管间两相流场频域相关性及激振力功率谱密度研究

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作者 朱国瑞 蔺文静 +2 位作者 齐思久 韩佩泽 谭蔚 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第4期423-433,共11页

管壳式换热器内部管束长期受到气-水两相流冲刷容易发生磨损破坏,影响其使用寿命,因此准确计算两相流体力的功率谱密度对管束的磨损计算至关重要.由于缺乏两相流条件下的管间流场相关性实验数据,难以用激振力去直接计算其等效功率谱密度... 管壳式换热器内部管束长期受到气-水两相流冲刷容易发生磨损破坏,影响其使用寿命,因此准确计算两相流体力的功率谱密度对管束的磨损计算至关重要.由于缺乏两相流条件下的管间流场相关性实验数据,难以用激振力去直接计算其等效功率谱密度.为了探究管间两相流流场相关性,给出可靠的两相流激振力包络谱,设计搭建了两相水洞实验装置,创新性地将电子压力扫描阀引入两相流环境中,直接测量管表面的压力.对节径比为1.41的正三角形刚性管阵中单根弹性管在环境温度和压力下的横向流致振动进行了全面的实验研究.研究了直径为0.026 m、长度为0.237 m的柔性管在10%~90%含气率下激振力的频域特征并计算了相关长度,通过分析压力的变化、激振力自相关功率谱密度以及斯特劳哈尔数确定了周期性漩涡脱落现象的出现,获得了不同含气率下基于界面流速的激振力无量纲参考等效功率谱密度.结果表明,压力随界面流速大致呈抛物线形式增加,但涡流脱落会导致管周的压力骤降;管束内部激振力的相干函数在大范围内数值较低,相关长度不到1倍管径.使用1倍管径为相关长度计算了3种不同结构参数弹性管的激振力等效功率谱密度,采用基于界面流速的归一化因子进行了无量纲处理,给出了10%~30%含气率、40%~60%含气率以及70%~90%含气率时的激振力包络谱,其中激振力在40%~60%含气率下能量最高,70%~90%含气率次之,10%~30%含气率下能量最低.研究结果给壳程不同位置管束的磨损计算提供了符合工程实践的载荷谱. 展开更多

关键词 管壳式换热器 管束 两相流 激振力 功率谱密度

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Al_(2)O_(3)、SiO_(2)复合沉积提升TiO_(2)在非水介质中的反射率

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作者 刘烨 赵谦 +5 位作者 俞彦仿 甄银钊 高伯楠 王世荣 李祥高 刘红丽 《精细化工》 北大核心 2025年第5期1030-1036,1072,共8页

为提升TiO_(2)在非水介质中的反射率,通过化学反应沉积法将Al_(2)O_(3)、SiO_(2)复合沉积在锐钛矿型TiO_(2)粒子表面制备了TiO_(2)@Al2@Si2。以活性聚合物分散剂(Solsperse 17000)为表面活性剂,将TiO_(2)@Al2@Si2粒子分散在液体介质中... 为提升TiO_(2)在非水介质中的反射率,通过化学反应沉积法将Al_(2)O_(3)、SiO_(2)复合沉积在锐钛矿型TiO_(2)粒子表面制备了TiO_(2)@Al2@Si2。以活性聚合物分散剂(Solsperse 17000)为表面活性剂,将TiO_(2)@Al2@Si2粒子分散在液体介质中。采用FTIR、XPS、TEM、N2吸/脱附等温线对TiO_(2)@Al2@Si2进行了表征,评价了其分散液的稳定性、透光率和白态反射率。结果表明,Al_(2)O_(3)、SiO_(2)复合壳层沉积在TiO_(2)粒子表面,形成了多孔壳层,提升了TiO_(2)@Al2@Si2的比表面积(44.74 m^(2)/g)、表面羟基含量(1.204×1019个/g)及荷电量(–40.61 mV);TiO_(2)@Al2@Si2表面复合沉积的Al_(2)O_(3)、SiO_(2)提升了粒子的遮盖力,增强了TiO_(2)@Al2@Si2外层表面羟基上的氧原子负电性,使其更易键合Solsperse 17000,从而提升了粒子在非水介质中的分散性能。TiO_(2)@Al2@Si2在甲苯、十二烷基苯、四氯乙烯、环己烷、Isopar L中(质量浓度150 g/L)的白态反射率分别为49.11%、49.11%、48.18%、53.91%、54.43%,比TiO_(2)粒子分散液有所提升;将TiO_(2)@Al2@Si2与铁锰黑粒子相配,制备了电泳显示器件,得到了白态反射率40.47%、对比度59.51的电泳显示原型器件。 展开更多

