纤维素基水凝胶的构建及其应用

摘要:水凝胶是一种交联的三维网状亲水性聚合物材料,能够吸收和保留大量的水并且保持一定形状。近年来,随着石油资源的枯竭和人类对环境问题的日益关注,天然或改性类高分子合成聚合物水凝胶已成为研究的热点。纤维素及其衍生物是一大类可再生天然高分子材料,具有无毒、资源丰富以及种类繁多等特点,由它合成的纤维素基水凝胶具有良好的吸水保水性、生物相容性和生物可降解性等,可应用于医疗、环境、农业等多个领域。本文综述了近年来纤维素基水凝胶的构建及应用研究进展,将水凝胶的微观网络结构与宏观性能相结合,重点对比了单网络、互穿网络和半互穿网络纤维素基水凝胶的力学性能、溶胀性能和吸附性能等,并对其在医疗、环境、农业以及电子领域的应用进行总结。对开发兼具力学性能和生物相容性的纤维素基水凝胶以及未来发展更多绿色经济的方法合成纤维素基水凝胶材料并将之用于工业化提出了展望。

基于无机电致变色材料的变色储能器

摘要:电致变色和电化学储能的原理均是基于电荷在电极中的嵌入或脱出而发生的氧化还原反应,具有相同的电化学本质。将电致变色和电化学储能功能集成在一起的电化学器件即电致变色储能器件。以锂离子电池为代表的电化学储能器件已广泛商业化,单一功能的电致变色器件也已被广泛报道并有商业化应用,但有关电致变色储能器件的研究仍然停留在实验阶段。该类器件在电化学储能的同时,可以改变其在可见光甚至红外波段的透射率,并可用颜色指示器件的荷电状态,为电化学器件提供新的应用前景。电致变色储能器件主要包括电致变色超级电容器、电致变色电池和光驱动电致变色智能窗等。电致变色超级电容器和电致变色电池以同时具有电致变色效应和电荷存储性质的材料为正负电极,光驱动电致变色智能窗则还包括将光能转化为电能的光电转换部分。这些器件可用于建筑节能智能窗、静态显示、智能传感等。此外,在柔性基底上制备的可穿戴电致变色储能器件在智能服装、植入显示器和电子皮肤等方面具有应用潜力。本文从基本原理、研究进展和应用领域等方面对无机电致变色储能材料与器件进行综述,并提出未来的研究展望。

高纯钽铌原料研究进展

摘要:钽铌金属广泛应用于集成电路、航空航天、汽车、超导等领域,是不可或缺的战略材料。首先,介绍了钽铌资源分布、湿法冶金和高纯材料制备的内容,分析了国内外现状。文章指出世界钽铌资源主要分布在巴西、加拿大、澳大利亚和非洲地区等国家,中国钽铌资源品位低难利用,高度依赖进口。钽铌的湿法冶金方法分为碱法、酸法和氯化法,碱法有碱熔法和碱性水热法,酸法有硫酸法和氢氟酸法。而高纯氧化物的制备须经历浸出、萃取、分离提纯、过滤洗涤和煅烧过程。其次,阐述了利用真空电子束熔炼制备高纯钽铌和金属中杂质元素去除的方法,该法可使钽纯度在 5 N(99.999%)以上,铌纯度在 4 N(99.99%)以上。最后,对高纯钽铌原料在集成电路、人工晶体生长等领域的应用及需求进行了介绍,对高纯钽铌制备技术及产品的国内外企业进行了分析对比,指出了未来高纯钽铌原料发展方向。