石油化工高等学校学报
替代燃料及新材料 栏目所有文章列表
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低活性高和易性酯类大单体的制备及其抗收缩性能研究
陈明, 田威
石油化工高等学校学报    2024, 37 (2): 58-65.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2024.02.008
摘要13)   HTML2)    PDF (1455KB)(3)    收藏

如何解决混凝土对外加剂的掺量敏感和混凝土收缩问题,一直是建筑行业期待解决的技术问题。以3?甲基?3?丁烯基氧基乙酸(MBA)为起始剂合成了新型酯类聚羧酸减水剂用大单体(ACPEG);通过多角度激光散射仪测定了ACPEG的重均相对分子质量(Mw)。结果表明,ACPEG具有聚合活性低的独特优势,可于40 ℃一步法合成减水剂而不会爆聚;ACPEG的Mw为2 389,说明形成了聚醚单体结构;由ACPEG合成的减水剂减水率为37.4%,离析率为10.8%,1 h泌水率为6.2%,表面张力为35.67 mN/m,和易性比由酯类大单体(MAPEG)合成的减水剂略差,但在混凝土坍落度、泌浆距离、离析率、和易性及减缩效果等方面,均优于由甲基烯丙醇聚氧乙烯醚(IPEG)和异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)合成的减水剂。

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基于冠醚改性脱乙酰甲壳素制备燃料电池用阴离子导电膜
年海歌, 郑旭莹, 高慧, 辛海, 王吉林
石油化工高等学校学报    2024, 37 (2): 66-72.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2024.02.009
摘要14)   HTML1)    PDF (1880KB)(4)    收藏

在碱性条件下,借助三氯甲烷(CHCl3)将醛基引入二苯并?18?冠?6(DB18C6)中,制得二甲酰基二苯并?18?冠?6(DDB18C6);以DDB18C6与可溶性脱乙酰甲壳素(CTS)为原料,利用Schiff反应合成了小分子冠醚质量分数递增的接枝冠醚CTS膜,将其命名为C a ?CTS膜(a=m(DDB18C6)/m(C a ?CTS膜));将C a ?CTS膜于碱液中进行离子交换,C a ?CTS膜通过氧空穴结构吸附K+,进而制得C a ?CTSK膜;对各阶段的样品膜进行了结构表征和性能测试。结果表明,随着冠醚接枝度的增加,CTS的热稳定性得到改善;当a=0.20时,C0.20?CTSK膜的接枝度可达43.91%,吸水率可达168.6%,IEC为1.38 mmol/g;在温度为70 ℃的条件下,C0.20?CTSK膜的电导率可达46.8 mS/cm;冠醚的接枝引入改善了该系列膜的耐碱稳定性;C a ?CTSK系列膜在6 mol/L的 KOH溶液中浸泡480 h,电导率降低幅度仅为4.0%。

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多孔生物弹性材料的渗流数值模拟
陈妙超, 杨盛, 郭凯旋, 冯金宝, 玉姣
石油化工高等学校学报    2024, 37 (2): 73-80.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2024.02.010
摘要12)   HTML2)    PDF (2708KB)(3)    收藏

模拟了一种多孔生物弹性体材料—聚癸二酸甘油酯(PGS)被植入人体软组织的传质扩散渗流现象;用N2吸附?脱附法表征了PGS材料的孔隙结构;用多物理场仿真软件COMSOL设计不同孔道数目和孔径的支架模型,探究了孔隙度不变时孔道和孔径参数对血液渗流的影响;用COMSOL设计适配的PGS支架模型,结合流体动力学理论,对血液流过PGS支架时的血流特性进行数值模拟,对血流场的动力黏度和剪切速率进行了分析;对不同血液入口速度下的渗流压力和扩散情况进行了对比分析。结果表明,PGS为一种趋于介孔的材料;当血液在多孔支架内流动时,动力黏度随剪切速率的变化而变化,说明血液在支架内的渗流是一种非牛顿流体渗流;在不同入口速度下,血液在多孔支架内的扩散速度不同,入口速度越大,压力越大,传质扩散速度越快。

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纤维素气凝胶的制备及其应用进展
付哲, 苑兴洲, 韩乔, 武宏大, 杨占旭
石油化工高等学校学报    2024, 37 (1): 52-58.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2024.01.007
摘要183)   HTML14)    PDF (705KB)(131)    收藏

气凝胶是目前世界上密度最小、质量最轻的固体材料,独特的三维网络结构使其具有广泛的用途。纤维素气凝胶不仅具有气凝胶的高孔隙、高比表面积的特点,还能被微生物降解,也能与其他物质相容,是一种非常适合于可持续发展的新能源。阐述了纤维素气凝胶制备工艺—溶胶?凝胶过程和水凝胶干燥过程。此外,还介绍了纤维素气凝胶在油水分离、隔热、相变、超级电容器、生物医学方面的应用,并对其发展进行了展望。

