从聚烯烃到小分子化合物的化学转化新进展

摘要:废弃塑料的回收利用已成为全球关注的问题. 其中,以聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚氯乙烯为代表的聚烯烃塑料因化学惰性而难以在自然环境中降解,化学回收利用存在巨大挑战性. 本文系统综述了近年来基于碳链断裂实现聚烯烃化学升级回收的研究进展,重点讨论了不同催化体系在调控降解路径与产物选择性方面的作用机制. 通过优化反应条件(如温度控制与催化剂结构设计)以及引入光催化和生物-化学耦合等新兴技术,可以高效地将塑料废弃物转化为高价值化学品,包括烷基芳烃、羧酸、苯甲酸等. 展望未来,亟需开发低成本且高稳定性的催化剂,进一步优化工艺过程,并推动化学回收的规模化应用,从而实现塑料废弃物的可持续管理.

窄谱带有机长余辉材料的研究进展

摘要:有机长余辉材料在高分辨显示、信息加密、生物成像等领域展现出广泛的应用潜力. 然而, 传统有机长余辉材料的发光光谱半峰宽(Full Width at Half Maximum, FWHM)通常较大(70~100 nm), 普遍存在色纯度低的问题, 难以满足高分辨光学应用需求. 近年来, 研究者通过材料设计创新和光物理过程调控, 成功实现了长寿命激发态与窄谱带(FWHM<50 nm)发射的结合, 显著提高了有机长余辉材料的色纯度. 窄谱带有机长余辉材料近年来得到了快速发展,但目前尚缺乏系统的总结. 综述了窄谱带有机长余辉材料的设计策略, 从室温磷光机理(Room Temperature Phosphorescence,RTP)、延迟荧光机理(Delayed Fluorescence, DF)和能量转移机理(Energy Transfer, ET)三个方面, 详细总结了最新的研究进展, 并展望了未来的发展方向.

智能响应膜在含油废水处理中的研究进展

摘要:近年来,全球工业的迅速发展导致含油废水大量排放,对人类健康、生态系统和社会经济构成严重威胁。在众多水处理技术中,膜分离法因操作简便、能耗较低等优势被广泛采用,但传统膜在处理含油废水时仍面临多重挑战:其一,其固定的表面润湿性(如单一的超亲水或超疏水特性)难以适应不同类型的油水混合物;其二,传统膜的孔径不可调节,导致分离选择性受限;其三,油污易引发膜孔堵塞和表面污染,导致传统膜通量快速衰减。智能响应膜作为新型功能材料,通过感知环境刺激动态调控膜表面润湿性和孔径,可实现选择性分离油相或水相,显著提升对不同类型油水乳液的分离效率和适应性,此外还具备抗污染自清洁能力,可同步实现高通量和高截留率,成为近年来的研究热点。本文系统阐述了智能响应膜的作用机理与性能特征,基于刺激响应类型(pH响应型、温敏型、光敏型、磁响应型等)进行分类评述,重点分析其在油水分离领域的技术突破与应用进展,并针对现有技术的局限性提出未来发展方向。

钢结构有机防护涂层结合性能研究进展

摘要:有机涂层作为钢结构防护屏障,其与基材界面的结合性能是决定其防护效能与服役寿命的核心指标之一。该综述阐述了钢结构有机防护涂层结合性能的研究进展,分析了钢结构有机防护涂层结合性能的演化机理和规律;梳理了涂层结合性能的检测方法;阐述了界面内聚力模型的构建与应用。分析表明:目前已揭示了单一因素致变机理,现有界面本构模型聚焦力场作用下界面的损伤断裂行为。未来还需进一步研究多因素耦合作用机制和影响规律,构建考虑多因素耦合(环境条件、火灾高温、应力)作用的界面行为预测模型,为钢结构防护涂层的设计、损伤检测和性能修复提供参考。

自由基硒磺酰化研究进展

摘要:硒磺酰化已成为同时构建C—Se 和C—S 键最为快速和实用的方法之一, 该转化制备的硒代砜类化合物不仅在药物研发、天然产物结构单元修饰及功能材料中占据重要地位, 而且能作为通用的合成中间体实现进一步转化. 自由基硒磺酰化具有反应活性高、条件温和及官能团耐受性优良等特点, 近二十年来取得了蓬勃发展. 从磺酰化试剂的种类出发, 将该领域细分为来源于硒磺酸酯、磺酰肼、亚磺酸钠/亚磺酸、芳基重氮盐与1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸(DABSO)结合、环丁酮肟酯与DABSO 结合以及炔烃与DABSO 结合, 简要论述了近年来自由基硒磺酰化反应的研究进展.

聚对苯二甲酸酯降解酶的分子改造技术进展研究

摘要:塑料污染已成为全球性的环境挑战,其中,聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为应用最广泛的合成塑料之一,其高效降解技术的开发对推动塑料废弃物管理和资源化利用至关重要。近年来,研究表明,以PET降解酶为核心的生物催化降解策略可实现PET废弃物的闭环处理。因此,PET降解酶的性能优化已成为该领域的研究重点。本文系统解析了PET降解酶与底物之间的相互作用机制,在此基础上,从定向进化、半理性设计、理性设计和机器学习驱动设计四个方面,综述了PET降解酶的分子改造技术进展,特别强调了机器学习在PET降解酶分子改造中的重要作用,并分析了当前研究面临的重要挑战,包括PET降解酶在低温条件下催化活性不足,限制了其在堆肥等低温环境中的应用;PET降解酶对高结晶度PET的解聚效率较低,难以满足工业化降解需求。针对上述问题,机器学习与酶工程深度融合是未来发展的重要趋势,从而加速高效PET降解酶的开发,突破生物降解技术的产业化瓶颈,推动绿色循环经济的高质量发展。

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。

聚集诱导发光分子合成金属-有机框架的发光应用研究

摘要:荧光材料因其优异的光学性能在生物成像、传感和光电器件等领域展现出巨大潜力.但传统荧光材料普遍存在高浓度或固态环境下的荧光猝灭问题,限制了其实际应用.聚集诱导发光(AIE)分子的出现为克服这一难题提供了新的解决方案. AIE分子在聚集态时荧光显著增强, 而金属有机框架(MOFs)以其高度有序且可调控的孔道结构为AIE分子的定向聚集提供了理想平台.本综述从AIE-MOFs的发光机制和合成策略出发,系统总结了AIE-MOFs发光材料在化学检测、生物传感、生物成像和白光发射等应用领域的最新研究进展,旨在为设计开发绿色、稳定且高效的新一代AIE-MOFs功能材料提供理论依据和发展思路.