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晶种辅助蒸气转化Al-SBA-15合成Beta纳米晶团聚体

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高等学校化学学报 2024年第8期45卷 35-42页

作者：孙琳林森王润伟青岛科技大学材料科学与工程学院青岛266042 无机合成与制备化学国家重点实验室吉林大学化学学院长春130012

采用晶种辅助蒸气转化(SASC)策略,将有序介孔分子筛Al-SBA-15颗粒直接转化为Beta纳米晶团聚体(BNA).除规则微孔外,BNA含有2种多级介孔结构.研究了骨架组装与多级孔结构的关系.通过调节热分解条件,将P123胶束选择性分解成碳颗粒并分散于A... 详细信息

采用晶种辅助蒸气转化(SASC)策略,将有序介孔分子筛Al-SBA-15颗粒直接转化为Beta纳米晶团聚体(BNA).除规则微孔外,BNA含有2种多级介孔结构.研究了骨架组装与多级孔结构的关系.通过调节热分解条件,将P123胶束选择性分解成碳颗粒并分散于Al-SBA-15介孔中,在颗粒内部构建了均匀的三维纳米空间网格.通过浸渍Beta晶种和四乙基铵阳离子(TEA+)强化分子筛成核,采用蒸气处理方法,将Al-SBA-15无定形孔壁在纳米空间中缓慢转化为Beta纳米晶体.通过调节合成参数,使纳米晶体沿Al-SBA-15孔壁方向规则排列,形成有序介观结构.此外,经高温焙烧去除碳颗粒后,BNA内部生成了穴状介孔.实验结果表明,低的溶剂用量可显著降低传质速度,提高骨架组装质量,从而使BNA酸性增强.优异的多级孔结构和较强的酸性使BNA在大分子反应中具有应用潜力.

关键词：多级孔Beta纳米晶 Al-SBA-15 晶种辅助蒸气转化骨架组装

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聚合物-微生物杂合体的构建及催化应用

化学进展 2024年第6期36卷 815-826页

作者：邹雨泰王文硕刘健青岛科技大学材料科学与工程学院青岛266042 太阳能光电转化与利用重点实验室青岛新能源山东省实验室中国科学院青岛生物能源与过程研究所青岛266101

设计材料-微生物杂合体系,利用太阳能等可再生能源进行绿色生物合成,有望为人类社会提供解决全球能源短缺和环境危机的可行方案。将人工材料优异的物理化学特性与微生物的生物合成功能进行耦合,构建杂合体系的研究在近年来受到了广泛关... 详细信息

设计材料-微生物杂合体系,利用太阳能等可再生能源进行绿色生物合成,有望为人类社会提供解决全球能源短缺和环境危机的可行方案。将人工材料优异的物理化学特性与微生物的生物合成功能进行耦合,构建杂合体系的研究在近年来受到了广泛关注。聚合物材料因其功能多样、可设计性强、生物兼容性好等特点被广泛应用于构建材料-微生物杂合体,在生物能源领域展现出广阔的应用前景。本文从聚合物材料的功能特点出发,系统总结了不同类型的聚合物-微生物杂合体,并论述了聚合物材料通过增强光能利用、加速电子传递、稳定生物活性等机制对杂合体催化性能的强化。最后,对聚合物-微生物杂合体系面临的挑战和未来发展前景进行展望。

关键词：聚合物生物杂合生物催化细胞表面工程半人工光合作用

绿色合成粉煤灰负载纳米零价铁及其去除水中六价铬

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环境科学学报 2024年第9期44卷 236-244页

作者：王雪莲孙吴刘霞郜维冬成聪聪徐楠苏州科技大学环境科学与工程学院苏州215009 江苏省环境功能材料重点实验室苏州215009

采用绿色合成方法,通过粉煤灰(CoalFlyAsh,CFA)负载,利用茶叶提取物—茶多酚还原制备纳米零价铁复合材料(nZVI@GT-CFA).同时,采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)等手段对nZVI@GT-CFA的理化性质进... 详细信息

采用绿色合成方法,通过粉煤灰(CoalFlyAsh,CFA)负载,利用茶叶提取物—茶多酚还原制备纳米零价铁复合材料(nZVI@GT-CFA).同时,采用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)等手段对nZVI@GT-CFA的理化性质进行表征,并探究了不同Fe∶CFA负载比的nZVI@GT-CFA对水中Cr(VI)的去除效率.结果表明,粉煤灰负载和茶多酚包裹协同作用大大提高了nZVI@GT-CFA的反应活性和分散性能,且以Fe∶CFA负载比10∶1制备的nZVI@GT-CFA对Cr(VI)的去除性能最佳,达到306.57 mg·g^(-1),其中对Cr(VI)的还原去除量为190.45 mg·g^(-1),吸附去除量为116.12 mg·g^(-1).本研究为nZVI@GT-CFA应用于地下水Cr(VI)污染的修复提供了理论依据和技术支撑.