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聚乙二醇改性冠醚功能化聚砜阴离子交换膜的制备及表征
徐亚宁, 闫佳宁, 王璐璐, 王吉林
石油化工高等学校学报    2024, 37 (1): 59-65.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2024.01.008
摘要131)   HTML7)    PDF (3046KB)(66)    收藏

为了实现聚砜基阴离子交换膜(AEMs)高离子导电性和良好的耐碱性,采用绿色环保的方法制备了氯甲基化聚砜,并以氨基冠醚为交联剂,以氨基冠醚络合的金属离子和三乙胺为阳离子基团,制备了三乙胺和氨基冠醚质量分数不同的冠醚功能化聚砜膜(PSF?CE X ?QA1-X )。通过将低分子质量的聚乙二醇(PEG)引入PSF?CE X ?QA1-X )中,探究了PEG对膜性能的影响。结果表明,亲水PEG的存在有助于膜中离子通道的形成;与PSF?CE X ?QA1-X 相比,PSF?CE X ?QA1-X ?PEG的电导率和耐碱稳定性均得到了提高;在温度为80 ℃时,PSF?CE0.1?QA0.9?PEG的电导率为56.78 mS/cm,耐碱性测试后其电导率可维持初始电导率的85%。此外,PSF?CE X ?QA1-X ?PEG还具有良好的尺寸稳定性和热稳定性。

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Nano⁃GO⁃ZnO/CeO 2在水性聚氨酯涂料中的性能研究
黎泓麟, 闫玉玲, 李丽华
石油化工高等学校学报    2024, 37 (1): 66-73.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2024.01.009
摘要123)   HTML3)    PDF (1926KB)(64)    收藏

对水性聚氨酯(WPU)涂料进行改性可以实现其功能化改进,将纳米复合粒子添加至WPU涂料中,可提升其力学性能及抗紫外能力。采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),共沉淀法制备了nano?ZnO/CeO2,原位聚合法合成了nano?GO?ZnO/CeO2;对制备的样品进行FT?IR、XRD、TEM、SEM等表征,探究了nano?GO?ZnO/CeO2的掺杂对WPU性能的影响。结果表明,nano?GO?ZnO/CeO2是由六方纤碎矿结构的ZnO和立方晶型萤石结构的CeO2形成的杂化粒子负载于GO表面组成的;与纯WPU膜相比,添加质量分数为0.6%的nano?GO?ZnO/CeO2,WPU膜的断裂拉伸强度和断裂拉伸率分别提高了43.1%和47.0%;经过168 h的紫外光老化实验后,改性膜的吸水率为15.4%,断裂拉伸强度和断裂拉伸率分别提高了328.0%、39.0%。由此可知,nano?GO?ZnO/CeO2可以有效提高WPU成膜后的力学性能和抗紫外老化性能。

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纤维素复合材料在表面增强拉曼光谱中的应用研究进展
田晓然, 季程程, 曹利星, 喻倩, 孔宪明
石油化工高等学校学报    2024, 37 (1): 74-80.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2024.01.010
摘要143)   HTML7)    PDF (1263KB)(98)    收藏

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种重要的光谱分析方法,具有灵敏度高、操作简单、检测速度快、选择性好等优点,其性能高度依赖活性等离子体基底的性质。纤维素是地球上最丰富的生物聚合物,具有廉价易得、可再生及绿色环保等性质。因此,越来越多的纤维素材料被用于制备SERS的基底。从电磁场增强和化学增强两方面阐述了SERS增强机理,并介绍了纤维素材料的种类以及制备SERS基底的方法;综述了纤维素SERS基底在生物分析、水质评估、食品安全、环境污染及染料识别等方面的应用,并展望了未来的研究方向。

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钼基量子点制备的研究进展
王佳乐, 武宏大, 韩乔, 杨占旭
石油化工高等学校学报    2023, 36 (5): 52-59.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.05.007
摘要112)   HTML4)    PDF (1071KB)(97)    收藏

钼基材料中MoS2量子点(MoS2 QDs)因其优异的荧光性能、催化活性和良好的生物相容性引起了研究者的广泛关注,自2010年首次制备以来开发了包括水热、超声、刻蚀等多种制备方式。虽然其他钼基量子点如MoP、Mo2C、Mo2N、MoSe2等在电催化、光催化产氢、超级电容器和离子电池等方面极具潜力,但与之相关的制备方法却鲜有报道。对MoO2/MoO3、MoP、Mo2C、Mo2N、MoSe2等钼基量子点的制备方法和发展现状进行了总结;讨论了不同制备方法的优点以及局限性,并提出了部分量子点制备所面临的关键问题;对钼基量子点的制备方法和在不同方向的应用前景进行了展望。

