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碳酸锂晶体团聚现象及调控方法

化工进展 2024年

作者：张志强成春春左硕周娜王佳琴覃冬兰青海大学化工学院

氯化锂与碳酸钠反应结晶是制备碳酸锂最主要的方法，研究以提高碳酸锂收率、降低其钠含量以及获得良好粒径分布为目标，采用单因素法获得的较优的实验条件为：反应温度为80℃，搅拌器转速为600转/min，氯化锂浓度为3.20 mol/L，采用正... 详细信息

氯化锂与碳酸钠反应结晶是制备碳酸锂最主要的方法，研究以提高碳酸锂收率、降低其钠含量以及获得良好粒径分布为目标，采用单因素法获得的较优的实验条件为：反应温度为80℃，搅拌器转速为600转/min，氯化锂浓度为3.20 mol/L，采用正加料的方式，晶种加入量为2.00 g/L，晶种粒径控制在小于54 μm，超声功率为100W、超声时间为120 min；反应中加入超声波后可有效避免出现大团聚体，在保证碳酸锂收率无明显降低的情况下，其钠含量降低了1个数量级，粒径明显变小且粒径分布更窄。以碳酸锂收率和钠含量为指标，选择反应温度、晶种加入量和超声功率进行响应面分析，拟合得到碳酸锂收率模型的相关系数R2=0.9784，其钠含量的拟合模型的相关系数R2=0.9588，模型的预测值与实测值的相关性好；碳酸锂晶体团聚在实验的粒径范围内符合Thompson模型。通过研究获得优化的工艺参数可以为碳酸锂生产提供依据，并为产品质量的提高提供指导。

关键词：碳酸锂团聚晶种超声响应面

以碳酸钾为原料制备碳酸锂晶体团聚现象及调控方法

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无机盐工业 2024年

作者：成春春张志强左硕覃冬兰周娜王佳琴青海大学化工学院

以氯化锂与碳酸钾为原料进行反应结晶制备碳酸锂，研究以提高碳酸锂收率、降低其钾含量及获得良好粒径分布为目标，考察反应温度、搅拌转速、晶种加入量及晶种加入的粒径大小对实验的影响。实验表明，氯化锂与碳酸钾反应结晶存在着明显... 详细信息

以氯化锂与碳酸钾为原料进行反应结晶制备碳酸锂，研究以提高碳酸锂收率、降低其钾含量及获得良好粒径分布为目标，考察反应温度、搅拌转速、晶种加入量及晶种加入的粒径大小对实验的影响。实验表明，氯化锂与碳酸钾反应结晶存在着明显的晶体团聚现象，反应温度不同，对晶体形貌有明显影响，低温下晶体呈片状团聚体，较高温度下晶体呈棒状团聚体。剪切力的增加可以减小团聚体尺寸，晶种的加入有利于抑制爆发成核，减轻晶体团聚和黏壁现象。实验结果表明，在反应结晶温度为85 ℃，搅拌器转速为400 r/min，氯化锂浓度为3.2 mol/L，晶种加入量为3.00 g/L，晶种粒径控制在小于54 μm，超声功率为100 W、超声时间为150 min时，获得的碳酸锂收率高、晶体不易发生聚结，钾含量较低，且拥有较好的粒径分布。以碳酸钾为原料制备的碳酸锂与以碳酸钠为原料制备的碳酸锂收率相当，但杂质含量有了一定的降低。且在反应结晶过程中加入超声后可有效避免出现大团聚体，在保证碳酸锂收率无明显降低的情况下，钾含量明显降低。通过研究获得的实验条件可以为碳酸锂生产调整工艺参数提供依据，并为产品质量的提高提供指导。

关键词：碳酸锂晶体团聚晶种超声

基于GA-BP-Garson模型的市政污泥干燥过程含水率预测

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环境工程技术学报 2024年第4期14卷 1330-1336页