关键词：绿色合成粉煤灰纳米零价铁六价铬去除

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可用于生锈基材的自修复防腐涂料

表面技术 2024年第12期53卷 114-125页

作者：杨嘉辉韩瑞何海峰刘欣赵丽芬刘成宝曾荣昌山东科技大学材料科学与工程学院山东青岛266590 青岛科技大学高分子科学与工程学院山东青岛266061

目的制备具有自修复功能、可用于海洋环境中腐蚀金属部件的涂料。方法采用原位聚合法制备了以桐油为囊芯、脲醛树脂为囊壁的微胶囊,并将其添加于带锈防锈涂料中,然后将涂料涂覆在生锈的马口铁上。利用扫描电镜、能量色散谱仪、傅里叶变... 详细信息

目的制备具有自修复功能、可用于海洋环境中腐蚀金属部件的涂料。方法采用原位聚合法制备了以桐油为囊芯、脲醛树脂为囊壁的微胶囊,并将其添加于带锈防锈涂料中,然后将涂料涂覆在生锈的马口铁上。利用扫描电镜、能量色散谱仪、傅里叶变换红外光谱、扫描开尔文探针、热重分析和电化学阻抗谱等测试手段,对微胶囊和涂层的形貌、自修复性能和防腐性能进行表征。结果桐油被脲醛树脂包裹,制备出的微胶囊形貌良好,微胶囊的平均粒径为(47.37±9.41)μm,微胶囊对桐油的包覆效果良好,囊芯(桐油)的质量分数高达81.57%。含有20%(质量分数)微胶囊的涂层具有良好的自修复性能和耐腐蚀性,被划伤的涂层能够在24 h内完全自修复,通过对涂层的扫描电子观测和扫描开尔文探针可确认划痕区域是涂层自修复实现的,并且涂层能够长时间抵抗腐蚀。结论微胶囊可显著延长涂层的使用寿命,这种自修复技术有望在防腐涂料系统中得到应用,而且该涂料可直接应用于生锈的金属表面,降低了在复杂应用环境中涂覆金属部件的成本。

关键词：自修复原位聚合微胶囊生锈金属防腐涂料

NiPt/Ti_(2)O_(3)纳米催化剂的制备及其催化水合肼制氢性能研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第3期52卷 421-428页

作者：赵荣琦徐林林刘通青岛科技大学材料科学与工程学院山东青岛266000 青岛恒星科技学院山东青岛266000

本研究利用H_(2)还原制备Ti_(2)O_(3)载体后,通过湿化学浸渍-还原法制备NiPt/Ti_(2)O_(3)纳米催化剂进行催化水合肼研究。研究表明,在催化剂的制备过程中,Ni和Pt之间形成了一种合金,该合金的形成使催化剂的催化活性升高,Ti_(2)O_(3)与N... 详细信息

本研究利用H_(2)还原制备Ti_(2)O_(3)载体后,通过湿化学浸渍-还原法制备NiPt/Ti_(2)O_(3)纳米催化剂进行催化水合肼研究。研究表明,在催化剂的制备过程中,Ni和Pt之间形成了一种合金,该合金的形成使催化剂的催化活性升高,Ti_(2)O_(3)与NiPt合金的相互作用提升了催化剂催化性能和循环稳定性。Ni_(5)Pt_(5)/Ti_(2)O_(3)催化剂催化水合肼产氢的反应的TOF值为1076.1 h^(−1)。

关键词：水合肼分解制氢 NiPt Ti_(2)O_(3)

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基于NiS@N,S-rGO纳米酶的智能手机辅助比色传感平台的构建及四环素可视化检测

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环境化学 2024年

作者：李宇浩马勤勤公海龙顾婧婧秦宏兵刘婷婷王学东苏州科技大学环境科学与工程学院江苏省环境科学与工程重点实验室

近年来，利用纳米酶与显色底物作用构建比色传感平台用于水环境污染物检测成为研究热点.本研究采用简单高温煅烧法制备了均匀负载的NiS2@N,S-rGO复合纳米材料，并通过一系列表征技术系统研究了其形貌、结构特征以及类酶活性作用机制.结... 详细信息

