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接触电致催化技术及其应用: 现状、发展和挑战

接触电致催化技术及其应用: 现状、发展和挑战

摘要：接触电致催化(contact-electro-catalysis, CEC)技术是一种利用固-液甚至液-液界面的接触起电产生的电子转移效应, 从而驱动氧化还原反应的新型催化技术. 与传统的电催化和光催化不同, 它的能量来源于外部机械刺激,无需依赖催化剂的导电或光敏特性, 极大地拓宽了催化剂的遴选范围, 丰富了催化体系设计的可能性, 反应范围更加全域化, 具有较大的规模化应用前景, 因此CEC技术将引领一系列前沿催化研究. 但目前针对CEC技术的研究刚起步, 其反应机理和应用潜能尚不明晰. 因此, 本文总结了CEC技术的基本原理和机制, 综述了该技术当前的研究进展和应用潜能, 并提出了强化CEC效率的潜在策略和未来值得深入研究的方向, 旨在明晰CEC技术设计与应用的关键问题, 推动新型CEC技术的革新和发展, 为碳中和、新能源、水资源、医药化工等一系列国家战略和国计民生问题的解决提供新原理和新思路.
有机 2025年12月03日
有机染料聚集在光化学传感中的应用

有机染料聚集在光化学传感中的应用

摘要：有机染料在可见-近红外光区具有较高的摩尔消光系数和良好的荧光发光性能，因而常被用于光谱化学传感中。通常有机染料分子含有较大的π体系，在溶液中易于通过分子间弱相互作用(氢键、卤键、亲疏水作用、π-π堆积作用、范德华力等) 聚集形成具有特定结构的组装体，聚集过程往往伴有明显的颜色或光谱变化。若向染料分子中引入特定的官能团，与分析物结合诱导染料聚集/解聚产生明显的光谱变化，可用于对分析物的识别。聚集体可同时提供多个结合位点，并具有组装单元之间可调控的空间取向、较高的传感结合基团局部浓度。因此基于聚集过程的光化学传感表现出优越的传感灵敏度和选择性。本文结合本课题组近年来的研究工作综述了有机染料聚集在光化学传感中的应用，分别从诱导聚集、诱导解聚以及聚集重组三个方面展开讨论，并展望了此类荧光传感体系未来的研究与发展方向。
有机 2024年12月12日
金属有机框架多面体微颗粒自组装超结构的设计策略

金属有机框架多面体微颗粒自组装超结构的设计策略

摘要:周期性超结构通常具有优异的光学性能,在光子晶体学、催化、传感等领域具有重要意义。在此,采用了声悬浮法和点滴法来探索多维有序金属有机框架(MOF)超结构的组装策略,并建立了组装参数与超结构维度和有序性之间的关系。结果表明:声悬浮法对MOF颗粒分散液浓度和颗粒的单分散性包容性极强,适用于三维超结构的自组装;点滴法对MOF颗粒分散液浓度和颗粒的单分散性有较高的要求,能组装出大面积二维MOF单层膜。该研究为利用各向异性微粒组装多维超结构提供了新的策略。
有机 2025年10月09日
有机盐发光材料研究进展

有机盐发光材料研究进展

摘要：有机盐发光材料因其离子性而具有光热稳定性好、熔点高、水溶性好、强静电相互作用及生物相容性好等优点,在生物监测、防伪和光学材料等领域展现出广阔的应用前景. 目前, 一系列基于氮杂环芳香鎓盐、季铵盐、季鏻盐以及基于柔性烯键和腙键等特定性能的有机盐发光材料被开发出来. 该综述对有机盐发光材料的分子设计、发光原理及其最新研究进展进行了分类总结, 并对该领域的发展进行了展望.
有机 2024年12月06日
疏水型催化剂在有机合成反应中的应用

疏水型催化剂在有机合成反应中的应用

摘要：在许多反应中通常不可避免地产生水或需要水, 水在反应中起着溶剂、反应物、副产物、催化剂或质子转移剂的作用, 在多相催化体系中可作为溶剂改善底物的亲水性, 进而促进反应的进行, 但在催化合成领域普遍认为水分子是一种破坏性因素, 会破坏金属活性位点, 导致催化剂性能下降甚至失活. 传统金属催化剂大多具有“水不稳定性”,因此疏水催化剂或疏水微环境的构建及性能探究成为了研究热点. 以疏水催化剂为核心, 详细总结了以Pt、Pd、Fe、Co、Cu、Au、Ti、Rh 等金属为活性位点设计并制备疏水催化剂的研究进展, 对疏水催化剂在氧化、还原、偶联及CO2转化等有机反应中的应用进行了归纳和分析, 阐释了针对特定反应体系构建具有适宜“亲疏水效应”催化剂, 并实现目标分子高效合成面临的挑战, 并对该领域未来的发展趋势进行了展望.
有机 2025年08月05日
环氧树脂基辐射防护材料研究进展

环氧树脂基辐射防护材料研究进展

摘要：介绍了γ射线和中子射线的特性及屏蔽机理，阐述了具有γ射线防护功能、中子防护功能、中子伽马混合场防护功能的环氧树脂基复合材料的研究进展，展望了环氧树脂基屏蔽材料未来的发展与挑战。
有机 2024年05月14日
咔唑及其衍生物在蓝光OLED中的应用