关键词 TiO_(2) 表面改性 核壳结构 非水介质 反射率 电泳显示 功能材料

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明胶-阿拉伯胶电泳微胶囊的制备及显示性能

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作者 高伯楠 易小倩 +4 位作者 张亚娟 赵谦 刘红丽 王世荣 李祥高 《精细化工》 北大核心 2025年第6期1250-1256,共7页

以纳米TiO_(2)和铁锰黑为电泳粒子、异构烷烃(Isopar-L)为分散介质,制备了电泳显示分散液。以十二烷基硫酸钠(SDS)为分散剂,在水为连续相的电泳液分散体系中,通过明胶和阿拉伯胶的复凝聚反应制备了电泳微胶囊。将制备的微胶囊与聚乙烯... 以纳米TiO_(2)和铁锰黑为电泳粒子、异构烷烃(Isopar-L)为分散介质,制备了电泳显示分散液。以十二烷基硫酸钠(SDS)为分散剂,在水为连续相的电泳液分散体系中,通过明胶和阿拉伯胶的复凝聚反应制备了电泳微胶囊。将制备的微胶囊与聚乙烯醇混合均匀后,以甘油为增塑剂,涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯/氧化铟锡基底膜上制备了原型显示器件。通过SEM考察了明胶溶液pH、SDS添加量、分散时间、复凝聚pH和电荷控制剂对制备的微胶囊形貌和粒径分布的影响,在±25 V直流脉冲电压驱动下测试原型显示器件的显示效果。结果表明,当反应体系为5.00 g电泳液(固含量为12.5%,黑白粒子质量比为1∶1.5)分散在100 mL质量浓度均为20 g/L的明胶-阿拉伯胶溶液中时,在明胶溶液pH=7、SDS添加量0.2 g、分散20 min后调节复凝聚pH=4.7、全氟辛基磺酰氟为电荷控制剂的最佳反应条件下,所制备的微胶囊强度高、单分散性好,微胶囊收率为73%,其中,30~50μm微胶囊占比达到54.4%,平均壁厚283.6 nm,在80℃干燥30 min后仍能保持良好的形貌。原型显示器件白态反射率18.88%,黑态反射率3.51%,响应时间570.5 ms。 展开更多

关键词 电泳 微胶囊 明胶-阿拉伯胶 反射率 显示 功能材料

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机器学习辅助的烃类分子性质预测与燃料的高通量筛选

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作者 侯放 齐晓宁 +4 位作者 刘睿宸 李玲 王莅 张香文 李国柱 《含能材料》 北大核心 2025年第1期1-12,共12页

通过数据收集、结构优化和量化计算,建立了碳数从1到50的2899个烃类分子“结构-多种性质”数据集,性质包含熔点(T_(m))、沸点(T_(b))、密度(ρ)、0 K下的内能(U_(0))、298.15 K下的内能(U)、298.15 K下的焓(H)、298.15 K下的吉布斯自由... 通过数据收集、结构优化和量化计算,建立了碳数从1到50的2899个烃类分子“结构-多种性质”数据集,性质包含熔点(T_(m))、沸点(T_(b))、密度(ρ)、0 K下的内能(U_(0))、298.15 K下的内能(U)、298.15 K下的焓(H)、298.15 K下的吉布斯自由能(G)。以表示分子结构的库伦矩阵作为模型输入,建立了决策树回归模型、交叉验证的最小绝对收缩和选择算子回归模型、交叉验证的岭回归模型、极限梯度提升回归模型4种不同的机器学习模型。通过比较不同模型预测性质的精度得出,极限梯度提升回归模型更适用于预测烃类分子的熔点、沸点、密度等通过实验测得的性质,交叉验证的岭回归模型更适用于预测烃类分子的内能、焓、吉布斯自由能等能量的通过理论计算得到的性质。同时,最优的机器学习组合模型可以准确预测相同碳数、不同种类和同分异构体烃类分子的性质。使用最优的机器学习模型计算了34种已通过实验合成的高密度碳氢燃料的密度,计算值与实验值的平均绝对误差为0.0290 g·cm^(-3)。进而,预测了开源数据库GDB-13C中的319,893个烃类分子的燃料性质,并高通量筛选出了37种低凝固点、高密度的新型碳氢燃料候选分子。采用基团贡献法和DFT方法进一步计算了筛选出的碳氢分子的关键燃料性质,这些新型分子与典型燃料JP-10和QC的质量热值和比冲相当。 展开更多

关键词 机器学习 烃类分子 高密度碳氢燃料 性质预测 高通量筛选

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碳基催化剂催化有机液体氢载体脱氢研究进展

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作者 王雪杰 崔国庆 +3 位作者 王淙恺 杨扬 姜桂元 徐春明 《物理化学学报》 北大核心 2025年第5期34-46,共13页

