检索结果-内蒙古大学图书馆

Ag/SiO_(2)催化草酸酯加氢制乙醇酸甲酯的床层-颗粒双尺度耦合模拟研究

化工学报 2025年第2期76卷 654-666页

作者：何传超周静红曹约强施尧周兴贵华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237

草酸二甲酯(DMO)选择性加氢制乙醇酸甲酯(MG)过程中由于目标产物为串联加氢反应的中间产物,催化剂颗粒尺度以及床层尺度的传递过程对于催化性能具有显著影响,因此颗粒催化剂的结构设计对于其工业应用极为重要。首先通过实验获取了Ag/SiO... 详细信息

草酸二甲酯(DMO)选择性加氢制乙醇酸甲酯(MG)过程中由于目标产物为串联加氢反应的中间产物,催化剂颗粒尺度以及床层尺度的传递过程对于催化性能具有显著影响,因此颗粒催化剂的结构设计对于其工业应用极为重要。首先通过实验获取了Ag/SiO_(2)催化DMO加氢制MG的动力学方程,在此基础上构建了床层-颗粒双尺度耦合的二维反应器模型,从床层尺度与颗粒尺度描述DMO加氢过程的传递与反应过程,考察了颗粒催化剂内活性组分的宏观分布对其在单管反应器内催化性能的影响。模拟计算结果表明,采用均匀型催化剂的反应器中存在着严重的MG过度加氢问题,采用蛋壳型催化剂则能够有效抑制过度加氢产物乙二醇的生成,提升MG的收率,且能够减少活性组分用量,显著提高DMO加氢制MG工艺的经济效益。研究结果可为DMO加氢制MG工业催化剂的结构设计和制备提供基础知识和指导。

关键词：草酸二甲酯加氢动力学双尺度模型蛋壳型催化剂数值模拟

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包含偏硅酸影响的3D NAND磷酸湿法刻蚀动力学

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化工学报 2025年第2期76卷 645-653页

作者：彭子林周蕾邓庆航叶光华周兴贵华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237

以磷酸为刻蚀剂选择性刻蚀Si_(3)N_(4)和SiO_(2)堆叠结构中的Si_(3)N_(4),是3D NAND闪存芯片制造过程中最关键的步骤之一。随着3D NAND存储单元堆叠层数的不断升高,扩散限制越来越严重,刻蚀产物偏硅酸浓度梯度不断加大,致使刻蚀工艺面... 详细信息

以磷酸为刻蚀剂选择性刻蚀Si_(3)N_(4)和SiO_(2)堆叠结构中的Si_(3)N_(4),是3D NAND闪存芯片制造过程中最关键的步骤之一。随着3D NAND存储单元堆叠层数的不断升高,扩散限制越来越严重,刻蚀产物偏硅酸浓度梯度不断加大,致使刻蚀工艺面临刻蚀选择性低、氧化物回沾等问题。针对上述3D NAND湿法刻蚀问题,结合表征和动力学实验,获得了有无偏硅酸影响的磷酸刻蚀Si_(3)N_(4)和SiO_(2)动力学模型。结果显示Si_(3)N_(4)刻蚀过程是水和磷酸等含氧亲核试剂对Si原子的亲核攻击过程,磷酸刻蚀Si_(3)N_(4)和SiO_(2)的反应活化能分别为60.71 kJ·mol^(-1)和66.90 kJ·mol^(-1),亲核试剂破坏Si—O键所需能量高于Si—N键。包含偏硅酸影响的Si_(3)N_(4)和SiO_(2)刻蚀动力学显示偏硅酸浓度越高Si_(3)N_(4)和SiO_(2)的刻蚀速率越小,并且SiO_(2)刻蚀速率对偏硅酸浓度的变化更敏感。本工作的研究结果可为3D NAND磷酸湿法刻蚀工艺的设计优化提供一定的基础数据和理论认识。

关键词： 3D NAND闪存湿法刻蚀氮化硅氧化硅偏硅酸化学反应动力学动力学模型

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超临界CO_(2)发泡PBAT/PLA复合材料及其形状记忆性能

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化工学报 2025年第2期76卷 888-896页

作者：宫政高秀鲁赵玲胡冬冬华东理工大学化工学院化学工程联合国家重点实验室上海200237

采用超临界CO_(2)辅助制备生物可降解聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)/聚乳酸(PLA)形状记忆发泡材料,研究了PLA含量对PBAT/PLA复合材料中CO_(2)溶解扩散行为、熔融结晶、流变行为及发泡行为的影响,考察了PLA含量对PBAT/PLA发泡材料的... 详细信息