咔唑及其衍生物在蓝光OLED中的应用

摘要：咔唑及其衍生物因其特有的电学性能、电化学性能和光物理性能而被广泛研究。由于这类材料不仅可以作为良好的空穴传输材料，而且在咔唑化合物的不同位置引入电子传输修饰基团，可以使得电子和空穴更加易于注入，并且可以很好地调节两者的平衡，因此，咔唑及其衍生物被认为是一类重要的蓝光荧光材料。咔唑及其衍生物不仅可以以小分子形式应用到蓝光荧光材料、蓝光磷光材料和热致延迟荧光材料，同样可以以高分子形式应用到蓝光荧光材料中。近年来，关于咔唑及其衍生物发光材料的合成及应用成为蓝光OLED研究的热点。本文综述了近年来国内外小分子咔唑及其衍生物作为蓝光有机电致发光主体材料的研究状况，对其分子结构设计光、电子轨道结构、物理性质、热学性质、电化学性质及器件性能等方面作了详细归纳比较，同时归纳了含咔唑结构的聚合物蓝光有机电致发光材料的研究进展，最后展望了咔唑基蓝光有机电致发光主体材料的发展前景和趋势。从光电转换效率及价格方面来说，热致延迟荧光材料和聚合物(含咔唑类基团) 发光材料是最具有前景的蓝光OLED材料。
有机 2024年05月12日
纳米有机半导体光催化剂

纳米有机半导体光催化剂

摘要：近年来，有机半导体因其独特可调的化学结构及光电性质越来越多地被应用于高效可见光催化领域。但是，有机材料本身化学键弱、载流子迁移率低，导致其催化效率低、稳定性差。因此，将有机半导体进行纳米组装及其构建异质结构，得到零维、一维、二维或多元复合纳米有机光催化剂，成为近几年的研究热点。零维粒子尺寸小、比表面积大; 一维结构长程有序排列、表面缺陷密度降低; 二维结构在增大表面活性位点的同时能最大限度地缩短电荷在材料内部的迁移距离而表现出更高的光生电荷利用率; 纳米复合结构的异质界面可以有效促进光生电子-空穴对的分离，因此在提高光催化活性及稳定性方面具有重要意义。同时，纳米有机光催化剂种类丰富，催化机理各不相同，因此被广泛应用于分解水或空气中污染物的光催化领域。本综述中归纳了各类纳米有机光催化剂的制备方法、结构特性以及光催化应用，同时对多种光催化机制进行了介绍，并对其应用前景进行了展望。
有机 2024年05月07日
金属- 有机框架材料在光催化二氧化碳还原中的应用

金属- 有机框架材料在光催化二氧化碳还原中的应用

摘要：CO2的过度排放导致全球环境问题日益严重，如何将CO2有效地利用起来成为全世界的研究热点。相比于高耗能的CO2捕获和储存( CCS) 技术，通过催化反应将CO2转化为有价值的能源燃料是同时解决能源危机和环境问题的有效途径。其中，使用太阳能作为能量来源的光催化CO2还原技术更具应用前景。但是目前CO2光还原催化剂仍然存在很多缺点，如可见光响应能力低、光生电子空穴对复合严重、CO2吸附量小、产物的选择性低以及在含水环境中的产氢竞争反应等。金属-有机框架( MOFs) 是由金属离子/簇和有机配体构成的一类独特的多孔晶态材料，具有可调的多孔结构、电子迁移速度快、CO2吸附量大等优点，在光催化CO2还原领域具有广阔的应用潜力。现有方法主要是通过对MOFs 的功能化修饰、与其他功能型材料复合等获得高效的光还原CO2的催化性能。本文主要对近年来MOFs 基CO2光还原催化剂( 单一MOFs、MOFs 基复合材料以及MOFs 衍生材料) 的研究现状进行了分析和讨论，并对MOFs 材料在光催化CO2还原中的发展趋势进行了展望。
有机 2024年01月21日
碳基非金属催化剂在有机合成领域的应用及机理研究

碳基非金属催化剂在有机合成领域的应用及机理研究

摘要：碳基非金属催化剂是指包括碳纳米管(CNTs)、氧化石墨烯(GO)、石墨烯(G)、活性炭(AC)及其掺杂或修饰后得到的材料作为用于涉及能量转换等关键反应过程的催化剂. 碳基非金属催化剂由于具有来源丰富、成本低、对环境友好、后处理简单、可持续发展等优点, 近年来被成功应用于有机合成领域. 基于碳基非金属催化剂应用于氧化反应、还原反应、取代反应和偶联反应被成功报道, 但针对碳基非金属催化剂应用于有机合成领域进行催化的活性位点的研究目前仍处于早期发展阶段. 近年来, 科学家们针对其机理的研究主要集中于对催化剂的表征分析和第一性原理计算,但未得出相对一致的实验结论. 对碳基非金属催化剂在有机合成领域的应用及机理研究进行了综述.
有机 2024年10月31日