检索结果-内蒙古大学图书馆

核壳结构nAl@Cu(BTC)/Fe(BTC)纳米铝热剂的制备及燃烧性能

含能材料 2024年第5期32卷 465-474页

作者：史喆赵媛媛马志伟杨玉林张健王旭文梁家燕中国五洲工程设计集团有限公司北京100053 哈尔滨工业大学化工与化学学院新能源转换与存储关键材料技术工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001

为了解决纳米铝热剂的制备工艺中组分分布不均匀和燃烧效率低等问题,采用层层组装技术将铜‐均苯三甲酸(Cu(BTC))和铁‐均苯三甲酸(Fe(BTC))交替包覆在nAl表面,制备核壳结构nAl@Cu(BTC)/Fe(BTC)纳米铝热剂,并对其结构、形貌、热反应性能... 详细信息

为了解决纳米铝热剂的制备工艺中组分分布不均匀和燃烧效率低等问题,采用层层组装技术将铜‐均苯三甲酸(Cu(BTC))和铁‐均苯三甲酸(Fe(BTC))交替包覆在nAl表面,制备核壳结构nAl@Cu(BTC)/Fe(BTC)纳米铝热剂,并对其结构、形貌、热反应性能(铝热反应温度)和燃烧性能(燃烧时间、点火延迟时间和燃烧温度等)进行研究。结果表明:层层组装技术可以调控包覆层的厚度和形貌,随着包覆层厚度的增加纳米铝热剂从粗糙疏松逐渐变得光滑致密;交替包覆12层Cu(BTC)/Fe(BTC)的纳米铝热剂燃烧剧烈,火焰传播速率较快,在0.710 s内火焰达到最大,具有适中的点火延迟时间(0.509 s)、最短的燃烧时间(2.036 s)和最高的燃烧温度(1425℃),此时,Cu(BTC)和Fe(BTC)的协同作用使其铝氧化反应温度峰值降低到552.5℃和735.0℃。

关键词：核壳结构纳米铝热剂 nAl@Cu(BTC)/Fe(BTC) 层层组装技术燃烧性能

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用于提升全水解性能的超低含量Ru掺杂NiMoO_(4)@Ni_(3)(PO_(4))_(2)核壳纳米结构

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 360-375页

作者： Adel Al-Salihy 梁策 Abdulwahab Salah Abdel-Basit Al-Odayni 卢子昂陈孟新刘倩倩徐平哈尔滨工业大学化工与化学学院新能源转化与存储关键材料工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 东北师范大学化学学院动力电池国家地方联合工程实验室吉林长春130024 沙特国王大学牙科学院修复性牙科科学系沙特阿拉伯利雅得

随着全球能源危机和环境污染日益加剧,开发可持续的绿色能源技术已经成为当务之急.其中,水分解制氢作为一种清洁能源的生产方式,因其零排放和高能量密度的特点,而受到广泛的研究和关注.析氢反应(HER)和析氧反应(OER)是水分解过程的关键... 详细信息

