溴提取技术的现状与挑战

摘要:溴作为一种关键战略资源被广泛应用于阻燃材料、有机合成、油田开发、医药制剂及精细化工等领域。然而我国溴资源自给率长期不足,亟须开发新型溴资源及构建高效提溴技术体系。本文立足工业提溴技术发展趋势,深入剖析以空气吹出法和水蒸气蒸馏法为代表的传统工艺的流程特征、能效瓶颈及近年来的技术改良路径;重点聚焦电化学氧化、气态膜分离、功能化吸附及选择性萃取法等前沿技术,从分子作用机制、多相传质等角度,全面评述其作用原理、技术优势、处理效能及规模化应用的核心限制因素,明确面向低品位溴资源提取利用中干扰杂质净化、关键材料开发、多技术深度耦合工艺开发等关键突破方向,为实现溴资源战略安全和产业化转型提供了理论指导和技术支撑。

类胶原蛋白多肽:从结构设计到性质调控

摘要:胶原蛋白具有独特的三螺旋结构,是哺乳生物体内重要的结构和功能性蛋白. 类胶原多肽(CMPs)可模拟天然胶原蛋白结构和功能,具有结构明确、易于调控等优点,可通过固相合成或基因工程制备. 本文综述了CMPs 研究进展,重点探讨其结构设计、性质调控及应用潜力;深入分析序列结构对CMPs稳定性的影响;介绍了在CMPs结构设计中,基于GPO序列衍生以及部分氨基酸替换等策略. 最后展望了类胶原蛋白聚氨基酸的发展前景,提出通过高分子聚合方法解决CMPs工业化量产难题.

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。

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。

光催化自由基介导的内酯合成研究进展

摘要:内酯是一类重要的化合物, 广泛存在于许多天然产物和药物分子中. 因为其独特的性质和广泛的应用, 有机化学家们对它的合成做了许多研究. 近年来, 光催化和自由基化学的快速发展为内酯的合成提供了许多新思路. 此综述将从分子内环化和分子间环加成反应两个方面, 对光介导的自由基历程合成内酯的工作进行梳理, 总结并归纳它们的机理和优势, 希望能为该领域提供新的研究视角.

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。

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.