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期刊信息/Journal information
高等学校化学学报
中华人民共和国教育部委托 吉林大学和南开大学
高等学校化学学报

中华人民共和国教育部委托 吉林大学和南开大学

周其凤

月刊

0251-0790

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0431-88499216

130012

长春市吉林大学南湖校区

高等学校化学学报/Journal Chemical Journal of Chinese UniversitiesCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>本学报是综合性学术刊物。以研究论文、研究快报、研究简报和综合评述等栏目集中报道我国化学学科及其交叉学科、新兴演算产边缘学科等领域中新开展的基础研究、应用研究和开发研究中取得的最新研究成果。坚持以新、快、高为办刊特色，载文学科覆盖面广，信息量大，学术水平高，创新性强。被SCIE、SCI收录。在美国化学文摘千种表中居科技期刊前列。是中国科技期刊引证报告期刊源。在全国优秀科技期刊第一、第二、第三届评比中先后获二等奖、一等奖和国家期刊奖。
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    立构复合化聚乳酸纳纤膜的制备及高效滤除PM2.5性能

    宋欣译唐梦珂王存民朱金佗...
    1-8页
    查看更多>>摘要：聚乳酸(PLA)纳米纤维在环境友好型纤维过滤材料领域有良好的应用前景,但受制于其本征螺旋分子链构象和低介电常数的不足,导致其驻极性能差、过滤性能(过滤效率及压降)易衰减以及有效服役周期短.本文将高旋光性的聚L-乳酸(PLLA)和聚D-乳酸(PDLA)溶液共混,并通过静电纺丝过程的高压静电场诱导C=O基团加速取向极化,形成高电活性的立构复合晶体(SCs),显著提高聚乳酸纳纤膜的表面电位、介电常数及驻极效果等电活性特征,增大纤维表面静电斥力,促进PLA纳纤膜(PLA NFMs)的纤维细化,从而使其压降大幅降低(85 L/min,209.2 Pa),过滤PM2.5效率显著提高至96.32%(纯PLLA对比样为72.44%).更重要的是,立构复合化PLA纳纤膜(SC-PLA NFMs)的过滤性能受气体流量变化影响较小(10～85 L/min),当气流增大时,过滤效率的衰减远远低于纯PLLA,在高气流下的稳定性使其能更好地满足在空气过滤领域的实际应用需求.此外,提高PLA纳纤膜电活性可显著增强摩擦生电输出性能和呼吸振动激发电信号,为基于人体呼吸的生理特征监测奠定理论基础.本文研究结果为扩大PLA材料在高性能呼吸防护领域和智能健康监测领域的应用提供了新颖的结构设计策略和可借鉴的解决方案.

    聚乳酸立构复合化电活性组分驻极性能空气过滤

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    用于光热转化的CuBDC-NH2/PmPD混合基质膜的制备与应用

    唐海燕自丽梦张冰付昱...
    9-14页
    查看更多>>摘要：采用简单高效的软喷雾技术制备了一种具有优良光热转化性能的金属有机框架(MOFs)基混合基质膜(MMM).在含有2-氨基对苯二甲酸(H2BDC-NH2)和间苯二胺(mPD)的混合溶液表面均匀喷涂少量铜离子,铜离子同步引发MOFs的自组装和单体聚合,在气/液界面形成大面积的CuBDC-NH2/PmPD MMM.该方法不仅简单高效,而且由于铜离子的双重作用,可以一步合成MOF分布均匀的混合基质膜.所得MMM具有良好的完整性,表现出优异的太阳能水蒸发能力,可用于高效海水淡化.

    金属有机框架混合基质膜太阳能水蒸发软喷雾

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    非贵金属催化电极Ni/C@CF的制备及绿色类Fenton性能

    成施雨杨灵包芮于陈宸...
    15-22页
    查看更多>>摘要：传统芬顿(Fenton)法利用Fe2+催化H2O2产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH),可以高效氧化降解水中有机污染物,但其操作pH范围窄(pH≈3)和易产生铁絮凝沉淀的缺点限制了其应用发展.原子氢H*作为一种单电子供体,可以将电子快速转移到H2O2中,生成·OH,适用于广泛的pH值,没有铁污泥产生,是一种新型高效绿色芬顿法.然而,原子H*更易相互结合形成H2,极不稳定,因此,探索合适的电催化剂对H*绿色Fenton的应用起着至关重要的作用.本文以炭黑作为载体,通过液相还原法制备了具有催化活性高、性能稳定的Ni/C@碳毡(Ni/C@CF)非贵金属电催化材料,制备的Ni纳米粒子均匀分散在炭黑上.以此电极材料为阴极,构建绿色Fenton催化体系,能够催化H2O和H+生成H*,进而催化H2O2产生·OH,高效降解去除水中抗生素污染物.通过调节制备方法、电压、溶液pH值及外加氧化剂量,确定了该体系下的最佳反应条件.