采用超临界CO_(2)辅助制备生物可降解聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)/聚乳酸(PLA)形状记忆发泡材料,研究了PLA含量对PBAT/PLA复合材料中CO_(2)溶解扩散行为、熔融结晶、流变行为及发泡行为的影响,考察了PLA含量对PBAT/PLA发泡材料的形状记忆性能和力学性能的影响。结果表明,PBAT有利于PLA分子链段局部运动,促进了PLA的冷结晶过程;在低频剪切作用下,随着PLA含量的增加,PBAT/PLA的复数黏度增加;PLA降低了CO_(2)在PBAT/PLA复合材料中的解吸扩散系数,提高了发泡材料的刚性,起到稳定泡孔形貌和抗收缩的作用;PLA质量分数20%时,复合材料获得最大稳定发泡倍率20.5倍,PBAT/PLA发泡材料(发泡倍率7.5)形状固定率为86.8%,形状恢复率为94.3%,综合性能最佳。PLA有利于提高PBAT/PLA发泡材料的形状固定率,但不利于其形状恢复率。同时,PLA质量分数低于20%时,PLA的引入提高了PBAT/PLA发泡材料的拉伸/压缩模量和强度。

关键词：超临界二氧化碳聚合物加工泡沫生物可降解形状记忆性能

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具有梯度结构的微孔热塑性聚氨酯及其性能

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化工学报 2025年第2期76卷 897-908页

作者：陈弋翀贾星雨钟文宇施俞晖彭瑶孙嘉阳胡冬冬赵玲华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237 华东理工大学上海电子化学品创新研究院上海201419

具有梯度结构的发泡材料因创新结构设计和潜在多功能性受广泛研究。本工作以热塑性聚氨酯(TPU)为研究对象,通过一次升温发泡与二次卸压发泡制备了具有梯度泡孔结构的高倍率TPU发泡材料,并且探究了发泡条件影响机制。微观形貌表征显示,... 详细信息

具有梯度结构的发泡材料因创新结构设计和潜在多功能性受广泛研究。本工作以热塑性聚氨酯(TPU)为研究对象,通过一次升温发泡与二次卸压发泡制备了具有梯度泡孔结构的高倍率TPU发泡材料,并且探究了发泡条件影响机制。微观形貌表征显示,当发泡时间较短时,因基体中存在的温度梯度,可制得两侧孔径大、中间孔径小的梯度发泡材料,延长发泡时间则因温差降低制备出均匀发泡材料。力学性能测试结果表明,相较于均匀发泡材料,梯度发泡材料能量损失系数略高,但两者的相对差值随着发泡倍率的增高而降低,且具有更高的回弹率和更低的硬度,展现出高发泡倍率下优异的缓冲性能和回弹性。这为优化TPU发泡材料制备工艺提供了理论基础和实践指导,对TPU实现高性能、轻量化发展具有重要作用。

关键词：升温发泡泡孔结构热塑性聚氨酯弹性体超临界流体力学性能聚合物加工泡沫

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基于2,5-呋喃二甲酸的三元无规共聚酯PBSF的制备与性能

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化工学报 2025年第2期76卷 868-878页

作者：翟紫航蒋杰李锦锦赵玲奚桢浩华东理工大学化工学院化学工程联合国家重点实验室上海200237 华东理工大学化工学院上海市多相结构材料化学工程重点实验室上海200237

利用可再生资源制备新型生物基聚合物可减少对化石资源的依赖,是缓解能源与环境危机的有效手段。以2,5-呋喃二甲酸(FDCA)、丁二酸(SA)和1,4-丁二醇为共聚单体,钛酸四丁酯为催化剂,通过一锅法熔融缩聚制备了不同FDCA和SA比例的系列全生... 详细信息

利用可再生资源制备新型生物基聚合物可减少对化石资源的依赖,是缓解能源与环境危机的有效手段。以2,5-呋喃二甲酸(FDCA)、丁二酸(SA)和1,4-丁二醇为共聚单体,钛酸四丁酯为催化剂,通过一锅法熔融缩聚制备了不同FDCA和SA比例的系列全生物基聚2,5-呋喃二甲酸-丁二酸-丁二醇酯(PBSF),探究了PBSF共聚酯的化学结构与组成对其热行为、结晶行为、热稳定性、力学性能、气体阻隔性能和亲水性等的影响。结果表明,随FDCA含量的增加,共聚酯的玻璃化转变温度从−23.6℃升高至38.6℃,杨氏模量先减小后增加,断裂伸长率先增加后减小,氧气阻隔性能先降低再升高,亲水性先增加后降低。当FDCA和SA比例接近时(44∶56),共聚酯表现出典型的热塑性弹性体特征。