氢能是一种来源广泛、灵活高效的二次能源,同时也是一种重要的能源介质。目前,低成本、高密度的储氢技术被认为是制约氢能产业规模化发展的瓶颈。有机液体储氢具有质量储氢密度高、液体储运安全以及易于长距离运输等优势,受到研究者的... 氢能是一种来源广泛、灵活高效的二次能源,同时也是一种重要的能源介质。目前,低成本、高密度的储氢技术被认为是制约氢能产业规模化发展的瓶颈。有机液体储氢具有质量储氢密度高、液体储运安全以及易于长距离运输等优势,受到研究者的广泛关注。然而,与发展相对成熟的加氢工艺相比,有机液体氢载体脱氢过程仍存在反应温度高、效率低等难题。解决上述问题的关键在于开发高效的脱氢催化剂。近年来,碳基催化剂因其具有活性组分高分散、碳载体组成结构及表面理化性质可调、导电导热性能优异等特点,在有机液体氢载体脱氢反应中表现出优异的反应性能。本文首先详细分析了以环己烷、甲基环己烷、十氢化萘、十二氢乙基咔唑等为代表的有机液体氢载体脱氢热力学、动力学及常用氢载体的理化性质,总结了活性炭、碳纳米管、碳纤维、还原氧化石墨烯等作为催化剂载体的独特优势,并从碳基催化剂结构特点、催化性能、构效关系及脱氢反应机理等方面进行归纳和分析。在此基础上,提出了有机液体储氢领域面临的主要挑战,展望了碳载体的改性及粉体成型、反应机理以及化工过程强化的研究是该领域未来发展的重要方向。 展开更多

关键词 有机液体氢载体 催化脱氢 碳基催化剂 结构设计 构效关系

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单原子层分离膜:进展与展望

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作者 王金月 谢恩泽 +3 位作者 马翰泽 袁晟 何光伟 姜忠义 《化工学报》 北大核心 2025年第5期1943-1959,共17页

原子级制造是在原子精度对材料结构进行精准控制,是制备高端材料的变革性新技术。在原子级别对膜材料厚度和孔结构进行精密调控,开发单原子层纳米孔膜,可显著降低传质阻力,实现分子极限渗透与分离,将为膜分离领域的发展与难分离物系的... 原子级制造是在原子精度对材料结构进行精准控制,是制备高端材料的变革性新技术。在原子级别对膜材料厚度和孔结构进行精密调控,开发单原子层纳米孔膜,可显著降低传质阻力,实现分子极限渗透与分离,将为膜分离领域的发展与难分离物系的突破带来新机遇。本综述介绍了多种单层纳孔膜材料(single layer nanoporous membranes,SLNM),总结其纳米孔构筑方法及单层膜制备方法,探讨其在气体分离、液体分离、离子分离等领域的应用现状。最后,针对单层纳孔膜面临的机遇与挑战进行了剖析与总结,并对其未来发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 分离 单层纳孔膜 纳米材料 单层石墨烯 制备方法

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生物合成红景天苷的研究进展 被引量：1

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作者 黄姝涵 马赫 罗云孜 《合成生物学》 北大核心 2025年第2期391-407,共17页

红景天苷是一种具有抗缺氧、抗氧化、抗衰老和抗肿瘤等活性的天然产物,被广泛应用于化妆品与医药领域。目前获取红景天苷的主要方式是从红景天属植物的根茎和块茎中提取,由于其含量稀少,日益增长的市场需求导致植物资源逐渐匮乏。因此,... 红景天苷是一种具有抗缺氧、抗氧化、抗衰老和抗肿瘤等活性的天然产物,被广泛应用于化妆品与医药领域。目前获取红景天苷的主要方式是从红景天属植物的根茎和块茎中提取,由于其含量稀少,日益增长的市场需求导致植物资源逐渐匮乏。因此,开发新的合成方法成为了研究热点。红景天苷的天然生物合成路径已被解析,随着合成生物学的发展,采用合成生物技术构建微生物细胞工厂合成红景天苷成为缓解当前供需失衡和资源紧缺状况的有效途径。本文针对红景天苷的药理活性、植物合成路径、途径酶的挖掘与筛选、大肠杆菌和酿酒酵母的生物合成现状等相关研究进展进行系统性的综述,探讨了红景天苷的分离提纯方法以及它作为合成中间体在制备其他化合物方面的应用潜力,以期助力对红景天苷合成路径与相关工程改造策略的理解,并推动红景天苷绿色、高效的生物合成。 展开更多