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[LaCu 6(OH) 3(ClO 43(Gly) 6(Im) 6](ClO 42·3(MeOH)的结构及性质
张雅琦, 吕雪川, 张晓帆, 柯越, 黄雪, 高肖汉
石油化工高等学校学报    2023, 36 (5): 60-66.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.05.008
摘要91)   HTML3)    PDF (1821KB)(43)    收藏

采用缓慢蒸发法合成了具有三维结构的稀土?过渡金属配合物[LaCu6(OH)3(ClO43(Gly)6(Im)6]?(ClO42·3(MeOH)(Gly=甘氨酸,Im=咪唑),配合物属三方晶系,R3空间群,a=1.591 99(12) nm,b=1.591 99(12) nm,c=2.354 20(2) nm,α=β=90°,γ=120°。配合物的配位单元经由多种形式的氢键延伸为三维结构。通过红外光谱分析、热重分析、荧光分析、磁性分析对配合物的性质进行了表征。结果表明,配合物失重大致分为3步,热稳定性较好;配合物的荧光发射光谱存在3个特征峰,具有较弱的荧光性;配合物中金属离子间存在反铁磁相互作用。

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钙钛矿光伏电池封装材料的制备与性能研究
赵鹤鸣, 陈丽萍, 魏奇, 于龙娇, 杨健松, 石富强, 王世伟
石油化工高等学校学报    2023, 36 (5): 67-72.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.05.009
摘要216)   HTML11)    PDF (1538KB)(221)    收藏

钙钛矿光伏电池具有光电转换效率高、可柔性加工等优势,被认为是最有应用前景的第三代光伏产品。传统封装材料的高温封装过程很难满足钙钛矿光伏组件高性能化的需求。以丙烯酸酯类单体为原料,通过自由基共聚合工艺,成功合成了一种适合钙钛矿光伏电池封装的胶膜材料;利用红外光谱、拉力试验机等对材料的结构、透光率和黏结特性等进行了表征。结果表明,该胶膜材料非常适合钙钛矿光伏电池的封装,可以在80 ℃实现对钙钛矿太阳能电池(PSCs)和外层玻璃的有效黏结;封装后PSCs光电转换效率可达20.59%,并且封装后的PSCs器件表现出良好的抗冲击性能。

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Zn⁃Mg⁃Al LDO的制备及其除氟性能研究
李敏, 李政, 顾贵洲, 于喜洋, 王辉
石油化工高等学校学报    2023, 36 (5): 73-80.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.05.010
摘要94)   HTML5)    PDF (2319KB)(95)    收藏

半导体、电镀、冶金和陶瓷行业排放高浓度含氟废水,因此天然水中的氟化物污染已成为一个全球性问题,而Zn?Mg?Al LDO是很好的吸附材料。在n(Zn2+)/n(Mg2+)/n(Al3+)、反应温度不同的条件下,采用共沉淀法合成Zn?Mg?Al LDH,并将Zn?Mg?Al LDH在不同温度下焙烧制得Zn?Mg?Al LDO;利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT?IR)、BET比表面积测试法等方法,探究了Zn?Mg?Al LDO的结构和性质;对50 mL质量浓度为20.0 mg/L的NaF溶液进行吸附实验,考察了Zn?Mg?Al LDO吸附去除氟离子的性能。结果表明,在n(Zn2+)/n(Mg2+)/n(Al3+)=2∶1∶1、反应温度为75 ℃、焙烧温度为400 ℃的条件下制备的Zn?Mg?Al LDO吸附去除氟离子的性能最好,氟离子的吸附去除率达到85.39%;Zn?Mg?Al LDO具有水滑石特征峰,晶型良好,呈层状结构;Zn?Mg?Al LDO为介孔材料,其比表面积为103.15 m2/g。此外,还研究了吸附过程的动力学和吸附机理。结果表明,吸附过程符合Langmuir吸附等温线和准二级动力学方程。

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新型聚胺破乳剂的合成与应用
魏强, 刘少鹏, 徐超, 王晶, 李军
石油化工高等学校学报    2023, 36 (4): 75-80.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.04.011
摘要116)   HTML5)    PDF (722KB)(76)    收藏

渤海某油田应用非离子聚醚清水剂后,下游终端处理厂原油脱水难度增大,外输原油含水率频繁超标。通过探究非离子聚醚清水剂对原油脱水效果的影响,分析了终端处理厂原油脱水困难的原因。结果表明,常规聚醚类破乳剂无法处理此类原油;以二甲胺、十二烷基二甲基叔胺、环氧氯丙烷为原料合成聚胺,以多乙烯多胺为交联剂合成聚胺破乳剂,加注该破乳剂80 mg/L后,可将外输原油含水率降至0.5%以内,原油静置脱水时间从大于120 h降至48 h以内,有效解决了终端处理厂外输原油含水超标的问题。

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无钴铁基层状钙钛矿材料作SOFC阴极的研究
陈茜, 金莹, 马季, 张磊磊, 宋昭远
石油化工高等学校学报    2023, 36 (4): 69-74.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.04.010
摘要117)   HTML2)    PDF (1227KB)(92)    收藏

