To expand the application of zinc-air batteries (ZABs) and improve their efficiency, the development of highly active bifunctional oxygen electrocatalysts is of significant practical importance. An efficient bifunctional oxygen electrocatalyst (Fe/dZ8@Co/PDA) for the ORR/OER reaction is successfully prepared by an epitaxial growth method and a modulated bilayer ZIF8 strategy. Compared with the conventional catalyst with a monolayer ZIF8 structure, Fe/dZ8@Co/PDA contains an additional nitrogen source, forming and exposing more active centers. The Fe/dZ8@Co/PDA catalyst exhibits a half-wave potential of 0.85 V and an overpotential of 1.57 V under alkaline conditions. This high catalytic activity is attributed to the synergistic effect between the CoFe alloy and the M-NX active sites. Additionally, excellent methanol resistance and cycling stability are demonstrated. A high power density of up to 136.6 mW cm-2 and a specific capacity of 775.6 mA h gZn-1 were achieved by the assembled ZAB, which also maintained excellent cycling stability for over 170 h. Hierarchical porous hollow bilayer ZIF8-structured bifunctional oxygen electrocatalysts are constructed in this study, providing a new approach for the development of highly active electrocatalysts for the ORR/OER.

The effects of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) with different grafting modifications on the (100) surface of palygorskite (PAL) have been examined in the current work using the first principles method. Our finding results show that the chemisorption is probably occurring because the adsorption energies of the single, double, and three-tooth APTES-PAL (100) surface systems are -66.45, -199.55, and -153.63 kJ/mol, respectively, all below -18.86 kJ/mol (or -0.2 eV). Moreover, the different grafting structures of the APTES-PAL (100) surface have different adsorption characteristics, showing that H2O was produced in the double and three-tooth APTESPAL (100) surface systems and H2 was produced in the single-tooth APTES-PAL (100) surface system. Additionally, the rate-determining step to adjust the effectiveness of the adsorbent is the H atom broken from the NH2 group of APTES combining with the O atom of SO2. These insights will be used to develop clay composite materials in the future for gas adsorption.

•Three descriptors related with the adsorption performance of these materials for SO2 gas were as:•the greater binding force of APTES toward the PAL (100) surface in the double-tooth status system than in the other two teeth cases;•the higher adsorption capacity of the double-tooth status system for SO2 than that of the other two teeth cases;•the more stable formation of the double-tooth status's adsorption product in the ideal reaction routes than the other two teeth situations.

文章首先阐述了课程思政融入"化工专业英语"课程教学的必要性和重要性,然后分析了课程思政融入"化工专业英语"课程教学的现状,最后提出了课程思政融入"化工专业英语"课程教学的措施.

Flexible surface-enhanced Raman scattering (SERS) substrates show great potential application in environmental, biological and technological sensors. However, most of flexible SERS substrates are designed based on depositing or embedding metal (Ag, Au, Cu) particles on or into polymer supports or woven fibers without SERS activity, which suffer from complex manipulation processes and high cost. In this work, oxidized carbon cloth fabricated by chemical oxidation of commercial carbon cloth used as a metal-free and highly flexible SERS substrate with detection of limit for Rhodamine 6G down to below 10(-8) M is reported. The SERS sensitivity of oxidized carbon cloth is improved by more than 3 order magnitude than untreated carbon cloth. By combining experimental analyses and theoretical calculations, it is proved that rich oxygen-containing functional groups on carbon cloth surface introduced by chemical oxidation leads to enhanced charge transfer (chemical enhancement) between oxidized carbon cloth and adsorbed molecules, which is responsible for the improved SERS performance. This work may pave the way for metal-free and flexible SERS substrate design and provides valuable insights for carbon-based SERS substrate. (C) 2021 Elsevier Ltd. All rights reserved.

随着高等教育改革的深入推进,化工专业教育教学理念也在不断向着多样化、现代化方向发展.在此背景下,OBE成果导向理念被广泛应用于一些高校工科专业的教学中,以确保教学有效性和提高专业育人效果.基于此,以高校《化工分离工程》教学改革为契机,在阐述OBE理念内涵与特点的同时,就该理念下《化工分离工程》教学的改革路径进行了详细探讨,以期能够给广大教师提供一些借鉴参考,共同为《化工分离工程》教学的现代化改革和发展贡献力量.

