高性能高分子材料体系自立自强发展战略研究

摘要:高性能高分子材料具有高强高模、高绝缘、耐腐蚀、耐辐照或绿色低碳等特点,是保障国家安全和国民经济发展的战略性材料之一,广泛应用于航空航天、电子电器、生物医疗等重要领域。本文系统梳理了高性能树脂及工程塑料、有机纤维、生物基树脂及可降解材料、特种橡胶及弹性体四大类高性能高分子材料中的重点品种,分析了国内外重点品种的发展现状和特点。研究发现,目前我国在高性能高分子材料方面已建立起比较完备的化工原料-合成-加工改性-制品应用上下游产业体系,但同时也存在关键原料保障不足、产品应用开发有待拓展等问题。在此基础上,从加强技术创新、推进关键原料保障、组建创新联合体等方面提出对策建议,以期为我国高性能高分子材料体系发展提供参考。

手性大环化合物在超分子催化中的研究进展及应用

摘要:催化技术在现代科学和工业中具有不可替代的重要意义, 并在生物医药、绿色化学等方面发挥了重要作用. 大环化合物因其独特的分子识别能力以及通过非共价相互作用形成包合复合物的特性, 展现出高效的催化剂性能. 其中,手性大环化合物凭借其手性特征, 能够实现高效的手性诱导和选择性识别. 其内部空腔可容纳底物进行预组织排列,从而促进高效的化学转化过程. 因此, 手性大环化合物作为超分子催化体系的理想平台, 在不对称催化中表现出优异的催化活性和选择性. 此文综述了近年来手性冠醚、手性环糊精、手性杯芳烃和手性柱芳烃等手性大环化合物在不对称催化中的研究进展和应用, 并期望为超分子不对称催化研究提供参考.

环氧丙烷生产工艺及市场供需评价

摘要:环氧丙烷是一种重要的丙烯下游衍生物,近年来该产品成为烯烃下游发展的热门产品和工艺开发热点。本文根据目前国内外生产环氧丙烷所采用的生产工艺进展情况,重点对乙苯共氧化法和双氧水直接氧化法两种环氧丙烷生产工艺从工艺特点、成本消耗、市场供需情况等方面进行了分析与评价,最终为今后环氧丙烷生产工艺和产品有更好的发展前景,提出了有关预测和建议。

1,2-硼氮杂芳烃在中国的研究进展

摘要:稠环芳烃及其衍生物在有机光电材料领域具有广泛应用, 杂原子掺杂可有效调节稠环芳烃的物理化学性质. 用等电子体的硼氮单元取代碳碳单元, 在保持稠环芳烃芳香性的连续性的同时, 可以调节稠环芳烃的电子结构和分子间相互作用, 构建具有独特光电性质和生物活性的新型硼氮杂稠环芳烃, 既丰富了稠环芳烃的种类, 又促进了硼氮杂芳烃在光电材料、催化和生物医药等领域的应用. 近年来, 中国有机化学及材料化学领域的学者们积极参与并推动了硼氮杂芳烃的快速发展, 在硼氮杂芳烃的种类开发和应用拓展方面开展了一系列原创性的工作, 取得了瞩目的成绩. 本文综述了基于1,2-硼氮杂苯的稠环芳烃(即1,2-硼氮杂芳烃)的合成发展历史和应用研究拓展, 最后对硼氮杂芳烃领域的未来发展与应用进行了展望. 通过对硼氮芳烃在中国的发展进行系统的梳理和总结, 希望能够引起更多科研工作者对硼氮芳烃的兴趣, 期待更多的科研工作者能够加入到硼氮杂芳烃的合成拓展与应用探索中.

可见光促进的烯烃合成研究进展

摘要 烯烃及其功能化衍生物是有机合成中最基本的合成砌块之一, 同时也普遍存在于许多天然产物和功能材料中. 传统的合成方法包括 Wittig 烯烃化、Peterson 烯烃化、Horner-Wadsworth-Emmons 反应等, 这些反应已经成为教科书中 的经典反应, 为烯烃的高效合成提供了诸多选择. 这些方法大多基于离子型的反应路径, 并且有些方法需要在形成 C—C双键的位点对起始原料进行预官能化, 导致反应效率和选择性较低。

氯化聚氯乙烯:从改性塑料到功能化应用的研究进展

摘要:氯化聚氯乙烯材料由于其独特的物理化学性能,在工业界和学术研究领域都引起了广泛的研究兴趣. 本文从氯化聚氯乙烯的合成与氯化反应机理、早期作为改性塑料的研究、及近期报道氯化聚氯乙烯的功能化应用研究这3 个方面展开综述. 重点回顾了国内外氯化聚氯乙烯材料的发展概况,并介绍了氯化聚氯乙烯通过合金化改性的相关研究进展,及其近期在纤维领域、微孔膜、聚合物电解质及在废弃锂电池中金属回收处理等功能化应用中的研究进展,为相关氯化聚氯乙烯材料的研究工作者,及不同应用领域的科研人员开阔新的研究思路. 最后,本文还对氯化聚氯乙烯材料在未来的发展上做出了相应的展望,以促进氯化聚氯乙烯在上游合成领域及下游应用研究领域的多元化、高质量发展.

