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混合溶剂分散法制备耐高温、高导热六方氮化硼/半芳香聚酰胺12T复合材料及其性能

复合材料学报 2023年第2期40卷 825-835页

作者：陈晓杰马舸孟慧迪崔喆付鹏赵蔚庞新厂赵清香刘民英张晓朦郑州大学材料科学与工程学院河南省先进尼龙材料及应用重点实验室中国石油和化工行业高性能尼龙工程塑料工程实验室郑州450001 四川大学高分子材料工程国家重点实验室成都610065 金冠电气股份有限公司南阳473000

制备兼具优异耐高温性能和导热性能的聚合物基复合材料对于电子元器件的封装保护、高效散热和稳定成型至关重要。本文通过混合溶剂分散法(MSD)制备了六方氮化硼(BN)/半芳香聚酰胺12T(PA12T)复合材料,并对复合材料的微观结构、导热、耐... 详细信息

制备兼具优异耐高温性能和导热性能的聚合物基复合材料对于电子元器件的封装保护、高效散热和稳定成型至关重要。本文通过混合溶剂分散法(MSD)制备了六方氮化硼(BN)/半芳香聚酰胺12T(PA12T)复合材料,并对复合材料的微观结构、导热、耐高温、介电和力学性能进行了表征。结果表明:混合溶剂分散法可以有效实现BN和PA12T粉末的均匀悬浮,并可协同真空辅助自组装法与真空热压法构筑具有均一分散和取向结构的复合材料。研究表明,当BN/PA12T复合材料中的BN含量为40wt%时,混合溶剂分散法制备的样品的平面导热率可以达到2.73 W/(m·K),是机械混合法(MM)制备的样品(1.59 W/(m·K))的1.72倍,同时其具有优异的力学性能、低介电常数(3.6)、介电损耗(0.016)和显著的耐高温性能(维卡软化点超过250℃且初始分解温度可达446℃)。综上所述,混合溶剂分散法制备的BN/PA12T复合材料在电子封装及热管理领域中具有广阔的应用前景。

关键词：聚酰胺混合溶剂分散法耐高温性能导热复合材料六方氮化硼

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碳纳米管透明导电薄膜的可控制备

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高等学校化学学报 2022年第3期43卷 1-11页

作者：闫文卿张则尧李彦北京分子科学国家研究中心纳米器件物理与化学教育部重点实验室稀土材料化学及应用国家重点实验室北京大学化学与分子工程学院北京100871 北京大学前沿交叉学院北京100871 北京大学深圳研究院深圳518057 深港产学研基地深圳518057

碳纳米管具有优秀的导电性能、透光性能和十分突出的柔性,在柔性透明导电薄膜中有着良好的应用前景.如何制备同时拥有良好导电性能和透光性能的碳纳米管薄膜是这一领域研究的核心问题.本综述介绍了碳纳米管薄膜的制备方法,并重点讨论了... 详细信息

碳纳米管具有优秀的导电性能、透光性能和十分突出的柔性,在柔性透明导电薄膜中有着良好的应用前景.如何制备同时拥有良好导电性能和透光性能的碳纳米管薄膜是这一领域研究的核心问题.本综述介绍了碳纳米管薄膜的制备方法,并重点讨论了基于漂浮催化剂化学气相沉积法的碳纳米管薄膜的可控制备.在生长过程中限制碳纳米管的团聚、增加碳纳米管的长度、降低杂质的含量是提高碳纳米管薄膜性能的主要策略.

