含碱土金属-金属键配合物的研究进展

摘要:化学键的断裂和形成过程是化学领域中最重要的研究内容. 作为化学键的重要分支之一, 开展金属-金属键的研究对于人们深入理解物质的结构、成键特点以及催化转化本质等方面具有重要意义. 目前, 金属-金属键的研究主要集中在d 区、p 区以及f 区金属, s 区碱土金属因其电负性低、易失去外层电子而不易形成金属-金属键, 因此构建含碱土金属-金属键的配合物具有挑战. 结合该领域当前所取得的研究成果, 并根据成键元素的不同, 对已报道的含碱土金属-金属键配合物实例进行分类综述, 着重阐述其合成方法、结构以及碱土金属-金属键的性质. 最后, 对该研究领域的发展趋势和应用前景进行了展望.

共价有机框架型锂单离子固态电解质研究进展

摘要:锂单离子型固态电解质的锂离子迁移数接近1,可减少阴离子在电极材料上的极化浓差和副反应的发生,在提升电池的循环性能和使用寿命上展现出极大潜力。共价有机框架(COF)具有有序孔道和良好的结构设计性,这使其成为固态电解质领域的研究热点。然而,目前已报道的COF 型锂单离子固态电解质材料面临室温下锂离子传导率低、阴离子中心电荷离域程度低、锂离子解离难等挑战,实际应用与推广严重受限。本文综述了近年COF 型锂单离子固态电解质的相关研究进展,探讨了阴离子中心的种类对锂离子传导率和锂离子迁移数的影响,归纳并总结了材料结构性能之间的构效关系,并对COF 型锂单离子固态电解质材料的未来发展趋势和挑战应对策略进行分析和展望,以期为高性能固态锂离子电池的发展提供一定参考。

金纳米颗粒@金属有机框架复合物纳米酶及其生物传感和抗肿瘤应用研究进展

摘要:基于金属有机框架(MOFs) 材料的纳米酶是一种非天然酶,具有可调的孔隙率、极高的比表面积、易修饰的表面及模拟酶的催化性能等特点。而金纳米颗粒(AuNPs) 修饰的MOFs (AuNPs@MOFs) 复合物亦是MOFs 基质纳米酶的重要种类之一,且AuNPs 具有局部表面等离子体共振效应,可扩展AuNPs@MOFs 复合物纳米酶的表面增强拉曼散射(SERS) 特性并提升SERS 信号强度,因此,AuNPs@MOFs 复合物纳米酶近年来引起了研究者的重点关注。本综述主要概述了AuNPs@MOFs 复合物纳米酶的合成制备方法,探讨了它们的3 种类酶(类过氧化物酶、类氧化酶和类过氧化氢酶) 的催化活性机制,介绍了目前这种复合物纳米酶在生物传感和抗肿瘤应用领域的研究进展,还进一步展望了AuNPs@MOFs 复合物纳米酶的未来发展趋势。

基于MOFid赋能下的AI大数据挖掘高性能化学战剂吸附材料

摘要:为高效捕获对人类健康与环境构成严重威胁的低浓度化学战剂及模拟物, 本研究依托AI 大数据驱动的高通量计算筛选策略, 针对数万种金属有机框架(Metal-organic Framework, MOF)吸附材料数据库进行系统分析, 精准评估低浓度化学战剂在空气中的捕获性能. 引入选择性与吸附容量的权衡值(TSN)作为综合指标, 结合六种算法(决策树、随机森林、梯度提升回归树、极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting, XGB)、反向传播神经网络和轻梯度提升机)构建预测模型, 结果表明XGB 算法的预测效果最佳(R2 可达0.923). 随后, 将XGB 算法与MOFid 标准化标识符相结合, 采用大数据筛选挖掘方法对TOP1%高性能MOFs 进行结构共性解析, 发现开放过渡金属位点与刚性有机配体的协同作用有助于增强化学战剂的吸附亲和力; 同时, 特定拓扑的高出现频率证明了可通过形成有效的孔隙结构来增益吸附作用.本研究通过MOFid 赋能下的AI 大数据挖掘技术为优化MOF 吸附性能和筛选高效材料提供了关键指导, 助力空气中痕量化学战剂的高效捕获.