随着全球能源危机和环境污染日益加剧,开发可持续的绿色能源技术已经成为当务之急.其中,水分解制氢作为一种清洁能源的生产方式,因其零排放和高能量密度的特点,而受到广泛的研究和关注.析氢反应(HER)和析氧反应(OER)是水分解过程的关键步骤,它们的反应效率直接影响整个制氢过程的能量转换效率.因此,开发高效的双功能电催化剂对于推动水分解技术的发展具有重要意义.本文制备了一种超低Ru掺杂的新型核壳纳米结构电催化剂,该催化剂生长在泡沫镍(NF)上,简称Ru-NiMoO_(4)@Ni_(3)(PO_(4))_(2)/NF.首先,通过水热法在NF上均匀生长了水合NiMoO_(4)纳米柱,并通过共价相互作用,确保其在垂直方向上有序排列.随后,采用超低浓度的RuCl_(3)对NiMoO_(4)纳米柱进行蚀刻,并通过磷酸化反应引入(PO_(4))^(3+)离子形成了Ni_(3)(PO_(4))_(2)壳层.这种设计克服了以往Ru易团聚的难题,保障了Ru的均匀分布,从而合成Ru-NiMoO_(4)@Ni_(3)(PO_(4))_(2)/NF催化剂.通过X-射线衍射、X-射线光电子能谱及透射电子显微镜等对催化剂的化学组分和微观结构进行了分析,证实其成功制备.元素分析结果表明,催化剂中Ru的含量仅为1.94 wt%,显著降低了其制备成本.电化学测试结果表明,该催化剂在HER和OER中均表现出较好的催化活性.在10和100 mA cm^(−2)电流密度下,HER的过电位分别为−14.8和−57.1 mV,Tafel斜率为35.8 mV dec^(-1),优于商业Pt/C催化剂;在100 mA cm^(−2)电流密度下,OER过电位为259.7 mV,Tafel斜率为21.6 mV dec^(−1),优于商业RuO_(2)催化剂.在全水解测试中,该催化剂在10和100 mA cm^(−2)时所需的电池电压分别为1.43和1.68 V,与其他自支撑材料相比表现出良好的性能.此外,该催化剂在150 h性能测试过程中表现出较好的稳定性.采用密度泛函理论计算研究了催化剂具有较好活性的内在机制.结果表明,其具有低水离解能垒(ΔGb=0.46 eV),接近零的HER自由吸附能(∆G*H=0.02 eV),低的OER自由吸附能量(ΔG*OOH−ΔG*OH=2.74 eV)和接近费米能级的高密度态.这些特性共同促进了电解水反应的高效进行.综上,本文研究开发的Ru-NiMoO_(4)@Ni_(3)(PO_(4))_(2)/NF双功能催化剂具有较好的催化活性、低电位需求和长期稳定性,为氢气生产开辟了新途径,也为优化双功能水分解催化剂提供了新视角,并为未来可持续能源应用发展提供一定的参考.

关键词：电催化核壳结构掺杂密度泛函理论析氢反应析氧反应分解水

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HAZOP分析在火炸药工艺风险控制中的应用

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固体火箭技术 2024年第6期47卷 774-783页

作者：史喆邢峰康红艳赵媛媛马志伟王旭文张健杨玉林中国五洲工程设计集团有限公司北京100053 哈尔滨工业大学化工与化学学院新能源转换与存储关键材料技术工业和信息化部重点实验室哈尔滨150001

火炸药产品的加工制造过程具有显著的高能量性、高危险性和高敏感性,其工艺安全性和可靠性要求极为严格,需要对其设计、制造和生产全生命周期进行全方位分析,并做出相应的应急措施。危险与可操作性分析(HAZOP)是一种广泛应用于危险化学... 详细信息

火炸药产品的加工制造过程具有显著的高能量性、高危险性和高敏感性,其工艺安全性和可靠性要求极为严格,需要对其设计、制造和生产全生命周期进行全方位分析,并做出相应的应急措施。危险与可操作性分析(HAZOP)是一种广泛应用于危险化学品领域的安全分析方法,能够对工业过程或单元操作进行审查,识别、评估和预防潜在的危险或操作性问题,从而根据不同的问题制定相应的安全和管理措施,最终达到降低事故发生概率的目的。详述了HAZOP分析的流程和优势,就HAZOP分析应用于炸药、发射药、固体推进剂等涉火产品工艺安全风险控制领域的情况进行论述,对其在火炸药工艺风险控制中的适用性和目前在应用过程中存在的问题进行论证和展望,未来应加快火炸药产线物料的安全特性研究,提高HAZOP分析的全面性,加强HAZOP分析与故障模式与影响分析(FMEA)、保护层分析(LOPA)、安全完整性等级(SIL)及定量风险评估(QRA)等方法协同应用,使火炸药工艺安全风险控制得到进一步提升。

关键词： HAZOP分析火炸药工艺安全风险控制

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硅烷偶联剂改性α-AlH_(3)材料的制备及其与HMX和CL-20的相容性

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含能材料 2023年第7期31卷 662-671页

作者：史喆谭淇王旭文路涛杰张健朱朝阳夏德斌林凯峰杨玉林哈尔滨工业大学化工与化学学院新能源转换与存储关键材料技术工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 高等教育出版社有限公司北京100020 航天化学动力技术重点实验室湖北襄阳441003

为提高α-AlH_(3)与HMX和CL-20的相容性,选用带有不同有机官能团的硅烷偶联剂对α-AlH_(3)进行包覆改性。通过X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、X光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对包覆改性前后α-AlH_(3)的结构和形貌进行表征,并... 详细信息