共价有机框架材料在锌空气电池阴极的应用进展

摘要:氧还原反应(ORR) 是锌空气电池(ZABs) 中的关键半反应,但其动力学缓慢,亟须开发高性能催化剂以提升ORR效率并替代商业贵金属基Pt/C催化剂。共价有机框架(COF) 材料作为一种新兴多孔有机材料,凭借其独特的可设计性结构、可控的孔道环境、丰富的活性位点以及无热解无金属特性,在ZABs阴极ORR催化中展现出巨大潜力,但也面临本征导电性低、活性位点利用率不足、长期稳定性欠佳及规模化制备困难等问题。本文综述了近年来COF基ORR催化剂的研究进展,重点介绍了通过杂原子掺杂(如S、N、Se)、催化基团设计(如甲基、自由基、边缘功能化)、键合模式调控(如唑键、不饱和键)、边缘工程设计、金属复合(如Co、Pt单原子/团簇) 以及导电碳复合(如碳纳米管、石墨烯) 等策略,优化COF结构以提升其ORR催化活性和选择性的方法,并深入探讨了其构效关系。分析表明,通过精确调控活性位点的电子环境、增强电荷传输效率、优化传质路径和提升结构稳定性,COF基催化剂性能已接近甚至超越商业Pt/C。未来研究需深度融合材料化学、原位表征技术和机器学习等多学科前沿,重点发展全共轭骨架和惰性连接键,以提升导电性(约10-³S/cm) 和循环寿命(>1000h),结合介孔工程和缺陷工程提高活性位点暴露率(>80%),并开发连续流反应器等新工艺,实现规模化制备(产率>50%),以推动COF基催化剂助力ZABs向高功率密度(>250mW/cm²)、超长循环(>2000次) 和低成本方向发展。

基于共价有机框架材料的纳米体系在生物医学中的应用

摘要:共价有机框架( Covalent organic frameworks,COFs)材料是通过动态共价化学法合成的一种高度有序的多孔晶态有机聚合物。COFs材料具有密度低、比表面积大、孔隙度可调、合成路线简单多样、功能单元和结构可设计、表面及孔道易功能化、物理化学稳定性高等主要特征,在分子吸附与分离、储能、光电、传感、催化、色谱材料、水处理材料和生物医学等方面受到了广泛关注。本文重点综述近年来基于COFs材料的体系在生物检测和成像、药物输送、光学治疗和联合治疗等生物医学领域的研究进展,并总结了目前COFs材料在生物医学领域所面临的挑战和未来的发展机遇。

熔融纺高强度聚酰胺纤维及其凝聚态结构调控研究进展

摘要:聚酰胺纤维是世界上最早实现工业化生产的合成纤维,也是当今产量第二大的合成纤维,因其具有拉伸断裂强度高、断裂伸长率大、回弹性优等特性,而被广泛应用到纺织服装、工业丝、家纺和特殊防护等领域. 随着工业技术的发展革新,常规的聚酰胺纤维由于断裂强度较低已难以满足某些特殊应用场景的性能需求. 聚酰胺相邻分子链间的酰胺键间极易形成氢键,致使分子链间的相互作用力较强,难以通过高倍牵伸获得高取向结构从而限制了其强度的提高. 为突破现有纺丝体系下聚酰胺纤维力学性能的瓶颈,需要深入了解工艺−结构−性能三元关系,精准调控聚酰胺纤维的多层次结构,进而实现聚酰胺纤维的高强化. 本文就纺丝阶段的三个重要阶段(熔融挤出、牵伸和热定型)讨论了纤维在成形过程中的多尺度结构演变以及纺丝参数对其结构−性能的调控机制,有望为高强聚酰胺纤维工艺设计提供理论指导.

多孔聚合物涂层制备技术的研究进展

摘要:多孔聚合物涂层因其独特的轻量化特性与高功能性优势,在众多领域呈现出广阔的应用前景。本文综述了近5 年多孔聚合物涂层制备技术的研究进展,重点评述了相分离法、化学气相沉积法、致孔剂法、自组装法等主要的原位制备技术,详细阐述了各类方法的成孔机理和典型工艺,并归纳了现有技术普遍面临的挑战,如对有机溶剂依赖性大、设备要求高、成本高等。综合对比显示,复合法因其分步优化的模块化特性,有望突破现有技术的瓶颈,推动多孔聚合物涂层制备方法向绿色化、便捷化、低成本化方向发展。