作者：张凯强王小雷赵建锋胡鑫王宁峰青海大学机械工程学院青海大学化工学院

市政污泥干燥过程中内部水分检测困难,为准确预测市政污泥热风干燥过程中内部水分的变化规律,将干燥时间、干燥温度、泥层厚度、流量压差作为输入变量,含水率作为输出变量,采用BP神经网络以及GA-BP神经网络分别建立市政污泥热风干燥过... 详细信息

市政污泥干燥过程中内部水分检测困难,为准确预测市政污泥热风干燥过程中内部水分的变化规律,将干燥时间、干燥温度、泥层厚度、流量压差作为输入变量,含水率作为输出变量,采用BP神经网络以及GA-BP神经网络分别建立市政污泥热风干燥过程的水分预测模型;对GA-BP神经网络进行敏感性分析,研究了4个输入变量对预测结果的影响。结果表明,BP和GA-BP 2种水分预测模型测试集的决定系数(R^(2))分别为0.99955和0.99964,均方根误差(RMSE)分别为0.51317和0.45523,即GA-BP预测模型的预测效果更佳,能更准确地预测市政污泥干燥过程中含水率的动态变化。敏感性分析表明,干燥时间对GA-BP含水率预测模型的影响最为显著。研究结果可为污泥干燥工艺和过程的优化提供理论依据,为污泥资源化利用提供参考。

关键词：市政污泥干燥遗传算法 BP神经网络含水率预测敏感性分析

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Ni-Co-B-RE(Sm、Dy、Tb)复合电极:化学沉积法制备及电催化析氢性能研究

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无机材料学报 2024年第5期39卷 467-476,I0001-I0005页

作者：景欣欣陈必清翟佳鑫袁美玲青海师范大学化学化工学院西宁810000

开发低成本、高活性的非贵金属电催化剂对电解水的实际应用具有重要意义,稀土(Rare Earth,RE)元素因其独特的电子结构成为金属催化剂改性的研究热点,但在泡沫镍(Nickel Foam,NF)基体上制备稀土复合催化剂的方法存在成本高、工艺复杂和... 详细信息

开发低成本、高活性的非贵金属电催化剂对电解水的实际应用具有重要意义,稀土(Rare Earth,RE)元素因其独特的电子结构成为金属催化剂改性的研究热点,但在泡沫镍(Nickel Foam,NF)基体上制备稀土复合催化剂的方法存在成本高、工艺复杂和耗时长等问题。本研究采用一步化学沉积法,在NF基体上制备了三种稀土复合电极Ni-Co-B-Tb/NF、Ni-Co-B-Sm/NF和Ni-Co-B-Dy/NF,对催化电极的结构和形貌进行了表征,并研究其在1 mol·L^(–1)KOH溶液中的析氢性能。结果表明,添加Sm、Dy和Tb可使电极的电子结构发生改变,改善催化剂材料的本征性质,进而提高析氢反应(Hydrogen Evolution Reaction,HER)的催化性能。其中,Ni-Co-B-Tb/NF表现出最佳的析氢性能,达到10 mA·cm^(–2)的电流密度仅需58 mV的过电位,Tafel斜率为65 mV·dec^(–1),析氢反应由Volmer-Heyrovsky步骤控制。进一步研究发现稀土浓度对电催化性能影响较大,当Tb浓度为3 g·L^(–1)时,Ni-Co-B-Tb/NF表面颗粒尺寸较小且分布均匀,暴露出更多的活性位点,有利于HER的电荷转移,析氢性能最佳。此外,经过100 h长期稳定性测试和2000次循环伏安(Cyclic Voltammetry,CV)测试后,该催化剂表现出良好的电化学稳定性。

关键词：稀土化学沉积析氢反应泡沫镍

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离子液体/金属盐萃取体系用于高镁卤水提锂的研究

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无机盐工业 2024年第9期56卷 54-59页

作者：周万嵇黎四霞青海大学化工学院青海西宁810016 青海师范大学化学化工学院青海西宁810016

通过研究不同金属盐共萃剂、不同萃取体系对锂镁萃取率及离子液体阳离子损失率的影响,确定出最佳的萃取体系为1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C8mim]PF6)/六氟磷酸钠(NaPF6)/磷酸三丁酯(TBP)。考察了[C8mim]PF6浓度、NaPF6浓度、相比对[C... 详细信息

