检索结果-内蒙古大学图书馆

基于离子凝胶电解质的TiO_(2)(B)@C/CNT//AC准固态锂离子电容器

过程工程学报 2021年第4期21卷 479-487页

作者：李伯森张家赫杨立鹏李佳佳邢春贤张海涛中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室绿色过程与工程重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

以微波辅助溶剂热法制备多壁碳纳米管负载的碳包覆单斜相二氧化钛纳米复合电极,通过静电纺丝技术制备聚酰亚胺纤维膜,进而制备三元离子凝胶电解质,最后与商业活性炭组装成新型准固态锂离子电容器。结果表明,TiO_(2)(B)@C/CNT纳米复合电... 详细信息

以微波辅助溶剂热法制备多壁碳纳米管负载的碳包覆单斜相二氧化钛纳米复合电极,通过静电纺丝技术制备聚酰亚胺纤维膜,进而制备三元离子凝胶电解质,最后与商业活性炭组装成新型准固态锂离子电容器。结果表明,TiO_(2)(B)@C/CNT纳米复合电极呈现出高可逆容量(291 m Ah/g)和高电化学反应动力学特性。PI/[EMIM][BF_(4)]/Li TFSI离子凝胶电解质呈现出高离子电导率和电化学稳定性,其可将锂离子电容器的工作电压拓展至3.8 V。由于电解质中存在离子液体,器件的电化学性能呈现出明显的温度依赖性。准固态锂离子电容器在60℃时最大能量密度和最大功率密度分别为83.1 Wh/kg和18338.1 W/kg。

关键词：离子凝胶电解质静电纺丝锂离子电容器单斜相二氧化钛纳米复合电极

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碳酸铈在NaCl-H_(2)O体系中的相平衡热力学模型

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过程工程学报 2022年第8期22卷 1103-1114页

作者：栾峰王道广王均凤张建伟崔朋蕾沈阳化工大学机械与动力工程学院辽宁沈阳110142 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院绿色制造创新研究院北京100190 中国科学院离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190

碳酸铈是生产CeO的重要前驱体,对其性质具有决定性影响。碳酸铈的结晶特征取决于反应结晶过程中过饱和度的控制,其在NaCl-H_(2)O体系中的相平衡数据是关键基础数据。本工作首先在298.15~363.15 K温度范围内合成了碳酸铈,XRD分析结果显示... 详细信息

碳酸铈是生产CeO的重要前驱体,对其性质具有决定性影响。碳酸铈的结晶特征取决于反应结晶过程中过饱和度的控制,其在NaCl-H_(2)O体系中的相平衡数据是关键基础数据。本工作首先在298.15~363.15 K温度范围内合成了碳酸铈,XRD分析结果显示,323.15 K 及以下得到的产品为八水碳酸铈[Ce_(2)(CO_(3))_(3)·8H_(2)O], 343.15 K 及以上得到的产品为碱式碳酸铈[CeCO_(3)OH]。本工作采用经典等温法测定了这两种碳酸铈化合物在 NaCl-H_(2)O 体系中的相平衡数据,并利用 Aspen Plus 平台的ELEC-NRTL 方程建立了可准确预测 Ce_(2)(CO_(3))_(3)·8H_(2)O 和 CeCO_(3)OH 在 NaCl-H_(2)O 体系中相平衡数据的热力学模型。在无限稀释假设的基础上,通过回归Ce_(2)(CO_(3))_(3)·8H_(2)O 和 CeCO_(3)OH 在水中的溶解度数据,确定了这两种化合物的溶度积。采用赋存形态分析方法,将CeCO_(3)~+, CeOH, CeHCO等组分引入热力学模型。利用实验数据获得了新的离子对(Ce-HCO~-和Ce-Cl~-)参数,提高了新模型的预测能力,所建立的热力学模型预测值与实验数据吻合较好。

关键词：碳酸铈相平衡溶解度热力学模型

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溶剂化能调控实现低浓度锂电池电解液

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科学通报 2022年第33期67卷 3885-3888页

作者：彭琳珊巫湘坤贾梦敏钱伟伟张晓妍周娜张兰菅翠营张锁江中国科学院过程工程研究所中国科学院绿色过程与工程重点实验室离子液体清洁过程北京市重点实验室多相复杂系统国家重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049 廊坊绿色产业技术中心廊坊065001 西安交通大学化学工程与技术学院陕西省能源化工过程强化重点实验室西安710049 Department of Mechanical Engineering Lassonde School of EngineeringYork UniversityToronto ON M3J 1P3Canada 郑州新兴产业技术研究院储能材料与工艺河南省重点实验室郑州450003

