耐温高分子纳滤膜研究进展

摘要:耐温高分子纳滤膜在较高操作温度下具有稳定的分离性能,可应用于化纤、医药和食品等领域的分离纯化过程。本文总结了部分商品化纳滤膜的主要指标包括产水量、截留率和最高使用温度,综述了耐温高分子纳滤膜的制备方法、材料特性和应用领域等方面的最新进展。重点介绍了如何通过制备耐温基膜、设计合成新型分离层、引入纳米材料、增强界面反应以及调控界面聚合条件等策略来增强高分子纳滤膜的热稳定性。最后,对耐温高分子纳滤膜的研究进行了总结和展望。

基于新型有机多孔聚合物的智能响应膜研究进展

摘要: 膜分离技术因其高效与环境友好的特性,在多个领域得到了广泛应用。然而,传统膜在复杂环境中的适应性有限,难以满足不断提升的分离需求。智能响应膜能够响应光、温度、pH、电场等外界刺激,实现膜结构与性能的动态调控,展现出应对多变应用需求的优势。随着共价有机框架、金属有机框架和共轭微孔聚合物等新型有机多孔聚合物的发展,智能响应膜的设计和优化迎来了新的机遇。该综述总结了新型有机多孔聚合物智能响应膜的研究进展,分析了不同外界刺激对膜结构和性能的调控,梳理了制膜方法及响应基团的引入策略,并探讨了未来的发展方向与挑战。

钙钛矿型氧化物催化氧化挥发性有机化合物的研究进展

摘要:控制与去除挥发性有机化合物(VOCs)一直是环境领域的热点问题, 催化氧化法因其低温、高效以及副产物无毒害等特点成为去除VOCs 最有前景的技术之一。钙钛矿型氧化物(ABO3)是催化氧化VOCs 的高效稳定催化剂。为了提高钙钛矿型催化剂的催化效率, 有必要针对性地分析钙钛矿型氧化物的设计, 以去除不同类型的VOCs。本文系统总结了近年来钙钛矿型氧化物催化氧化VOCs 的研究进展。首先介绍了钙钛矿型氧化物在VOCs 催化氧化中不同的设计策略, 包括形貌调控、A 位和B 位取代、缺陷工程和负载型钙钛矿催化剂, 阐明了钙钛矿型氧化物的催化性能与其材料组成、形貌、表面性质(氧物种、缺陷)和本身性质(氧空位浓度、晶格结构)之间的关系; 然后介绍了VOCs 催化氧化的反应机制和降解途径, 并展望了钙钛矿型氧化物催化剂设计和反应机制研究的前景和挑战。

聚集诱导延迟荧光材料及其有机光电器件

摘要:热激活延迟荧光(TADF)材料凭借无需贵金属即可实现单重态与三重态激子高效利用的显著优势,已进入蓬勃发展的新阶段。然而,目前传统的TADF材料普遍存在聚集诱导猝灭(ACQ)现象,严重限制了其发展和应用。相比之下,聚集诱导延迟荧光(AIDF)材料具有独特的聚集诱导荧光增强现象,从而在有机电致发光领域备受关注。在本综述中,我们对有机发光二极管(OLED)领域相关的AIDF分子进行了总结,重点综述了2021年以来的AIDF分子设计及其在非掺杂OLED领域的研究和应用进展,通过基于分子结构的分类依据,分别从二苯甲酮、三嗪、喹喔啉以及其他受体等方面进行分析和讨论,对所述化合物进行结构拆解和性质汇总,深入探讨其结构与性能之间的构效关系,并对该领域的发展做出展望。

有机共晶的设计及制备方法研究进展

摘要:有机共晶是一种新型的功能材料,由两种或多种有机分子通过非共价相互作用协同组装形成的多功能晶体。这类材料通过调控供体(D)与受体(A)的分子组成和组装方式,突破单一组分性能限制,展现出多样的堆积方式,具有丰富的分子间相互作用和丰富的功能成分,其物理化学性质可以根据不同的要求进行定制,并呈现出新颖的特性。随着有机共晶在光电材料和药物制剂等领域的突破性应用,其制备方法成为材料研究的核心挑战。如何合理设计和选择有机共晶中的D/A组分,使其具有所需的形貌、尺寸和功能是共晶合成的关键目标。本文总结了有机共晶的制备方法,首先对有机共晶进行介绍,概述了其构建和设计特征,以及有机共晶的性能;随后重点介绍了有机共晶的制备方法,最后展望了有机共晶的发展前景。

