有机电化学合成的研究进展

摘要:有机电化学合成已成为一种实用、环境友好的合成方法, 广泛应用于氧化、还原以及氧化还原中性反应. 通过精准调控电流或者电位可在温和反应条件下实现一些具有挑战性的化学转化. 然而, 有机电化学反应也存在电极钝化、反应类型受限以及反应活性和选择性不易调控等难题. 日益紧张的能源和环境问题使得电化学合成近年来备受关注. 该综述的主要对象为有机溶液体系中的电化学合成, 从直接电解和间接电解两方面阐述近年来为解决这些难题所取得的进展. 在直接电解方面主要是通过合理的有机电化学反应设计、改变电解模式及设备或者将电化学技术与其它的化学合成技术相融合, 解决电极钝化、反应类型受限等问题. 在间接电解方面主要是利用有机分子或者过渡金属作为分子电催化剂去调控电极和底物之间的电子转移以及反应选择性, 实现一些选择性可控的化学转化.

金属有机框架化合物合成策略及催化电解水研究进展

摘要:随着全球能源需求的增长和环境污染问题的日益严重, 开发高效、 可持续的能源转换技术成为当今科学研究的重要课题。在众多技术中,电解水作为一种将水分解为氢气和氧气的清洁能源技术, 因其高效、 环保的特性而受到广泛关注。金属有机框架化合物(MOFs)作为一类具有多样化结构和功能的新型材料, 在催化电解水领域展现出了巨大的潜力。本文介绍了MOFs的合成策略, 包括传统和创新方法, 并重点讨论了MOFs在催化电解水, 尤其是析氢反应(HER)和析氧反应(OER)中的应用。通过对最新研究成果的分析, 揭示了通过结构设计和功能化改性提升MOFs催化性能的策略, 并指出了目前面临的挑战和未来的研究方向, 突出了MOFs在解决全球能源问题中的应用前景和潜力。

可见光催化有机硅的合成研究进展

摘要:硅杂化合物广泛存在于药物分子和具有特殊用途的功能材料中. 与其同主族的全碳母体化合物相比, 通常硅元素的存在赋予了相应的硅杂化合物特殊的生物活性和独特的物理化学性能. 概述了近年来可见光催化有机硅的合成方法和策略, 并对其反应机理和局限性予以分析和讨论.

高强度、高透明的生物基水性聚氨酯的结构设计与性能

摘要:聚氨酯涂料被广泛用作各种基材的保护层和装饰层. 然而,大量使用溶剂型涂料会造成环境污染. 水性聚氨酯涂料具有低毒性和低挥发性有机物排放的特点,是一种环保型涂料,但制造水性聚氨酯的主要原材料来自不可持续的石油资源. 本研究利用生物基聚三亚甲基醚二醇(PO3G)通过预聚体法合成了一系列生物基含量在60%左右的生物基水性聚氨酯(WPU),对WPU的结构和性能进行了系统表征. 结果表明,随着亲水扩链剂含量的提高,乳液的粒径和样品的断裂伸长率降低,乳液的Zeta 电位绝对值和黏度,胶膜微相分离程度,拉伸强度和杨氏模量提高,其中WPU-7样品的拉伸强度和杨氏模量分别达到55.2和77.1 MPa,韧性为97.18 MJ·m-3,所有样品在可见光波长范围内透光率均超过89%,此材料有望应用于显微镜镜片等领域的保护和装饰. 这项研究为设计具有优异性能的生物基WPU提供了新思路,从而减少对石化资源的依赖.

挥发性有机物催化氧化催化剂的性能及工业应用

摘要:评价了中国石油石油化工研究院研发的挥发性有机物催化氧化催化剂的性能,并在某石化公司污水处理厂考察了其工业应用情况。结果表明:自研催化剂活性组分涂层脱落率仅为0.19%;在反应温度低于200℃时,自研催化剂的C6H6转化率为50%和90%时的反应温度分别为155,176℃,高于进口催化剂的;在反应温度为252~451℃,体积空速为9000~13000h-1,催化氧化装置进口废气中非甲烷总烃(NMHC)质量浓度为27~1300mg/m3,C6H6质量浓度为10~1000mg/m3的条件下,在100d长周期工业运行过程中,NMHC去除率稳定在97%以上,C6H6去除率稳定在99%以上。