通过溶胶凝胶一步法制备了铁基钙钛矿型复合阴极材料(Ruddlesden?Popper,RP),并对将其用作SOFC阴极的性能进行了评价。结果表明,经1 200 ℃煅烧后所制样品的组分是(La2/3Sr4/3)FeO4?(La4/3Sr8/3)Fe3O10 (LSF);在400 ℃的空气中,样品的峰值电导率为57.0 S/cm;在800 ℃的空气中,该样品在La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ (LSGM)电解质上的界面极化阻抗为0.198 Ω·cm2;基于300 μm厚LSGM支撑的单电池,该样品用作电池阴极时的峰值功率密度可达670 mW/cm2,且持续工作50 h性能无衰减;LSF阴极的电化学性能优异且稳定,是一种非常具有潜力的SOFC阴极材料。

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一种碳纤维复合轴瓦材料的制备及应用研究
孙中梁, 张钰婷, 袁瑞泽, 战思琪, 张栋秀, 王世伟, 张明耀
石油化工高等学校学报    2023, 36 (4): 63-68.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.04.009
摘要135)   HTML4)    PDF (1502KB)(74)    收藏

高强度的聚合物材料具有优异的力学性能和耐磨特性,作为新一代轴瓦材料,其广泛应用于水泵、水电发电机组等领域。通过短切碳纤维(CF)与聚氨酯弹性体(PUE)复合,制备了一种高性能聚氨酯弹性体/碳纤维(PUE/CF)复合材料,探究了CF质量分数对复合材料的力学性能和摩擦学性能的影响。结果表明,该复合材料的硬度可达到60~68 HD,拉伸强度和断裂伸长率分别为54 MPa和298%,干摩擦条件下摩擦系数和磨损率分别为0.16和0.570%,水润滑条件下摩擦系数和磨损率分别为0.02和0.129%。因此,该材料可以满足聚合物轴瓦材料的应用需求,在汽车、船舶等领域具有广阔的应用前景。

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Salen金属配合物水解动力学拆分环氧氯丙烷研究进展
刘娜, 梁光敏, 季久玉, 周坤, 罗根祥, 李微
石油化工高等学校学报    2023, 36 (4): 53-62.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.04.008
摘要173)   HTML4)    PDF (3997KB)(170)    收藏

环氧氯丙烷通过水解动力学拆分可得到手性环氧氯丙烷。手性环氧氯丙烷是具有很高价值的中间体,被广泛应用于医药、材料等领域。Salen是指两个相同的醛分子和一个二胺分子缩合生成的碱,其与金属化合形成的配合物被称为Salen金属配合物,常用于手性环氧氯丙烷的合成。综述了近年来Salen金属配合物催化剂的发展历程及其用于手性环氧氯丙烷合成的研究进展,探究了水解动力学拆分过程中催化剂的失活机理,对以Salen金属配合物为催化剂合成的手性环氧氯丙烷的应用进行了展望。

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层状双氢氧化物在防腐领域应用的研究进展
郭洪山, 杨康博, 姜浩然, 杨程程, 王传兴
石油化工高等学校学报    2023, 36 (3): 44-51.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.03.007
摘要212)   HTML5)    PDF (2118KB)(119)    收藏

层状双氢氧化物(LDHs)简单的合成工艺、可灵活设计的结构、经济性、环保性和阴离子交换性强化了它在防腐涂料领域的应用范围。可以通过一种或多种工艺相结合实现LDHs的目标性能,也可以通过表面修饰和内部阴离子置换进行化学改性,增强LDHs的可应用性,满足不同领域的应用需求。主要聚焦了LDHs的合成方法、防腐蚀机理、防腐蚀的实际应用以及局限性和展望,分析归纳了各种合成方法的优点和不足,并对未来LDHs在防腐领域的应用研究提出了一些建议。

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两亲性壳聚糖负载膨润土降焦化废水COD的研究
寇海群, 朱洲, 周瑜昌, 兰新典, 余美莹, 陈浩南
石油化工高等学校学报    2023, 36 (3): 52-59.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.03.008
摘要168)   HTML8)    PDF (2559KB)(49)    收藏

为了高效去除焦化废水中的有机物,制备了一种两亲性壳聚糖负载膨润土吸附剂(C18CS?BT)。利用红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对吸附剂的结构和表观形貌进行了表征。通过对比C18CS?BT与未改性壳聚糖负载膨润土(CS?BT)和原始膨润土(BT)对焦化废水中有机物的去除率,探究了疏水改性吸附剂对焦化废水中有机物吸附的作用机制。结果表明,与BT和CS?BT相比,C18CS?BT具有加量低、pH应用范围宽、吸附平衡时间短的性能优势;优化后的处理工艺条件为:吸附剂质量浓度为1.5 g/L,吸附时间为60 min,体系pH为7.0。经过BT、CS?BT和C18CS?BT处理后,焦化废水的化学需氧量(COD)由342 mg/L分别降为264、218、146 mg/L,对应焦化废水中有机物的去除率分别为22.81%、36.26%和57.31%。GC?MS分析结果也证实了C18CS?BT能去除焦化废水中的大部分有机物,尤其是长链烷烃及其衍生物。因此,对吸附材料进行疏水改性,可有效提升其对焦化废水中有机物的去除性能。