联合固氮40年: 从发现到应用

摘要:生物固氮作为将大气氮气转化为植物可利用铵的关键生物学过程, 目前仅由原核生物实现, 对减少化学氮肥依赖、保障粮食安全和改善生态环境至关重要; 尽管根瘤-豆科共生体系效率最高, 但水稻、小麦、玉米等主粮作物无法建立此类共生关系, 而联合固氮菌可定殖禾本科及果蔬作物根表、维管束或内生组织, 通过固氮、分泌植物激素、合成抗菌物质及增强宿主抗逆性形成多维促生机制. 中国农业大学生物学院微生物系四十年来在联合固氮领域构建了覆盖“资源发掘-机制解析-合成生物学改造-田间应用”的全链条技术体系: 分离获得2000多株固氮菌, 建立国内外最大的种质资源库并命名15个固氮新种; 解析固氮类芽孢杆菌中丙氨酸脱氢酶介导的氮代谢-固氮协同通路, 突破高铵抑制固氮的瓶颈; 在合成生物学领域实现突破——酵母体系(15个固氮基因共表达)中成功组装大小正确的NifDK四聚体及活性的NifH蛋白, 水稻体系(13个固氮基因共表达)中实现NifDK四聚体组装并创制抗降解NifH突变体; 开发的固氮菌剂在减氮15%条件下显著提升小麦/玉米产量7.64%~23.20%. 这些系统性成果为谷类作物生物固氮技术开发奠定理论和技术双重基础, 标志着我国在农业微生物领域已构建起具有自主知识产权的完整创新链.

硅藻土复合催化材料在有机污水治理中的应用

摘要:【目的】 开展硅藻土复合催化材料在光催化和过硫酸盐催化技术中的应用研究,实现水体中难降解有机物的高效去除,解决日益严重的有机水污染问题。【研究现状】 综述硅藻土的物理、 化学性质; 概况硅藻土复合催化材料在光催化工艺中的应用,包括使用硅藻土作为载体来负载二氧化钛、 类石墨相氮化碳、 金属化合物和铋基材料等半导体材料,以及硅藻土复合催化材料在过硫酸盐催化工艺中的应用,包括使用硅藻土作为载体负载钴基、 铁基、 锰基金属; 总结硅藻土复合催化材料对有机染料、 农药、 内分泌干扰物等有机污染物的降解效果与作用机制。【结论与展望】提出应进一步探索硅藻土复合催化材料的改性方法,优化材料结构与性能,扩大材料在水环境治理中的应用范围; 认为应加强硅藻土复合催化材料与其他环境治理技术的结合,为水环境污染治理提供更为全面和高效的解决方案。

分子描述符和端到端深度学习在MOFs设计中的应用

摘要:MOFs因其独特的结构和理化性质,在气体存储、催化、传感等领域展现了广阔的应用前景。然而,仅靠传统实验方法难以快速高效地设计具有所需性质的MOFs。近年来,以传统机器学习和深度学习为代表的人工智能方法在材料科学中得到了广泛应用,并取得了诸多显著性成果。其中,如何有效提取MOFs结构特征,并将其转化为计算机可识别的输入形式,是传统机器学习和深度学习建模的前提和关键步骤。为此,本文系统综述了基于分子描述符的人工特征提取和基于端到端深度学习的自动特征提取,总结了两种方法的基本概念和原理,着重强调了两者在MOFs设计中的具体应用和最新进展,最后讨论了提高结构特征提取的全面性、可解释性和可重复性等方面所面临的挑战和未来发展方向,以期为人工智能驱动的MOFs设计提供参考和理论指导。

离子液体在电催化合成氨中的应用

摘要:氨是农业化肥及绝大多数含氮化学品的上游工业原料, 同时也是优良的氢能载体, 因而备受关注. 与工业合成氨相比, 电催化合成氨反应条件温和且更易于利用可再生能源实现分散式氨生产. 然而, 由于氮气(N 2)强的化学惰性难活化、在水溶液中极低的溶解性、电化学反应析氢竞争性等, 造成氨的产率和法拉第效率较低, 其规模化氨生产仍存在着巨大挑战. 离子液体因具有结构可设计、功能可调控等特性, 在电化学领域已经实现了广泛应用.本文综述了离子液体在电化学合成氨中的应用, 重点包括N 2在离子液体中的溶解性能, 离子液体对氨合成微环境调控, 以及离子液体作为电解质强化电催化合成氨性能, 同时阐述了离子液体的作用机制与机理, 并展望了离子液体在电催化合成氨体系中的发展趋势.

碳材料在聚乳酸立构复合结晶中的应用研究进展

摘要:聚乳酸是一种原料广泛、可生物降解的绿色高分子材料,具有力学性能好、热塑性强等优点,在替代石油基塑料方面具有极大潜力。然而,聚乳酸结晶速率慢、结晶度低、耐热性能差等问题,严重限制着其应用和发展。立构复合结晶(SC) 已被证实是提高聚乳酸各方面性能的有效方法。但是,在聚乳酸的实际生产与应用中SC晶体很难可控生成。碳材料作为一种绿色环保的成核剂,能够有效地调控SC生成。本文介绍了聚乳酸形成的同质晶体(HC)与SC的晶体结构,对近年来不同碳材料作为成核剂促进聚乳酸SC 结晶的研究成果进行了综述,并探讨了碳材料成核剂促进聚乳酸SC结晶可能的机制,最后进行了总结与展望,指出目前存在的挑战并为未来的发展提供了思路。