摘要：Single-component anode materials can barely satisfy the growing demand for next-generation Li-ion batteries with higher capacity and cyclability. Thus developing multi-component synergistic electrodes has become a critical issue. Herein, inspired by natural corn, a ternary hierarchical self-supported array design is proposed. Based on a sequential transformation route, Si/C-modified C0304 nanowire arrays are constructed on 3D Ni foams to form a binder-free integrated electrode. Specifically, an ionic liquid-assisted electrodeposition strategy is employed to prepare discrete ultrafine Si nanoparticles on nanoscale array substrates, which follow the Volmer-Weber island growth mode. In this corn-mimetic system, kernel-like Si nanoparticles and a husk-like carbon coating layer function as enhancing and protecting units, respectively, to improve the capacity and stability of the cobalt oxide basic unit. Taking advantage of a synergistic effect, the ternary nanoarray anode achieves a significant performance enhancement compared to pristine Co304, showing a special capacity as high as -1,000 mAh·g^-1 at 100 mA·g^-1. By extending this corn-mimetic hierarchical array design to other basic, enhancing, and protecting units, new ideas for constructing synergistic nano-architectures for energy conversion and storage field are developed.

摘要：A series of quaternary ammonium ionic liquids(ILs)were synthesized and employed as catalysts for the production of poly(isosorbide carbonate)(PIC)from diphenyl carbonate and isosorbide via a melt polycondensation *** relationship between the anions of the ILs and the catalytic activities was investigated,and the readily‐prepared IL tetraethylammonium imidazolate(TEAI)was found to exhibit the highest catalytic *** optimizing the reaction conditions,a PIC with a weight‐average molecular weight(Mw)of25600g/mol was obtained,in conjunction with an isosorbide conversion of92%.As a means of modifying the molecular flexibility and thermal properties of the PIC,poly(aliphatic diol‐co‐isosorbide carbonate)s(PAIC)s were successfully synthesized,again using TEAI,and polymers with Mw values ranging from29000to112000g/mol were obtained.13C NMR analyses determined that the PAIC specimens had random microstructures,while differential scanning calorimetry demonstrated that each of the PAICs were amorphous and had glass transition temperatures ranging from50to115°*** analyses found Td‐5%values ranging from316to332°C for these *** on these data,it is evident that the incorporation of linear or cyclohexane‐based diol repeating units changed the thermal properties of the PIC.

摘要：在实际化工过程中,纳微尺度界面体系普遍存在,且与反应和传递等过程高度耦合.这种耦合增加了直接应用宏观热力学模型和规律的难度,进而在工程预测、放大及调控方面带来挑战,制约了绿色化工技术创新和规模应用的发展.本文针对纳微尺度热力学的起源、内涵及其在前沿领域的应用进行了深入探讨.首先,以绿色介质离子液体为例,展示了纳微尺度下的独特界面结构和功能,讨论了离子液体结构–功能间的纳微尺度热力学关联机制;然后,概述了适用于纳微尺度热力学领域的研究方法,提出了集合高精度原位动态实验、精准高效计算模拟和高通量自动化人工智能相结合的研究范式;随后,总结了纳微尺度热力学理论在反应、分离和电化学领域的前沿应用,并对其挑战和未来机遇进行了深入讨论和展望.总之,纳微尺度热力学的新理论和新方法,不仅可以为化工学科的科学研究开辟新的视野和路径,还将推动化工过程实现从“分子设计→结构功能调控→工程放大规律”的跨越,催生出适应于新体系、新应用和新需求的化工热力学新学科.

摘要：多相反应体系颗粒的运动及其相界面上的理化特性对于分子扩散、能量传输和反应转化起着决定性作用,它直接决定着整个化学转化过程的能耗、物耗甚至过程安全.本文简要介绍过去20年来南京大学团队及同行们在多相反应体系纳微流体及其界面性质与反应强化方面开展的一些探索工作,包括纳微流体界面传质与反应增强效应;单个纳微气泡的结构、运动、传质和反应特性;动态、非线性和非平衡特征;纳微流体颗粒的测试与表征;纳微气–液(水溶液)体系的羟基自由基检测及其新化学效应;以及纳微流体在反应强化方面的应用等.研究表明,纳微流体具有明显区别于宏观流体的理化特性,是一个极具挑战性的新兴领域,亟需进行深入研究和开发.在理论方面,需要在考虑动态、非平衡和尺度效应的基础上对经典的物理化学和平衡热力学的相关理论进行修正与拓展;在实验方面,需要设计和建立适用于纳微流体、动态、原位和多因子测试的仪器和表征系统;在应用方面,需要发明可大规模制备(10^(3)~10^(6)m^(3)h^(-1))和调控纳微颗粒尺度、特别是在大气液比(如5:1~100:1)情况下的纳微界面发生装置,同时开发面向千差万别应用场景的纳微流体反应器平台及操控系统.

