烯烃基自修复聚合物材料研究进展

摘要:烯烃基聚合物材料性能优异并且应用广泛,但是材料在服役过程中不可避免会出现微小裂缝等缺陷,缺陷的进一步扩展会导致材料性能衰减甚至报废,严重的可能引发安全事故。烯烃基自修复聚合物材料可以在损伤出现的早期完成微小裂缝的修复,避免缺陷扩张,对提高材料服役安全性、延长材料寿命、减少资源浪费、避免材料废弃后的环境污染等方面具有重要意义。本文综述了国内外烯烃基自修复聚合物材料的研究进展,以烯烃基聚合物材料自修复的不同机理为主线,将烯烃基自修复聚合物材料分成了化学法烯烃基自修复聚合物材料和物理法烯烃基自修复聚合物材料,其中化学法主要包括可逆硼氧键、Diels-Alder 可逆反应、热解自由基、配位作用、氢键等动态可逆共价键或非共价键作用;物理法主要包括微相分离结构、范德华力、偶极相互作用、主客体相互作用、亲疏水性相互作用等非共价键作用。重点介绍了材料的制备方法、自修复机理和自修复性能。指出了现有技术的不足,对烯烃基自修复聚合物材料的发展进行了展望,提出未来的发展动向和研发重点。

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.

水相中的自由基反应研究进展

摘要:自由基在化学反应中具有高反应活性和独特的选择性等特点, 是构建复杂分子骨架的重要反应中间体. 然而,传统的自由基反应严重依赖有毒、易挥发、易燃的有机溶剂, 而水作为一种无毒、不可燃、廉价易得且对环境友好的绿色溶剂, 发展以水为溶剂的自由基反应, 为突破传统自由基反应的局限性提供了很好的解决方案, 是当前绿色化学领域的一个前沿焦点. 本文主要总结了2020~2025 年间以水为溶剂的自由基反应研究进展, 按照水相中的不同反应类型进行分类介绍, 主要有以下几类: (1) C—H/C—C 键氧化反应, (2)偶联反应, (3)烯烃/炔烃自由基加成反应, (4)其他类型反应.

挥发性有机物处理技术研究进展

摘要:随着工业生产的发展,挥发性有机物的排放量及污染物成分持续增加,针对治理成分复杂、对人体危害极大的挥发性有机物,相继涌现出多种处理工艺。介绍了典型的挥发性有机物的特点,对比了物理、化学、生物3类处理工艺,对其中的吸附法、等离子体法、生物滴滤法等处理技术进行了综述。通过分析当前挥发性有机物的成分及处理技术,提出了未来挥发性有机物处理方法的改进方向和趋势。

有机分子晶体结构预测方法及应用进展: 传统技术与机器学习的结合

摘要:晶体结构预测(crystal structure prediction, CSP)技术能够仅依赖分子式预测材料的晶体结构, 其在识别稳定结构和探索多晶型方面展现出独特的优势, 已成为材料科学、药物学等领域不可或缺的工具. 自20世纪末以来, CSP方法经历了从初期侧重技术实现的探索, 到逐步实现高通量精确计算的阶段, 并发展为一种能够全面探索高维势能面、精确排序分子晶体能量的综合性算法. 本文综述了有机分子CSP的主要方法及策略, 同时介绍了机器学习等新技术在CSP领域的引入和应用情况, 并讨论了这些技术展现出的巨大潜力. 本文旨在为读者提供全面、系统的CSP技术进展回顾, 探讨当前的应用现状与挑战, 并展望机器学习为该领域带来的新机遇, 促进CSP技术在多领域的深入应用和跨学科融合.

冷冻法水处理技术研究及应用进展

摘要:冷冻法作为一种绿色低能耗的水处理技术,近年来在高盐有机废水处理和资源化回收领域受到广泛关注。系统梳理了冷冻法的物理分离与化学加速机制,归纳了渐进式冷冻(PFC)与悬浮式冷冻(SFC)等主流技术的发展现状,阐明了外场辅助冷冻技术的最新进展。在此基础上,深入剖析了冷冻加速化学反应在重金属毒性削减及有机污染物去除中的效率和机理。最后,分析了冷冻法在工业废水处理、海水淡化与污泥处理中的工程应用潜力。在“双碳”目标背景下,未来应重点推进低碳制冷系统的研发,探索绿色、智能化冷冻技术,以实现工业废水的高效净化与资源化利用。

有机半导体光催化析氢反应研究进展 

摘要:使用半导体材料进行太阳能制氢是使用化石燃料制氢的替代方案。有机光催化剂由地球上大量存在的C、H 和O 等元素组成,因其通过分子工程可以调节电子性质,相比于无机催化剂更具有优势。然而,目前对其光催化氧化还原过程的关键性质的理解尚不完全,阻碍了向成本更低更具有竞争技术的进一步发展。综述了有机半导体光催化进展及机理的研究。从描述有机半导体的原理开始,概述了有机光催化剂析氢反应的研究现状,分析了光激发后的激子行为,并提出了提高有机半导体光催化制氢效率的策略,最后总结了共轭超分子和聚合物有机光催化剂的研究进展,并对光催化剂的发展提出了期待和展望。

高性能多孔有机聚合物绿色制备与加工

摘要:多孔有机聚合物材料(POPs)具有化学稳定性好、比表面积高以及易功能化修饰等特点,在气体吸附与分离和绿色催化等领域展现出巨大的应用前景. 目前,大多数POPs 制备采用有机溶剂热法,过程繁琐复杂、条件苛刻,其产品往往为不溶解不熔融的粉末,难以加工成型,限制了其进一步发展和实际应用. 本综述从功能导向的POPs 分子设计和调控出发,系统阐释绿色制备与加工成型的核心原则,重点介绍了当前POPs 绿色制备与加工的研究进展,并探讨了POPs 绿色制备与加工的未来发展方向及重点.

自由基硒磺酰化研究进展

摘要:硒磺酰化已成为同时构建C—Se 和C—S 键最为快速和实用的方法之一, 该转化制备的硒代砜类化合物不仅在药物研发、天然产物结构单元修饰及功能材料中占据重要地位, 而且能作为通用的合成中间体实现进一步转化. 自由基硒磺酰化具有反应活性高、条件温和及官能团耐受性优良等特点, 近二十年来取得了蓬勃发展. 从磺酰化试剂的种类出发, 将该领域细分为来源于硒磺酸酯、磺酰肼、亚磺酸钠/亚磺酸、芳基重氮盐与1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷-1,4-二鎓-1,4-二亚磺酸(DABSO)结合、环丁酮肟酯与DABSO 结合以及炔烃与DABSO 结合, 简要论述了近年来自由基硒磺酰化反应的研究进展.

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。