为提高α-AlH_(3)与HMX和CL-20的相容性,选用带有不同有机官能团的硅烷偶联剂对α-AlH_(3)进行包覆改性。通过X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、X光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对包覆改性前后α-AlH_(3)的结构和形貌进行表征,并考察α-AlH_(3)和改性后所得材料分别与HMX和CL-20的相容性。结果表明:硅烷偶联剂在不改变α-AlH_(3)本体结构的基础上,可在其表面形成均匀的包覆层;其中γ-巯丙基三乙氧基硅烷(KH580)包覆改性提高了α-AlH_(3)热稳定性,使其最高热分解温度提高1.7℃,活化能Ea值增加2.21 kJ·mol^(-1);γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)改性后,α-AlH_(3)与HMX混合体系的相容性从3级提升至1级;KH550改性后,α-AlH_(3)与CL-20混合体系的相容性从4级提升至1级。

关键词：固体推进剂改性α-AlH_(3) 硅烷偶联剂 HMX CL-20 相容性

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液相化学法降解不饱和聚酯树脂及其复合材料研究进展

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高校化学工程学报 2021年第2期35卷 199-205页

作者：王宝龙王一凡黄玉东刘丽胡桢哈尔滨工业大学化工与化学学院新能源转化与存储关键材料技术工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001

不饱和聚酯树脂及其复合材料是一种性能优异、应用广泛的高强轻质材料。众所周知,具有交联结构的不饱和聚酯树脂难以降解及回收利用,大量废弃树脂堆积已造成巨大的环境压力。液相化学法可在较温和条件下高效降解不饱和聚酯树脂及其复合... 详细信息

不饱和聚酯树脂及其复合材料是一种性能优异、应用广泛的高强轻质材料。众所周知,具有交联结构的不饱和聚酯树脂难以降解及回收利用,大量废弃树脂堆积已造成巨大的环境压力。液相化学法可在较温和条件下高效降解不饱和聚酯树脂及其复合材料,已成为此领域的前沿研究方向。文章系统综述了经由液相化学途径降解不饱和聚酯树脂及其复合材料的可行性方法,包括醇体系降解、胺体系降解、超/亚临界流体辅助降解、离子液体辅助降解等。同时系统分析了不同液相降解策略的优势及不足,探讨了未来研究所面临的机遇与挑战。

关键词：液相化学法不饱和聚酯树脂复合材料降解

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一步合成三维石墨烯/生物质碳复合材料的研究

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电源技术 2023年第5期47卷 659-662页

作者：万伟华戴长松朱星宝哈尔滨工业大学化工与化学学院黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学新能源转化与储存关键材料技术工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 特种化学电源国家重点实验室贵州遵义563003 哈尔滨工业大学物理学院黑龙江哈尔滨150001

以酵母生物质为碳源,采用共水热法一步制备酵母生物质碳与三维立体石墨烯的复合材料,作为锂空气电池的阴极。通过扫描电镜、能谱分析等手段的物理性能表征及循环伏安、交流阻抗和充放电循环的电化学性能测试,结果表明,酵母生物质碳在三... 详细信息

以酵母生物质为碳源,采用共水热法一步制备酵母生物质碳与三维立体石墨烯的复合材料,作为锂空气电池的阴极。通过扫描电镜、能谱分析等手段的物理性能表征及循环伏安、交流阻抗和充放电循环的电化学性能测试,结果表明,酵母生物质碳在三维立体石墨烯表面分布较为均匀,并且其表面存在N等元素,循环伏安测试表现出明显的氧化峰和还原峰。在电流密度为40 mA/g的条件下,按电极总质量计算出电极的比容量为3 100 mAh/g,电极放电平台为2.6 V左右,充电平台约为4.5 V,随着电流密度增加,电池容量下降,当电流密度达到100和200 mA/g时,对应比容量分别为2 300和1 300 mAh/g,表现出较好的电化学性能,保持了较好的催化活性。

关键词：三维石墨烯生物质碳复合电极

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氧化还原驱动的高活性Pd/PdO表面界面促进低温甲烷燃烧

