烯烃基自修复聚合物材料研究进展

摘要:烯烃基聚合物材料性能优异并且应用广泛,但是材料在服役过程中不可避免会出现微小裂缝等缺陷,缺陷的进一步扩展会导致材料性能衰减甚至报废,严重的可能引发安全事故。烯烃基自修复聚合物材料可以在损伤出现的早期完成微小裂缝的修复,避免缺陷扩张,对提高材料服役安全性、延长材料寿命、减少资源浪费、避免材料废弃后的环境污染等方面具有重要意义。本文综述了国内外烯烃基自修复聚合物材料的研究进展,以烯烃基聚合物材料自修复的不同机理为主线,将烯烃基自修复聚合物材料分成了化学法烯烃基自修复聚合物材料和物理法烯烃基自修复聚合物材料,其中化学法主要包括可逆硼氧键、Diels-Alder 可逆反应、热解自由基、配位作用、氢键等动态可逆共价键或非共价键作用;物理法主要包括微相分离结构、范德华力、偶极相互作用、主客体相互作用、亲疏水性相互作用等非共价键作用。重点介绍了材料的制备方法、自修复机理和自修复性能。指出了现有技术的不足,对烯烃基自修复聚合物材料的发展进行了展望,提出未来的发展动向和研发重点。

锰催化的有机合成偶联反应进展

摘要:近年来, 使用丰富、廉价且低毒的锰催化有机偶联反应受到了广泛关注. 综述了锰在偶联反应中的应用进展, 重点研究其在碳-碳键及碳-杂键形成中的表现. 通过分析锰催化脱氢偶联反应、交叉偶联反应及其与其他金属的联合催化, 展示了锰催化在合成复杂分子中的潜力. 总结了锰的多种偶联反应机制, 并探讨了添加剂在反应中的关键作用.研究表明, 锰催化剂具有高效、选择性好和环境友好等特点, 尤其在无受体脱氢偶联反应中表现出优异的催化活性, 但其机理探索和添加剂的优化仍具广阔的发展空间. 锰作为一种可持续资源, 未来在有机合成中的应用前景广阔.

磁性功能材料: 一种制备生物柴油的高效催化剂

摘要:生物柴油是一类由长链脂肪酸甲酯(FAMEs)或脂肪酸乙酯(FAEEs)组成的可再生柴油燃料, 可作为替代燃料缓解能源紧缺和环境问题, 大力发展生物柴油对经济可持续发展和推进能源替代等具有重要的战略意义. 酯交换及酯化工艺由于较低的复杂性和较高的可负担性用于制备生物柴油, 而非均相催化剂具有酯交换反应速率较高、更加环保及产物后处理过程相对简单等优点, 但在分离和回收方面仍然存在一定的局限性. 磁性纳米颗粒由于其具有高表面积和活性位点及易于利用磁场回收再利用等特点, 可以解决这一问题. 综述了磁性功能材料的制备方法、功能化和催化应用, 包括可用于合成生物柴油的超顺磁性酸、碱、酶和酸碱双功能材料, 对磁性纳米催化剂和生物柴油领域的未来研究具有指导意义.

CO替代物参与羰基化反应研究进展

摘要:羰基化反应产物中的“羰基”官能团通常来源于气体一氧化碳(CO)或者其替代物. 气体CO作“羰源”虽然底物普适性广泛, 可实现工业化放大生产, 但其本身有毒且易燃; CO替代物的化学性质稳定且容易获得, 反应过程易于操作且分离后处理简单. 因此, 借助CO替代物实现羰基化转化, 为构建多种化学品提供了一系列强大且前景广阔的工具. 总结和讨论了使用CO替代物(二氧化碳、氯仿、羧酸及羧酸衍生物、羰基金属试剂、酰氯类化合物等)作为羰源合成高附加值化学品的最新进展, 展望了不同羰源在羰基化反应中的发展前景以及存在的难点, 以期为推动研制更多新型的CO替代物提供借鉴.

仿生材料聚多巴胺在有机转化中的应用进展

摘要:聚多巴胺(PDA)作为“贻贝激发”的仿生材料, 具有无毒环保和稳定可回收等优势, 在催化领域拥有巨大应用潜力. 聚多巴胺分子包含大量儿茶酚结构, 可以将贵金属离子还原, 其广泛存在的邻二酚/邻醌结构也可以与廉价金属离子配位, 因此, 聚多巴胺能够负载金属构成异相催化剂(M@PDA). 同时, PDA 结构中的酚羟基与氨基基团具有酸性和碱性作用, 其自身也可以作为催化剂使用. 综述了M@PDA 与PDA 在多种有机转化中的应用, 对催化效率和催化剂的循环次数进行了详细描述, 并指出该领域面临的问题与挑战, 期望为聚多巴胺材料在异相催化领域未来的发展提供有益指导.