有机硅对环氧树脂涂层的改性研究与应用进展

摘要:环氧树脂涂层因其良好的附着力和优异的机械性能而广泛应用于材料表面防护领域。有机硅改性环氧树脂涂层可以在保留环氧树脂本身性能的同时,提高其韧性、疏水性、耐腐蚀性以及减摩抗磨等性能。本文首先从聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂、硅烷偶联剂改性环氧树脂以及多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)改性环氧树脂等方面综述了不同种类有机硅化学改性环氧树脂的已有研究情况,再结合环氧树脂纳米复合涂层的广泛应用,归纳总结了有机硅与纳米颗粒协同改性环氧树脂涂层在超疏水、防腐蚀以及减摩抗磨方面的最新研究进展及应用,深入探讨了有机硅在环氧树脂复合涂层中的作用机理。指出有机硅改性环氧树脂涂层的研究应聚焦在有机硅与纳米颗粒的协同作用以及多功能涂层的性能调控上。

基于多尺度图像特征融合的有机涂层寿命预测研究

摘要:以环氧有机耐磨涂层为研究对象,通过扫描电子显微镜、金相显微镜、激光共聚焦等方法多尺度采集有机涂层的微观形貌,利用基于深度学习的图像识别技术提取图像中的量化参数数据,搭建有机涂层缺陷参数随服役时间的动态演化关系网络以及有机涂层的寿命预测网络模型。结果表明,搭建的演化关系曲线模型以及网络预测模型可较为准确实现对有机涂层的寿命预测研究。

生物质热解油酚醛树脂制备与应用研究进展

摘要:生物质热解油酚醛树脂作为一种绿色环保的新型材料,因原料来源广泛、成本低廉且性能优异而在胶粘剂、复合材料、泡沫塑料等领域展现出广阔的应用前景。本文系统总结了生物质热解油的化学成分与理化性质,分析了热解油酚醛树脂的合成原理。研究表明,热解油中酚类和醛类物质的活性较高,替代率可达20wt%~75wt%,显著降低了树脂的生产成本。此外,通过优化合成工艺(如催化剂选择、反应温度控制等),可进一步提升树脂的力学性能、耐热性和环保性。在应用方面,热解油酚醛树脂已成功应用于木竹材胶粘剂、纤维增强复合材料、泡沫塑料等领域,并表现出良好的性能。未来,随着“双碳”战略的推进,热解油酚醛树脂的规模化生产和多功能化改性将成为研究重点,为其在更广泛领域的应用提供支持。

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。

基于新型有机多孔聚合物的智能响应膜研究进展

摘要: 膜分离技术因其高效与环境友好的特性,在多个领域得到了广泛应用。然而,传统膜在复杂环境中的适应性有限,难以满足不断提升的分离需求。智能响应膜能够响应光、温度、pH、电场等外界刺激,实现膜结构与性能的动态调控,展现出应对多变应用需求的优势。随着共价有机框架、金属有机框架和共轭微孔聚合物等新型有机多孔聚合物的发展,智能响应膜的设计和优化迎来了新的机遇。该综述总结了新型有机多孔聚合物智能响应膜的研究进展,分析了不同外界刺激对膜结构和性能的调控,梳理了制膜方法及响应基团的引入策略,并探讨了未来的发展方向与挑战。

金属有机骨架膜应用于海水提铀研究进展

摘要: 海洋中约有45亿吨铀,能够满足全球核工业生产千年以上的可持续生产需求,因此海水提铀被认为是改变世界的化学分离技术之一;膜分离因效率高、能耗低、无污染等特点,被广泛用于海水提铀。金属有机骨架(MOF)由于其可变的孔道结构、丰富的活性位点、化学修饰多样性,作为膜材料在海水提铀应用领域前景广阔。综述了将膜分离技术应用于海水提铀的最新研究进展与未来发展方向,系统总结了采用MOF膜实现海水提铀的分离机理与面临的挑战。