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Tb配合物的水热合成、晶体结构及荧光性质
关磊, 陈贤, 范博文, 陈雅旭, 尹鹏鹏, 王莹
石油化工高等学校学报    2023, 36 (3): 60-65.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.03.009
摘要131)   HTML2)    PDF (854KB)(70)    收藏

以1,3,6?萘三磺酸钠(Na3L)、4,4'?联吡啶(4,4'?bipy)、Tb(NO3)3·6H2O为原料,通过水热合成反应制备了Tb配合物[Tb(H2O)8]·(L)·2(4,4'?bipy)·3H2O(配合物1)。利用单晶X?射线衍射、傅里叶红外光谱、热重分析以及元素分析等表征手段,分析了配合物1的分子结构和组成,并且研究了其热稳定性和荧光发射性质。结果表明,Tb3+是八配位,呈四方反棱柱配位构型,与8个H2O分子配位形成[Tb(H2O)8]3+;L3-没有与金属离子配位,只平衡了分子内的正电荷;L3-的磺酸基与配位H2O分子之间形成氢键,将[Tb(H2O)8]3+和L3-相连,形成一维链状结构,进而将其拓展成二维层状结构;配合物1在395、453 nm处的荧光发射峰为Na3L的特征峰,在545、601、641 nm处的荧光发射峰为Tb3+的特征峰。

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不同维度的NiCoP对析氢反应的影响
李东, 王昆彦, 王育乔
石油化工高等学校学报    2023, 36 (2): 70-77.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.02.009
摘要224)   HTML10)    PDF (2837KB)(162)    收藏

形貌调控是提升电催化析氢反应性能的重要途径。通过理论计算和实验验证相结合的方法,研究了不同维度的NiCoP对析氢反应的影响;构建了一维纳米线(NW?NiCoP)和二维纳米片(NS?NiCoP)的结构模型。结果表明,NW?NiCoP在费米能级附近具有更高的态密度,有利于电荷高效传输,而NS?NiCoP则具有更高的氢吸附能,有利于进行Volmer反应。采用水热和磷化两步法分别制备了NW?NiCoP、NS?NiCoP和三维杂化纳米片线(NSW?NiCoP);对不同维度的NiCoP进行了电化学测试。结果表明,在电流密度为-10 mA/cm2时,NSW?NiCoP的过电位为45 mV。

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4⁃异丁酰氧基⁃2⁃环庚烯⁃1⁃酮的合成研究
曾天映, 马金波, 于芳
石油化工高等学校学报    2023, 36 (2): 78-82.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.02.010
摘要152)   HTML6)    PDF (856KB)(90)    收藏

通过异丁酰氯和4‐羟基‐2‐环庚烯‐1‐酮缩合制备了4?异丁酰氧基?2?环庚烯?1?酮。在无缩合剂的条件下,考察了4‐二甲氨基吡啶(DMAP)的物质的量、反应温度、反应时间等对酯化反应的影响。结果表明,该反应较佳的DMAP的物质的量为0.3 mmol,较佳温度为25 ℃,较佳的反应时间为3 h;在以上反应条件下,酯化产物的产率为89%。核磁表征结果表明,合成的产物为目标产物4?异丁酰氧基?2?环庚烯?1?酮。该反应条件温和,无需缩合剂参与,产率高,符合绿色化学发展的概念。

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稀土(铕,钕)⁃2,6⁃吡啶二甲酸配合物的合成、结构及其性质
宋翰林, 吕雪川, 张晓帆, 张雅琦, 李成龙, 高肖汉
石油化工高等学校学报    2023, 36 (1): 58-65.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.01.008
摘要233)   HTML10)    PDF (2354KB)(160)    收藏

采用水热合成法,制备了铕/钕?2,6?吡啶二甲酸配合物[Ln(2,6?dipic)(2,6?Hdipic)(H2O)2]·4H2O(Ln代表Eu及Nd),并通过单晶结构测定、磁化率测试、热重分析及差示扫描量热分析,研究了稀土吡啶羧酸类配合物的结构、磁性、热力学性质。结果表明,2个配合物为异质同构体,属于单斜晶系,P21/c空间群;晶体中的2,6?吡啶二甲酸采用了两种不同的配位模式;配合物呈现反铁磁性,有明显的轨道耦合作用;配合物具有较高的热稳定性。