电解液作为锂离子电池中不可或缺但长期被忽视的组成部分,在新型电极材料的应用和储能系统的设计中起着至关重要的作用. 1M电解液由于其良好的离子导电性、电化学稳定性以及成本,被广泛应用于锂离子电池中.然而,更高的能量密度需要比容... 详细信息

电解液作为锂离子电池中不可或缺但长期被忽视的组成部分,在新型电极材料的应用和储能系统的设计中起着至关重要的作用. 1M电解液由于其良好的离子导电性、电化学稳定性以及成本,被广泛应用于锂离子电池中.然而,更高的能量密度需要比容量更高的活性材料、合金型或锂金属负极、甚至无负极型电池,而1M的电解液很难支持其长期稳定循环.其主要原因在于电极/电解液界面稳定性较差,通常需要固态正/负极电解质界面(CEI/SEI)来稳定.

关键词：锂离子电池离子导电性活性材料电化学稳定性电解液新型电极材料界面稳定性溶剂化能

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咪唑类离子液体与酪氨酸相互作用及机理的密度泛函理论研究

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物理化学学报 2021年第10期37卷 57-66页

作者：吴智伟丁伟璐张雅琴王艳磊何宏艳中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 中国科学院大学中丹学院北京100049 郑州中科新兴产业技术研究院郑州450000

离子液体的物理化学性质稳定且结构可调,被认为是潜在的新一代绿色高效生物分子溶剂。本文通过密度泛函理论研究了系列咪唑基离子液体与两性离子型氨基酸(酪氨酸)的相互作用及机理。利用对称微扰理论(SAPT)、分子中的原子理论(AIM)及约... 详细信息

离子液体的物理化学性质稳定且结构可调,被认为是潜在的新一代绿色高效生物分子溶剂。本文通过密度泛函理论研究了系列咪唑基离子液体与两性离子型氨基酸(酪氨酸)的相互作用及机理。利用对称微扰理论(SAPT)、分子中的原子理论(AIM)及约化密度梯度函数(RDG),分析了氢键作用、静电力、诱导力和色散力对离子液体-氨基酸体系相互作用的贡献。计算结果表明静电作用对于阴、阳离子与酪氨酸的相互作用占主导地位。对于系列阳离子而言,具有不同的甲基取代位点和烷基侧链长度对不同的相互作用模式会产生显著影响。其中,当甲基位于咪唑环的C2位点时,诱导力与色散力占比差别较小;当甲基取代位于咪唑环的N3位点时,诱导力与色散力占比差别较大。产生这一差异的原因在于当甲基位于C2位时,氢键、咪唑环与苯环之间的π^(+)–π作用为主要作用模式,而甲基取代位为N3位时,氢键和烷基链与苯环之间的C_(Alkyl)―H…π作用则成为主导。进一步获得离子对-酪氨酸的相互作用能变化趋势与阳离子-酪氨酸的变化趋势一致,阴阳离子的共同作用使其与酪氨酸结合更稳定。该研究结果阐明了离子液体中阳离子氢键位点及侧链长度差异对于离子液体-酪氨酸体系的相互作用模式的影响机制,为高效分离氨基酸的功能性离子液体的设计和筛选提供了新思路。

关键词：离子液体两性离子型氨基酸相互作用机理氢键作用范德华相互作用

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CO_(2)电化学还原过程中电解质研究现状及趋势

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科学通报 2021年第7期66卷 716-727页

作者：江重阳冯佳奇曾少娟张香平中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 中国科学院大学未来技术学院北京100049 中国科学院大学化学工程学院北京100049

随着工业化的迅速发展,大气中CO_(2)含量逐步增加并造成日益严重的环境问题.合理利用CO_(2)并将其转变为有用的燃料或化学品,成为国际学术界和工业界共同关注的热点.电化学还原CO_(2)因反应条件温和、反应产物可调,且利用可再生或分布... 详细信息

随着工业化的迅速发展,大气中CO_(2)含量逐步增加并造成日益严重的环境问题.合理利用CO_(2)并将其转变为有用的燃料或化学品,成为国际学术界和工业界共同关注的热点.电化学还原CO_(2)因反应条件温和、反应产物可调,且利用可再生或分布式电能,而受到研究者青睐.在CO_(2)电化学还原体系中,电解质为CO_(2)分子的传输及电化学还原提供了重要的环境,且作为导电介质,构成了闭合电路.研究表明,电解质种类、浓度和pH等均会改变电极表面反应环境的性质,影响产物的电流密度和选择性,在CO_(2)电化学还原过程中起到重要的作用.本文针对国内外CO_(2)电化学还原过程中各类电解质的研究现状及性能等进行了论述,重点总结了碱金属盐和离子液体两类电解质对电化学还原CO_(2)反应的电流密度、产物选择性和过电势等的影响,分析了CO_(2)还原生成不同产物的机理,展望了CO_(2)电化学还原电解质体系的研究和发展趋势.