基于金属有机框架材料电容去离子技术淡化海水的研究进展

摘要:电容去离子技术(CDI)是一种近年来新兴的用于去除溶解在盐溶液中带电离子的脱盐方法,因其具有环境友好、工艺简单、低能耗、低成本等优势而受到越来越多的关注.CDI的电极材料是该技术的核心.金属有机框架材料(MOFs)是一种具有较大比表面积、结构多样、孔径可调节等优点的新型CDI电极材料.首先简要介绍了CDI和MOFs,随后综述了基于MOFs材料CDI淡化海水的研究进展,主要围绕MOFs衍生碳材料及改性、杂原子掺杂MOFs衍生碳材料、MOFs衍生碳的复合材料和MOFs的复合材料四部分展开,最后提出了目前存在的一些不足,并对今后发展方向进行了展望.

纳米铝溶胶杂化有机硅耐火阻燃涂层的制备及性能

摘 要:本研究以纳米铝溶胶为无机组分(ALS),甲基三乙氧基硅烷(MTES)和苯基三乙氧基硅烷(PhTES)为有机前驱体,通过溶胶-凝胶法制备了纳米铝溶胶杂化甲基三乙氧基硅烷(ALS/MTES)、纳米铝溶胶杂化苯基三乙氧基硅烷(ALS/PhTES)和纳米铝溶胶杂化甲基三乙氧基硅烷及苯基三乙氧基硅烷(ALS/MTES/PhTES)3 种有机/无机杂化耐火阻燃涂层。对涂层的柔韧性测试表明,含苯基硅烷的ALS/PhTES 和ALS/MTES/PhTES 涂层的柔韧性优于ALS/MTES 涂层,说明PhTES 的引入可提升涂层柔韧性。对涂层热稳定性测试表明,ALS/MTES/PhTES 涂层的Tg 最高,为205.78 ℃,900 ℃时剩余质量占比为72.57%,说明PhTES 的加入可提高涂层热稳定性。SEM 像显示,涂层表面均匀致密且无明显相界面。另外,涂层烧蚀前后的XRD 测试表明,涂层耐火阻燃机理归因于涂层烧蚀时有机硅侧链基团分解生成CO2 和H2O,以及铝溶胶分解生成γ-Al2O3 和H2O,从而阻止涂层的燃烧。

数据驱动的有机分子理化性质预测

摘要:分子的理化性质对于化学行为具有决定性影响, 其精确高效预测是化学和材料科学领域研究的长期热点之一. 随着理化性质数据的积累和分子人工智能(AI)建模方法的进步, 数据驱动的分子理化性质预测迎来了跨越式发展, 在精度、广度、效率上取得了一系列突破. 在有机分子理化性质的AI预测方面, 本文介绍了相关数据库的发展, 围绕光谱性质、轨道能量、酸度系数(pKa)、键解离能(BDE)、亲核性参数等代表性场景探讨了机器学习预测的相关进展, 并对该领域的现状进行了总结与展望.

聚酰亚胺类聚合物合成及其在涂层中应用研究进展

摘要:随着科技的发展,涂层领域对高性能聚合物的兴趣和需求增加。聚酰亚胺类聚合物作为高分子金字塔顶端的材料,理应在涂层领域发挥作用。聚酰亚胺类高分子涂层由于其结构的特殊性,常常用作热防护层、防水耐湿层、耐辐射层等隔离层,在航空航天、电子、机械制造以及建筑等行业具有广泛的应用。本文介绍了聚酰亚胺类聚合物(PI,PAI,PEI)的合成方法,着重阐述了高性能聚合物(PI,PAI,PEI)近几年在涂层方面的研究与发展,最后对聚酰亚胺类高性能涂层材料现阶段面临的问题与挑战以及未来的发展方向提出了看法。

环境友好型有机热电和薄膜晶体管材料的研究进展

摘要:有机半导体是新一代光电材料的重要体系, 在柔性显示、发电和传感等领域具有广阔的应用前景。现有可溶有机半导体大多使用含氯溶剂, 对人体健康和生态环境造成危害。伴随着光电子产业向环境友好方向发展,可绿色溶剂加工的有机半导体受到广泛关注并取得快速发展。本文从有机半导体的分子设计、溶剂选择、加工方法等方面综述了可绿色溶剂加工的有机半导体研究进展, 重点介绍分子设计策略和相关材料在有机薄膜晶体管和有机热电器件中的应用, 最后总结了环境友好型的有机半导体面临的挑战与机遇。