通过研究不同金属盐共萃剂、不同萃取体系对锂镁萃取率及离子液体阳离子损失率的影响,确定出最佳的萃取体系为1-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C8mim]PF6)/六氟磷酸钠(NaPF6)/磷酸三丁酯(TBP)。考察了[C8mim]PF6浓度、NaPF6浓度、相比对[C8mim]PF6/NaPF6/TBP萃取体系锂镁萃取率及离子液体阳离子损失率的影响,确定最佳的[C8mim]PF6浓度为0.2 mol/L,NaPF6浓度为0.2 mol/L,两者相比(体积比)为2.5;在最佳萃取条件下,锂的单级萃取率为80.5%,镁的单级萃取率为6.5%,离子液体阳离子损失率为2.6%。最佳反萃盐酸浓度为1.0 mol/L,反萃相比(体积比)为2.5;在最佳反萃条件下,锂和镁的反萃率分别为95.2%和99.0%。[C8mim]PF6/NaPF6/TBP萃取体系能够实现锂的高效萃取,并且能够降低离子液体中阳离子的损失率,其可为用于高镁锂比卤水提锂的新型离子液体/金属盐萃取体系开发提供借鉴。

关键词：萃取高镁锂比磷酸三丁酯离子液体提锂

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基于机器学习的MOFs材料研究进展:能源气体吸附分离

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化工学报 2024年第4期75卷 1370-1381页

作者：文一如付佳刘大欢北京化工大学有机-无机复合材料国家重点实验室北京100029 青海大学化工学院青海西宁810016

金属有机框架(MOFs)由于其高孔隙率和超高的比表面积在气体吸附和分离领域受到广泛关注,金属有机框架数据库也因此丰富。使用高通量计算筛选方法可以提供丰富的结构性质和性能数据,有利于从大量的金属有机框架材料中筛选具有高性能的材... 详细信息

金属有机框架(MOFs)由于其高孔隙率和超高的比表面积在气体吸附和分离领域受到广泛关注,金属有机框架数据库也因此丰富。使用高通量计算筛选方法可以提供丰富的结构性质和性能数据,有利于从大量的金属有机框架材料中筛选具有高性能的材料。为了充分挖掘数据内的信息,将机器学习用作辅助工具,可以揭示隐含的金属有机框架结构和性能关系;能够对金属有机框架材料在不同应用中的性能趋势有更多的理解。特别是在气体储存和分离方面,机器学习方法也被广泛应用。从适用于机器学习工作的金属有机框架的描述符,利用机器学习方法筛选及预测材料性质等方面综述了机器学习预测和设计应用于可燃气体吸附分离的金属有机框架材料的最新研究进展,加快金属有机框架的设计和开发步伐,指引材料的合成方向和规律,降低了人力物力成本。

关键词： MOFs 吸附分离计算机模拟机器学习

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两亲Cu-氮杂亚甲基二吡咯染料J-聚集体纳米片的制备及表征

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精细化工 2024年第5期41卷 1001-1007页

作者：赵明瑶张勇杰苏军军潘宏斐陈志坚天津大学化工学院天津300350

以含两条十二烷氧基疏水链的氮杂亚甲基二吡咯(ADP)和含两条聚乙二醇亲水链的ADP为配体与Cu(Ⅱ)络合,合成了一种两亲性Cu(Ⅱ)-ADP配合物(染料Ⅰ),通过1HNMR、MS及元素分析仪确认了其化学结构,采用UV-Vis、AFM、TEM、小角X射线散射仪对... 详细信息