通过搭建"天正设计杯"化工设计竞赛与《化工设计课程设计》课程教学赛联合培养平台,探索了该门课程的教学与化工设计竞赛密切结合的培养模式,并通过深化教学改革、更新教学理念,提升学生的工程实践能力和工程创新意识,实现"以赛促学"和"以学促赛"的实践教学方法,为培养高素质创新型、应用型化工人才奠定了基础.

基于相变材料的热能储存技术已被公认为是提高可再生能源利用效率和保护环境的先进能源技术之一.相变材料(PCMs)可以作为储能介质,在熔融或凝固过程中,PCMs可以在几乎恒定的温度下储存或释放大量的能量,被广泛应用于潜热储能系统和热管理系统中.相变温度是对相变材料进行选择的一个重要参数.通常具有特定要求相变温度的PCMs不存在,并且单一相变材料的相变温度和潜热比较固定,也难以同时满足对潜热、相变温度等的要求.因此,许多学者开展了二元或多元共晶相变体系的研究.文中介绍了近年来国内外共晶相变储能材料及其复合材料的研究进展及应用;探讨了共晶相变储能材料的相变理论推测及热力学建模;针对共晶体系在应用过程中存在的过冷、相分离、热导率低及相变时易泄露等问题,详述了解决这些问题的方法及进展,并提出了相关建议;最后对共晶系相变材料的热力学模型的建立与设计、热传导及循环稳定性等研究重点进行了展望.

固-液相变材料(PCMs)是热能储存(TES)技术发展的关键因素,然而一些固有的问题如泄漏和热导率低等严重制约了相变材料的性能.因此,选择合适的方法构建形状稳定的复合相变材料(FSCPCMs),并有效地提高其热导率是实现相变材料实用化的重要前提.多孔载体封装相变材料为构建具有高储能密度和优异热传输性能的定形复合相变材料提供了一条有效的途径.本文对不同FSCPCMs的制备、结构热学性能、应用等方面进行了综述,详细总结和讨论了孔径和几何形状、表面改性、作用力、组成等因素对FSCPCMs相变行为的影响.重点介绍了具有高热导率、高负载率和高潜热的新型多孔复合相变材料的设计和应用.最后,基于理论、数值和实验方法,展望了FSCPCMs在约束结构中的相变和多尺度传热方面未来的研究方向及其在能源转换方面的商业化应用.

在可再生能源中,太阳能是一种绿色能源,它具有分布广泛、周期短、功率大、易得、无污染等优点.然而,到目前为止,由于太阳辐射的间断性和不稳定性,太阳能的大规模利用一直面临着限制.尤其在一些太阳能热应用设施中,夜间需求仍然不能满足,因此,为了确保太阳能供应的理想水平和提高能源效率,潜热蓄能(LHTES)技术的研究受到前所未有的关注.LHTES可以吸收和释放热量,减少温度波动,并在相对低的质量和体积下提供高能量密度.相变材料(PCMs)作为理想的热能储存介质,可以捕获和储存热能,以供在先进的能源生产系统中使用.因此,发展新型的太阳能储能材料以提高其运行效率已成为近年来的重要研究课题.特别是开发具有高潜热、高导热、形状稳定的复合相变材料(SSPC-Ms)吸收和储存太阳能,更具有广阔的应用前景.碳材料对光具有很强的吸收,表现出极强的光热转换能力.以碳材料为吸附载体或填料的形式与有机相变材料进行复合,利用其优异的导热性能来提高有机相变材料的导热系数,已成为储热技术的研究热点.本文通过对多级孔碳材料作为SSPCMs载体的关键研究进展进行综述,总结和讨论了孔径、表面改性、相互作用力、组分等对SSPCMs相变行为的影响,为高效设计和构建SSPCMs奠定了基础;重点介绍了新型多级孔碳复合相变材料的导热性、PCMs的负载率和热能储存等性能以及在太阳能光热转换与存储方面的实际应用;最后,展望了多级孔碳复合SSPCMs未来的发展方向和挑战,以期为制备高光热转换效率的新型复合相变材料提供参考.