关键词 红景天苷 微生物合成 合成生物学 代谢工程 化妆品

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稳定导电网络结构的C-SnO_(2)/MWCNTs复合材料用于锂浆料电池

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作者 杨博文 王瑞 +2 位作者 辛本舰 刘丽丽 牛志强 《物理化学学报》 北大核心 2025年第2期98-106,共9页

锂浆料电池(LSSFBs)具有应用于大规模储能系统的潜力。然而,LSSFBs的电化学性能受限于活性材料本征导电性差以及活性材料与导电添加剂之间的不稳定接触。本文设计了碳包覆的二氧化锡/多壁碳纳米管(C-SnO_(2)/MWCNTs)复合材料作为LSSFBs... 锂浆料电池(LSSFBs)具有应用于大规模储能系统的潜力。然而,LSSFBs的电化学性能受限于活性材料本征导电性差以及活性材料与导电添加剂之间的不稳定接触。本文设计了碳包覆的二氧化锡/多壁碳纳米管(C-SnO_(2)/MWCNTs)复合材料作为LSSFBs负极材料。在该复合材料中,SnO_(2)纳米颗粒均匀分布在(MWCNTs)表面,同时SnO_(2)颗粒外表进行碳包覆。纳米尺寸赋予SnO_(2)更多反应活性位点。此外,碳纳米管和碳包覆层共同构建稳定的导电网络。这种导电网络有效改善SnO_(2)的电子转移动力学,并抑制其在充/放电过程中的体积膨胀,从而提高倍率和循环性能。此外,MWCNTs增强浆料电极的悬浮稳定性。这些优势赋予LSSFBs良好的倍率和循环性能。这项工作为优化LSSFBs的浆料电极提供了一种具有前景的策略。 展开更多

关键词 浆料电池 纳米尺寸SnO_(2) 碳纳米管 碳包覆

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高能碳氢燃料绿色合成技术研究进展 被引量：4

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作者 余锐 刘显龙 +3 位作者 史成香 潘伦 张香文 邹吉军 《含能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1167-1176,共10页

高能量密度碳氢燃料是重要的航天航空动力源,其主要发展方向是高能化和绿色化,尤其是在低碳和可持续发展的要求下,发展高能碳氢燃料的绿色合成工艺已成为必然。本文总结了高能碳氢燃料合成技术绿色化的研究进展,包括:通过改进合成路线... 高能量密度碳氢燃料是重要的航天航空动力源,其主要发展方向是高能化和绿色化,尤其是在低碳和可持续发展的要求下,发展高能碳氢燃料的绿色合成工艺已成为必然。本文总结了高能碳氢燃料合成技术绿色化的研究进展,包括:通过改进合成路线或者使用固体酸、离子液体等绿色催化剂,对经典高能燃料JP‑10(挂式四氢双环戊二烯)、金刚烷传统合成工艺进行绿色化改进;从合成原料绿色化的角度,以萜烯和木质纤维素及其衍生物为原料合成生物基高能绿色燃料,研发生物基RJ‑4(桥式和挂式四氢二甲基双环戊二烯混合物)和JP‑10等替代燃料;从合成工艺绿色化的角度,采用光催化技术实现张力结构燃料和多环结构燃料的绿色合成。最后对国内外该领域阶段性的成果进行了总结,并展望了高能碳氢燃料绿色合成工艺的发展方向和面临挑战。 展开更多

关键词 高能碳氢燃料 绿色合成工艺 液体燃料 化学推进剂

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人类世生物地球化学循环及其科学 被引量：6

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作者 刘丛强 李思亮 +5 位作者 刘学炎 王宝利 郎赟超 丁虎 郝丽萍 张琼予 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期455-466,共12页

地球已进入新的地质时代——“人类世”,人类已成为全球变化的主要驱动力。人类活动导致的地球生态系统的生物地球化学过程及关键生源要素的生物地球化学循环的改变直接或间接地影响着地球生态系统的关键功能,给人类福祉和可持续发展带... 地球已进入新的地质时代——“人类世”,人类已成为全球变化的主要驱动力。人类活动导致的地球生态系统的生物地球化学过程及关键生源要素的生物地球化学循环的改变直接或间接地影响着地球生态系统的关键功能,给人类福祉和可持续发展带来诸多威胁。本文基于地球系统科学研究的新进展,综述了人类世全球变化特征、生物地球化学循环在地球系统各圈层演化中的作用及其变化规律。特别关注了自然资源开发利用、生产和消费模式改变等人类活动对生物地球化学循环的影响,以及由此产生的气候、生态和环境效应。研究表明,应对人类世全球变化需要系统理解人类活动作为主要驱动力的多要素和多尺度生物地球化学循环过程及其生态和环境效应,基于地球系统科学的理论与方法开展针对人类世社会-生态系统的自然科学和社会科学的交叉融合研究。在文末提出了人类世生物地球化学研究的优先领域和方向,并强调解决受人类活动和气候变化高度影响下人类世生物地球化学循环的各种复杂科学问题的迫切性和重要性。 展开更多

