机器学习赋能的水中全氟/多氟烷基物质去除技术

摘要：全氟和多氟烷基物质(PFAS)因其极高的化学稳定性和环境持久性, 在全球水体中广泛存在, 且对生态系统与人类健康构成潜在威胁. 传统去除技术依赖大量实验与参数调优, 面临效率低、成本高与适应性差等瓶颈.近年来, 基于人工智能的机器学习(ML)方法在环境科学领域快速发展, 展现出提升去除效率和优化处理过程的重要潜力. 本文综述了ML在吸附、膜分离、电化学及光催化等主流PFAS去除技术中的应用进展, 聚焦其在去除性能预测、工艺参数优化、材料筛选与合成、机制解析等方面的赋能作用. 在此基础上, 进一步剖析了当前ML方法在数据质量、模型泛化、环境适应性与毒性预测等方面面临的挑战. 最后提出通过高质量数据集、多模态模型和智能化部署等路径, 推动构建高效低碳的PFAS治理体系, 为未来研究与工程实践提供参考.

有机 2026年04月16日 1 点赞 0 评论 54 浏览

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 2025年12月04日 1 点赞 0 评论 187 浏览

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.

有机 2026年04月20日 1 点赞 0 评论 62 浏览

CO替代物参与羰基化反应研究进展

摘要：羰基化反应产物中的“羰基”官能团通常来源于气体一氧化碳(CO)或者其替代物. 气体CO作“羰源”虽然底物普适性广泛, 可实现工业化放大生产, 但其本身有毒且易燃; CO替代物的化学性质稳定且容易获得, 反应过程易于操作且分离后处理简单. 因此, 借助CO替代物实现羰基化转化, 为构建多种化学品提供了一系列强大且前景广阔的工具. 总结和讨论了使用CO替代物(二氧化碳、氯仿、羧酸及羧酸衍生物、羰基金属试剂、酰氯类化合物等)作为羰源合成高附加值化学品的最新进展, 展望了不同羰源在羰基化反应中的发展前景以及存在的难点, 以期为推动研制更多新型的CO替代物提供借鉴.

有机 2026年03月20日 1 点赞 0 评论 72 浏览

钒基催化剂协同控制氮氧化物和含氯有机物研究进展与展望

摘要：固废焚烧、金属冶炼等工业过程易同时排放氮氧化物(NOx)和含氯有机物(COCs). 基于选择性催化还原(selectivecatalytic reduction, SCR)脱硝协同控制COCs被认为是经济高效的技术选择之一, 已在环境催化领域引起广泛关注.目前, 钒基催化剂(V-W(Mo)/Ti)因其良好的SO2抗性, 已实现广泛工业化应用. 然而, 在实际应用过程中, 仍存在一些问题, 如NOx还原与COCs氧化反应温窗不匹配、复杂烟气环境导致催化剂中毒等. 为解决这些难题, 需要深入理解协同催化反应中NOx还原与COCs氧化的两种反应路径, 在催化剂上合理调控酸及氧化还原双核心位点, 并提升催化剂的抗中毒能力, 以获得高活性、高稳定性、抗中毒的协同反应催化剂. 本综述以商用钒基脱硝催化剂为对象, 系统梳理了NOx和COCs协同控制材料、过程与技术的研究进展, 总结了协同控制反应中多污染物相互作用机理, 汇总了钒基催化剂多效性能提升策略; 剖析了NOx和COCs协同控制反应的副产物生成路径, 探讨了水汽、SO2、重金属等烟气杂质对协同反应的影响机制, 以及多种烟气杂质共存时的共中毒与补偿效应, 旨在深入理解NOx和COCs的多污染物复合反应过程, 为提升钒基催化剂抗多杂质中毒性能提供科学基础.

有机 2025年12月05日 1 点赞 0 评论 135 浏览

MOF基材料CO2捕获-转化耦合应用研究进展

摘要：全球CO2排放量的持续增长仍然是21世纪面临的最紧迫的生态环境挑战之一. 金属-有机框架(metalorganicframeworks, MOF)材料因其框架易于调节、高比表面积和开放金属位点等物化特性, 广泛应用于CO2捕获-转化耦合(CO2 capture and conversion, CO2CC). 本文系统地综述了MOF及其复合材料在CO2捕获-转化耦合方面的研究进展, 重点探讨了MOF基材料的结构设计优化及其复合策略对CO2吸附和催化性能的影响, 并对该类研究所面临的挑战及未来发展趋势进行了总结与展望, 旨在为MOF基材料在CO2捕获-转化耦合领域的应用研究提供实例借鉴与理论指导.