近年来，利用纳米酶与显色底物作用构建比色传感平台用于水环境污染物检测成为研究热点.本研究采用简单高温煅烧法制备了均匀负载的NiS2@N,S-rGO复合纳米材料，并通过一系列表征技术系统研究了其形貌、结构特征以及类酶活性作用机制.结果表明，Ni S2@N,S-rGO具有优异的类过氧化物酶活性，在有H2O2存在时，可以将无色的显色底物3,3',5,5'-四甲基联苯胺（TMB）氧化为蓝色氧化产物（oxTMB），且在652 nm处产生特定可见吸收峰.选择四环素（TC）、金霉素（CTC）和土霉素（OTC）等3种常用抗生素作为研究对象，结合四环素类（TCs）对“NiS2@N,S-rGO+H2O2+TMB”比色传感体系显色效果的促进作用，利用吸光度值与TCs浓度的线性关系来实现目标物的快速比色检测.最后，以TC为应用对象，结合智能手机拍照装置和APP（thing identify）对显色图像结果进行采集和处理，实现TC的智能可视化比色检测方法的构建.该方法的线性范围为10—100μmol·L-1，检出限为3.3μmol·L-1，能成功应用于自来水中TC的检测，相对回收率为80.27%—129.67%.

关键词： NiS @N S-rGO纳米酶四环素类酶活性比色检测智能手机

安培级电流密度下淬火优化CoPS纳米棒的晶型/非晶型比例以促进肼辅助的全水分解

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第7期62卷 265-276页

作者：陈晓杜云梅杨宇刘康赵晋灵夏晓丹王磊青岛科技大学生态化学工程教育部重点实验室生态化学工程与绿色制造国际科技合作基地山东青岛266042 青岛科技大学化学与分子工程学院山东青岛266042 青岛科技大学环境与安全工程学院山东青岛266042 青岛海发环保产业控股有限公司山东青岛266000

近年来,具有独特电子效应和协同效应的异质界面工程策略在扩展催化功能和提高本征活性方面显示出较大的应用潜力.其中,具有晶型/无定形(c/a)异质结构的电催化剂,由于结构上的巨大差异,展现出显著的催化活性.然而,c/a-异质界面的可控调... 详细信息

近年来,具有独特电子效应和协同效应的异质界面工程策略在扩展催化功能和提高本征活性方面显示出较大的应用潜力.其中,具有晶型/无定形(c/a)异质结构的电催化剂,由于结构上的巨大差异,展现出显著的催化活性.然而,c/a-异质界面的可控调控及其与电催化性能的内在联系仍缺乏系统研究.因此,本文采用“酸刻蚀-气相磷硫化-淬火”方法,合成了具有可调控c/a异质界面的q-CoPS材料,并将其应用于碱性整体水分解.同时,通过控制淬火的初始温度,实现了对CoPS纳米棒中c/a比例的有效调控.一般来说,在晶型材料中,表面催化往往发生在固定的晶面上.而无定形材料可以同时满足体积和表面的催化.同时,无定形材料具有柔韧性,在催化反应过程中可以转化为任何需要的其他形式,因此在耐腐蚀方面也具有较好的自愈性能.此外,无定形材料还具有丰富的缺陷,运用缺陷工程可以带来一定的性能提升.因此,二者的协同作用可以提升催化剂的催化性能.本文创新性地提出了通过改变淬火初始温度对CoPS纳米棒中c/a比进行调控.采用“酸刻蚀-气相磷硫化-淬火”方法,成功制备了具有独特c/a-CoPS核壳异质结构的q-CoPS纳米棒.随着淬火初始温度的升高,无定形CoPS壳的面积也在逐渐增大.这可能是由于处于非平衡状态的磷硫化物在超低温液氮中突然淬火,处于热运动的Co,P和S原子会迅速冷却,趋向于形成无序的CoPS无定形材料.值得注意的是,制备得到的q-CoPS纳米棒具有合适的c/a含量比,提供了丰富的c/a界面活性位点,并优化了Co位点的电子构型.在析氢反应(HER)中,q-CoPS/CF仅需90 m V的过电位即可以达到1000 m Acm^(-2)的工业级电流密度,结果优于先进的Pt/C.同时,q-CoPS/CF在肼氧化反应(HzOR)中,仅0.06 V时即可实现1000 m Acm^(-2)的电流密度.密度泛函理论计算表明,在HER和HzOR中,界面处的Co原子的内在活性远高于P原子和S原子,c/a-异质界面处活性位点的能垒远低于晶型CoPS和无定形CoPS.此外,Co位点作为c/a界面的双功能活性位点,有效地优化了HER和HzOR的反应动力学.综上所述,q-CoPS/CF催化剂电催化性能的提升主要是由于其具备高活性的CoPS、合适的晶型/无定形(c/a)比例和较大的比表面积.本文为设计具有c/a异质结构的高活性电极提供参考,为进一步探索c/a异质结构的演化和确定c/a界面的活性位点提供借鉴.