关键词 人类世 生物地球化学循环 全球变化 地球系统科学

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微波能化工应用领域研究述评与展望

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作者 高鑫 焦夏欣 +1 位作者 李洪 赵振宇 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期669-686,共18页

微波凭借其快速加热、体加热、选择性加热等独特的加热供能方式,已成为化工生产中一项极其重要的过程强化方法.本文对微波化工领域近20年的研究成果及延拓方向进行总结概述,依据微波化工技术的不同强化机理进行分类阐述.微波对极性分子... 微波凭借其快速加热、体加热、选择性加热等独特的加热供能方式,已成为化工生产中一项极其重要的过程强化方法.本文对微波化工领域近20年的研究成果及延拓方向进行总结概述,依据微波化工技术的不同强化机理进行分类阐述.微波对极性分子的选择性加热会诱导极性-非极性混合物的相对挥发度发生改变,利用这一特性开发了基于混合物组分介电性质差异的微波分离技术,通过搭建理论模型指导设计了薄膜蒸发器、喷雾蒸发器等微波诱导分离装置,并将该工艺拓展至微波强化反应精馏过程和微波强化膜分离过程;微波对吸波颗粒的选择性加热会诱导产生局部热点,该热点效应使得微波技术在非均相反应、材料合成和催化热解等过程中展现出显著可观的强化效果,通过纳米荧光技术进行该热点温度直接测量,可实现微波强化化工过程的精准调控;微波对宏观物体或相态的选择性加热以及电磁波不均匀分布会导致宏观尺度局部过热,该效应的难以调控和预测是微波化工技术大规模应用的瓶颈问题,为此有必要采用多物理场数值模拟与温敏材料测试结合的手段,实现微波加热过程温度场的可视化,从而指导微波能化工应用装置的合理设计.微波能化工应用的未来研究有赖于微波加热过程原位测试手段,从而能够深入揭示微波诱导过程强化的内在机理,助力开发合理高效的微波强化化工技术. 展开更多

关键词 过程强化 微波 化工 选择性加热 强化机理

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高比能快充型钠离子电池炭负极:进展与挑战 被引量：4

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作者 黎璟泓 张一波 +5 位作者 贾怡然 杨晨旭 褚悦 张俊 陶莹 杨全红 《新型炭材料（中英文）》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期729-742,共14页

钠离子电池具有优异的快充能力与低温特性,加之钠元素资源丰富、成本低廉的优势,已成为下一代非资源限制型高效储能体系的首选。无定形炭材料作为钠离子电池实用化进程的关键负极材料,具备较高首次库伦效率、低嵌钠平台及稳定性好等优... 钠离子电池具有优异的快充能力与低温特性,加之钠元素资源丰富、成本低廉的优势,已成为下一代非资源限制型高效储能体系的首选。无定形炭材料作为钠离子电池实用化进程的关键负极材料,具备较高首次库伦效率、低嵌钠平台及稳定性好等优点。然而,目前无定形炭负极存在平台储钠动力学差以及高平台容量与高平台电位无法兼得的问题,导致钠离子电池的快充性能、能量密度以及安全特性难以全面兼顾,严重阻碍了钠离子电池的产业化进程。本文聚焦制约钠离子电池碳负极发展的关键瓶颈,分析了无定形炭平台储钠各基元步骤的动力学行为,从电极-电解液界面和无定形炭微观结构调控两方面梳理了构建高比能快充型钠离子电池的工作进展,并探讨了影响平台储钠动力学与平台电位的关键要素,最后针对钠离子电池碳负极的发展方向与关键挑战进行了简要评述和展望,以期推动实用型钠离子电池碳负极材料的发展。 展开更多

关键词 钠离子电池 炭负极 平台储钠动力学 平台电位 固态电解质界面

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强吸波催化剂协同微波能强化果糖脱水制5-羟甲基糠醛 被引量：2

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作者 徐安冉 刘凯 +3 位作者 王娜 赵振宇 李洪 高鑫 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1565-1577,共13页

