清洁和可再生能源技术的发展被视为解决能源和环境问题的关键。电催化分解水过程中的析氧反应(OER)在太阳能和风能等间歇式能源存储方面发挥着关键作用。环境友好的中性环境下的OER受到了很大的关注,然而其电解水析氧效率远低于在碱性或酸性条件下电解水析氧效率。基于此,首先概括了目前研究者对中性环境下OER机理的认识;介绍了几种重要的原位跟踪OER电催化过程的表征技术,并概述了包括Co基、Ni基和Mn基等中性环境下的OER催化材料;最后,对促进中性环境下电催化分解水OER面临的挑战进行了总结,并提出了可能的解决策略。
随着电动革命的兴起及“双碳”目标的确立,石油焦在锂电负极材料及高等级预焙阳极等高附加值应用领域获得长足发展,但是新兴石油焦高附加值的应用对石油焦中硫质量分数有严苛的要求。石油焦中硫质量分数过高,会对石油焦的高价值应用产生负面影响。对主要的石油焦脱硫技术,包括溶剂萃取脱硫法、高温煅烧脱硫法、氧化脱硫法、碱金属化合物脱硫法、加氢脱硫法、微生物脱硫法及过程强化辅助脱硫法等的研究现状进行了归纳与总结。研究发现,过程强化辅助脱硫法的脱硫率可以达到93.6%,可将石油焦中硫质量分数由7.57%降至0.48%。石油焦脱硫技术应遵循最大程度保持脱硫后石油焦本体结构不被破坏的原则,因此氧化脱硫法耦合过程强化辅助脱硫法是具有工业应用前景的石油焦脱硫技术。
石蜡主要由正构烷烃组成,还有少量的异构烷烃、环烷烃和芳香烃以及微量S、N、O的化合物。这些化合物以及芳烃、烯烃类物质中不稳定的组分, 在紫外线和热的作用下, 容易被氧化,导致石蜡的颜色变深, 光安定性变差。为探究导致石蜡产品光安定性变差的原因,并提高石蜡产品的光安定性,分析了某石化公司62#石蜡的组成与性质,并运用控制变量的方法探究了提高石蜡产品光安定性的技术,以及光稳定剂和紫外光吸收剂类型、单剂用量、复配剂组成与添加量对石蜡产品光安定性及其他性能的影响。结果表明,当复配剂中紫外光吸收剂添加量为300 μg/g、受阻胺类光稳定剂添加量为300 μg/g,抗氧剂添加量为300 μg/g时,石蜡产品的赛波特色号为24,其光稳定性最好。
采用无溶剂法,以四丙基氢氧化铵(TPAOH)为模板剂,合成了一系列B?MFI分子筛,采用XRD、SEM、N2吸附?脱附、原位红外光谱及吡啶吸附红外光谱等方法,表征了TPAOH添加量对B?MFI分子筛物化性质的影响,并考察了1?丁烯双键异构化反应性能。结果表明,TPAOH添加量显著影响B?MFI分子筛的晶粒尺寸和骨架硼物种含量,当TPAOH添加量为4.500 g(n(SiO2)/n(TPAOH)=11.6)时,所制得的B?MFI分子筛粒径最小,且具有最大量的硅硼羟基窝,可提供更多高活性反应位点。反应评价结果证实,采用B?MFI分子筛催化剂进行1?丁烯双键异构化反应时,1?丁烯的转化率高达70.00%,2?丁烯的选择性大于99%,且催化剂稳定性优异,评价周期内无失活迹象。
以不同形貌CeO2为催化剂,催化CO2和1,3?丙二醇合成三亚甲基碳酸酯。通过SEM、TEM、XPS和XRD对不同形貌CeO2的结构和组成进行了表征。结果表明,当以棒状CeO2为催化剂、2?氰基吡啶为脱水剂,在反应温度为130 ℃、反应时间为4 h时,三亚甲基碳酸酯的收率为72.5%;R?CeO2具有较多的缺陷位点数量和适宜的比表面积,平均粒径小且具有中等数量的路易斯酸性位点。在此基础上对底物范围进行了拓展,实验结果显示五元环状碳酸酯和六元环状碳酸酯均能得到较好的收率。
石墨相氮化碳(g?C3N4)是一种经典的非金属半导体光催化剂,具有物理化学特性稳定、能带结构合理、原料廉价易得、安全无污染等优势,在环保净化与能源催化等领域有良好的应用发展前景,近年来引起了广泛重视。但是,由于g?C3N4具有比表面积小、对可见光的吸收功能较低、光生电子与空穴复合率较高等缺点,严重影响了其应用。综述了g?C3N4的基本构造、特点、主要改性方式和国内外近年来g?C3N4的实际应用,其中改性方式涉及元素掺杂、形貌调控、贵金属沉积等。
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。
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(ClO4)3(Gly)6(Im)6]?(ClO4)2·3(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。
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。
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。