盐湖卤水协同萃取提锂及基础热力学性质

为了充分利用盐湖卤水中丰富的锂资源,提出了以磷酸三丁酯(TBP)-乙酸丁酯(BA)-FeCl3-260#磺化煤油体系协同萃取提锂的方法。针对该体系,考察了卤水酸度、nFe/nLi比以及温度对协同萃取过程的影响。根据锂离子及其它主要离子萃取率的变化,确定了最优萃取条件为:pH=2,nFe/nLi=3.0,T=20℃。在最优条件下,单级萃取率达到90%左右。同时,研究了萃取过程的热焓、吉布斯自由能及熵变等基础热力学性质。结果表明,在选定的萃取体系和条件下,锂的萃取反应为放热反应,萃取过程为熵减过程。     

新型疏水性酶载体的合成及其性能研究

研究了聚丙烯酸酯类疏水性固定化酶载体(包括环氧基和胺基)的合成,旨在提高载体固载酶的性能。结果表明,所得载体的孔结构适合固定化青霉素酰化酶、D-氨基酸氧化酶、DL-7-ACA酰化酶、头孢菌素C酰化酶等。固定化D-氨基酸氧化酶的酶活与载体的含水量(与其孔结构相关)有密切的关系;载体的突出优点是固载酶时,酶的固定化效率可高达50%。     

镍基中空纤维催化剂实现甲烷高效电催化转化

随着天然气以及页岩气为代表的非常规天然气的大规模开采,甲烷作为化工原料的直接转化利用受到了越来越多的关注.然而,甲烷分子具有极其稳定的正四面体结构,其物理化学性质非常稳定,如具有高达439 kJ/mol的C-H键能、极弱的电子亲和力、相当大的离子化能量和低的极化率,这都使得甲烷分子C-H键的活化相当困难.如何实现甲烷直接高效催化转化被誉为催化领域的'皇冠式'课题.与经甲烷重整制合成气,然后通过F-T合成获取化学品的间接转化法相比,甲烷直接转化无论在物料、能量转换效率还是在设备成本、环境保护等方面都有着非常明显的优势.以甲烷氧化偶联以及非氧化偶联(如无氧芳构化等)为典型代表的甲烷直接转化研究不断取得突破,但其各自都存在一定的局限性.相比于热催化转化路径,电催化转化路径在许多方面存在着十分明显的优势:(1)反应条件温和,甚至在常温常压条件下也能实现甲烷电催化转化反应的发生;(2)可调控程度高,仅需调节关键实验参数如电压和电流等,就能实现对反应过程热力学以及动力学的调控;(3)能够利用可再生电能驱动甲烷转化反应的发生,可将低品阶的电能转化并存储为化学能.本文采用Ni中空纤维作为基底,在其表面构筑NiO活性层,将NiO@Ni中空纤维作为电极,实现了常温常压条件下的甲烷电催化转化.通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等表征手段,确定了中空纤维特有的多孔三维结构、气体传输规律、NiO活性层分布状态等物化性质.通过电化学交流阻抗与循环伏安等测试手段,获得了电荷传递、电化学活性比表面积等电化学性质.恒电压电氧化甲烷研究发现,1%NiO@Ni中空纤维具有最优的催化活性,分别在1.44 V与1.46 V(vs.RHE)电势下获得54%的甲醇法拉第效率和85%的乙醇法拉第效率.     

多孔材料固定化脂肪酶的研究进展

在有机合成中,脂肪酶是一种符合绿色化学理念、能显著提高催化效率和对生化工业具有重要意义的生物催化剂,它的研究和应用涉及很多领域.然而,在众多有机反应中,脂肪酶容易受水、温度、 pH值、酶液浓度、底物浓度、酶的激活剂或抑制剂等许多因素的影响,导致失活,产率降低.为了解决这一问题,酶的固定化技术引起了广大科研工作者的浓厚兴趣,并发现了很多酶的固定化载体.其中,多孔材料类固定化载体颇受青睐,它具有孔隙率高、比表面积大、相对密度低、吸附性能较佳、渗透性能较好和精确的分子识别功能等优点.实验证明,多孔材料固定化酶比游离酶的应用效果更佳,多次循环利用后仍旧保持较高的酶活性.我们主要对多孔材料在固定化脂肪酶方面的应用和固定化酶的催化效果做了一个总结,多孔材料主要包括纳米多孔材料、大配体多孔材料、碳骨架多孔材料、氧化硅骨架多孔材料、聚合物类多孔材料等.     