    芬顿反应原子氢Ni/C@CF材料电催化有机污染物

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    MOFs基微流控电化学芯片对多种重金属离子的实时在线检测

    陈晓萍王旭潭刘宁汪庆祥...
    23-32页
    查看更多>>摘要：将具有丰富微孔的ZIF-8金属有机框架和电化学技术对金属离子的富集作用与微流控器件对溶液流动的可控性相结合,构建了一种新型传感器,实现了高通量、实时和快速检测环境中的多种金属离子污染物.研制的ZIF-8-Nafion/ITO 基微流控电化学传感器对Cd2+,Pb2+及Hg2+离子在0.1～100 μmol/L的浓度范围内具有良好的线性关系,检出限分别为 0.055,0.0025及0.0016 μmol/L(S/N=3).该微流控芯片对于样品的需求量少,可降低对能源的消耗;同时由聚二甲基硅氧烷拓印的微流控器件还有望实现柔性电极的功能,对便携式电化学柔性器件在生物和环境样品的集成化和自动化检测具有重要意义.

    微流控重金属检测电化学传感器金属有机框架

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    质子交换膜燃料电池电堆阳极饥饿反极的研究

    董文雅潘建欣郭伟
    33-39页
    查看更多>>摘要：目前,质子交换膜燃料电池(PEMFC)反极研究主要通过单电池完成,反极过程没有考虑相邻电池的影响,与电堆实际情况并不完全相同.本文通过控制加湿度和过量系数等测试条件分析了5片PEMFC电堆阳极在水淹和缺气情况下的饥饿反极情况.结果表明,在电堆阳极水淹情况下,反极单电池电压表现为缓慢下降到电解水平台然后迅速恢复的循环过程,性能恢复归因于水淹单电池阳极进出口压差上升使其液态水排出而氢气重新进入;在电堆阳极缺气情况下,反极单电池电压表现为迅速降低到碳腐蚀平台然后迅速恢复的循环过程,这是由于缺气单电池的阳极进出口压差下降使电堆内氢气重新分配.缺气反极电池电压会降低到碳腐蚀平台,因此会对电池性能造成不可逆的损害.

    阳极水淹阳极缺气质子交换膜燃料电池电堆

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    硝酸酯键断裂触发的含能增塑剂DNTN多阶热分解机理

    曹华文唐秋凡屈蓓霍欢...
    40-53页
    查看更多>>摘要：采用反应分子动力学模拟、固相原位红外测试和同步热分析-红外-质谱联用技术相结合的方法对2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硝酸酯(DNTN)的热分解过程进行了研究,分析了其热分解气体产物和固相产物,阐明了其热分解机理.结果表明,DNTN的分解分为3个阶段:第一阶段为诱导分解阶段,温度区间为127～147℃,DNTN发生部分O—N键的断裂,释放少量的NO2气体;第二阶段在147～220℃之间,DNTN快速分解,发生硝基基团脱去和季碳骨架的分解,并且伴随小环结构的生成和裂解,释放大量的NO2和CO2等气体,同时放出大量的热;第三阶段为240～350℃,DNTN剩余固态产物在高温下热解,释放少量的CO2,并且在300℃后剩余的固相物质会进一步反应生成氰基.

    硝酸酯2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硝酸酯多级热分解热分解反应机理反应分子动力学

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    液态金属催化裂解甲烷制氢动力学研究

    廖加术刘建星王思蜀陈波...
    54-60页
    查看更多>>摘要：液态金属催化甲烷热解是一种高效生产氢气且无二氧化碳排放的新兴技术.本文开发了一个液态金属裂解反应器催化甲烷热解的数值模型,在实验室自主搭建的液态金属制氢平台上得到的实验数据与模型预测结果吻合良好.该模型是基于甲烷在气液界面发生的催化热解、气泡内部发生的非催化热解过程和气泡上升过程中的流动行为,耦合了催化和非催化反应动力学和流体力学所建立的.使用气体体积流速、压力、气体成分、温度和液态金属性质(密度、黏度和表面张力)预测气泡尺寸和熔体中的气含率.该模型较好地预测了液态铜铋合金(Cu0.45Bi0.55)催化甲烷热解实验中不同温度、不同甲烷进气流量和液态金属高度下的甲烷转化率,得到了催化甲烷热解过程中的气含率、表观气体速率和压力沿液态金属高度的分布.实验数据与模型预测结果的高度吻合证明了模型的可靠性,该模型未来将有助于反应器优化和氢产率提高.