利用硬模板法制备了中空多孔碳球(MHCS),系统研究了热处理温度、金属负载量、刻蚀前后对MHCS电磁参数的影响。从中选取高介电损耗值(ε″)的MHCS-800(ε″=213)作为催化剂载体,并以SCS-800(ε″=50)和SCS(ε″=0.08)作为对比样品,经磺... 利用硬模板法制备了中空多孔碳球(MHCS),系统研究了热处理温度、金属负载量、刻蚀前后对MHCS电磁参数的影响。从中选取高介电损耗值(ε″)的MHCS-800(ε″=213)作为催化剂载体,并以SCS-800(ε″=50)和SCS(ε″=0.08)作为对比样品,经磺化后用于催化果糖水解制5-羟甲基糠醛,根据在微波加热和常规油浴条件下的反应动力学探究了ε″对微波催化效果的影响。结果表明,在80 W微波功率辐照下使用MHCS-800-SO_(3)H作为催化剂,5 min转化率即可达97.7%;反应速率常数(k)为0.76 min^(-1),是常规加热(k=0.0847 min^(-1))的8.97倍,该催化剂相较于SCS-800-SO_(3)H和SCS-SO_(3)H的微波催化效果(k比常规分别提升了164.9%、11.9%)更加显著。以上研究结果源于中空多孔结构和高的石墨化程度相耦合更有利于在催化剂颗粒表面形成“热点”,从而加速催化反应。 展开更多

关键词 微波辐照 果糖水解 多相反应 动力学 介电损耗 催化

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卟啉基金属有机框架在光疗领域的应用 被引量：2

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作者 徐赟浩 邓文博 +1 位作者 冯亚青 张宝 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1221-1229,1291,共10页

卟啉基金属有机框架是金属或金属团簇与卟啉配体或其家族化合物配位自组装形成的晶体结构,结合了卟啉类分子良好的光物理特性和生物相容性,具有周期性和可调控的结构,在光化学领域和生物医药领域具有应用潜力;尤其是能够充分发挥卟啉类... 卟啉基金属有机框架是金属或金属团簇与卟啉配体或其家族化合物配位自组装形成的晶体结构,结合了卟啉类分子良好的光物理特性和生物相容性,具有周期性和可调控的结构,在光化学领域和生物医药领域具有应用潜力;尤其是能够充分发挥卟啉类分子的优越性能,可通过光动、光热等光辅助治疗方法实现杀伤有害细胞的效果。该文介绍了卟啉基金属有机框架的结构,综述了卟啉基金属有机框架在光辅助治疗领域的最新研究进展,主要包括其在光疗抗肿瘤及抗菌领域的应用研究现状,重点介绍了近几年卟啉基金属有机框架在光敏剂基础上的改进以及衍生出的多样化的功能;最后,对其未来发展前景进行了展望。 展开更多

关键词 卟啉 金属有机框架 光辅助治疗 抗肿瘤 抗菌性能

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微波诱导高分散Pd/FeP催化剂构筑及其电催化性能研究 被引量：1

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作者 李昂 赵振宇 +1 位作者 李洪 高鑫 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期1594-1606,共13页

微波技术作为一种新型过程强化手段,已被广泛应用于材料制备过程。利用微波对吸波型载体的选择性加热,使其产生局部高温诱导催化剂颗粒的沉积,有望构筑高分散钯(Pd)催化剂结构,而这一特殊结构对提高催化剂电催化氧化甲酸活性、提升甲酸... 微波技术作为一种新型过程强化手段,已被广泛应用于材料制备过程。利用微波对吸波型载体的选择性加热,使其产生局部高温诱导催化剂颗粒的沉积,有望构筑高分散钯(Pd)催化剂结构,而这一特殊结构对提高催化剂电催化氧化甲酸活性、提升甲酸燃料电池的性能至关重要。为探究微波诱导高分散钯催化剂便捷制备的可行性,本文首先通过水热法制备了强吸波的空心海胆状磷化铁(FeP)作为催化剂载体,而后分别在常规加热与微波加热条件下通过乙二醇还原法在FeP表面沉积Pd。使用XRD、TEM、SEM技术表征Pd/FeP产品的形貌和微观结构,探究微波加热对催化剂表面金属钯颗粒分散的影响作用。使用循环伏安法和线性伏安法评价所制备催化剂的催化活性,通过探讨催化剂结构与其电催化活性的构效关系,揭示微波合成对Pd/FeP催化剂性能的强化作用机制。研究结果表明,空心海胆状的FeP颗粒具有较强的微波吸收能力,因而在受到微波辐射时,其表面形成的局部过热诱导Pd的原位沉积,使得微波水热法制备的Pd催化剂具有良好的分散特性,然而溶剂主体温度的过高会增加Pd之间的团聚。相对于常规手段合成的催化剂,利用微波水热法在120°C下制备的催化剂电化学活性面积提升了约3.5倍,对甲酸电催化氧化活性提升了约54倍。 展开更多

