MOF玻璃基气体分离膜的研究进展

摘要:近年来,由金属-有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)材料熔融-淬火得到的MOF玻璃引起了众多研究学者的关注。经过熔融-淬火处理,MOF晶体由长程有序的晶态转变为短程有序、长程无序的非晶玻璃态。在这一转化过程中,MOF玻璃有效地消除了非选择性的晶界,确保了材料的均匀性和一致性。MOF玻璃优异的可加工性和成型性,使其能够方便地制备成各种形状和尺寸的膜材料。MOF玻璃永久且可进入的孔结构,赋予其选择性吸附不同类型气体的能力。基于此,MOF玻璃有望成为高性能分离膜的候选材料,推动相关研究和应用的不断发展。本文综述了用于气体分离的MOF玻璃膜的熔融机理、分类和最新研究进展。此外,还讨论了膜生产过程中面临的挑战,并提出了未来可能的研究方向。

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.

煤系针状焦的制备技术、成焦机理与产业发展现状综述

摘要:煤系针状焦作为高功率与超高功率石墨电极及高端碳材料的重要原料,在我国“富煤、贫油、少气”的资源格局下具有显著的战略意义。本文系统综述了煤系针状焦的发展历程与国内外产业现状,重点总结了以煤焦油沥青为原料的主要制备工艺路线,包括延迟焦化、变温热聚及焦化-煅烧一体化等技术,并对不同工艺的特点及工业化成熟度进行了比较分析。在此基础上,围绕中间相炭微球的成核、生长与融并过程,评述了传统理论、微域构筑理论及球形单位构筑理论等典型成焦机理模型,阐明了工艺参数对针状结构形成与各向异性发展的关键作用。同时,归纳了煤系针状焦的主要性能指标及其在石墨电极和锂离子电池负极材料中的应用现状。最后,针对当前煤系针状焦在原料净化、过程稳定性及产品一致性等方面面临的技术瓶颈,展望了未来在原料分子结构调控、工艺优化及高质量规模化制备方面的发展方向。

热电金属有机框架和共价有机框架材料的研究进展

摘要:【目的】总结MOFs、 COFs在热电应用方面的研究成果,探讨MOFs、 COFs改性和热电性能优化方法,有助于金属有机框架(metal-organic frameworks,MOFs)、共价有机框架(covalent organic frameworks,COFs)及其复合材料的热电性能的研究。【研究现状】优化材料热电性能的主要方法,一是通过调控金属离子和配体官能团的类型、引入具有氧化还原活性或本质导电性的客体分子,优化MOFs材料的塞贝克系数和电导率,并通过增加散射中心来减小热导率;二是通过调整共价键和连接分子创建不同的电子特性以及化学掺杂,形成电荷转移复合材料,从而改善COFs的导电性能。【结论与展望】优化决定材料热电性能的热电优值的基本方法是在塞贝克系数、 电导率和热导率3个参数之间进行权衡,增大塞贝克系数通常能够提升热电优值,但可能会导致电导率减小,而增大电导率则可能使得塞贝克系数减小或热导率增大。提出未来的研究须针对MOFs电子与声子输运机制进行计算与分析,为金属离子和有机连接体的合理选择提供依据;且将理论研究与实验设计相结合,通过精确的分子设计制备周期性长、缺陷少、 取向好的COFs,促进质量输运和电荷转移,从而不断提高COFs的热电性能;研发应基于MOFs和COFs的柔性热电器件并实现在热电领域广泛应用。

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.