    液态金属反应动力学流体力学催化甲烷热解

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    质子交换膜燃料电池服役环境对TA1腐蚀行为的影响

    贾林瀚杨代军明平文闵峻英...
    61-69页
    查看更多>>摘要：选用纯钛(钛金属牌号TA1)为实验基材,通过动电位、恒电位、电化学阻抗谱(EIS)和模拟工况测试等方法研究了运行环境(温度、pH值、气体氛围)和运行工况(电位和模拟工况时长)对其腐蚀行为的影响,并利用光学显微镜(OM)、能量色散X射线能谱(EDX)、X射线光电子能谱(XPS)、界面接触电阻(ICR)、接触角和表面粗糙度等测试方法,对不同时长模拟工况测试后TA1基材的表面形貌和性能进行了分析.结果表明,运行环境和运行工况对TA1耐蚀性均有影响,在10 h模拟工况测试后,TA1基材表面氧化层的堆积提高了其耐蚀性,腐蚀电流密度从2.62 μA/cm2降至0.94 μA/cm2;其导电性和疏水性显著降低,与商用碳纸之间的ICR值从31.75 mΩ·cm2增加至333.17 mΩ·cm2,接触角从86.28°减小至68.04°.

    质子交换膜燃料电池钛金属金属双极板腐蚀

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    溶剂效应对Pt/MIL-100(Fe)催化肉桂醛选择性加氢性能的影响

    蔡佳霓刘颖雅孙志超王瑶...
    70-79页
    查看更多>>摘要：采用绿色环保的方法制备了MIL-100(Fe),通过双溶剂浸渍法将Pt纳米颗粒限域在MIL-100(Fe)的孔笼内部,经过盐酸质子化和甲醛还原制备出具有加氢中心及Lewis酸中心的双功能催化剂Pt/MIL-100(Fe).以肉桂醛选择性加氢为探针反应评价其催化性能,在60℃和1 MPa的最优条件下反应2 h,肉桂醛转化率为88.3%,肉桂醇选择性为84.9%.通过比较Cr,Al和Fe 3种金属中心的Pt/MIL-100催化肉桂醛加氢制肉桂醇及糠醛加氢制糠醇的反应性能发现,Fe中心有利于C=O加氢.重点研究了反应体系中水含量对肉桂醛选择性加氢反应的影响.表征和静态吸附实验结果表明,除去Pt/MIL-100(Fe)孔笼中的游离水有利于肉桂醛在孔道内直接富集,肉桂醛转化率提高;除去金属Fe簇上的络合水有利于肉桂醛C=O基团的吸附,肉桂醇选择性提高.在最优条件下,Pt/MIL-100(Fe)经过5次循环后,催化性能基本不变;X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及低温氮气吸附结果表明反应后催化剂结构仍保持稳定.

    肉桂醛选择性加氢MIL-100(Fe)Pt肉桂醇

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    氢键流体中Janus粒子的过量熵

    陈晴晴李江涛黄欣蓉顾芳...
    80-87页
    查看更多>>摘要：Janus粒子在结构和性质上的特殊性使其在不同溶剂中呈现出丰富的聚集态结构和相态结构,这与其在溶液中的过量熵密切相关.本文以Janus粒子与氢键流体的稀溶液体系为例,利用经典流体的密度泛函理论研究了氢键流体中Janus粒子的过量熵.首先在极稀条件下给出Janus粒子外氢键流体中的局域密度分布,由此得到Janus粒子与氢键流体的二体分布函数,进而计算了不同情况下的过量熵.在此基础上,阐明了Janus粒子与氢键流体间的相互作用、氢键流体的体相密度、氢键强度和氢键官能度等因素对过量熵的影响.本研究旨在揭示这些因素对过量熵的调控机制,在定量水平上明确Janus粒子在溶液中组装的驱动力,从而为深入研究其聚集态结构提供可借鉴的理论线索.

    Janus粒子氢键流体过量熵经典密度泛函理论

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