机器学习设计有机荧光诊疗分子的研究进展

摘要:有机荧光诊疗分子因其高灵敏度、优异的生物相容性、低毒性、诊疗一体化等特点广泛应用于生命成像与肿瘤治疗等领域. 然而, 随着精细化诊疗需求的不断增加, 传统的分子设计方法受限于长周期试错实验与高昂计算成本,难以满足设计需求. 基于机器学习(Machine Learning, ML)方法直接构建有机分子各种性质与结构的映射关系成为荧光分子设计领域有效提高精准诊疗功能、缩短设计周期的新方法. 系统梳理了基于各种ML 算法的荧光分子设计模型, 针对多种诊疗分子特征属性对当前研究进行归类综述, 并提出了未来基于ML 方法分子设计的发展方向.

氢键有机框架(HOFs)及其应用进展综述

摘要:多孔功能材料在气体储存、生物制药及环境科学等领域受到越来越多的关注。其中,由有机或金属-有机骨架通过分子间氢键自组装而成的氢键有机框架(HOFs)具有结构明确有序、合成条件温和、功能性负载容易等优势,因而受到广泛的重视。HOFs 可以通过合理选择有机框架分子和调整氢键基序设计定制满足不同应用需求的结构。HOFs 中的氢键键能弱于金属有机骨架(MOFs)和共价骨架(COFs)中的共价键和配位键,但它依然具有类似于MOFs和COFs的灵活组装特性,这激发了各领域研究者们的兴趣。本文主要介绍了以二氨基三嗪(DAT)、羧酸(−COOH)、磺酸(−SO3H)和吡唑(C3H4N2)为代表的4 种典型 HOFs的合成方法和原理,并从应用角度出发讨论HOFs在气体分离、多相催化、电化学应用等领域的最新应用进展,重点关注其在应用稳定性、质子传导、催化、离子筛分及电化学储能方面的表现。此外,本文还综述了当前HOFs 在应用方面的机遇和挑战,为拓宽功能性拓扑多孔材料的应用领域提供有效的参考。

有机双荧光发射材料的研究进展

摘要:有机双荧光发射材料具有两个独立的发射带。因其在荧光智能传感、超分辨成像、信息存储等领域的广泛应用而备受关注。综述结合应用实例,概述了两类不同的双荧光发射系统的研究进展,总结和归纳了基于不同设计原理所构筑的双荧光发射系统的特点,并对其环境敏感性的内在本质进行了讨论。最后,分析了目前有机双荧光发射材料在应用中存在的不足,以及开发新型双荧光发射材料所面临的问题,期望进一步推动智能响应性双荧光发射材料的设计和应用的发展。

深海静水压力下有机涂层失效机制与防腐策略研究进展

摘要:有机涂层是保障深海装备服役安全的经济可行性方案,然而当前针对深海环境的防护涂层技术匮乏,限制了我国深海资源的高效开发与利用。本研究从深海环境特点、涂层评价方法、腐蚀失效机制和腐蚀防护策略等4方面系统总结了深海涂层技术现状,进一步阐明了静水压力在涂层破坏过程中的主导机制,提出了“涂层改性”和“界面增强”的深海涂层设计策略,建议未来应瞄准“梯级目标导向、智能化立体防护、环境友好的延寿策略”等方向,以突破深海防腐涂层技术瓶颈。

热电金属有机框架和共价有机框架材料的研究进展

摘要:【目的】总结MOFs、 COFs在热电应用方面的研究成果,探讨MOFs、 COFs改性和热电性能优化方法,有助于金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)、共价有机框架(covalent organic frameworks,COFs)及其复合材料的热电性能的研究。【研究现状】优化材料热电性能的主要方法,一是通过调控金属离子和配体官能团的类型、引入具有氧化还原活性或本质导电性的客体分子,优化MOFs材料的塞贝克系数和电导率,并通过增加散射中心来减小热导率;二是通过调整共价键和连接分子创建不同的电子特性以及化学掺杂,形成电荷转移复合材料,从而改善COFs的导电性能。【结论与展望】优化决定材料热电性能的热电优值的基本方法是在塞贝克系数、 电导率和热导率3个参数之间进行权衡,增大塞贝克系数通常能够提升热电优值,但可能会导致电导率减小,而增大电导率则可能使得塞贝克系数减小或热导率增大。提出未来的研究须针对MOFs电子与声子输运机制进行计算与分析,为金属离子和有机连接体的合理选择提供依据;且将理论研究与实验设计相结合,通过精确的分子设计制备周期性长、缺陷少、 取向好的COFs,促进质量输运和电荷转移,从而不断提高COFs的热电性能;研发应基于MOFs和COFs的柔性热电器件并实现在热电领域广泛应用。