摘要：以化工产品设计和过程开发为导向,建立了一个化工产品过程开发实验平台———化工产品公斤实验室Kilo lab。该公斤规模试验装置可进行反应、结晶、分离、提纯等系列产品的开发过程,研究了流程装置集成和柔性生产系统的规律和特征,为小批量、多品种、高附加值化学产品快速响应市场的变化和需求,以及过程开发的工业化放大提供理论和实验依据。

摘要：可拉伸超疏水材料能大幅度提升疏水材料的力学性能,在未来科技产品中应用潜力极大。可拉伸超疏水材料制备方法分为弹性材料的使用、可拉伸结构的设计、弹性材料与可拉伸结构的结合。本文分析了各类制备方法的原理及优缺点,总结了提高可拉伸超疏水材料耐久性的有效措施,阐述了可拉伸超疏水材料在柔性传感器、新兴电子设备、医疗防护、液相混合物纯化、微液滴控制领域的应用原理及特点。现有可拉伸超疏水材料尚面临耐久性能不足、制备成本高、工艺复杂等问题,研究应聚焦于材料体系的进一步开发、拉伸原理的完善以及新技术新工艺的引入。未来的发展方向是轻薄、柔性、绿色环保、智能化和精细化。

摘要：形状记忆聚氨酯是一种可以响应外界刺激,并通过特定的热力学过程回复到初始形态的新型智能高分子材料。基于不同的应用,提供形状展开功能、形状固定及回复功能、形状回复率及回复力可控等性能。形状记忆聚氨酯可以通过热、电、光、磁等方式直接或者间接地激发材料的形状记忆性能,在智能纺织、航空航天、生物医用等领域具有广阔的应用前景。首先介绍了形状记忆聚氨酯的结构、记忆机理和分类;然后讨论了影响其形状记忆性能的因素,主要包括硬段种类和含量的影响、软段的种类和相对分子质量的影响、交联剂的影响、掺杂填料的影响等。在此基础上总结了形状记忆聚氨酯在不同领域的应用进展,最后展望了形状记忆聚氨酯网络结构化设计思路和未来的发展方向。

摘要：A novel N-doped TiO2 （N1-N2-TiO2） with substitutional and interstitial N impurities simultaneously was successfully synthesized. The catalyst was characterized by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, diffuse reflectance spectroscopy, photoluminescence, and electron paramagnetic resonance. The results demonstrated that the nitrogen was substituted for the lattice oxygen atoms, and was also interstitially doped into the TiO2 lattice. The photocatalytic tests indicated that the N1-N2-TiO2 showed the highest photocatalytic activities of all the N-doped TiO2 under visible light, attributing to the synergetic effect of substitutional and interstitial nitrogen of N-doped TiO2.

摘要：有机自由基电池(ORB)是利用稳定的有机自由基聚合物作为电极活性材料的一类新型可充电电池,具有快速充电速度和良好的循环稳定性。此外,有机自由基聚合物还可制成薄膜电池。ORB不含有毒的重金属,其充放电依赖于有机自由基如氮氧自由基的氧化和还原反应,不同于锂离子电池依靠锂离子的脱嵌和嵌入。ORB为环境友好型电池,可作为笔记本电脑、智能卡、传感器和无线电频率识别标签等设备的潜在电源。本文综述了ORB的构成、特征、充放电机理以及研究进展,分析了高性能有机自由基电池的开发动态,包括通过自由基聚合物的多阶充放电特点成倍增加电池的放电容量,通过电极材料的纳米掺杂提高电池的循环稳定性,并指出了高放电容量有机自由基聚合物的设计原理、ORB的发展趋势和潜在应用领域。

摘要：为了给以甲基异丁基酮为溶剂的含酚废水萃取过程设计和流程模拟计算提供基础数据,实验测定了常压,25、40和50℃下甲基异丁基酮-水-苯酚三元物系在稀酚水范围内的液液相平衡数据。采用NRTL活度系数模型对实验数据进行了关联,回归得到了该三元物系的二元交互参数。运用回归得到的模型参数,对该三元物系的相平衡数据进行预测计算,结果表明该模型可以很好地关联实验数据,模型计算值与实验值的相对均方根误差和绝对平均误差均在2%以内。