摘要：电解液作为锂离子电池中不可或缺但长期被忽视的组成部分,在新型电极材料的应用和储能系统的设计中起着至关重要的作用. 1M电解液由于其良好的离子导电性、电化学稳定性以及成本,被广泛应用于锂离子电池中.然而,更高的能量密度需要比容量更高的活性材料、合金型或锂金属负极、甚至无负极型电池,而1M的电解液很难支持其长期稳定循环.其主要原因在于电极/电解液界面稳定性较差,通常需要固态正/负极电解质界面(CEI/SEI)来稳定.

摘要：锂离子电池是应用最广泛的电化学储能器件,目前,经济的快速发展对其提出了更高的要求。电极微观结构对电池性能影响显著,电极微结构精细设计及可控制备成为锂离子电池领域的研究热点之一。本文结合锂离子电池最新发展趋势,总结了锂离子电池电极反应基本过程及电极微结构的表征技术,然后概述了近几年电极微观结构的设计与优化,并分析了电极微结构的关键特征。基于理想的电极结构,综述了电极可控制备技术的最新进展。

摘要：发展从源头消除污染的绿色技术是过程工业可持续发展的必然要求,任何单元技术的突破对过程工程的绿色化都是不可或缺的。然而过程工程是一个系统科学,不仅要考虑单个技术,重点还要考虑从原料替代、介质创新到单元强化及系统集成的整个链条,归根到底是要通过新介质(如催化剂、溶剂等)的原始创新和新工艺集成创新实现过程工业的绿色化。基于系统论的科学思想综合考虑过程工程这一复杂大系统,以离子液体介质创新为核心,综述了在原料替代、新型介质设计、传递规律、系统集成方面的新进展,以期为绿色化工技术的发展提供重要的科学基础。

摘要：CO_(2)排放是一个严峻的全球性问题,要实现我国双碳战略目标,CO_(2)捕集技术不可或缺.离子液体作为一类新型分离介质,因其特有的低挥发性、良好的气体溶解性和结构可设计性等优势,在CO_(2)捕集分离领域备受关注.重点讨论了近五年来所报道的氨基和非氨基功能离子液体、离子液体复配溶剂、离子液体杂化吸附和膜材料在CO_(2)捕集分离方面的研究进展,总结了氨基、电负性等功能位点对CO_(2)分离性能及机理的影响规律,以及功能离子液体在复配溶剂、吸附和膜材料中发挥的作用,并对离子液体法CO_(2)捕集技术的未来发展方向和前景提出了展望.

摘要：利用流程模拟技术,以UNIQAC为全局热力学模型,设计并严格模拟了一种经由碳酸乙烯脂醇解生产乙二醇(EG)和碳酸二甲酯(DMC)的联产工艺。在此基础上,通过灵敏度分析,建立了基于BP神经网络的多目标模型。该模型以关键塔设备的塔板数和回流比为决策变量,以EC和DMC的纯度为限制变量,以产品收益和能量消耗为目标函数。最后,使用遗传算法NSGAⅡ,实现了该模型的多目标优化。对比优化前后的工艺,发现优化可使工艺总能量消耗降低8.7%,产品收益提高0.9%,同时可显著降低工艺中关键设备的投资。

摘要：离子液体作为一种新型绿色介质,具有极低的蒸气压、相对高的黏度和结构功能可设计等优势,特别是其对多种气体具有较高的吸收容量和选择性,使其在气体分离领域展现了良好的应用前景。然而,实现离子液体气体分离新技术的工业化,关键之一就是要对离子液体体系这一非常规介质中的流动性质开展系统研究。本文从气液反应器中最常见的气泡行为出发,对离子液体体系中的单气泡、多气泡、微通道气泡行为,分别从实验研究和数值模拟两个角度进行了系统评述,进一步提出此领域的发展趋势和研究难点。