井是一种新型的固井工艺,针对目前由于水泥自身脆性大易气窜和水窜且为碱性固化体、易受压产生裂缝、易受酸性介质破坏的问题,以D-33二元醇和顺丁烯二酸为原料,苯乙烯作为活性稀释剂合成了一种不饱和型聚酯树脂。在树脂体... 详细信息

小套管二次固井是一种新型的固井工艺,针对目前由于水泥自身脆性大易气窜和水窜且为碱性固化体、易受压产生裂缝、易受酸性介质破坏的问题,以D-33二元醇和顺丁烯二酸为原料,苯乙烯作为活性稀释剂合成了一种不饱和型聚酯树脂。在树脂体系中引入填料,提高产品韧性及抗压强度。采用傅里叶变换红外光谱仪对树脂进行表征;通过万能试验机对树脂体系进行性能评价。结果表明,目标产物包含羰基、碳碳双键和苯环对位取代结构的特征峰,固化体系为过氧化二苯甲酰/N,N-二甲基苯胺,其在50℃、60℃和70℃条件下的添加量分别为0.2%/0.02%、0.1%/0.02%、0.1%/0.01%,万能试验机测试结果显示,在50℃、60℃和70℃下养护24h后的抗压强度分别约为50MPa、70MPa、90MPa。实验获得了一种聚合时间可调、黏度小、抗压强度高且耐酸耐碱的固井材料,有望在水平井重复压裂改造中大规模使用。

关键词：二次固井不饱和树脂低黏高抗压催化剂固化剂填料

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一株异养硝化-好氧反硝化-积累磷的细菌Klebsiella pneumoniae A15的筛出及其特性研究

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中国环境科学 2024年第4期44卷 2286-2296页

作者：刘妍袁林江陈希周旭红陈雪娇夏大朋西安建筑科技大学环境与市政工程学院陕西省环境工程重点实验室西北水资源与环境生态教育部重点实验室陕西西安710055 西安工程大学城市规划与市政工程学院陕西西安710048

利用以淀粉为唯一碳源的缺氧/好氧序批式系统从污水处理厂活性污泥中分离得到一株肺炎克雷伯氏杆菌A15(Klebsiella pneumoniae A15),该菌具有异养硝化-好氧反硝化和积聚磷能力.它的最佳生长条件:碳源为柠檬酸钠,C/N为30,P/N为0.2,pH为7... 详细信息

利用以淀粉为唯一碳源的缺氧/好氧序批式系统从污水处理厂活性污泥中分离得到一株肺炎克雷伯氏杆菌A15(Klebsiella pneumoniae A15),该菌具有异养硝化-好氧反硝化和积聚磷能力.它的最佳生长条件:碳源为柠檬酸钠,C/N为30,P/N为0.2,pH为7.在最佳条件下,氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐的最高去除率分别为96.27%、99.22%和100%;相应的去除速率分别为1.77、2.08和1.86mg/(L⋅h).该菌株对浓度为8mg/L的磷酸盐和1300mg/L的COD最高去除率分别为100%和95%.氮平衡分析发现该菌可以利用氨氮、硝氮以及亚硝氮产生气态氮,表现出优异的异养硝化和好氧反硝化活性.对菌株胞内磷和EPS中磷的分析结合DAPI染色发现有82%的磷储存在菌株细胞内并且以多聚磷酸盐形式储存,其余磷在EPS中.对该菌株的napA、nirS、nosZ和ppk基因的成功扩增也表明其好氧反硝化和积聚磷能力.本研究展示了一株在脱氮除磷系统中具有特定功能的细菌.

关键词：异养硝化除磷菌 DAPI染色聚磷颗粒

原位聚合AMPS吸水树脂改性NHL对砂岩裂隙灌浆性能的影响

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重庆大学学报 2024年 172-180页

作者：刘敏琪柴玉梅李允峰闫宏斌罗宏杰朱建锋陕西科技大学材料科学与工程学院陕西科技大学文物保护科学与技术学院陕西科技大学陕西省无机材料绿色制备与功能化重点实验室云岗研究院上海大学文化遗产与信息管理学院

天然水硬性石灰（NHL）是在石质文物保护领域极具潜力的灌浆材料，但较低的强度和较高的脆性限制了其应用。采用一步法原位聚合制备了2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）吸水树脂，得到AMPS/NHL复合材料；通过XRD、FT-IR、SEM等手段对... 详细信息

天然水硬性石灰（NHL）是在石质文物保护领域极具潜力的灌浆材料，但较低的强度和较高的脆性限制了其应用。采用一步法原位聚合制备了2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）吸水树脂，得到AMPS/NHL复合材料；通过XRD、FT-IR、SEM等手段对其进行了表征，通过等温量热仪监测AMPS吸水树脂改性前后NHL的水化放热情况；利用万能试验机测试了固化浆体的力学性能（抗压、抗弯以及黏接强度）。结果表明，AMPS在NHL浆体中产生的针网状结构能够在基体中起到穿针引线的作用，加强浆体内部联系，提高黏结效果，从而显著增强浆体的力学性能。3%的AMPS改性浆体在固化28 d后，抗压强度高达5.37 MPa，较改性前提高了60.7%，黏接和抗弯强度分别提高了12.8%和32.5%。

关键词：原位聚合 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸超吸水树脂天然水硬性石灰力学性能