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 242-252页

作者：谈源龙张亚峰高雅马静远赵晗顾青青苏杨徐晓燕王爱琴杨冰张国旭刘晓艳张涛中国科学院大连化学物理研究所中国科学院航天催化材料重点实验室辽宁大连116023 中国科学院大学北京100049 哈尔滨工业大学化工与化学学院新能源转化与存储关键材料工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 中国科学院上海高等研究院上海同步辐射光源上海201204 中国科学院大连化学物理研究所中国科学院洁净能源创新研究院辽宁大连116023 中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室辽宁大连116023

天然气汽车尾气中尚未充分燃烧的甲烷是一种典型的温室气体之一,其温室效应远超二氧化碳,达到后者的20倍以上.因此,减少甲烷的排放对于有效应对气候变化至关重要.目前,以Pd/Al_(2)O_(3)为基础催化剂的催化燃烧反应,已被证实为减少甲烷... 详细信息

天然气汽车尾气中尚未充分燃烧的甲烷是一种典型的温室气体之一,其温室效应远超二氧化碳,达到后者的20倍以上.因此,减少甲烷的排放对于有效应对气候变化至关重要.目前,以Pd/Al_(2)O_(3)为基础催化剂的催化燃烧反应,已被证实为减少甲烷排放的最为切实可行的技术手段.深入了解钯基催化剂的活性结构不仅有助于合理设计高效的催化体系,还能在很大程度上减少贵金属钯的使用量.然而,在甲烷燃烧反应过程中,由于氧化还原气氛的复杂性,Pd金属的表面容易转变为不同结构,这增加了研究其活性结构的难度.此外,催化剂的制备方法、载体的性质、预处理的气氛以及温度等因素均会对Pd的价态和粒径效应产生影响,使得Pd基催化剂在甲烷燃烧反应中的活性结构至今仍存在争议.为了深入研究这一问题,本文选用商业化的纳米级γ-Al_(2)O_(3)作为载体,采用易于工业化应用的浸渍法制备了Pd/Al_(2)O_(3)催化剂,并研究其在低温(200-400℃)贫燃条件下的活性结构.球差电镜结果表明,催化剂中的Pd纳米颗粒在不同气氛中经800℃高温预处理后呈现出不同的结构特点.氦气处理后的催化剂中,Pd以完全金属态的形式存在;氧气处理后的催化剂中,Pd以PdO的形式存在;甲烷燃烧反应气处理后的催化剂中,PdO大颗粒上存在金属Pd小颗粒,呈现出“荔枝型”Pd/PdO结构.准原位X射线光电子能谱和原位X射线吸收谱等结果表明,“荔枝型”Pd/PdO结构是在甲烷燃烧反应中受氧化还原气氛诱导形成的.该独特的“荔枝型”Pd/PdO结构的催化剂在300℃甲烷燃烧反应中,表现出337.8μmol gPd^(-1) s^(-1)的反应速率,分别是纯金属Pd和PdO型催化剂反应速率的10.7倍和15.5倍.进一步研究表明,无论催化剂中Pd的初始状态为金属态或是氧化态,高活性的“荔枝型”Pd/PdO结构都可以在较低温度(500℃)的长时间(12 h)甲烷燃烧反应中缓慢生成.通过调节预处理气氛中甲烷与氧气的相对浓度,可以实现689.2μmol gPd-1 s^(-1)的反应速率,高于文献已报道的Pd基催化剂在相似反应条件下的活性.密度泛函理论计算结果表明,相对于金属Pd和PdO,甲烷在Pd/PdO界面处表现出最低(0.40 eV)的自由能势垒,这表明由于界面处金属Pd和PdO的协同作用,甲烷断裂第一个C-H键的解离活化过程更容易发生,从而解释了“荔枝型”Pd/PdO结构高催化活性的来源.综上,本文通过先进的球差电镜和原位光谱表征技术,为深入认识甲烷燃烧钯基催化剂活性结构提供了新的角度.研究发现,反应过程中因气氛诱导而生成的高活性结构可能是重要的活性中心,这一观点不仅有助于理解甲烷燃烧反应的机理,而且可以为其他氧化还原催化体系的研究以及工业催化剂的设计制备提供参考.

