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稀土金屬的新應用：從氮氣直接合成含氮有機物
目前幾乎所有人工合成的含氮有機化合物都需要經過工業合成氨（NH3）。而傳統的工業合成氨過程 (Haber-Bosch Process)條件極其苛刻。據推算年耗能占全球能耗的2%左右，需消耗約25%的化石資源，并且產生大量溫室氣體。因此，將氮氣直接、高效、溫和地轉化為含氮有機化合物，而不經過NH3, 是解決以上問題的重要途徑之一。但迄今相關文獻報道很少, 催化反應體系還沒有實現（見中文綜述：從氮氣直接合成含氮有機化合物。該研究實現了由稀土金屬鈧（Sc）促進的，直接由氮氣、MeOTf和親電試劑等有機底物反應高效合成肼衍生物的過程。他們分離和表征了(N2)2?-, (N2)3?-和(N2Me2)2?-Sc中間體，并發現CO能有效插入(N2Me2)2?-Sc中間體的Sc?N鍵中，實現了N2與CO的高效偶聯（Scandium-Promoted Direct Conversion of Dinitrogen into Hydrazine Derivatives via N?C Bond Formation. Ze-Jie Lv, Zhe Huang, Wen-Xiong Zhang,* and Zhenfeng Xi,* J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 8773?8777）。
北京大學
2021-04-11
城市污水序批式活性污泥法高效脫氮與優化調控技術
北京工業大學
2021-04-14
耐高溫腈基聚合物的分子構建與先進功能材料
該成果通過分子設計構建了一系列芳腈基聚合物，發明了熒光性、磁性、導電/介電性的芳腈基聚合物與先進功能材料，獲得了中國發明專利25項。突破了合成控制、產品純化、環保處理與規模裝備等關鍵技術，形成了1000噸級聚芳醚腈產業化合成成果及其系列先進復合材料、薄膜、纖維應用技術；獲得了500噸級的鄰苯二甲腈樹脂合成裝備及耐高溫先進復合材料應用技術。取得的大部分發明成果近三年共產生經濟效益超過10億元，取代了部分相關產品的進口。 左圖：芳腈基聚合物，復合材料及加工型材的實物照片 右圖：芳腈基聚合物材料的工業化生產裝置圖
電子科技大學
2021-04-10
聚合物絮凝劑和螯合樹脂去除水中重金屬
項目簡介： 現代工業高速發展的同時也對環境造成了污染，重金屬對水體的 污染極大程度地損害了農、林、牧、漁等產業的發展，同時也對人民 的健康和生命造成威脅。因此有必要對被重金屬污染的水體進行綜合 性治理。 本項目提出聯合使用聚合物絮凝劑和螯合樹脂（包括螯合纖維） 對水中重金屬的去除提出治理方案。1．使用天然殼聚糖作絮凝劑對重金屬污水進行預處理 2．使用氨基膦酸螯合樹脂對預處理后等重金屬超標廢水精制可 達到國家排放標準 3．使用輻照接枝制備功能化離子交換纖維實現對重金屬廢水的 處理 綜合使用殼聚糖、氨基磷酸樹脂、接枝纖維可以使重金屬污水的 處理技術提升一個新的臺階。在實現重金屬廢水治理的同時建立環保 產業鏈。一方面利用甲殼素原料方面的優勢，建立生產殼聚糖的工廠。 另一方面擴大氨基磷酸樹脂的產量和使用范圍。此外還可以解決輻照 站資源浪費問題。達到一舉多得的目的。
南開大學
2021-04-11
一種去除聚合松香甲苯溶液中不溶物的方法
該項目已經獲得國家發明專利：專利號：ZL200510130795.9。 聚合松香是松香改性的產品，由于聚合松香具有色澤淺、軟體點高、不結晶、不氧化等優點，被廣泛的應用于油墨、油漆、膠粘劑和合成樹脂等的生產，同時還應用于橡膠、電氣、造紙及制造多種助劑等。但是，聚合松香中的甲苯不溶物在國產聚合松香中普遍存在，這是一個不容忽視的問題。甲苯不溶物的存在既影響了產品質量，也增加了成本。所以，去除聚合松香中的甲苯不溶物顯得特別重要。然而，到目前為止，國內尚沒有較好的技術可以實現聚合松香中的甲苯不溶物的去除。 該項目在不影響聚合松香性能的基礎上，將聚合松香中的甲苯不溶物的含量降到0.01%以下。所用的工藝簡單、快速和所需成本低，能有效降低聚合松香甲苯溶液中的不溶物。