以含两条十二烷氧基疏水链的氮杂亚甲基二吡咯(ADP)和含两条聚乙二醇亲水链的ADP为配体与Cu(Ⅱ)络合,合成了一种两亲性Cu(Ⅱ)-ADP配合物(染料Ⅰ),通过1HNMR、MS及元素分析仪确认了其化学结构,采用UV-Vis、AFM、TEM、小角X射线散射仪对染料Ⅰ聚集体的形貌和结构进行了表征。结果表明,染料Ⅰ在乙醇/水混合溶剂中自组装形成J-聚集体,最大吸收峰发生89 nm的红移。染料Ⅰ聚集体呈现二维纳米片形貌,并以双分子层形式进行堆积。

关键词：功能染料 J-聚集体分子自组装氮杂亚甲基二吡咯纳米片功能材料

有机溶剂和聚电解质提升MHET水解酶催化性能

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第5期57卷 452-461页

作者：余林玲张盼盼孙彦天津大学化工学院天津300350

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种广泛应用的塑料,但由于其难以自然降解导致严重的污染问题.PET水解酶和对苯二甲酸单乙二醇酯水解酶(MHETase)被认为是级联降解PET的关键酶,但尚未实现工业应用,本文针对MHETase开展稳定性研究以促进其... 详细信息

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种广泛应用的塑料,但由于其难以自然降解导致严重的污染问题.PET水解酶和对苯二甲酸单乙二醇酯水解酶(MHETase)被认为是级联降解PET的关键酶,但尚未实现工业应用,本文针对MHETase开展稳定性研究以促进其工业开发.首先,选用4种不同的水溶性有机溶剂二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺、异丙醇和乙腈构建反应体系探寻最佳的MHETase反应条件,随后进一步研究有机溶剂和聚电解质预处理对MHETase催化活力和稳定性的影响.结果表明,当反应体系DMSO含量不高于10%时MHETase的活力几乎不受影响,其他条件下有机溶剂均会抑制MHETase活性,但这种抑制作用是可逆的,即该抑制可以通过去除有机溶剂来恢复.此外,低浓度的有机溶剂预处理能够提高MHETase的催化活力,且DMSO预处理能够提升MHETase的储存稳定性及热稳定性,MHETase在4℃下10%DMSO中储存96 h后的活力为原有活力的113%,在30℃下10%DMSO中孵育6 h后也能保持原有活力的103%.研究发现,MHETase活力可以通过阴、阳离子聚电解质孵育来提升,与等量阴、阳离子聚电解质共孵育的MHETase在4℃下10%DMSO中储存144 h也能保持118%的活力,但与DMSO预处理相比,聚电解质预处理对MHETase活力提升程度有限.本研究系统考察了有机溶剂和聚电解质对MHETase催化性能的影响,并指出DMSO和聚电解质的预处理有助于MHETase在常温下的储存和应用,为MHETase的工业应用提供了更多参考.

关键词：对苯二甲酸单乙二醇酯水解酶二甲基亚砜稳定性助溶剂聚电解质

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吸热型纳米流体燃料研究进展

化工学报 2024年第4期75卷 1167-1182页

作者：申州洋薛康刘青史成香邹吉军张香文潘伦天津大学化工学院天津300072

吸热型纳米流体燃料是一种有潜力解决高超声速飞行器发动机过热问题的新型燃料。为探究吸热型纳米流体燃料的裂解性能,并为后续研究提供参考,首先介绍了纳米流体燃料的分散稳定性机理,并概述了其制备及提高稳定性的方法;其次,综述了吸... 详细信息

吸热型纳米流体燃料是一种有潜力解决高超声速飞行器发动机过热问题的新型燃料。为探究吸热型纳米流体燃料的裂解性能,并为后续研究提供参考,首先介绍了纳米流体燃料的分散稳定性机理,并概述了其制备及提高稳定性的方法;其次,综述了吸热型纳米流体燃料的裂解研究进展,从纳米添加剂、有机保护配体及反应机理和路径等多方面分析了影响裂解的关键因素;最后对吸热型纳米流体燃料的未来发展趋势提出展望。

关键词：燃料表面活性剂分散稳定性纳米粒子催化裂解催化机理

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