高级氧化技术中活性氧物种的调控策略与机制

摘要:新污染物风险防范得到前所未有的重视, 其治理成为“十四五”生态环境保护工作重点. 高级氧化技术(AOPs)已被证实可通过产生氧化电势较高的活性氧物种(ROS)降解多种新污染物. 现阶段AOPs去除新污染物的研究较多关注如何调节催化剂的性能, 进而提高有机污染物的降解效率. 然而, 本课题组前期研究发现有机污染物的分子结构对污染物的降解效果和降解中起主导作用的ROS的影响. 因此基于实际废水中污染物的分子结构表征结果有目的性地大量产生某种ROS, 有望显著降低工程试错成本、提高药剂和活性物种的利用效率. 本文基于作者前期的研究成果, 梳理了现阶段高级氧化体系中自由基、单线态氧和高价金属的调控方法及机制, 并对目前在AOPs领域中关于活性物种选择性生成的研究提出了建议与展望, 以期为实现新污染物的精确氧化提供参考.

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.

手性膦催化的氮杂环合成研究进展

摘要:手性氮杂环是一类重要的有机分子, 这类骨架广泛存在于药物、农药以及许多具有生物活性的天然产物分子中, 手性含氮杂环的合成是有机合成化学中的重要研究领域, 有机催化反应是合成氮杂环的重要方法, 在这些方法中, 手 性有机膦催化的氮杂环的合成被证明是一个实用且强大的方法. 对近年来手性膦催化的氮杂环的合成反应进行了综 述, 并对该领域的发展方向进行了展望。

非贵金属基催化剂用于催化降解有机污染物的研究进展

摘要:碳达峰、碳中和是一场极其广泛的绿色革命,可以推动经济社会高质量发展,对实现全球绿色转型具有重大意义。当前,随着环境问题的日益加剧,工业废水产生了大量有毒的有机化合物,将这些物质释放到水生环境中会对人类健康造成极大的威胁,因此,对有机污染物的合理处理变得尤为重要,制备具有高催化效率、高循环稳定性、低成本和绿色环保的非贵金属催化剂可以促进绿色可持续发展。阐述了非贵金属基催化剂的研究进展,包括最常用的单/双金属、单/双金属氧化物、层状双金属氢氧化物以及金属基复合催化剂,可以将有机污染物通过绿色环保的方法降解为无毒、无害的物质,符合可持续发展理念。对提高催化降解效果的关键影响因素进行了分析和总结,并对未来研发更加多样化的降解污染物的催化剂指出了方向。

导热环氧树脂基底部填充材料的研究进展

【摘 要】底部填充胶(Underfill)作为一种重要的集成电路封装电子胶粘剂,在先进封装如2.5D、3D封装 中,用于缓解芯片封装中不同材料之间热膨胀系数不匹配带来的应力集中问题,进而提高器件封装可靠性。 在各种底部填充材料中,环氧树脂基底部填充胶是最常用的,也是商业化最成熟的产品。然而,广泛使用的毛 细管环氧基底部填充胶材料的导热系数较低,无法满足功率密度更高的下一代先进封装芯片不断增长的散热 要求。