关键词：碳纳米管透明导电薄膜化学气相沉积柔性

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锡基钙钛矿太阳能电池研究进展

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科学通报 2021年第17期66卷 2129-2138页

作者：王程博顾飞丹卞祖强刘志伟北京大学化学与分子工程学院稀土材料化学及应用国家重点实验室北京分子科学国家研究中心北京100871

有机-无机杂化钙钛矿具有优异的光吸收性能和较高的载流子迁移率等优点,相应的钙钛矿太阳能电池在经历短短11年的发展后,光电转换效率已接近单晶硅电池.同时,制备工艺简单、生产成本低等优势令钙钛矿太阳能电池具有极大的商业潜力.然而... 详细信息

有机-无机杂化钙钛矿具有优异的光吸收性能和较高的载流子迁移率等优点,相应的钙钛矿太阳能电池在经历短短11年的发展后,光电转换效率已接近单晶硅电池.同时,制备工艺简单、生产成本低等优势令钙钛矿太阳能电池具有极大的商业潜力.然而,存在于传统钙钛矿太阳能电池中铅的毒性仍是限制其大规模生产最重要的阻碍之一.低毒性的锡基钙钛矿继承了铅基钙钛矿绝大部分优异的光电性能,目前最高的光电转换效率已超过13%,但与铅基相比还有一定差距.本文首先介绍锡基钙钛矿的结构和性质,然后分别从添加剂和组分调控两个角度综述锡基钙钛矿太阳能电池近年来的重要研究进展,最后总结该领域存在的挑战和发展方向.

关键词：太阳能电池锡基钙钛矿添加剂组分调控

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蒙脱石负载氧化铈纳米酶用于克罗恩肠炎治疗

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高等学校化学学报 2022年第12期43卷 102-113页

作者：陈夕雯程超群程远赵升魏辉南京大学现代工程与应用科学学院生物医学工程系南京固体微结构国家实验室江苏省人工功能材料重点实验室南京210023 南京大学化学化工学院化学与生物医药创新研究院生命科学分析化学国家重点实验室和配位化学国家重点实验室南京210023

通过水热法合成由临床用药蒙脱石(Montmorillonite,MMT)负载的高效纳米酶氧化铈(Cerium dioxide,CeO_(2)),通过开展体内外实验,拓展其在炎症性肠病治疗中的普适性.结果显示,CeO_(2)@MMT具有良好的类超氧化物歧化酶活性及类过氧化氢酶活... 详细信息

通过水热法合成由临床用药蒙脱石(Montmorillonite,MMT)负载的高效纳米酶氧化铈(Cerium dioxide,CeO_(2)),通过开展体内外实验,拓展其在炎症性肠病治疗中的普适性.结果显示,CeO_(2)@MMT具有良好的类超氧化物歧化酶活性及类过氧化氢酶活性,并且在小鼠克罗恩病的治疗中体现了明显的疗效及优异的生物安全性,为CeO_(2)@MMT的应用拓宽了方向.

关键词：炎症性肠病克罗恩病氧化铈基纳米酶蒙脱石活性氧物种

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固体氧化物燃料电池电极表面原位析出的研究进展

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应用化学 2023年第10期40卷 1335-1346页

作者：孟君玲田川徐娜赵丽娜钟海霞徐占林吉林师范大学化学学院环境友好材料制备与应用教育部重点实验室四平136000 中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室长春130022

固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cells,SOFC)是一种能量转换装置,具有转换效率高、环境友好和燃料适应性强等优点,其中,电极作为电化学反应场所,对SOFC的性能起关键作用。相较于传统的SOFC电极,表面析出纳米颗粒后电极表现出较强... 详细信息

固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cells,SOFC)是一种能量转换装置,具有转换效率高、环境友好和燃料适应性强等优点,其中,电极作为电化学反应场所,对SOFC的性能起关键作用。相较于传统的SOFC电极,表面析出纳米颗粒后电极表现出较强的催化活性和优异的电化学性能。本文就钙钛矿型电极材料表面原位析出的研究予以总结。首先,探讨钙钛矿的晶体结构类型对电极表面原位析出的影响;其次,详细地介绍了钙钛矿中各种缺陷对析出纳米颗粒的影响;而后对比了目前主要的两种原位析出方式,并对不同的析出产物进行了分析。最后,提出了目前SOFC电极表面原位析出研究所面临的难点与挑战,并对其未来的发展方向进行了总结,这为以后相关的研究指明了方向。