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Sn 4P 3⁃G@C负极在锂离子电池中的应用
冯莲晶, 王利娟
石油化工高等学校学报    2023, 36 (1): 66-73.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.01.009
摘要285)   HTML9)    PDF (2308KB)(237)    收藏

磷化锡(Sn4P3)作为锂离子电池负极材料,虽然理论比容量(1.255×103 mA ? h/g)较高,但是在充放电过程中会产生巨大的体积膨胀和颗粒团聚现象,导致容量衰减严重。将石墨烯作为骨架、无定形碳材料作为包覆层,成功地制备了碳包覆Sn4P3?石墨烯复合材料(Sn4P3?G@C)。Sn4P3?G@C在电流密度为0.05 A/g时,循环70次后放电比容量可达0.521×10-3 mA ? h/g;在电流密度为0.10 A/g时,循环150次后放电比容量可达0.433×10-3 mA ? h/g;在电流密度为0.50 A/g时,稳定循环300次,放电比容量可达0.330×10-3 mA ? h/g。片层石墨烯和碳包覆层的共同存在不仅使Sn4P3的结构更加稳定且导电性提升,而且有效缓解体积膨胀,防止颗粒之间的团聚,使Sn4P3?G@C表现出了良好的储锂性能。

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基于植酸框架构筑燃料电池用阴离子导电膜
刘盈汐, 王吉林, 王璐璐, 曲志强
石油化工高等学校学报    2023, 36 (1): 74-80.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.01.010
摘要264)   HTML9)    PDF (1883KB)(154)    收藏

在聚乙烯醇聚合物基质中原位引入植酸、甲醇、水、九水合硝酸铬和N,N?二甲基甲酰胺的混合液(植酸与九水合硝酸铬形成具有立体结构的金属有机框架结构),以戊二醛为交联剂,将聚乙烯醇聚合物交联为网状结构,由此构筑一系列内部含有基于植酸构筑的多孔金属有机框架结构(MOF)及适合燃料电池使用的阴离子导电膜(MOF@PVA);通过调节阴离子导电膜中Cr3+的质量分数,对其结构及性能进行优化。结果表明,制得的导电膜形貌平整均一,内部含有大量可供OH-迁移和涵养水分子的孔结构;导电膜的电导率、含水率、机械性能均随着Cr3+质量分数的增加而增加。其中,当m(Cr3+)/m(导电膜)=0.012时,导电膜的电导率最高,为24.9 mS/cm;导电膜在80 oC、3 mol/L NaOH溶液中浸泡168 h后,电导率仅下降8%。

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碳材料为基础的电化学法去除水中重金属研究进展
曹瑜寒, 王荣忠, 张月华, 彭国文, 曾庆意
石油化工高等学校学报    2022, 35 (4): 52-59.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.04.008
摘要379)   HTML22)    PDF (1724KB)(365)    收藏

电化学处理技术已广泛用于水体重金属的去除研究。其中,具有导电性强、比表面积大、结构可控等性能的碳基电极在电化学处理和回收重金属方面表现出巨大的应用前景。主要介绍了碳纳米管、石墨烯、活性炭等碳基电极通过电吸附、电氧化还原以及电沉积等电化学方法去除与回收水中重金属的研究进展,并展望了碳材料为基础的电化学处理重金属的发展趋势。

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延时膨胀聚合物微球制备及天然气驱封窜性能研究
赵海峰, 吕伟, 刘笑春, 何思娴, 王石头, 毕卫宇
石油化工高等学校学报    2022, 35 (4): 60-65.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.04.009
摘要256)   HTML7)    PDF (1156KB)(157)    收藏

长庆油田某区块非均质性较强,地层中有大孔道、微裂缝和高渗透条带,在实施天然气驱过程中气窜风险较高,而传统聚合物微球吸水膨胀速率快,易剪切破碎,封堵强度低。针对这些缺点,通过引入激活交联剂,采用反相乳液聚合法合成了一种延时膨胀聚合物微球,并采用激光粒度仪、偏光显微镜等手段对其进行了结构表征;通过室内实验,系统评价了延时膨胀聚合物微球的抗温性、抗盐性、溶胀性、稳定性和天然气封堵性。结果表明,延时膨胀聚合物微球抗温85 ℃,抗盐100 000 mg/L,延时7 d膨胀,粒径扩大倍数达到5.5,并长期保持稳定,稳定性大于6个月,封堵率大于92.0%,可用于地层深部微裂缝和高渗条带的封堵作业。

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NiO功能化修饰ZnO纳米花对二甲苯的选择性检测
郑妍, 宫红, 王锐
石油化工高等学校学报    2022, 35 (3): 43-48.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.03.007
摘要277)   HTML    PDF (2173KB)(78)    收藏