关键词： CO_(2) 电化学还原碱金属盐离子液体反应机理

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温和条件下丙酸甲酯和甲醇一步合成甲基丙烯酸甲酯

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中国科学：化学 2021年第2期51卷 235-241页

作者：王刚李增喜李春山中国科学院大学化工学院北京101408 中国科学院过程工程研究所绿色过程工程重点实验室北京100190 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 中国科学院绿色过程制造创新研究院北京100190

近年来,由于煤化工行业产能过剩,煤基气相法一步合成甲基丙烯酸甲酯(MMA)工艺引起了研究者们的兴趣,但反应温度高、产物收率和选择性低、催化剂易积碳失活以及甲醛易挥发和聚合一度成为该研究领域的瓶颈问题.本文通过构建温和、高效的... 详细信息

近年来,由于煤化工行业产能过剩,煤基气相法一步合成甲基丙烯酸甲酯(MMA)工艺引起了研究者们的兴趣,但反应温度高、产物收率和选择性低、催化剂易积碳失活以及甲醛易挥发和聚合一度成为该研究领域的瓶颈问题.本文通过构建温和、高效的钴配合物催化借氢阻断体系,解决了甲醇脱氢生成甲醛、丙酸甲酯与甲醛羟醛缩合生成MMA以及氧气阻断MMA加氢相串联的难题,从而实现了以丙酸甲酯和甲醇为原料,在80℃下液相法一步合成MMA的新工艺,产物收率和选择性分别为25.7%和92.6%.通过核磁共振表征和动力学同位素效应实验验证了钴配合物催化剂活化与甲醇脱氢机理,并确定甲醇的C–H键活化与断裂为速率控制步骤,为煤基合成MMA提供了新的研究方向.

关键词：甲基丙烯酸甲酯丙酸甲酯钴配合物 C–H键活化动力学同位素效应

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基于全球专利信息的离子液体领域发展态势分析

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过程工程学报 2021年第4期21卷 383-393页

作者：郑征何宏艳北京科技大学图书馆北京100083 中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190

当前世界各国对环境保护和绿色发展的重视程度日益提升,离子液体因其优良的理化性能和可设计性,在能源、材料以及环境等众多领域展现出广阔的应用前景。基于全球专利信息,对离子液体领域三类热点应用,包括CO_(2)捕集及利用、电化学储能... 详细信息

当前世界各国对环境保护和绿色发展的重视程度日益提升,离子液体因其优良的理化性能和可设计性,在能源、材料以及环境等众多领域展现出广阔的应用前景。基于全球专利信息,对离子液体领域三类热点应用,包括CO_(2)捕集及利用、电化学储能和生物质转化利用的全球专利申请趋势、申请地域、重要专利权人、重点技术等情况进行国内外的比较研究。研究结果表明,离子液体技术分类布局广泛,尤其是催化分离的相关专利充足。中国在离子液体领域的专利申请量多,但专利权人以高校或科研机构为主,专利转化应用和保护力度不足。因此建议中国离子液体领域加强科研机构与新型能源/环保科技公司合作,向动力电池、碳捕集、生物基材料、废水处理、空气净化等方面开展转化和深度应用。要点:(1)离子液体领域专利整体概况。介绍离子液体领域整体专利申请趋势、申请地域分布以及专利技术地图。(2)离子液体热点技术的专利分类分析。对三类热点技术CO_(2)捕集及利用、电化学储能和生物质转化利用的全球专利申请趋势、申请地域、重要专利权人、重点技术等情况进行国内外比较研究。(3)揭示了离子液体专利的技术特点及中国在离子液体领域的专利特点。离子液体技术分类布局广泛,尤其是催化分离的相关专利充足;中国在离子液体领域的专利申请量多,但专利权人以高校或科研机构为主,专利转化应用和保护力度不足。

关键词：离子液体专利分析发展态势

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离子液体基萃取体系用于卤水中锂分离的研究进展

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化工进展 2021年第6期40卷 3224-3238页

作者：白瑞兵王均凤王道广张延强中国科学院过程工程研究所离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 中国科学院大学中丹学院北京100049 郑州中科新兴产业技术研究院河南郑州450000

近年来,锂电行业的迅猛发展,使锂资源,特别是卤水锂资源的开发利用受到了广泛关注。离子液体作为一种新型的绿色介质为优化升级传统溶剂萃取法卤水提锂带来了新机遇。本文首先简要回顾了离子液体基萃取体系用于卤水提锂的发展历程,重点... 详细信息