关键词：原位表征纳米颗粒钯甲烷燃烧界面

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碳基气凝胶复合材料电磁波吸收材料研究进展

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信息对抗技术 2022年第2期1卷 1-15页

作者：刘永蕾王逢源韩喜江杜耘辰哈尔滨工业大学化工与化学学院新能源转化与存储关键材料技术工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001

随着无线电通信技术和各种电子设备的广泛应用,电磁污染EJ益严重,具有三维多孔结构的电磁波吸收材料成为科学研究的热点。总结了碳基气凝胶复合材料的研究进展,详细介绍了石墨烯气凝胶、生物质衍生的碳气凝胶和聚合物衍生的碳气凝胶的... 详细信息

随着无线电通信技术和各种电子设备的广泛应用,电磁污染EJ益严重,具有三维多孔结构的电磁波吸收材料成为科学研究的热点。总结了碳基气凝胶复合材料的研究进展,详细介绍了石墨烯气凝胶、生物质衍生的碳气凝胶和聚合物衍生的碳气凝胶的多种制备方法,碳气凝胶与磁性颗粒、碳化硅、碳纳米管和MXene复合而成的复合碳基气凝胶吸波材料的吸波性能。简要阐述了吸波材料的损耗机理,讨论了碳基气凝胶复合材料的组分、微观结构和损耗机制对吸波性能的影响。最后,就目前研究现状总结了碳基气凝胶复合材料在制备和性能提升方面的挑战,展望了碳基气凝胶复合材料的研究重点和发展方向。

关键词：吸波材料三维多孔结构碳气凝胶复合材料

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一种柔性锂空气电池的设计与性能

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电池 2022年第3期52卷 309-312页

作者：万伟华戴长松朱星宝哈尔滨工业大学化工与化学学院黑龙江哈尔滨150001 新能源转化与储存关键材料技术工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 贵州梅岭电源有限公司特种化学电源国家重点实验室贵州遵义563003 哈尔滨工业大学物理学院黑龙江哈尔滨150001

针对锂空气电池实际能量密度低、倍率性能不足及循环性稳定能差等问题,以三维石墨烯/生物质碳复合材料作为电极,设计柔性锂空气电池,研究电池的搁置性能、柔性及不同活性物质载量的放电性能。随着搁置时间的延长,开路电压从2.23 V增大至... 详细信息

针对锂空气电池实际能量密度低、倍率性能不足及循环性稳定能差等问题,以三维石墨烯/生物质碳复合材料作为电极,设计柔性锂空气电池,研究电池的搁置性能、柔性及不同活性物质载量的放电性能。随着搁置时间的延长,开路电压从2.23 V增大至3.13 V,逐渐趋于稳定,阻抗呈现同样的趋势,在5 h后稳定在4.28Ω。柔性电池在空气中可正常工作,将整个电池折叠近90°时,仍可正常工作。随着活性物质载量从52 mg增加到168 mg,放电容量呈先增加、后降低的趋势;当电极中活性物质总载量为140 mg时,全电池的比能量为1100 W·h/kg,是目前商业锂离子电池的3倍以上。以5 mA的电流按200 mAh/g的比容量在空气环境中循环152次,电池的充、放电电压平台分别稳定在4.38 V、2.51 V。

关键词：三维石墨烯/生物质碳复合材料锂空气电池比能量循环性能柔性

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具有Lewi碱位点MOFs修饰钙钛矿太阳能电池空穴传输层

具有Lewi碱位点MOFs修饰钙钛矿太阳能电池空穴传输层

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2020第四届全国太阳能材料与太阳能电池学术研讨会

作者：王嘉奇张健杨玉林夏德斌范瑞清哈尔滨工业大学化工与化学学院新能源转化与储存关键材料技术工业和信息化部重点实验室

目前,Spiro-OMeTAD仍是高效钙钛矿型太阳能电池(PSC)中应用最广的空穴传输材料(HTM),这是由于其具有合适的能级和简便的工艺。然而,有机分子的固有特性(例如低电导率和非极性接触界面)将限制基于Spiro-OMeTAD的PSC的光电转换效率(PCE)... 详细信息

目前,Spiro-OMeTAD仍是高效钙钛矿型太阳能电池(PSC)中应用最广的空穴传输材料(HTM),这是由于其具有合适的能级和简便的工艺。然而,有机分子的固有特性(例如低电导率和非极性接触界面)将限制基于Spiro-OMeTAD的PSC的光电转换效率(PCE)和稳定性。化学掺杂是改善Spiro-OMeTAD性能的有效策略,并且大多数掺杂剂设计用于可控地氧化Spiro-OMeTAD。

关键词：空穴传输层钙钛矿太阳能电池

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