金纳米颗粒@金属有机框架复合物纳米酶及其生物传感和抗肿瘤应用研究进展

摘要:基于金属有机框架(MOFs) 材料的纳米酶是一种非天然酶,具有可调的孔隙率、极高的比表面积、易修饰的表面及模拟酶的催化性能等特点。而金纳米颗粒(AuNPs) 修饰的MOFs (AuNPs@MOFs) 复合物亦是MOFs 基质纳米酶的重要种类之一,且AuNPs 具有局部表面等离子体共振效应,可扩展AuNPs@MOFs 复合物纳米酶的表面增强拉曼散射(SERS) 特性并提升SERS 信号强度,因此,AuNPs@MOFs 复合物纳米酶近年来引起了研究者的重点关注。本综述主要概述了AuNPs@MOFs 复合物纳米酶的合成制备方法,探讨了它们的3 种类酶(类过氧化物酶、类氧化酶和类过氧化氢酶) 的催化活性机制,介绍了目前这种复合物纳米酶在生物传感和抗肿瘤应用领域的研究进展,还进一步展望了AuNPs@MOFs 复合物纳米酶的未来发展趋势。

金属有机框架在电池电极中的应用

摘要:随着环境的日益恶化,能源储存领域的发展日益重要,开发和设计各种高性能电池来满足现代社会的需求已成为时代的必然趋势。然而,现有的电池电极基材已不足以实现更高性能电池的制备,金属-有机框架材料(MOFs)作为一种新型的多功能材料,因其高比表面积、高孔隙率和优异的可调控修饰性,已成为具有更高应用潜力的电极基材。本文全面综述了各种MOF在电池电极领域中的应用,深入研究讨论了MOF基电极材料的创新应用策略、挑战和未来发展前景,强调了它们在提高电极材料性能方面的巨大潜力,旨在为MOF基材的可持续发展铺平道路。

生物质热解油酚醛树脂制备与应用研究进展

摘要:生物质热解油酚醛树脂作为一种绿色环保的新型材料,因原料来源广泛、成本低廉且性能优异而在胶粘剂、复合材料、泡沫塑料等领域展现出广阔的应用前景。本文系统总结了生物质热解油的化学成分与理化性质,分析了热解油酚醛树脂的合成原理。研究表明,热解油中酚类和醛类物质的活性较高,替代率可达20wt%~75wt%,显著降低了树脂的生产成本。此外,通过优化合成工艺(如催化剂选择、反应温度控制等),可进一步提升树脂的力学性能、耐热性和环保性。在应用方面,热解油酚醛树脂已成功应用于木竹材胶粘剂、纤维增强复合材料、泡沫塑料等领域,并表现出良好的性能。未来,随着“双碳”战略的推进,热解油酚醛树脂的规模化生产和多功能化改性将成为研究重点,为其在更广泛领域的应用提供支持。

以蒸气加工法制备和修饰金属-有机框架膜

摘要:金属-有机框架(MOF)是由金属离子或金属离子簇与有机配体配位连接而成的一类高度有序的多孔材料。作为分离膜材料具有广泛的应用潜力。开发高效的MOF膜制备和修饰方法对获得连续、致密、结构可调控的MOF膜至关重要。相比传统液相合成过程,蒸气加工方法可大幅节省溶剂及前体用量,有效避免竞争性体相成核,降低后处理过程中因溶剂分子移除造成的膜层开裂风险,兼具效率高和环境友好的特点。系统总结了蒸气加工法用于MOF膜的直接合成与合成后修饰改性方面的研究进展以及蒸气加工方法对MOF膜分离性能的调控和强化作用,并展望了蒸气加工法未来的发展方向及其在MOF膜放大制备方面的应用潜力。