关键词：生物质 2,5-呋喃二甲酸聚合物共聚酯力学性能阻隔性能构效关系

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液相除杂制备高纯硅酸钠溶液机理

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华东理工大学学报(自然科学版) 2025年第1期51卷 23-34页

作者：夏毅吕慧曹贵平华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237

硅酸钠溶液的纯度是影响液相法制备高纯二氧化硅的重要因素。本文提出以Ca^(2+)作为硅酸钠溶液除杂剂,系统地研究除杂剂种类、反应时间、反应温度和nCa∶nSi对除杂效果的影响。硅酸钠溶液中按nCa∶nSi为1∶20添加CaCl2试剂,在180℃下反... 详细信息

硅酸钠溶液的纯度是影响液相法制备高纯二氧化硅的重要因素。本文提出以Ca^(2+)作为硅酸钠溶液除杂剂,系统地研究除杂剂种类、反应时间、反应温度和nCa∶nSi对除杂效果的影响。硅酸钠溶液中按nCa∶nSi为1∶20添加CaCl2试剂,在180℃下反应16 h,溶液中金属元素铝、铁和钛杂质脱除率达到95%。分析除杂反应所得固体的晶体结构及表面形貌表明,在反应中Ca^(2+)将溶液中的杂质离子以Ca-Si沉淀物的形式脱除;结合元素分析结果证明杂质离子成功结合到Ca-Si沉淀物中。通过分子模拟探究除杂反应的路径,模拟结果表明Ca-Si沉淀由Ca^(2+)和Si-O四面体形成的硅酸根结合而生成,其中部分Si-O四面体中的硅被铝、铁、钛等金属杂质离子取代,形成含金属杂质的钙沉淀物,因此沉淀中出现了铝、铁、钛等元素,钠和钾等离子因电荷吸引而进入沉淀中,形成各类硅酸盐沉淀。

关键词：硅酸钠溶液纯化条件优化沉淀分子模拟

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甲醇无氧脱氢制甲醛Cu催化剂的粒径效应

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化工进展 2025年第3期44卷 1347-1354页

作者：左骥罗莉谢永锴陈文尧钱刚周兴贵段学志华东理工大学化工学院化学工程联合国家重点实验室上海200237

采用蒸氨法,以二氧化硅(SiO_(2))为载体,制备了不同负载量的Cu/SiO_(2)催化剂,并考察了Cu催化剂粒径对甲醇非氧化脱氢制备甲醛性能的影响。表征结果显示,Cu的粒径随Cu负载量增加而增大。结合实验结果发现,当Cu粒径小于2.8nm时,甲醇脱氢... 详细信息

采用蒸氨法,以二氧化硅(SiO_(2))为载体,制备了不同负载量的Cu/SiO_(2)催化剂,并考察了Cu催化剂粒径对甲醇非氧化脱氢制备甲醛性能的影响。表征结果显示,Cu的粒径随Cu负载量增加而增大。结合实验结果发现,当Cu粒径小于2.8nm时,甲醇脱氢生成甲醛的速率随Cu粒径增大而增大。据此,推测甲醇脱氢生成甲醛的活性位点可能存在于Cu催化剂表面的平板位点上。理论计算揭示在Cu(111)平板位上,甲醛生成途径主要涉及O—H键和C—H键的断裂,其中O-H键断裂是速率决定步骤。进一步,对具有较好甲醛产率的质量分数15%Cu/SiO_(2)催化剂进行动力学实验,得到甲醇转化的反应级数和活化能分别为0.42和32.42kJ/mol,甲醛生成的反应级数和活化能分别为0.45和30.23kJ/mol。上述研究发现为开发高活性和高选择性的甲醇无氧脱氢制甲醛催化剂提供了指导。

关键词：甲醇甲醛催化剂动力学二氧化硅

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气液搅拌釜多层桨叶相互作用及组合优化

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化工学报 2025年第2期76卷 564-575页

作者：谢楠楠陈和叶光华束忠明傅送保周兴贵华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237 中海油化工与新材料科学研究院(北京)有限公司北京102209

桨叶是气液搅拌釜最重要的部件之一,其结构和组合形式会显著影响气液分散和传质性能。结合冷模实验和CFD-PBM数值模拟,获取了气液搅拌釜多层桨叶之间的相互作用关系,以及较优的桨叶组合形式。研究结果表明,径向桨作为底桨对气相分散和... 详细信息