制备了一种负载NiO纳米粒子的ZnO纳米花杂化材料,并对其进行了XRD分析、形貌分析及气体传感性能测试。结果表明,表面负载的NiO纳米粒子调节了ZnO纳米花的导电通道;与纯ZnO材料相比,NiO负载量优化后的异质结气敏材料对二甲苯的响应值提高了3.3倍;传感器的选择性得到提高,响应时间缩短。从更广泛的角度提出了通过引入表面异质结构进行功能化修饰高性能半导体金属氧化物气体传感器的方法。

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均苯四甲酸酯衍生物小分子凝胶剂的合成研究
包欢, 丁晓光, 何宇鹏, 赵佳佳, 于芳
石油化工高等学校学报    2022, 35 (3): 49-53.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.03.008
摘要323)   HTML    PDF (1209KB)(76)    收藏

设计合成了一种新型的以π?π堆积为主导作用力的凝胶因子,通过生成均苯四甲酸酯的形式来减少氢键作用位点,以均苯四甲酸二酐为母核结构与不同碳链长度的醇反应,成功合成了一系列不同碳链长度的均苯四甲酸酯的凝胶因子衍生物,进而探讨了这些凝胶因子衍生物在常见的不同有机溶剂中形成凝胶的性能。流变学测试显示,该凝胶体系的弹性模量比储能模量高一个数量级,有很好的机械性能,并且呈现出典型的类固体的流变学行为。傅里叶红外光谱、核磁共振谱、扫描电镜及DSC结果表明,凝胶中凝胶剂分子形成纤维状的自组装聚集体,以均苯四甲酸二酐为母核结构的凝胶剂分子中π?π堆积的弱相互作用力以及分子间的范德华力是形成该凝胶的主要驱动力,形成的聚集体相互缠绕,最终形成三维网络结构阻碍溶剂流动从而形成凝胶。

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零价铁/阳离子表面活性剂/生物炭对水体Cr(VI)的吸附研究
艾丹, 魏太庆, 孟阳, 高易, 栾伟宇, 王博
石油化工高等学校学报    2022, 35 (3): 54-62.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.03.009
摘要384)   HTML    PDF (1771KB)(155)    收藏

以常见柳条为生物炭原料,通过十六烷基三甲基氯化铵(CTMAC)进行阳离子表面活化,与零价铁、海藻酸钠混合制备了零价铁/阳离子表面活性剂/生物炭(Fe0?MBC)凝胶微球,探讨了其对水体Cr(VI)的吸附能力。借助XRF、FTIR、XRD以及Zeta电位等分析手段,对Fe0?MBC凝胶微球的结构与性能进行研究。通过分析反应时间、环境温度及pH对吸附的影响,在吸附动力学、等温线模型的基础上,初步探讨了吸附机制。通过吸附?解析循环实验,研究了Fe0?MBC凝胶微球的再生性能。结果表明,Fe0?MBC凝胶微球对Cr(VI)的吸附与准一级动力学和Langmuir等温吸附模型拟合度较高;Cr初始质量浓度100 mg/L、负载质量分数分别为5%和10%的零价铁的CTMAC活化生物炭对Cr(VI)的去除率在2 h时分别为89%、97%,最大饱和吸附量分别为33.777 9、42.562 0 mg/g;Fe0?MBC凝胶微球作为一种成本低、效率高的环境功能材料,对去除废水中的Cr(VI)具有良好的应用前景。

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聚吡咯复合材料的制备与应用研究
杨思然, 毕研峰, 赵桂艳
石油化工高等学校学报    2022, 35 (2): 43-49.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.02.007
摘要1195)   HTML    PDF (781KB)(661)    收藏

导电聚合物材料因导电率高、质量轻、防腐蚀、电学和光学性能良好等优点引起科研工作者的兴趣。其中,聚吡咯作为典型的导电高分子材料,因其合成条件简单,且具有良好的环境稳定性、环境友好性、电导率变化范围广且可调节等优点而备受关注,但它存在难溶解、难熔融、力学性能及加工性能较差等缺点,限制了其应用。聚吡咯与其他材料复合形成的复合材料,在改善聚吡咯缺点的同时结合了二者的优点,赋予材料新的性能,拓宽了材料的应用领域。简述了聚吡咯的主要合成方法,分析了每种方法的优势与缺点,并对其在超级电容器、气敏传感器和生物组织工程等领域的应用进行了总结,讨论了聚吡咯复合材料所面临的问题及解决方案,对未来的发展进行了展望。

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钻井液用微孔喉封堵材料合成及性能研究
王效坤, 李丽华, 杨超, 孙中伟, 马诚
石油化工高等学校学报    2022, 35 (2): 50-55.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.02.008
摘要319)   HTML    PDF (1069KB)(68)    收藏