关键词：固体氧化物燃料电池钙钛矿电极材料原位析出电化学性能

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酸性膦混合体系协同萃取重稀土性能研究

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湿法冶金 2025年

作者：陈露燕周杰邓必成况王强周洁英黄亚斌邝圣庭廖伍平中国科学院赣江创新研究院材料与化学研究所中国科学院江西稀土研究院稀土材料与化学研究所中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室

研究了N，N'-二（2-乙基己基）胺基甲基膦酸单-2-乙基己基酯(HEDEAP，H2A2)与2-乙基己基膦酸单-2-乙基己基酯(P507，H2B2)和正庚烷组成的混合体系对重稀土的萃取分离性能。结果表明：HEDEAP-P507混合体系对重稀土的萃取显示出正协... 详细信息

研究了N，N'-二（2-乙基己基）胺基甲基膦酸单-2-乙基己基酯(HEDEAP，H2A2)与2-乙基己基膦酸单-2-乙基己基酯(P507，H2B2)和正庚烷组成的混合体系对重稀土的萃取分离性能。结果表明：HEDEAP-P507混合体系对重稀土的萃取显示出正协同效应，当HEDEAP摩尔分数为0.4、pH=2.0、相比Vo∶Va=1∶1、温度为25 ℃时，混合体系对Lu（Ⅲ）的协萃系数达最大值（1.42）；对Y/Ho、Er/Y、Tm/Er、Yb/Tm和Lu/Yb的分离系数分别为1.67、1.76、4.5、1.67和2.11，优于单一的P507体系；经红外光谱分析可知，萃取剂的P—OH和P=O基团参与了配位反应，通过斜率分析法推断协同萃合物组成可能为REH3A2B2Cl2；12%HEDEAP-18%P507混合体系对Lu（Ⅲ）的饱和萃取容量为32.4 g/L(按Lu2O3计算)；混合体系负载的重稀土易被反萃取，1.0 mol/L HCl对Lu（Ⅲ）的反萃取率达80%，相同的反萃取率所需的反萃取酸度远低于P507体系（4.0 mol/L）；相较于单一P507萃取体系，HEDEAP-P507混合体系可显著提高重稀土的萃取选择性并降低反萃取酸度，对重稀土的选择性萃取分离具有重要的科学意义和广阔的应用前景。

关键词：重稀土分离协同萃取胺基膦酸 P507

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微量Ca添加对铸造Mg-Sm-Gd基合金显微组织与力学性能的影响

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年第1期33卷 46-58页

作者：管凯张景怀杨强李柏顺巫瑞智孟健哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院超轻材料与表面技术教育部重点实验室哈尔滨150001 中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室长春130022 长春工程学院机械与汽车工程学院长春130012

主要通过透射电子显微镜、高角度环形暗场扫描透射电子显微镜和拉伸测试研究微量Ca元素对Mg-Sm-Gd-Zn-Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-Sm-Gd-Zn-Zr合金中主要第二相为Zn元素富集的Mg_(3)RE相,Ca元素添加不仅可以细化晶粒... 详细信息

主要通过透射电子显微镜、高角度环形暗场扫描透射电子显微镜和拉伸测试研究微量Ca元素对Mg-Sm-Gd-Zn-Zr合金显微组织和力学性能的影响。结果表明,Mg-Sm-Gd-Zn-Zr合金中主要第二相为Zn元素富集的Mg_(3)RE相,Ca元素添加不仅可以细化晶粒,还可以促进Mg_(5)RE相和溶质原子富集的层错形成。此外,共格界面表明Mg_(3)RE相可以作为Mg_(5)RE相的形核位点,这些均有利于合金力学性能的提高。

关键词： Mg-Sm-Gd合金 Ca 显微组织表征力学性能透射电子显微术

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稀土纳米材料在高分辨活体成像及诊疗中的应用

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高等学校化学学报 2022年第12期43卷 138-153页

作者：张钤刘雅薇王帆刘凯张洪杰清华大学化学系稀土新材料教育部工程研究中心北京100084 中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室长春130022