关键词： q-CoPS c/a-异质结构淬火析氢反应肼氧化反应

耐久超疏水涂层的制备及其防冰防腐自清洁性能

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中国表面工程 2024年第2期37卷 238-247页

作者：王波辛蕾张凯高健李好吴连锋海洋化工研究院有限公司海洋涂料国家重点实验室青岛266071 山东科技大学材料科学与工程学院青岛266590

超疏水涂层在防结冰、防腐蚀等领域具有广阔的应用前景,然而目前仍无法大规模制备稳定的超疏水表面。提出一种操作简单、成本低廉的方法,在铝合金基材上通过一步喷涂法制备出耐磨超疏水涂层。首先在铝合金基体表面涂覆环氧树脂粘结层,... 详细信息

超疏水涂层在防结冰、防腐蚀等领域具有广阔的应用前景,然而目前仍无法大规模制备稳定的超疏水表面。提出一种操作简单、成本低廉的方法,在铝合金基材上通过一步喷涂法制备出耐磨超疏水涂层。首先在铝合金基体表面涂覆环氧树脂粘结层,待其达到半固化状态时,喷涂硬脂酸修饰的微米SiO_(2)和纳米TiO_(2)粒子混合悬浮液,固化后该涂层与水的接触角为~155.4°,滚动角为~3°,实现了超疏水性。试验结果表明,该超疏水涂层具有较好的耐磨耐久性,在胶带剥离、砂纸摩擦、紫外光长时间照射以及不同pH液滴等多种测试条件下仍具有良好的超疏水性。此外,此超疏水涂层在极端寒冷的天气下可以显著延缓水的冻结时间。环氧树脂和疏水颗粒的协同防腐作用使超疏水涂层在海水中表现出良好的防腐蚀性能。所制备的超疏水涂层还具有优异的自清洁特性,且因TiO_(2)粒子本身的光降解性能,该涂层还可用于光降解污染物和净化水质。这种简单、环保的超疏水涂层在防结冰、防腐蚀等方面具有潜在的应用前景,可为克服传统超疏水表面使用耐久性差的问题提供解决思路。

关键词：超疏水喷涂法防结冰防腐蚀光降解

基于Fe_(7)S_(8)纳米酶的H_(2)O_(2)手机可视化比色检测

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分析测试学报 2024年第2期43卷 236-246页

作者：顾婧婧李钟杰李宇浩公海龙马勤勤刘婷婷王学东苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009 江苏省环境科学与工程重点实验室江苏苏州215009

铁基纳米材料因具有丰富的化合价态和活性位点,表现出良好的类过氧化物酶活性而受到广泛关注。该研究通过简单水热法合成Fe_(7)S_(8)纳米花(NFs),并基于其类过氧化物酶活性构建了用于H_(2)O_(2)高灵敏度比色检测的3,3',5,5'-四甲基联苯... 详细信息

铁基纳米材料因具有丰富的化合价态和活性位点,表现出良好的类过氧化物酶活性而受到广泛关注。该研究通过简单水热法合成Fe_(7)S_(8)纳米花(NFs),并基于其类过氧化物酶活性构建了用于H_(2)O_(2)高灵敏度比色检测的3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB)和H_(2)O_(2)显色体系。优化了体系的显色条件,并考察了Fe_(7)S_(8) NFs的类酶活性稳态动力学及催化机理。在0.001~9 mmol/L和9~70 mmol/L范围内,H_(2)O_(2)浓度与652 nm处的吸光度值呈现良好的线性关系,对应的检出限分别为0.33μmol/L和3 mmol/L。同时方法具有良好的抗干扰能力。通过结合拍照暗箱装置和色值分析软件(Thing Identify),实现了基于智能手机的H_(2)O_(2)可视化检测,并成功用于实际水样检测。开发的智能手机可视化比色检测方法具有操作简便、成本低等特点,为实际场景中H_(2)O_(2)的检测提供了一种可行的选择。

关键词： Fe_(7)S_(8)纳米花比色法过氧化氢智能手机可视化水样

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