关键词 微波合成 纳米结构 电化学 催化剂 粒度分布

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CH_(4)和CO_(2)共转化反应机理研究进展 被引量：3

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作者 成昊霖 年瑶 韩优 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期60-75,共16页

综述了CH_(4)和CO_(2)共转化生成合成气、乙酸和C2烃3种反应路径的反应步骤、关键中间体及反应产物选择性的影响因素。当生成合成气时,CH_(4)与CO_(2)的活化解离是关键步骤,催化剂载体表面为酸性或中性时反应遵循单功能机理,CH_(4)和CO_... 综述了CH_(4)和CO_(2)共转化生成合成气、乙酸和C2烃3种反应路径的反应步骤、关键中间体及反应产物选择性的影响因素。当生成合成气时,CH_(4)与CO_(2)的活化解离是关键步骤,催化剂载体表面为酸性或中性时反应遵循单功能机理,CH_(4)和CO_(2)在同一活性中心被活化,当载体为表面碱性时,CH_(4)和CO_(2)遵循双功能机理,在不同活性中心被活化,通常双功能机理的催化效率更高。当生成乙酸时,C-C耦合过程应被重点关注,该过程中气相CO_(2)可能直接插入M—CH3键(Eley-Rideal机理)或先被吸附活化后再插入(Langmuir-Hinshelwood机理),后者反应能垒更低。当生成C2烃时,活性氧物种被认为是反应过程中的关键中间体,其可能来源于催化剂中的晶格氧或CO_(2)的活化与解离。因此,在催化剂表面构建多个独立活性位点,以分别对CH_(4)和CO_(2)进行多位点协同催化被认为是良好的催化剂改性策略。另外,先进的模拟计算方法和原位表征手段能够深入揭示反应过程中催化剂和反应中间体的动态演变过程及机理,从而为真实CH_(4)和CO_(2)共转化反应过程中催化剂的设计提供理论指导。 展开更多

关键词 甲烷 二氧化碳 反应机理 合成气 乙酸 C2烃

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锂离子电池硅基负极用功能粘结剂的研究进展 被引量：3

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作者 张景硕 翟越 +5 位作者 赵子云 何家兴 魏伟 肖菁 吴士超 杨全红 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1-14,共14页

硅(Si)具有超高的理论比容量、较低的嵌锂电位及丰富的储量等优势,是发展高比能锂离子电池的关键负极材料。同纳米Si相比,低成本、高振实密度和低界面反应的微米Si应用于高体积能量密度器件独具优势。然而其300%体积形变产生的巨大应力... 硅(Si)具有超高的理论比容量、较低的嵌锂电位及丰富的储量等优势,是发展高比能锂离子电池的关键负极材料。同纳米Si相比,低成本、高振实密度和低界面反应的微米Si应用于高体积能量密度器件独具优势。然而其300%体积形变产生的巨大应力,使得颗粒破碎粉化、电极结构退化以及导电网络失效等问题更为严峻,极大制约了其商业化进程。粘结剂是适应Si体积变化,提供稳定导电网络的重要手段。开发高容量、高稳定微米Si基负极对粘结体系设计提出了更大的挑战。本文首先阐明了粘结剂的基础功能与粘结机制,然后从自愈合、电子导电、离子导电以及参与固态电解质层构建四个方面,总结了Si基负极用功能粘结剂的设计策略和作用原理,最后展望了面向实用化的Si基负极功能粘结剂面临的挑战和未来发展方向。 展开更多

关键词 锂离子电池 硅基负极 功能粘结剂 自愈合聚合物 导电聚合物

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调控共价有机框架供-受体促进光催化水析氧

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作者 姜雨 陈铭晖 +2 位作者 李翔宇 冯亚青 张宝 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1701-1709,共9页