循环氧化/退火制备GeOI薄膜材料及其性质研究

采用超高真空化学气相淀积系统在SOI(绝缘体上硅)衬底上生长了Si_0.82Ge_0.18外延层,通过循环氧化/退火工艺,制备出Ge组分从0.24到1的绝缘体上锗硅(SGOI)材料.采用高分辨透射电镜、拉曼散射光谱和光致发光谱表征了其结构及光学性质,对氧化过程中SiGe层中的Ge组分和应变的演变进行了分析.最后制备出11 nm厚的绝缘体上Ge材料(GeOI),具有完整的晶格结构和平整的界面.室温下观测到绝缘体上Ge直接带跃迁光致发光,发光峰值位于1540 nm,发光 关键词： GeOI 氧化 退火 光致发光谱     

含氟丙烯酸酯共聚物结晶性与涂膜表面润湿性能研究

以甲基丙烯酸2-全氟辛基乙酯( FOEMA)分别和不同烷烃链长丙烯酸酯(RA,CH2=CHCOOCnH2n+1,n=4,8,12,16,18)为单体,用自由基聚合法合成了一系列的含氟丙烯酸酯共聚物,通过X射线衍射(XRD)和示差扫描量热法(DSC)对共聚物进行了表征,发现结晶性与丙烯酸酯的烷烃链长度密切相关,当n=4,...     

分子动力学模拟飞秒激光对C60光裂解反应机理的影响

基于半经典分子动力学方法模拟超快激光诱导的C60光裂解反应.选择能量为2.0eV,半峰全宽(FWHM)分别为40和500fs的激光作用于C60分子,调节脉冲强度使其发生裂解反应,比较长短脉宽飞秒激光对C60裂解反应机理的影响.通过分析产物分布、原子平衡指数、温度以及吸收能量(包括动能、势能和电子能量),证实飞秒激光脉冲下C60的光裂解主要由电子激发态控制,非热力学效应在该反应中起重要作用.激光场的作用时间和强度均影响光裂解反应过程,而电子吸收能量饱和后光场强度的作用则变得不明显.     

SiO44-对Li3Sc2(PO4)3快离子导体的阴离子替代效果研究

Li3Sc2(PO4)3因具有有利的离子传导通道、低的电子电导率和高的稳定性而成为全固态锂离子电池用固体电解质最具竞争力的材料之一,然而这一化合物只有在245℃以上的γ相才具有快离子传导特性。人们主要采用Zr4+、Ti4+等阳离子部分取代其中的Sc3+以改善材料的室温电导率,有关该化合物PO43-阴离子替代的报道还很少。本研究试图利用机械研磨技术,通过向Li3Sc2(PO4)3原料混合物中加入适量SiO2,以期能够实现对该化合物的部分阴离子替代。研究结果表明:所制备的Li3+xSc2(PO4)3-x(SiO4)x(x=0~0.6)系列化合物在x=0.15时电导率达到最大值,σ298=9.55×10-4 S.m-1,离子传导激活能达到最小值45.06 kJ.mol-1。29Si MAS-NMR测试结果证实所加入的SiO2主要以[SiO4]四面体形式存在替代Li3Sc2(PO4)3中部分[PO4]四面体。     

铯添加对VOx/SBA-15催化剂丙烷氧化脱氢性能影响

我们考察了碱金属铯的添加对具有单一活性中心（分立的VOx四面体）的VOx／SBA-15催化剂上丙烷氧化脱氢反应性能的影响,发现铯的加入可以显著改善丙烯的选择性．在相同的丙烷转化率时,丙烯选择性提高了约10％．对催化剂的X射线衍射,拉曼光谱,程序升温还原,吡啶吸附IR光谱和程序升温脱附表征结果表明,少量碱金属的加入,并未改变活性中心的结构及其可还原性能,但明显降低了催化剂表面酸量,尤其是B酸量,从而有利于产物丙烯的脱附,抑制了深度氧化产物COx的产生,提高了丙烯的选择性．     

蒙脱土和高岭土对Pb2+的吸附

选择带结构负电荷的蒙脱土和带微量结构负电荷的高岭土,研究了其对Pb2+的吸附性能,并探讨了吸附机理。 研究表明,蒙脱土和高岭土吸附Pb2+的动力学曲线符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir方程。 Pb2+同时以内层络合和外层配合形式吸附,其相对量与pH值有关。 在pH值小于4和大于8的范围内,以内层配合物为主;而pH值在4～8范围内外层配合物比例增大。 Pb2+能进入蒙脱土的层间,而不能进入高岭土的层间;部分Pb2+可进入黏土颗粒的微孔中被固定。 蒙脱土对Pb2+的吸附能力和饱和吸附量明显高于高岭土。