共价有机框架的设计及质子传导性能研究进展

摘要:质子交换膜燃料电池(PEMFCs)通过氢氧电化学反应直接将化学能转化为电能, 为高效清洁能源转化提供了重要的途经. 质子交换膜作为PEMFC 的核心功能组件, 通过定向传导质子实现电化学能的连续转换, 对电池性能具有决定性的作用. 共价有机框架(COFs)作为一种新型有机多孔材料, 具有高度结晶性、有序的多孔排列、功能可修饰性、结构可调性以及较高稳定性, 作为质子交换膜具有潜在的优势. COFs 可功能修饰的骨架可以定制质子传导功能位点,规整的孔道可以限域容纳多种质子载体/供体, 周期性分布的孔结构可以构建连续稳定的质子传输通道, 在含水/无水质子传导中均发挥出巨大的作用. 本文系统综述了近年来COFs 材料的设计与质子传导性能研究进展, 重点讨论了COF 骨架功能化设计、孔内限域和孔结构调控三种策略对质子传导性能的提升与传导机制解析, 并展望了该领域未来发展方向.

金属有机框架用于碱性电催化析氧反应的研究进展

摘要:电催化析氧反应(OER)作为水裂解和金属-空气电池等清洁能源技术的关键半反应,对缓解能源危机与解决环境污染问题具有重要意义。然而,OER复杂的电子/质子转移机理和缓慢的反应动力学过程导致了较高的过电位,限制了能源转换的效率。因此急需开发高效、稳定的OER催化剂来提高反应效率。金属有机框架(MOFs)因其充足的金属中心、较大的比表面积和灵活可调节的结构,被认为是极具潜力的电催化剂。本文系统地介绍了高效MOFs基电催化剂的设计策略,并探讨了该领域目前面临的挑战与未来的发展方向。

可自愈、可再加工本征柔性固-固聚氨酯相变材料的制备及性能研究

摘要:以聚乙二醇(PEG)为软段,以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段,以单宁酸(TA)为交联剂,制备了具有动态网络结构的本征柔性聚氨酯相变材料(TAPCMs). 其中,PEG 作为相变组分发挥可逆储/放热功能,氨基甲酸酯和单宁酸所带来的交联网络作为支撑材料赋予了TAPCMs 稳定的固-固相变形态和优异的力学性能. 单宁酸结构中的酚羟基还提供潜在动态共价键,使相变材料具有自修复性和可再加工功能. 其相变焓最高可达84.70 J/g,拉伸强度可达22.73 MPa,断裂伸长率为137.86%,再加工后的样品拉伸强度仍能达到初始值的92%. 这种多功能相变材料对设计环境友好且具备本征柔性热管理装备提供了思路.

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。

Gemini表面活性剂的制备、组装及应用研究进展

摘要:Gemini表面活性剂是一种具有特殊结构的新型表面活性剂,含有2个疏水基团、2个亲水基团和1个联接基团。 相比于传统的表面活性剂,Gemini表面活性剂具有更好的表面活性、更低的临界胶束浓度及Kraff点、良好的乳化能力、泡沫性能和优良的润湿性能等优点,在日常生活、传统产业和高端制造等领域具有重要应用,其相关研究已引起国内外科研工作者高度关注。 本文介绍了不同结构的Gemini表面活性剂的制备方法,阐述了Gemini表面活性剂在不同条件下形成的聚集体结构及其之间的相互转化,总结了Gemini表面活性剂在石油开采、合成模板剂、缓蚀剂、灭菌、药物载体及集成电路制造等不同领域的应用,最后展望了新型Gemini分子结构的设计方向及其在先进半导体芯片制造领域中的应用。

共价有机框架材料在环境监测中的分析应用

摘要:随着环境监测要求的不断提高,新型材料的应用备受关注。共价有机框架(COF)材料因具有结构可设计、比表面积大、孔隙率高、化学稳定性好等优点,在环境监测领域展现出巨大潜力。本文聚焦于COF材料在环境监测领域的分析应用展开综述。详细阐述了COF材料在重金属离子、有机污染物及气体污染物检测方面的独特优势,并分析了其与现代分析检测技术和工具相结合的应用实例及效果。同时,探讨了COF材料在实际应用中面临的局限性,并对未来的发展方向和应用前景进行了展望,为其在环境检测领域的进一步发展提供了参考。