有机 2026年04月21日 1 点赞 0 评论 57 浏览

废弃塑料的升级回收利用: 策略、现状与前景

摘要：废旧塑料的处理亟需高效且可行的解决方案, 以兼顾环保与资源的可持续利用. 过去二十年, 国家政策持续推动废弃塑料的规范化、清洁化和高值化发展, 严格限制落后产能, 并积极倡导废塑料的资源高效利用. 升级回收策略将低价值废塑料转化为高附加值产品, 对于有效利用碳资源、构建高效灵活的循环经济具有重要的意义. 本文基于开源数据, 介绍了塑料回收产业的现状与相关政策. 重点总结了废塑料高附加值利用的升级回收新技术. 总体而言, 政策、标准和物流体系亟需进一步成长和完善, 以弥补当前回收方法的经济短板; 升级回收技术虽然在适用性和扩展性方面展现了潜力, 但目前针对废塑料回收的研究仍存在空白, 且在能耗、效率等方面亟待优化.

有机 2025年12月06日 1 点赞 0 评论 189 浏览

有机电化学晶体管材料、器件及功能

摘要：有机电化学晶体管具有实现高灵敏度的传感及突破“冯·诺依曼瓶颈”实现低功耗的神经形态计算的潜力. 目前有限的活性层材料及低的器件性能严重制约着其进一步集成与应用, 器件性能的进一步提升亟需关键活性层材料的原始创新. 本文综述了本课题组近五年在有机电化学晶体管材料和器件方面的研究进展. 我们从材料源头创新出发, 致力于材料制备方法、材料结构、聚集态结构、离子电子耦合传输对材料光电性质的影响以及相关的基本规律和物理过程, 打破传统设计思路, 发展非金属聚合/偶联方法, 使用有效的多功能分子设计与结构调控策略制备新概念共轭高分子/寡聚物/小分子混合离子电子导体的有机电化学晶体管活性层材料; 开发有机电化学晶体管的关键技术, 实现若干集高性能、高稳定性、柔性于一体的有机电化学晶体管, 构筑面向柔性、可穿戴器件的传感及低功耗的有机突触晶体管, 对柔性生物电子学的发展具有积极的促进意义.

有机 2025年01月13日 1 点赞 0 评论 229 浏览

联合固氮40年: 从发现到应用

摘要：生物固氮作为将大气氮气转化为植物可利用铵的关键生物学过程, 目前仅由原核生物实现, 对减少化学氮肥依赖、保障粮食安全和改善生态环境至关重要; 尽管根瘤-豆科共生体系效率最高, 但水稻、小麦、玉米等主粮作物无法建立此类共生关系, 而联合固氮菌可定殖禾本科及果蔬作物根表、维管束或内生组织, 通过固氮、分泌植物激素、合成抗菌物质及增强宿主抗逆性形成多维促生机制. 中国农业大学生物学院微生物系四十年来在联合固氮领域构建了覆盖“资源发掘-机制解析-合成生物学改造-田间应用”的全链条技术体系: 分离获得2000多株固氮菌, 建立国内外最大的种质资源库并命名15个固氮新种; 解析固氮类芽孢杆菌中丙氨酸脱氢酶介导的氮代谢-固氮协同通路, 突破高铵抑制固氮的瓶颈; 在合成生物学领域实现突破——酵母体系(15个固氮基因共表达)中成功组装大小正确的NifDK四聚体及活性的NifH蛋白, 水稻体系(13个固氮基因共表达)中实现NifDK四聚体组装并创制抗降解NifH突变体; 开发的固氮菌剂在减氮15%条件下显著提升小麦/玉米产量7.64%~23.20%. 这些系统性成果为谷类作物生物固氮技术开发奠定理论和技术双重基础, 标志着我国在农业微生物领域已构建起具有自主知识产权的完整创新链.

有机 2025年12月09日 1 点赞 0 评论 148 浏览

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。

有机 2024年05月16日 1 点赞 0 评论 230 浏览