北京科技大學
2021-04-11
導電聚合物/納米碳復合載體及抗中毒催化劑
針對燃料電池傳統Pt/C催化劑易中毒，使用壽命短，成本較高等問題，本項目將導電聚合物與傳統碳載體復合作為Pt系催化劑載體，一方面保持碳材料的高電導率，另一方面利用導電聚合物自身的電活性賦予Pt催化劑高的抗中毒能力及催化活性。并且采用化學法合成該催化劑，可批量生產，并且在保持其催化活性的同時減小載鉑量，降低成本，有利于商品化推廣使用。本項目選擇聚苯胺（PAn）、聚吡咯（PPy）兩種導電聚合物對XC-72C碳黑、碳納米管（MWNT）進行修飾，包括PAn/XC-72C，PAn/MWNT，PPy/MWNT、PPy、Pan五種復合載體材料及其載鉑催化劑的生產方法，該復合催化體系中鉑的負載量為10％～30％。其中的關鍵技術已獲得三項國家發明專利授權（ZL 200710008657.2，ZL 2007100084524）。
廈門大學
2021-04-11
耐高溫腈基聚合物的分子構建與先進功能材料
該成果通過分子設計構建了一系列芳腈基聚合物，發明了熒光性、磁性、導電/介電性的芳腈基聚合物與先進功能材料
電子科技大學
2021-04-10
一種聚合物基復合材料及其制備方法
華中科技大學
2021-01-12
具有熒光特性的水溶性單分散聚合物納米球
本技術從兩親共聚物出發，通過一步加熱法，得到粒徑高度均一的納米球，直徑可在20-80nm范圍內任意調節。該納米球可在水中長期穩定分散，根據需要可通過調控酸堿度予以沉淀回收。另外，在聚合物納米球制備過程中，可直接包載疏水性熒光或藥物分子，從而具備其他功能特性，而納米球的尺寸規整性保持不變。該方法只涉及到加熱，甚至無需攪拌，極易規?；苽?。
南京工業大學
2021-01-12
共軛聚合物的多級組裝及其電子學器件的研究
共軛聚合物因其柔性、可溶液加工、低成本等優點，在柔性顯示、電子皮膚和生物傳感等功能器件中有潛在的應用價值。高均勻性的大面積加工是共軛聚合物作為有機半導體材料向實際應用轉化的重要一步，但具有很強的挑戰性。由于共軛聚合物的分子間強相互作用和復雜的鏈纏結，溶液加工過程中往往產生結晶與無定形區域、排列缺陷、厚度變化等非均勻性現象，限制了共軛聚合物的大面積加工。即使在稀溶液中，共軛聚合物分子之間仍具有一定程度的聚集。因此，如何通過調控聚合物從溶液到固相薄膜的聚集行為和組裝過程，從而實現共軛聚合物的大面積加工，并進一步實現“從下而上”器件加工方式，成為了很有挑戰性的科學問題。本研究實現了聚合物單分子薄膜大面積加工，并獲得了優異的電子傳輸性能，有望應用于加工制備大面積、高性能的有機場效應晶體管。 共軛聚合物由于分子之間的π?π相互作用和鏈段纏結，在溶液中形成了特征的1D蠕蟲狀組裝結構，組裝體在溶液加工過程中進一步的生長，形成了網絡狀組裝結構，最終通過沉積方法可以在基底上形成2D聚合物單分子層網絡（圖1）。研究人員首先通過混合溶劑策略調控氟代苯并二呋喃二酮（F4BDOPV）片段與聯二噻吩（2T）片段形成的共軛聚合物（F4BDOPV-2T）在溶液中組裝行為，并通過垂直提拉法表征了沉積薄膜的形貌。原子力顯微鏡（AFM）高度圖表明在氯仿溶液中沉積得到的薄膜具有特征的網絡狀形貌，且厚度在很大的實驗加工窗口內均保持聚合物單分子層量級（約4 nm）。薄膜吸收光譜、AFM高度以及掠入射X射線散射證明了聚合物單分子層的厚度，且表明單分子層的形成具有寬的加工窗口。聚合物單分子層的形成與基底的性質關系較小，在具有不同接觸角的基底均可以沉積得到聚合物單分子層網絡。寬的加工窗口和弱的基底相關性非常有利于加工大面積和高均勻性的聚合物薄膜。
北京大學
2021-04-11