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鈷鎳基配位聚合物的構筑及電催化析氫性能研究
配位聚合物是由無機金屬中心與橋連的有機配體通過自組裝相互連接，形成的一類具有周期性網絡結構的晶態多孔材料。
一、項目進展
創意計劃階段
二、負責人及成員
姓名
學院/所學專業
入學/畢業時間
祝渙鈞
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
吳凌志
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
鄭毅
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
王梓
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
武辰禹
化學與化工學院應用化學專業
2019年9月至2023年6月
三、指導教師
姓名
學院/所學專業
職務/職稱
研究方向
覃玲
化學與化工學院
副教授
多功能配位聚合物材料的合成及應用研究
四、項目簡介
配位聚合物是由無機金屬中心與橋連的有機配體通過自組裝相互連接，形成的一類具有周期性網絡結構的晶態多孔材料。它具有多樣的拓撲結構，并且稀疏多孔，密度較低。這些特點使得它在吸附，催化，儲能的各個方面有著優良的效果。
本項目主要目的在于合成鈷/鎳基配位聚合物，選擇合適的有機配體與金屬離子鈷/鎳通過配位鍵構筑得到鈷鎳基配位聚合物，利用單晶衍射、元素分析、紅外光譜等方法對其結構及組成進行表征，或者通過合成和摻雜的方式，調控它的析氫性能，設計出高催化活性和穩定性、低成本的非貴金屬催化劑。
項目組成員通過設計選擇有機配體與金屬離子，通過溶劑熱方法合成了多種金屬有機框架材料，并將其熱解得到衍生材料。通過線性伏安掃描法等多種實驗方法測試了它們的電催化性能，其中化合物Ni-MOF的初始電位為-356mV，Tafel斜率127.3 mV⋅dec-1。Co-MOF通過摻雜Zn2+后，過電位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我們還合成了一種對金屬離子（Fe3+）與抗生素（加替沙星）有明顯檢測效果的鋅基材料，可作為多功能探針檢測水中金屬離子和抗生素的殘余量。由于化合物沒有催化位點，我們通過摻雜鈷金屬的方式，改善了它的電催化析氫性能，使它具有較低的初始電位(-423 mV)、較低的Tafel效率(101.9 mV⋅dec-1)和較好的循環穩定性。
項目為研究高性能和穩定性的HER電催化劑及金屬離子和抗生素熒光探針材料的設計合成提供了可行的思路。
合肥工業大學
2022-07-27
種提高含有聚合物的載體上分子篩膜通量的方法
本發明公開了一種提高分子篩膜通量的方法，對在含有聚合物的載體（如純有機載體或有機-無機復合載體）表面合成的分子篩膜進行加熱處理，從而達到提高分子篩膜滲透通量的目的。先在載體表面制備分子篩膜，然后將膜材料整個置于加熱爐內，按一定速率升溫到一定溫度后保持一段時間，然后再按一定速率降溫至常溫；將進行過加熱處理的分子篩膜用于滲透汽化分離，與未處理的分子篩膜相比，膜的通量有明顯提高。也可以在制備分子篩膜之前，對載體進行同樣的熱處理。本發明的熱處理沒有使分子篩膜產生額外缺陷，操作簡單，分離性能提高顯著，對分子篩膜的修飾有普遍適用性。
浙江大學
2021-04-13
功能聚合物的制備方法及其在建筑節能砂漿中的應用
本項目涉及到功能聚合物的分子設計與制備，并將功能聚合物應用于外墻外保溫漿料及其它預拌砂漿，如抗裂砂漿、自流平砂漿、裝飾砂漿、柔性膩子和界面劑等化學建材中，以上統稱為聚合物改性砂漿，屬于高分子合成、化學建材和節能材料領域。聚合物改性砂漿是指具有特殊功能如抗裂、高粘結性能、防水抗滲和裝飾性的砂漿。為達到這些特殊功能，應當在無機膠凝材料—水泥中添加某些功能聚合物。本項目以聚合物改性砂漿的應用要求入手，運用聚合物分子設計和高分子乳液合成新方法，系統研究制備了不同組分結構、不同分子量、不同玻璃化轉變溫度、不同粒徑的功能聚合物乳液，并通過噴霧干燥設備的合理選型、參數控制和工藝過程的改進，成功地將聚合物乳液制得可再分散膠粉。可再分散膠粉可以很好還原聚合物乳液的主要性能。
江南大學
2021-04-13
配位聚合物多孔材料在化工吸附分離領域的研究與應用