摘要：传统的煤制甲醇过程所需合成气的氢碳比为2.1左右,而煤气化粗合成气氢碳比仅为0.7左右,因此需要将部分合成气进行变换来调节氢碳比。然而,变换气与未变换气混合后使得CO_2浓度降低,从而导致CO_2捕集能耗增加。提出了一种低能耗捕集CO_2煤基甲醇和电力联产过程。新联产过程中部分粗合成气首先经过变换,将CO转变为H_2和CO_2,CO_2浓度提高,在此时进行CO_2捕集可实现捕集能耗的降低。经CO_2捕集后,得到富H_2气体,富H_2气体分流后与另一部分煤气化粗合成气混合调节甲醇合成的氢碳比。对新的过程进行了建模、模拟与分析。结果表明相比传统的带CO_2捕集的煤制甲醇和IGCC发电过程,新的联产过程的能量节约率可达到16.5%,CO_2捕集能耗下降30.3%。

摘要：含油污水,特别是油/水乳液的分离是世界性的挑战。膜分离法由于具有分离效率高、能耗低、易于操作等特点,在油水分离领域具有较大的优势。超亲水/水下超疏油材料是“除水型”特殊润湿性材料,与超疏水-超亲油网膜相比,超亲水/水下超疏油膜在对抗有机污染和生物污染方面更具优势。超亲水/水下超疏油膜在处理含油污水过程中面临的主要问题有化学稳定性及膜污染。膜污染会导致分离效率及过滤通量下降等问题,缩短膜的使用寿命。因此,解决滤膜污染问题对污水处理至关重要。目前超亲水/水下超疏油材料改性的重点主要有三方面:提高过滤通量、抗污能力及设计合适的孔径。许多研究人员通过对疏水性基材(聚合物膜、金属筛网)进行改性以增强膜的亲水性和抗污性能,并取得了丰硕的成果。目前,聚合物膜改性方法主要分为基体改性和表面改性两种。基体改性即通过接枝共聚或共混等方法对膜进行亲水改性,然后将改性后的膜材料用于膜制备。表面改性是指对商业滤膜表面接枝极性单体或亲水单体。金属筛网常用的改性方法有化学刻蚀、表面涂覆、电化学沉积等。通过改变膜表面的化学组成和粗糙度调控滤膜的超润湿性能,从而提高膜的亲水性、分离效率和抗污性能。为了响应处理工业溢油及保护环境的要求,迫切需要开发具有高分离效率、高选择性和高稳定性的新型分离材料和技术,以应对日趋复杂的油水分离环境。本文以分离油水混合物及油水乳液的滤膜材料作为研究体系,首先介绍了超亲水/水下超疏油表面的理论基础及其构筑机理,然后从不同基材的角度介绍了油水分离功能材料的制备工艺及改性方法。本文全面综述了超亲水/水下超疏油金属网膜、聚合物膜材料和基于纳米材料的新型功能分离膜的研究进展,从润湿性、过滤通量、分离效率、抗污性能等方面综合评估了油水分离功能膜的性能,最后总结和展望了油水功能分离膜未来的发展趋势。

摘要：超疏水材料因在自清洁、防腐蚀、防冰附以及减阻等功能上具有广泛的应用,吸引了越来越多的关注。近年来,无机材料因易于构造具有特殊形貌的高比表面结构,在超疏水领域中显示出独特的优势。本文在简要介绍超疏水现象的定义、发展与应用的基础上,综述了超疏水理论的三个经典模型,并对国内外部分已商业化的超疏水材料进行了分析和总结。重点概括了不同种类无机材料构建的超疏水表面的研究进展。最后,本文总结了目前超疏水材料在制备过程中存在的一些问题,针对性地提出该领域未来研究的两个主要趋势:从仿生角度改进材料设计,制备集强附着力与耐久性于一体的多功能复合涂层;降低制备成本以推动产品的规模化和实用化。

摘要：为探究甲基修饰1,4-二氮杂二环辛烷(DABCO)串联双离子离聚物官能度对阴离子交换膜(AEM)电渗析脱盐行为的影响,文中设计并制备了3种不同离子交换容量(IEC)的甲基修饰DABCO串联双离子离聚物AEM(QPPO-x),对所制备的膜的化学结构、热稳定性、机械性能、基础性能、电渗析脱盐性能进行了系统表征。结果表明:QPPO-x的化学结构符合研究设计;QPPO-x的热稳定性、机械性能、基础性能满足电渗析脱盐工艺的基本要求;该类膜的电渗析脱盐性能随着膜的IEC的增高有提高的趋势;拥有最高IEC的QPPO-0.20膜的脱盐效率达86.79%,盐通量达81.39 mg/(m^(2)·s),脱盐能量损耗为2.35 kW·h/kg,其各项电渗析性能均优于商业膜AMX,在电渗析脱盐领域具有很好的应用前景。