近年来,锂电行业的迅猛发展,使锂资源,特别是卤水锂资源的开发利用受到了广泛关注。离子液体作为一种新型的绿色介质为优化升级传统溶剂萃取法卤水提锂带来了新机遇。本文首先简要回顾了离子液体基萃取体系用于卤水提锂的发展历程,重点阐述了离子液体萃取分离锂的行为与性能,详细讨论了萃取机理,并简单介绍了其他基于离子液体的锂分离技术。在此基础上进一步分析了离子液体基萃取体系存在的问题,提出深入开展离子液体基萃取体系用于盐湖锂分离的机理研究并开发新型离子液体萃取剂及萃取体系,建立和优化新型萃取工艺是未来的主要发展方向。本文期望为盐湖锂资源的绿色、高效开发提供借鉴与参考。

关键词：盐湖锂分离离子液体溶剂萃取机理离子交换

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短链多硫化物在离子液体中聚集行为的分子动力学模拟

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过程工程学报 2021年第7期21卷 847-856页

作者：胡天媛王艳磊霍锋何宏艳中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190 中国科学院大学化学工程学院北京100049

离子液体因其优异的物化性质、能抑制多硫化物溶解等特点,近年来被广泛应用于锂硫电池电解液中。在电池充放电产物中,难溶性Li_(2)S和Li_(2)S_(2)易聚集沉积在电极表面,影响电池性能,而目前关于其团聚行为与电解液性质的微观机理研究较... 详细信息

离子液体因其优异的物化性质、能抑制多硫化物溶解等特点,近年来被广泛应用于锂硫电池电解液中。在电池充放电产物中,难溶性Li_(2)S和Li_(2)S_(2)易聚集沉积在电极表面,影响电池性能,而目前关于其团聚行为与电解液性质的微观机理研究较少。本工作利用量化计算和分子动力学模拟分析了短链Li_(2)S和Li_(2)S_(2)在离子液体中的微观结构以及形成团簇的情况。通过分析体系的微观结构发现,阳离子中主要与S作用的是侧链甲基,短链多硫化物之间Li-S作用远强于与阴离子的Li-O作用。团簇尺寸分布的结果表明,短链多硫化物在[TFSI]型离子液体中易形成多分子的大团簇,Li_(2)S_(2)体系比Li_(2)S体系中的大团簇比例更高;离子液体阴离子配位能力越强,形成大的Li_(2)S团簇比例越少,但阴离子的构型特点和作用形式也会对团簇的尺寸结构造成影响。

关键词：锂硫电池离子液体短链多硫化物团簇分子动力学模拟

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水对离子液体微观结构和传输性能的影响

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过程工程学报 2021年第4期21卷 431-439页

作者：郭艳东游琳琳张晓春渤海大学数理学院辽宁锦州121013 中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室离子液体清洁过程北京市重点实验室北京100190

离子液体以独特的结构性质和优异的物化性能而显示出日益广阔的应用前景,但实际应用中,不可避免的混入一些水,水的存在会对离子液体结构和性质产生显著影响。本工作采用分子动力学模拟方法系统研究了不同含量的水对三种离子液体([Bmim][... 详细信息

离子液体以独特的结构性质和优异的物化性能而显示出日益广阔的应用前景,但实际应用中,不可避免的混入一些水,水的存在会对离子液体结构和性质产生显著影响。本工作采用分子动力学模拟方法系统研究了不同含量的水对三种离子液体([Bmim][B(CN)_(4)],[Bmim][PF_(6)]和[Bmim][Tf_(2)N])微观结构、传输性能和相互作用的影响规律。通过氢键数目的分析可发现,随水含量增加,阴离子与水之间的氢键数目显著增加,而阴离子与阳离子之间氢键数目显著下降;阴离子与水之间的氢键数目大于阳离子与水之间的氢键数目。进一步计算了自扩散系数,发现随水浓度的升高,离子液体的自扩散系数逐渐增大,且水溶性较高的离子液体扩散系数显著增加。径向分布函数和配位数的计算结果表明,阴离子与水的相互作用强于阳离子与水的作用,但水的存在对阴离子与阳离子之间结构几乎没有影响。空间分布函数的结果表明,阴离子和水分子在阳离子咪唑环上H5和H4位置的分布区域存在竞争,减弱了阴离子与阳离子之间的相互作用。本研究有助于进一步理解离子液体与水体系的微观作用机理和推进离子液体的应用。

关键词：离子液体水分子动力学扩散系数微观机理

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