桨叶是气液搅拌釜最重要的部件之一,其结构和组合形式会显著影响气液分散和传质性能。结合冷模实验和CFD-PBM数值模拟,获取了气液搅拌釜多层桨叶之间的相互作用关系,以及较优的桨叶组合形式。研究结果表明,径向桨作为底桨对气相分散和气泡破碎影响最大,中层轴流桨对底桨的剪切应力影响较小,而顶层轴流桨产生的轴向汇流会减弱中层桨的剪切应力。多层桨的排列组合方式会影响各个桨叶的功率消耗,其中顶层桨对中层桨的功耗影响最显著。HEDT作为底层桨功耗低且气相分散效果好,KYA作为中层桨能强化轴向汇流、减小局部涡流以及进一步破碎气泡,PBT作为顶层桨功耗低且能扩大循环流结构。因此,HEDT+KYA+PBT桨叶组合能平衡功率消耗、气相滞留和气液传质,具有最高的单位功耗气含率和平均容积传质系数,是较优的桨叶组合。研究结果可以为气液搅拌反应釜多层桨叶的设计和优化提供理论指导。

关键词：气液搅拌釜计算流体力学多层桨叶气液传质优化

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煤基石墨负极材料的制备及其电化学性能研究

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现代化工 2025年第1期45卷 123-130页

作者：郭日凯霍雨乔文明余子舰张寅旭华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237 合盛硅业(鄯善)有限公司新疆吐鲁番838200

以无烟煤为前驱体,研究了煤化程度、灰分、石墨化温度等对无烟煤石墨化的影响机制以及煤基石墨微观结构与电化学性能之间的“构效”关系。结果表明,煤化程度高的无烟煤有利于煤基石墨的微晶生长,在相同温度下能够达到更高的石墨化程度... 详细信息

以无烟煤为前驱体,研究了煤化程度、灰分、石墨化温度等对无烟煤石墨化的影响机制以及煤基石墨微观结构与电化学性能之间的“构效”关系。结果表明,煤化程度高的无烟煤有利于煤基石墨的微晶生长,在相同温度下能够达到更高的石墨化程度。太西煤在2400℃石墨化后,石墨化度为80.3%,而晋城煤石墨化度仅为74.5%。无烟煤中的灰分有催化石墨化作用,未脱灰样品在低温下石墨化程度较高,具有较高的首次充放电容量;同时灰分的存在会影响煤基石墨的片层结构,使石墨片层存在褶皱,导致煤基石墨的循环稳定性和倍率性能下降。煤基石墨的石墨化度随温度升高而增加,石墨片层结构逐渐发展,电化学性能得到明显提升。脱灰太西煤经2800℃石墨化处理后所得煤基石墨在0.2 C的首次放电容量达370.8 mAh/g。

关键词：煤基石墨无烟煤石墨化锂离子电池电化学性能

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FCC油浆基高软化点沥青包覆天然石墨负极材料的电化学性能

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华东理工大学学报(自然科学版) 2025年

作者：黄世伟朱帅波王际童乔文明张寅旭华东理工大学化学工程联合国家重点实验室合盛硅业(鄯善)有限公司

天然石墨来源广泛、成本低廉，并且具有相对较高的比容量以及稳定的嵌/脱锂电位，是目前商业化锂离子电池负极的主要材料。但其存在与有机电解液相容性差，溶剂共嵌入导致石墨层剥离，引起库伦效率和循环性能不理想等问题。本文以催化... 详细信息

天然石墨来源广泛、成本低廉，并且具有相对较高的比容量以及稳定的嵌/脱锂电位，是目前商业化锂离子电池负极的主要材料。但其存在与有机电解液相容性差，溶剂共嵌入导致石墨层剥离，引起库伦效率和循环性能不理想等问题。本文以催化裂化油浆为原料，通过空气吹扫-氮气氛围热缩聚的方法制备高软化点沥青，并将其作为包覆剂，通过液相包覆的方法改性天然石墨材料。结果表明，10%沥青包覆比例可以在天然石墨表面形成完整的包覆层，降低比表面积，从而改善天然石墨材料的循环性能和倍率性能，所得的包覆石墨材料在0.5 C下循环200次容量保持率由69.01%提高到88.53%，展现出较佳的电化学性能。

关键词：催化裂化油浆高软化点沥青包覆天然石墨负极材料

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