超声强化药剂协同处理三元复合驱采出水技术研究在实验教学中的设计与探索
王章署, 张昕, 韩季鑫, 方雪冰, 赵秀凤, 顾泽宇, 邓进军
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310056
三元复合驱采出水(ASP-PW)处理的油水分离问题已经成为了三元复合驱技术推广的技术瓶颈。本文采用超声波强化聚合氯化铝(PAC)协同处理ASP-PW的方法,大大提高了油水分离效果。通过实验研究发现,在超声频率40 kHz、超声时长为60 min时,乳化油滴粒径由349 nm增大到3639 nm,表明了超声对乳化油滴起到了一定的凝聚作用;当超声与PAC协同处理ASP-PW时,在超声时长为60 min、加药量为850 mg∙L−1,并于40 °C恒温水浴中沉降30 min,其除油率高达95.82%,远高于相同条件下单独使用超声的除油率(86.12%)和PAC的除油率(90.87%),协同作用效果显著。实验内容接地气,是科教融合的重要体现,实验方法遵循绿色可持续发展的理念,实验过程锻炼了学生自主探究能力。该实验从问题调研、方案设计到结果的获取均凸显出团队协作的关键作用,本实验也为ASP-PW的处理提供新的方向。
关键词: 三元复合驱, 油水分离, 超声, 实验教学
增强g-C3N4@BN范德华异质结界面上的三重态电子转移增强光催化合成H2O2
吴琦, 王长华, 李莹莹, 张昕
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100107
范德华异质结因其优异的电荷分离能力和在调节电子特性方面的显著灵活性而展现出卓越优势。本研究探讨了二维/二维(2D/2D) g-C3N4@BN范德华异质结在光催化合成过氧化氢(H2O2)中的潜在应用。基于该异质结,我们深入研究了三重态激子与单线态氧之间的能量转移过程,强调了催化剂结构对电荷分离和三重态电子稳定生成的重要性。通过构建电荷转移路径,异质结内的内置电场有效驱动了电荷载流子的定向迁移,显著延长了其寿命。我们采用了两种修饰策略来调控催化剂的激发态电子特性,包括调整层间排列以增强电荷传输能力,以及卤素修饰以提高材料的光响应性。实验验证表明,与CN相比,代表性的氯化-CN@BN有效抑制了激子复合,将激发态载流子的寿命延长了3.52倍。此外,H2O2的光催化产率提高了2.73倍。本研究为开发新型光催化剂提供了理论基础,并启发了从氧气直接合成H2O2的催化剂设计。
关键词: 2D/2D异质结界面, 光催化合成H2O2, 三重态电子转移, 能量转移
综合化学实验设计:非稠环电子受体的设计、合成及光电性质研究
刘文旭, 韩峰, 王博轩, 刘骅驿, 古晓斌, 张昕, 刘瑶
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202412021
本文设计了一个以非稠环电子受体材料为核心的综合实验,涵盖分子合成及光电性质研究。实验创新性地将太阳能利用与Suzuki偶联反应引入教学,通过“文献研读-实验操作-机理探讨”模式深化“结构决定性质”的化学思维。培养学生实验操作及数据处理能力,同时融入绿色化学理念,有效提升学生的创新意识与协作能力,为科研深造奠定基础。
关键词: 综合化学实验, 电子受体, 光电性质, 绿色化学观
三聚氰胺辅助MOFs拓扑定向转化为针状α-MoC/β-Mo2C用于高性能电磁波吸收与耐腐蚀性研究
闫婧, 张泽楠, 马东威, 张昕, 叶卓栋, 陈雪芳
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2026.100328
随着对宽带、轻质且耐腐蚀的优异电磁波吸收(EWA)材料需求日益增长,碳化钼基复合材料受到广泛关注。然而,单相碳化钼通常存在阻抗匹配不佳和介电损耗可调性受限的问题。本研究报道了一种三聚氰胺辅助的金属有机框架(MOFs)拓扑转化策略,制备出针状α-MoC/β-Mo2C复合材料,兼具高性能EWA特性和耐腐蚀性。该策略中,三聚氰胺作为额外碳/氮源和结构导向剂,在热解过程中其分解释放的气体诱导双金属MOF前驱体(MoZn-BIFs)发生原位形貌重构,显著提升比表面积和孔隙结构,从而增强电磁波衰减与多重反射效应。通过系统优化前驱体与三聚氰胺质量比1:1及热解温度700 ℃,获得最优α-MoC/β-Mo2C复合材料(记为MoC/Mo2C-M11T700)。该材料具有独特的针状三维导电网络和丰富的多相界面,可有效促进界面极化与介电损耗。值得注意的是,在仅30 wt%填料负载和2.025 mm匹配厚度下,MoC/Mo2C-M11T700实现-63.61 dB的最小反射损耗,其1–4 mm厚度范围内的总有效吸收带宽达12.61 GHz (覆盖5.39–18 GHz),展现出卓越的宽带EWA性能。此外,材料还表现出良好的耐腐蚀性。本研究阐明了双相异质结构的形成机制及其对电磁参数的影响规律,为开发高性能、多功能碳化钼基吸波材料提供了可控的制备途径。
关键词: α-MoC/β-Mo2C, 拓扑定向转化, 电磁波吸收, 耐腐蚀性

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