MOFs膜的制备技术与应用进展

摘要:金属有机骨架(MOFs)材料是一类新型的有机-无机杂化材料,具有高可调性、性能稳定的优良特性。为深入了解 MOFs膜在气体吸附、储存、药物递送和生化物质分离等生物医学及生物催化领域的应用情况,综合运用文献研究法、实例列举法和归纳总结法等方法对现有研究成果进行分析和梳理。研究发现:MOFs膜是一种较为优良的载体形式,具有分离便捷、制备简单、设计可控性好等优点;MOFs膜材料在气体分离、储存、吸附以及酶的固定化领域有着重要的应用,具备良好的应用前景,但也存在合成成本高、性能评估困难等难题。

高性能双组分有机硅灌封胶的研究进展

摘要:随着工业技术的发展,对封装材料如高性能双组分有机硅灌封胶的需求日益增长,尤其是在航空航天、电子电气及汽车工业中,其优异的电气绝缘性、热稳定性及化学惰性使得它成为研究热点。本文综述了高性能双组分有机硅灌封胶的制备方法、固化机制与性能表征,重点对比了国内外在该领域的最新进展。通过对近年来发表的文献的系统分析和整理,揭示了目前双组分灌封胶性能提升的关键因素及影响机制,为制备高性能的此类材料提供了趋势借鉴。本文发现,通过纳米填料的加入和交联密度的优化,可显著增强灌封胶的综合性能。综合考虑性能与成本后,本文提出了灌封胶未来研究的方向和潜在的应用前景,为相关领域的学术研究与工业应用提供有益的参考。

共价有机框架材料在电催化CO2还原中的应用

摘要:二氧化碳的大量排放加剧全球变暖。因此,开发二氧化碳转化技术迫在眉睫。各种转化技术中,电催化还原二氧化碳可以高效且持续转换二氧化碳。然而,电催化还原二氧化碳通常需要克服更高的活化能垒。传统电催化剂如金属、金属二硫化物、过渡金属氧化物和无金属2D材料(g-C3N4)在均相体系中易失活、电子转移效率低、二氧化碳吸附和活化能力较弱、反应动力学较慢、产物选择性较差。共价有机框架材料(COFs)是一类通过共价键连接而成的新兴多孔有机聚合物。层间的有序堆积和π-π相互作用促进载流子的运输。高比表面积和适当的孔径使二氧化碳吸附,产生更多的活性位点。这些特性使COFs成为电化学还原二氧化碳的理想材料。本文首先总结基于拓扑结构的二维和三维共价有机框架的合成和结构多样性。其次,简要介绍二维和三维共价有机框架在电化学还原二氧化碳领域的发展。最后,讨论COFs在电化学还原二氧化碳方面的潜在发展前景。

高效聚集诱导发光光敏剂的合成策略

摘要:聚集诱导发光(AIE)光敏剂即便处于高分子化或聚集态, 仍能维持强荧光特性且高效产生活性氧(ROS), 已成为新一代光动力治疗(PDT)候选材料. 围绕近年研究领域中分子电子结构与分子运动调控策略的相关进展, 重点梳理了构建供体-受体(D-A)框架的合成策略(如Suzuki-Miyaura 偶联、Stille 偶联、Buchwald-Hartwig 偶联、Sonogashira 偶联、Knoevenagel 缩合), 调控π 共轭骨架的合成策略(如Heck 反应、Vilsmeier-Haac 反应), 增强自旋轨道耦合(SOC)的合成策略(如Menshutkin 反应、点击反应、金属配位反应), 以及分子运动限制策略(聚合物封装和纳米颗粒负载). 通过多维分子设计与材料工程协同, AIE光敏剂已在近红外成像与深部PDT疗效方面取得了显著进展. 展望未来, 可以借助机器学习辅助的分子筛选和多模态递送平台, 加速AIE 光敏剂向临床深部实体瘤精准光疗的转化.

深海静水压力下有机涂层失效机制与防腐策略研究进展

摘要:有机涂层是保障深海装备服役安全的经济可行性方案,然而当前针对深海环境的防护涂层技术匮乏,限制了我国深海资源的高效开发与利用。本研究从深海环境特点、涂层评价方法、腐蚀失效机制和腐蚀防护策略等4方面系统总结了深海涂层技术现状,进一步阐明了静水压力在涂层破坏过程中的主导机制,提出了“涂层改性”和“界面增强”的深海涂层设计策略,建议未来应瞄准“梯级目标导向、智能化立体防护、环境友好的延寿策略”等方向,以突破深海防腐涂层技术瓶颈。