荧光成像具有时空分辨率高、反馈快、非侵入和无电离辐射等优点,是一种重要的生物成像技术.与传统用于荧光成像的可见光和近红外一区(NIR-I,600~950 nm)相比,近红外二区(NIR-Ⅱ,1000~1700 nm)窗口具有低生物组织散射系数和低生物自发荧... 详细信息

荧光成像具有时空分辨率高、反馈快、非侵入和无电离辐射等优点,是一种重要的生物成像技术.与传统用于荧光成像的可见光和近红外一区(NIR-I,600~950 nm)相比,近红外二区(NIR-Ⅱ,1000~1700 nm)窗口具有低生物组织散射系数和低生物自发荧光,采用NIR-Ⅱ光进行活体荧光成像能有效提高成像的分辨率、信噪比和穿透深度.稀土纳米颗粒(RENPs)具有大斯托克斯位移、高化学稳定性、可调的荧光寿命以及较窄的发射带,是一种重要的荧光成像探针.近年来,一系列具有优异的NIR-Ⅱ发光性能的稀土纳米材料被用于高分辨活体荧光成像.本文综合评述了近年来RENPs用于高分辨活体成像及诊疗中的研究进展,概述了RENPs的掺杂调控、基质晶格选择和复合敏化等NIR-Ⅱ发光增强策略,介绍了其在多种生物医学场景中的靶向聚集、荧光传感和疾病治疗等功能,并总结了其在多路成像、多模态成像和疾病诊疗中的应用.最后,简要分析了RENPs在未来生物医学应用中面临的挑战和发展的方向.

关键词：稀土纳米材料高分辨荧光成像活体生物成像生物医学应用

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富含缺陷的Cu@CuTCNQ复合材料增强电催化硝酸盐还原成氨

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Chinese Journal of Catalysis 2023年第7期50卷 324-333页

作者：周纳王家志张宁王志王恒国黄岗鲍迪钟海霞张新波中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室吉林长春130022 中国科学技术大学应用化学与工程学院安徽合肥230026 东北师范大学化学学院多酸与网格材料化学教育部重点实验室吉林长春130024

将硝酸盐(NO_(3))电化学转化为化学原料和燃料氨(NH3),有助于可持续地缓解当前严峻的能源和环境危机.然而,电催化NO_(3)^(-)还原成NH_(3)(NRA)涉及一个缓慢的八电子转移过程,并与水系中的析氢反应(HER)相竞争,这给开发高选择性的NRA催... 详细信息