通过合成的一系列溴代十六烷基吡啶修饰的过渡金属取代单缺位的Keggin型磷钨杂多化合物PW11 O39 M(II/III)(M=Fe、Co、Ni、Cu、Mn),并利用红外和X-射线光谱对其结构进行了表征.以其为相转移催化剂,评价了合成的杂多化合物对苯乙烯氧化反应的催化活性.通过观察反应温度、反应时间、催化剂用量和叔丁基过氧化氢用量对(Cpyr)5 PW11Co催化苯乙烯氧化反应的影响,发现合成的过渡金属取代的单缺位Keggin结构磷钨杂多化合物,当反应温度为80℃,反应时间为8 h时,(Cpyr)5 PW11Co具有最高的催化活性,反应物苯乙烯的转化率高达89.3％,目标产物环氧苯乙烷的选择性为78％,且催化剂的重复利用性较好.

毕业设计是工程类本科教学过程极为重要的实践教学环节,近年来本科毕业设计的质量趋于下滑,依托工程教育认证标准,提高化工专业毕业设计的质量,是目前需要解决的迫切问题.笔者针对化工专业本科毕业设计过程中存在的问题和不足,提出了相应的整改措施,以达到培养学生综合应用知识和解决工程问题的能力.

多孔石墨烯是一种在石墨烯二维纳米基面上具有纳米孔隙或三维网络结构的多孔碳材料,不仅保留了石墨烯的本征性质,更赋予材料较大的可接触面积和丰富的孔隙结构,这些孔隙的存在有利于物质运输和筛分,使得石墨烯及其复合材料在纳米粒子负载、物质运输、吸附、分离等方面展示出广阔的应用前景.综述了多孔石墨烯的制备方法,包括活化法、冷冻干燥法、模板法和沉积法,以及多孔石墨烯在超级电容器、锂-氧电池、吸附、分离领域的应用现状,并展望了未来的发展方向.

H12MDA作为H12MDI的合成中间体,广泛应用于聚氨酯工业中,文章介绍了MDA加氢制备H12MDA的一般工艺,MDA加氢制备H12MDA催化剂的国内外研究进展,对各系催化剂催化MDA加氢性能进行了分析,指出了各类催化剂的优缺点,且对今后MDA加氢催化剂的研究方向进行了展望.

高吸水性树脂是一种新型多功能高分子材料,由于其具有独特的吸水保水性能,高吸水树脂在农林园艺、卫生用品、沙漠绿化及建筑等多个领域具有广泛的应用.传统的高吸水树脂主要由有机分子直接合成,这类树脂虽然吸水率高,但具有耐盐性差、吸水凝胶强度低和合成成本高等缺点,通过加入无机矿物质可大大提高树脂的性能.本文采用溶液聚合的方法,以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂,过硫酸铵为引发剂,丙烯酸、丙烯酰胺为反应单体,制备出复合高吸水性树脂.研究了高岭土添加量,丙烯酰胺用量,交联剂用量,引发剂用量对树脂的吸水率的影响,同时还考察了保水性能,并对复合高吸水性树脂进行了红外表征.

从降低家用燃煤炉煤气中毒危险性的目的出发,以堇青石蜂窝陶瓷为载体,辅以γ-A12O3结构性助剂和铈锆固溶体辅助催化剂,负载纳米铂、钯等贵金属主催化剂成分,制备了适合家用燃煤炉使用的低CO排放催化剂.SEM表征证明所负载的纳米铂钯等粒径分布均匀.通过在线检测CO实验证明,该催化剂能够有效地降低CO的排放量,提高煤炉燃烧效率.

本文综述了石墨烯材料的制备方法及其在各领域的应用研究进展,主要包括其表面的修饰和石墨烯的复合材料。并展望了各种材料在未来的发展前景。

本文综述了近期出现的一些光催化材料的研究进展,阐述了各光催化材料的效率及优缺点。