刘昌俊
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李敏悦
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王嘉琪
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周昕瞳
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郭秋婷
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严金茂
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李英芝
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61020-8
催化在现代化工生产中正发挥非常重要的作用.在未来催化甚至会扮演更重要的角色.然而,现有的催化剂制备方法会对空气、水和土地造成污染.这些污染主要来源于催化剂制备过程中会用到的各种有害化学品.而且,现有催化剂制备过程耗时长、耗能高、用水量大.这些都不符合绿色化学原则.因此,开展催化剂绿色制备研究十分必要.这一研究的长远目标是避免或者消除催化剂制备过程每一环节产生的污染,降低每一环节的能耗和物耗,缩短制备时间,减少劳动强度.显然,这并不是一个容易达成的目标.因此,朝着上述长远目标的任何进展,无论是小进展还是大进展,都将有助于最终实现催化剂的绿色制备.我们总结了气体放电冷等离子体在催化剂绿色制备方面的最新进展,特别强调了非氢冷等离子体在催化剂制备中的应用.冷等离子体是一种能在室温附近操作的非平衡等离子体,是对气体施加一定电压(数百至上万伏特;具体电压值取决于气体压力)形成的.冷等离子体制备方法可以在少用或者不用有害化学品的基础上,有效减小催化剂粒径、增加催化剂分散度、提高催化剂和载体的相互作用等.这些改进同时能进一步提高催化剂的活性和稳定性.相对于常规热化学制备催化剂,冷等离子体制备的显著区别在于:冷等离子体在室温或者略高于室温条件下操作,可以有效避免热化学方法存在的缺点.冷等离子体方法利用其富含的高能物质(如电子)快速促进催化剂前驱体分解,从而实现催化剂快速成核.由于低温操作,其晶体生长速度受到限制,催化剂分散性得以提高.研究表明,以非氢等离子体作为电子源的室温电子还原能够有效还原贵金属离子.这个过程中既不需要有害化学还原剂也不需要氢还原.这为以热敏材料和化学不稳定物质作为基底的负载型催化剂制备创造了条件.这些热敏材料包括金属有机骨架材料(MOF)、共价有机骨架材料(COF)、高比表面积的碳、多肽、DNA和蛋白质等等.这个室温电子还原还被用于制备能在水面或其它溶液表面上漂浮的催化剂,对发展新型催化剂有很大帮助.此外,使用冷等离子体还可以进行低温模板脱除,以避免高温分解可能出现的烧结问题,在保证催化剂高比表面积的同时获得只有在高温分解才能得到的结构特征.研究表明,可以使用冷等离子体诱发微燃烧以除去炭模板,可以有效减少炭模板法制备氧化物结构材料所需要的化学品.冷等离子体方法在催化剂制备中的应用刚刚开始,尚有大量研究还有待于开展(如多金属氧化物制备等),存在大量研发机会.可以预期,冷等离子体在催化剂绿色制备与应用中将发挥更重要的作用.
关键词:
催化剂制备
,
等离子体
,
绿色化学
,
多孔材料
袁武华
,
杨寿智
,
刘兴
,
闫小宁
,
张晨晨
,
李英芝
材料开发与应用
doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2005.03.007
研究了喷射沉积7075/SiCp复合材料坯经过模压后的组织和性能.模压温度对沉积坯增强颗粒分布、基体组织、坯料密度以及压坯的硬度等影响明显.随着温度的提高,沉积坯中的SiC层状分布得到消除,但在600℃时压坯中的晶粒长大和SiC颗粒晶界偏聚较明显.温度提高,压坯上下密度和硬度差减小,600℃以上密度趋于一致,但硬度降低明显.在560～600℃模压,对材料致密化、组织和性能优化较为有利.
关键词:
铝基复合材料
,
模压成形
,
喷射沉积
王亚平
,
李英芝
,
张清华
高分子材料科学与工程
以对苯二胺(PDA)和联苯四甲酸二酐(BPDA)为单体,合成了聚酰亚胺前驱体——聚酰胺酸溶液.采用溶液共混法将氧化石墨烯与聚酰胺酸复合,经制膜和热酰亚胺化反应制备了石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜.用红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对复合材料的结构和形态进行了分析.发现被还原的氧化石墨烯已经充分剥离并均匀分散在聚酰亚胺基体中,且与基体树脂结合紧密.力学性能测试表明,石墨烯的加入明显改善了聚酰亚胺的拉伸强度,当石墨烯含量为2％时,复合材料的拉伸强度提高了53％.热失重分析发现,复合薄膜的热稳定性也得到明显改善,相对于纯的聚酰亚胺,添加2％石墨烯的复合材料其热降解温度提高了10℃.
关键词:
聚酰亚胺
,
石墨烯
,
复合薄膜