丁二烯是產量最大的化工產品之一，其生產過程中需要耗費大量的能量和有機溶劑對成分復雜的C4烴類混合物進行蒸餾分離。利用多孔材料進行吸附分離是一種潛在的高效分離提純方法，但分子較小、極性較大的丁二烯容易被吸附，在脫附過程中不但容易被殘留的其它C4烴類污染，而且容易受熱聚合。我們前期已經發現可以利用合理設計的超微孔親水多孔材料對C2烴類實現反常的極性選擇。針對丁二烯分子柔性顯著小于其它鏈狀C4烴類的特點，我們希望能進一步通過特殊的孔道形狀控制這些柔性客體分子的構型，利用構型變化的能量差獲得反常的吸附選擇性和最優的C4烴類吸附分離順序。?形狀尺寸合適的離散孔洞最有利于控制柔性客體分子的構型和并反轉吸附選擇性，而連續的孔道對客體分子的吸附擴散又是必須的。通過模擬計算,發現具有準離散孔洞的柔性多孔材料MAF-23在兩種要求中取得平衡，實現了反常而且最優的C4烴類混合物吸附分離順序。常溫常壓下將丁二烯、丁烯、異丁烯和丁烷混合物通過MAF-23填充的固定床吸附裝置后，吸附最弱的丁二烯最先流出而且純度很容易達到99.9%，同時可避免常規純化方法中因加熱而產生的丁二烯自聚問題。
中山大學
2021-04-13
一種藤黃酸自組裝聚合物納米粒的制備方法及其應用
合成的高分子材料聚乙二醇 - 聚己內酯，對藥物進行包裹，以改善藤黃酸在水中溶解度極小、血漿清除快、體內分布廣，以及生物利用度很低等缺陷。
遼寧大學
2021-04-11
基于紅外線輻照的石墨烯/聚合物復合材料的制備方法
本發明公開了一種基于紅外線輻照的石墨烯/聚合物復合材料的制備方法，包括以下步驟：1）將氧化石墨溶液與聚合物溶液或者聚合物乳液混合，得到混合液，澆注或者紡絲，干燥至總溶劑的重量百分含量小于等于50%，得到復合產物；2）在紅外線加熱燈輻照下將復合產物中的溶劑除去并進行氧化石墨的還原反應，得到石墨烯/聚合物復合材料。本發明制備方法中，利用紅外線加熱燈輻照下制備石墨烯/聚合物復合材料，工藝非常簡便、生產成本很低，有利于工業化大規模生產，聚合物可選擇不同的種類，可以制備不同的石墨烯/聚合物復合材料，可以滿足不同的生產和使用要求，在導電高分子復合材料以及薄膜、纖維等領域具有廣闊的應用前景。
浙江大學
2021-04-11
牽伸分散納米粒子技術及其在聚合物復合材料中的應用
本技術成果涉及納米材料及其在聚合物中應用 的關鍵技術研究，屬于新材料高新技術領域。針對 納米粒子難以在聚合物中均勻分散的難題，將材料 結構設計和熔融共混工藝相結合，創新性地提出運 用加工手段誘導納米粒子在塑料成型加工時分散的 技術。采用納米粒子接枝改性、雙重界面調控、預 牽伸等，通過改變加工條件和加工手段達到強制分 隔納米粒子團聚體、實現納米分散結構的目的。制備具有顯著增強增韌效果的納米無機粒子填充聚合物復 合材料，實現通用塑料工程化。本成果的技術特點：1.技術創新程度高，本技術在保持傳統的塑料加工方 法的基礎上，通過合理控制加工條件和加工手段，另辟蹊徑解決納米分散難題，其成果在納米復合材料領 域屬國際首創；2.科學思想新穎；3.材料性能優異；4.工藝簡單、技術實用。
中山大學
2021-04-10
有機?無機復合納米粒子超親水改性聚合物膜及制備方法
本發明涉及膜分離技術，旨在提供一種有機?無機復合納米粒子超親水改性聚合物膜及制備方法。該聚合物膜含有超親水性的聚醚改性有機硅材料，有機?無機復合納米粒子均勻分布在聚合物膜的截面、外表層和內表層，并呈梯度微納珠狀網絡結構；所述的超親水性的聚醚改性有機硅材料含有Si?C鍵連接型超親水聚醚功能基團。本發明使能實現不同部位水增量速度差異，從而制備具有梯度孔結構的有機?無機復合納米粒子超親水改性聚合物膜。可實現對聚合物膜膜孔結構的精確控制，滿足多樣性使用環境。具有超級親水、優異親水持久性、超低壓或零過膜壓超高水通量、超高抗污染性能，可廣泛應用于飲用水深度凈化、工業污水處理、食用飲品的濃縮分離、油水分離。
浙江大學
2021-04-13
一種交聯型荷正電含氯聚合物過濾膜及其制備方法
本發明公開了一種交聯型荷正電含氯聚合物過濾膜及其制備方法。所述過濾膜包含有含叔胺側鏈的含氯聚合物，或者包含有含叔胺側鏈的含氯聚合物與其他含氯聚合物的共混物。所述交聯型荷正電含氯聚合物過濾膜的制備方法主要包括以下具體步驟：（1）經原位原子轉移自由基聚合法將叔胺單體的接枝到含氯共聚物；（2）將（1）中得到的含叔胺側鏈的含氯聚合物溶液，直接作為制膜液或者加入其他含氯聚合物并攪拌形成均勻的制膜液，經非溶劑誘導相分離形成固態前體膜；（3）將固態前體膜進行熱處理，得到交聯型荷正電含氯聚合物過濾膜。所制備的交聯型荷正電含氯聚合物過濾膜，具有耐溶劑、強度高、荷正電、孔徑與截留性能可控、高效率低成本等特點。
浙江大學
2021-04-13
一種多巴胺衍生物及分子印跡聚合物制備方法和應用
本發明公開了一種多巴胺衍生物及分子印跡聚合物制備方法和應用。所述多巴胺衍生物包括丹磺酰多巴胺、咔唑磺酰多巴胺等。多巴胺衍生物由熒光發色劑前體與多巴胺通過磺化反應合成。利用所述多巴胺熒光衍生物制備熒光分子印跡聚合物，所得的熒光分子印跡聚合物，集特異性樣品預處理和熒光檢測于一體，與多孔酶標板聯用，組建熒光傳感器，根據加樣前后熒光淬滅值的改變，直接測定環境水樣中的系列酸性有機污染物，包括雙酚 A 和 2,4-二氯苯氧乙酸。
華中科技大學
2021-04-14