将硝酸盐(NO_(3))电化学转化为化学原料和燃料氨(NH3),有助于可持续地缓解当前严峻的能源和环境危机.然而,电催化NO_(3)^(-)还原成NH_(3)(NRA)涉及一个缓慢的八电子转移过程,并与水系中的析氢反应(HER)相竞争,这给开发高选择性的NRA催化剂带来巨大挑战.铜基催化剂是最有应用前景的非贵金属催化剂之一,被广泛用于电化学NO_(3)还原研究.然而,块体铜通常表现出较低的NH_(3)选择性且伴随HER竞争反应.近年来,原位表征技术的快速发展使人们能够观察到电解过程中催化剂的结构演变,并验证原位生成的新的高活性相和局部结构(如应变、空位和晶面)在触发高效催化反应中的作用.研究表明,缺陷位点不仅表现出独特的电子特性,而且可以调节相邻原子的电子结构,通过形成新的协同配位结构,来增强化学吸附和改变中间体能垒从而达到最佳性能,已被广泛应用于氧析出、氧还原和二氧化碳还原等电催化反应中.因此,通过结构演化构建富含铜空位缺陷的催化剂,有望提高NRA的活性和选择性.然而,金属表面缺陷工程对电催化反应的影响研究较少,相关反应机理仍不清楚.因此,阐明空位缺陷对NRA的影响和反应机理对于开发高效NRA催化剂具有重要的指导作用.本文通过简单的原位电化学重构方法构建了一种高效的富含铜空位缺陷的铜@四氰基对苯醌二甲烷铜(Cu@CuTCNQ)复合催化剂,用于常温常压NRA反应.X射线衍射精修结果联合X射线吸收光谱表征表明,成功合成了CuTCNQ络合物,其中单分散的金属离子Cu的氧化态为+1价,与N元素配位成键.采用非原位扫描电子显微镜结合原位电化学拉曼光谱研究了NRA过程中CuTCNQ的形貌和结构演变,C-CN拉曼峰发生蓝移表明从CuTCNQ基底到衍生的Cu位点间的电荷转移作用加强.高分辨透射电子显微镜结合电子顺磁共振表征结果表明,衍生的Cu位点表面存在丰富的Cu空位缺陷.丰富的Cu空位缺陷和优化的电荷转移特性使催化剂性能得以提升,在含有0.1 molL^(–1)NO_(3)^(-)的0.1 molL^(–1)KOH溶液中,Cu@CuTCNQ催化剂在-0.6 V ***还原电位下NRA反应表现出96.4%法拉第效率和144.8μmol h^(–1)cm^(–2)的氨产率,优于结晶性良好的Cu纳米颗粒和大多数Cu基催化剂.利用在线微分电化学质谱对NRA过程的重要中间体NO*和NO_(2)*进行检测,并联合理论计算推测反应途径.结果表明,Cu空位的引入改变了Cu表面的电荷分布,增强了Cu活性位点对NO_(3)^(-)的吸附,降低了电势决速步反应能垒,从而使得NRA的脱氧和加氢过程在热力学上更有利.同时,富含Cu空位缺陷的表面有利于抑制析氢竞争反应,二者共同增强了NRA的活性和选择性.综上,本文突出了通过原位电化学重构策略构建高效NRA催化剂的重要性,并提供了对金属空位-活性依赖性关系的基本理解.

关键词：硝酸盐还原氨合成铜空位电催化电化学重构

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常压-氧压联合浸出锌置换渣中的镓和锗

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中国有色金属学报 2022年第9期32卷 2741-2752页

作者：罗金华饶帅季凯曹洪杨刘志强王东兴袁祥奕段丽娟江苏科技大学冶金与材料工程学院镇江215600 广东省科学院资源利用与稀土开发研究所广州510650 广东省稀土开发及应用重点实验室广州510650 稀有金属分离与综合利用国家重点实验室广州510650

针对锌置换渣中有价金属元素种类多、物相组成复杂的特点,本研究提出采用一段常压−二段氧压浸出的方法高效浸出锌置换渣中的有价金属。采用XRD和SEM-EDS对浸出渣物相以及形貌进行了分析。结果表明:在硫酸浓度1.5 mol/L、温度80℃、液固... 详细信息

针对锌置换渣中有价金属元素种类多、物相组成复杂的特点,本研究提出采用一段常压−二段氧压浸出的方法高效浸出锌置换渣中的有价金属。采用XRD和SEM-EDS对浸出渣物相以及形貌进行了分析。结果表明:在硫酸浓度1.5 mol/L、温度80℃、液固比7.5 mL/g、浸出时间3 h的条件下,常压浸出过程中Cu、Zn、Cd、Fe、Ni、Ga和Ge的浸出率分别为97.48%、99.43%、99.82%、97.21%、98.97%、97.74%、82.46%。对常压浸出渣进行二段氧压浸出,在氧气分压0.6 MPa以及硫酸浓度为0.25 mol/L条件下,Cu和Ge的浸出率可进一步分别提高至99.87%和91.66%。通过两段浸出,原来在置换渣中存在的Cu、Zn、Fe等物相消失,浸出渣主要由Pb和Si组成;铅的主要物相为PbSO_(4),Si以粒径较小的聚合硅胶颗粒和块状SiO_(2)颗粒形式存在;聚合硅胶颗粒和块状SiO_(2)颗粒中Ge含量较高,对Ge的浸出造成不利影响。

关键词：锌置换渣镓锗浸出率

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