采用乳液聚合法制备出一种微孔喉封堵材料。通过FT?IR光谱、拉曼光谱及TG?DTA热分析,对微孔喉封堵材料的结构特征进行分析。通过激光粒度仪确定合成产物的粒径范围,探究了微孔喉封堵材料的抑制性能和封堵性能。结果表明,合成产物的热分解温度为321.0 ℃,粒径分布为500~2 250 nm;当微孔喉封堵材料质量分数为1.5%时,该材料表现出极佳的抑制黏土水化性能;微孔喉封堵材料与质量分数为0.5%的氯化钠复配使用后,抑制效果显著提升。滤膜封堵实验证实其对0.45~10.00 μm孔径的滤膜进行有效封堵,微孔喉封堵材料质量分数为1.5%时封堵时间长达35.43 min;经120 ℃老化16 h后,高温高压滤失量为10.0 mL。

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光感型“智能”聚合物的基本原理与分类
梁加璐, 马志民, 宋雨方, 郑文帅, 卢汇嘉, 王晓蓉
石油化工高等学校学报    2022, 35 (1): 48-55.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.01.008
摘要614)   HTML5)    PDF (1987KB)(185)    收藏

形状记忆聚合物(SMP)和可自修复聚合物(SHP)作为“智能”聚合物的代表,成为了本领域最具有活力的研究方向,其中光感型SMP与SHP 受到了工业界与学术界的广泛关注。综述了光感型SMP和SHP的基本原理,并通过近年来最重要并有代表性的文献报道 ,对该类型聚合物按照可逆光化学反应型SMP、光热型SMP、光致二聚化反应型SHP、光致交联反应型SHP以及双功能型SMP/SHP进行分类。

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活性炭基Cu⁃Cr吸附剂的制备及脱COS性能的研究
周广林, 张钊, 刘世成, 李芹, 毕凤云, 郭修程, 张悦
石油化工高等学校学报    2022, 35 (1): 56-62.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.01.009
摘要403)   HTML8)    PDF (3463KB)(215)    收藏

采用等体积浸渍法制备了Cu?Cr改性活性炭吸附剂,以模拟焦炉气为原料,考察了不同过渡金属活性组分及其负载量、不同助剂及其负载量、焙烧温度对吸附剂脱除COS性能的影响,并采用XRD、BET、SEM等手段对Cu?Cr改性的吸附剂进行表征。结果表明,Cu和Cr共同改性的活性炭对焦炉煤气中COS的吸附性能最好。Cu?Cr改性活性炭吸附剂较佳制备条件为:Cu负载量为5.0%,Cr负载量为1.5%,焙烧温度为400 ℃。反应温度10 ℃的条件下,改性活性炭吸附剂的穿透硫容为1.47%,且该Cu?Cr改性活性炭吸附剂具有良好的再生利用性能。表征结果显示,CuO和 Cr2O3金属氧化物均匀负载于活性炭上,且失活后的吸附剂比表面积和孔容均减小。

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GO改性的铈基纳米复合光催化剂性能对比研究
陈佳慧, 黎泓麟, 杨紫坤, 罗鸿仙, 张金生, 李丽华
石油化工高等学校学报    2022, 35 (1): 63-67.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.01.010
摘要362)   HTML8)    PDF (962KB)(200)    收藏

纳米材料的紫外屏蔽性能及光催化性能会由于材料自身的表面结合能不同而不同。制备纳米氧化锌(NPs?ZnO)、纳米二氧化铈(NPs?CeO2)、NPs?ZnO/CeO2及氧化石墨烯改性氧化锌/氧化铈纳米复合材料(NPs?ZnO/CeO2@GO),并对制备样品进行了XRD、FT?IR、SEM等表征和紫外屏蔽性能及光催化性能测试研究。结果表明,紫外屏蔽能力:NPs?ZnO<NPs?CeO2<NPs?ZnO/CeO2<NPs?ZnO/CeO2@GO,作用3 h后的亚甲基蓝染料的降解率大小顺序为:NPs?ZnO/CeO2@GO(0.92)>NPs?ZnO(0.89)>ZnO/CeO2(0.75)>NPs?CeO2(0.66);并且NPs?ZnO/CeO2@GO的光催化性强于参与实验的其他光催化剂。

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相转化法制备疏松纳滤膜研究进展
孙二强, 姜永健, 张环宇, 王昭旭, 赵凤阳, 雷良才
石油化工高等学校学报    2022, 35 (1): 41-47.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2022.01.007
摘要641)   HTML27)    PDF (439KB)(295)    收藏

随着纺织产业的兴起,印染废水的治理问题已成为行内关注的热点,其关键是如何高效分离有机染料和无机盐。疏松纳滤膜因其疏松的膜结构,在实现高染料截留率的同时具有良好的盐渗透性,在印染废水的治理方面具有独特优势。针对印染废水的治理问题,着重综述了近年来采用相转化法制备疏松纳滤膜的研究进展,研究了纳米材料改性对所制备疏松纳滤膜性能的影响,并对其存在的问题进行深入分析,以及对未来采用相转化法制备疏松纳滤膜的研究方向进行了展望。

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