为探究电子供体-受体结构对共价有机框架(COFs)材料光催化性能的影响,以N,N'-对乙腈苯基-1,4,5,8-萘二酰亚胺(NBA)为基础构筑单体,分别与供电子的三(4-甲酰基)苯胺(N-CHO)、吸电子的1,3,5-三(4-甲酰苯基)三嗪(TFPT)脱水缩合,构筑了... 为探究电子供体-受体结构对共价有机框架(COFs)材料光催化性能的影响,以N,N'-对乙腈苯基-1,4,5,8-萘二酰亚胺(NBA)为基础构筑单体,分别与供电子的三(4-甲酰基)苯胺(N-CHO)、吸电子的1,3,5-三(4-甲酰苯基)三嗪(TFPT)脱水缩合,构筑了由C=C连接的NN-COF和NT-COF。采用XRD、FTIR、^(13)CNMR、XPS、SEM、TEM、EDS和紫外光电子能谱(UPS)表征了两种COFs材料的结构、形貌和光电性能,并测试其光催化水分子氧化反应(OER)性能。结果表明,与NN-COF相比,NT-COF中三嗪单元的吸电子能力和高度平面性使其具有更紧密的层间π-π堆积、更宽的可见光吸收范围和更强的光生载流子产生能力;Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O作为助催化剂添加后,NN-COF和NT-COF在连续6 h内平均析氧速率分别为303.73和449.53μmol/(g·h);NT-COF中相对缺电子的萘酰亚胺单元更有利于光生空穴在其杂原子上的积累,从而更高效地催化水分子OER的进行。 展开更多

关键词 光催化 共价有机框架 供体-受体 水分子分解 析氧反应 功能材料

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微波能强化膜材料制备与膜分离过程

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作者 余文清 赵振宇 +1 位作者 李洪 高鑫 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期129-138,共10页

微波能在化工领域的创新应用是化工电气化研究的热点趋势之一,涉及加热、工业废水处理、矿物除杂、有机催化、材料合成及医药灭菌等多个方向。微波作为一种外场强化手段应用于膜分离技术,不仅可以缩短膜材料制备时间,降低生产成本,还能... 微波能在化工领域的创新应用是化工电气化研究的热点趋势之一,涉及加热、工业废水处理、矿物除杂、有机催化、材料合成及医药灭菌等多个方向。微波作为一种外场强化手段应用于膜分离技术,不仅可以缩短膜材料制备时间,降低生产成本,还能提高渗透通量,强化膜过程的分离性能。本文通过总结微波在制备分子筛膜(MOF、MFI型、NaA型等)、聚合物膜、混合基质膜等膜材料的典型应用优势,发现微波的引入可以使制备出的膜材料通量及选择性更高,这是因为分子筛膜的晶体大小更加均匀,晶体取向更加一致,膜层可以更薄、缺陷减少;使聚合膜的聚合率增大,表面更加光滑,内部结构更加规则;使混合基质膜的机械性能更好。阐述了微波技术在不同类别的膜材料制备应用中的强化机理,其中:在分子筛等无机膜制备中,微波可以降低有效活化能,调控晶体粒径,诱导晶体取向;在聚合物膜的制备过程中,微波可以改变膜结构,改变传热方向,增加聚合接枝率,降低反应活化能。归纳了微波提升膜材料在气体和液体分离方面性能的研究,考虑到该领域基础研究较少,根据微波的独特加热优势,提出选择性汽化、诱导氢键减弱、局部过热、诱导生成纳米气泡及分子扰动5个可能的微波强化膜分离机理,利用微波加热在膜分离中的补偿温度极化、减少膜污染、降低浓度极化,有望实现膜选择性和渗透通量的同步提升。 展开更多

关键词 微波 膜分离 膜制备 外场强化

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昆虫鱼尼丁受体结构功能及抗性机制研究进展 被引量：1

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作者 马舒玥 HADIATULLAH Hadiatullah +1 位作者 王纹岚 尉迟之光 《农药学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期234-245,共12页

双酰胺类杀虫剂可用于控制包括鳞翅目、鞘翅目等在内的多种重要农业害虫,作用机制新颖且对非靶标生物安全低毒,已成为目前全世界销量最高的杀虫剂品种之一。近期在抗性昆虫种群里发现的突变大幅降低了其效能,对各国的农业生产造成了巨... 双酰胺类杀虫剂可用于控制包括鳞翅目、鞘翅目等在内的多种重要农业害虫,作用机制新颖且对非靶标生物安全低毒,已成为目前全世界销量最高的杀虫剂品种之一。近期在抗性昆虫种群里发现的突变大幅降低了其效能,对各国的农业生产造成了巨大的经济损失。双酰胺类杀虫剂的分子靶标鱼尼丁受体作为近年来最受关注的新型热点靶标被广泛研究。本文总结了昆虫鱼尼丁受体结构和功能研究方面的最新发现,包括1)双酰胺类杀虫剂在昆虫鱼尼丁受体上的结合位点和作用方式;2)抗性突变对靶标结构功能的影响;3)双酰胺类杀虫剂结合位点以外的潜在新作用位点;4)传统和新作用位点在靶标和非靶标生物鱼尼丁受体上的结构差异,并对基于鱼尼丁受体结构的新一代绿色杀虫剂设计开发进行了展望。 展开更多

关键词 鱼尼丁受体 双酰胺类杀虫剂 作用机制 抗性

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