检索结果-内蒙古大学图书馆

高分子学报 2024年第5期55卷 604-613页

作者：王勉邓仁华朱锦涛华中科技大学化学与化工学院能量转换与存储材料化学教育部重点实验室材料化学与服役失效湖北省重点实验室武汉430074

发展简单、高效、可控的方法来制备中空介孔微球是介孔材料领域的研究热点.本工作结合嵌段共聚物的三维受限自组装(3D-CSA)和自模板碳化策略,建立了一种构筑中空介孔微球的新方法.首先,采用乳液-溶剂挥发法实现嵌段共聚物与全氟辛烷(PFO... 详细信息

发展简单、高效、可控的方法来制备中空介孔微球是介孔材料领域的研究热点.本工作结合嵌段共聚物的三维受限自组装(3D-CSA)和自模板碳化策略,建立了一种构筑中空介孔微球的新方法.首先,采用乳液-溶剂挥发法实现嵌段共聚物与全氟辛烷(PFO)在3D受限空间的分级组装,获得了核-壳结构微球,其中壳层由微相分离的嵌段共聚物构成.然后,在壳层的连续相选择性地复合氧化硅,既实现了无机框架的负载,又实现了对连续相聚合物链选择性交联.对复合微球进行煅烧处理后,实现了壳层连续相聚合物的选择性碳化,获得了中空介孔氧化硅/碳复合微球.本研究系统地阐述了核-壳型分级结构微球的形成机理和必备条件,研究了氧化硅前驱体添加量和嵌段共聚物分子量对中空介孔氧化硅/碳复合微球形貌的影响,为制备中空介孔微球材料提供了一种简便、可控的方法.

关键词：嵌段共聚物三维受限自组装中空微球介孔微球

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电化学CO2还原催化剂与反应器串联设计

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催化学报 2025年第2期69卷 1-16页

作者：王铭智房文生朱德雨夏琛沣郭巍夏宝玉华中科技大学化学与化工学院能量转换与存储材料化学教育部重点实验室材料化学与服役失效湖北省重点实验室湖北武汉 430074

绿电驱动的电化学CO2还原(ECR)制燃料和高附加值化学品技术是实现CO2减排和利用的有效途径.利用多功能串联催化剂或级联反应器,能够实现CO2深度还原制取更高价值的多碳产物.然而,串联电化学CO2还原(T-ECR)涉及多步骤反应,难以精确控制CO... 详细信息

绿电驱动的电化学CO2还原(ECR)制燃料和高附加值化学品技术是实现CO2减排和利用的有效途径.利用多功能串联催化剂或级联反应器,能够实现CO2深度还原制取更高价值的多碳产物.然而,串联电化学CO2还原(T-ECR)涉及多步骤反应,难以精确控制CO2高效转化的反应过程,是目前T-ECR技术发展面临的挑战.因此,系统研究反应机制,开发高效催化剂和反应器是亟待解决的关键问题. 本文从全新的角度总结了T-ECR技术研究的最新进展,重点介绍了纳米级多功能催化剂的串联设计,并讨论了电催化反应串联与反应器串联工程的优化策略.首先简述了串联催化的基本原理,介绍了设计多功能催化剂或级联反应器实现各级反应耦合的策略.紧接着重点讨论了不同尺度串联策略和方法的研究进展,包括微观尺度上多功能催化剂不同活性位点之间的协同串联催化,介观尺度上复合催化剂的定制与催化剂之间反应的配置,以及宏观尺度上反应器级联催化的设计.在微观尺度上,强调了通过精准调控催化剂组分来优化电子转移、质子转移与中间体的传递,以促进多碳产物的生成;在介观尺度上,探讨了串联电极结构对流体力学的影响;在宏观尺度上,着重讨论了级联反应器设计,根据级联方式选择配置高效串联催化剂,提高工业规模CO2电解反应的整体转化效率.最后,介绍了结合原位X射线吸收光谱、扫描隧道显微镜等先进表征技术与机器学习、理论计算的研究方法,阐述了串联催化反应的微观机理,预测不同反应路径的可行性,并加速筛选与设计性能优异催化剂,从而进一步提升T-ECR技术的效率. 综上,本文从催化剂、催化反应和反应器的角度总结了T-ECR技术研究的最新进展,通过深入理解串联催化反应的机制,提出了多尺度催化剂设计与反应器优化的研究思路,为解决T-ECR技术面临的挑战提供了潜在解决方案.T-ECR技术的进一步发展有望实现大规模CO2转化的商业化应用,为社会可持续发展作出积极贡献.

关键词：电化学CO2还原多碳产物串联设计电催化剂反应器

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抗坏血酸电化学传感研究进展

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化学进展 2023年第2期35卷 219-232页

作者：钟衍裕王正运刘宏芳华中科技大学化学与化工学院、能量转换与存储材料化学教育部重点实验室、材料化学与服役失效湖北省重点实验室武汉430074

抗坏血酸是维持人体正常功能的必需生物小分子物质,间接或直接地参与众多人体关键的生物反应过程。电化学检测抗坏血酸具有响应时间快、灵敏度高和操作简单等众多优势,是近些年传感研究的热点。本文系统介绍了安培型电化学传感器的工作... 详细信息

抗坏血酸是维持人体正常功能的必需生物小分子物质,间接或直接地参与众多人体关键的生物反应过程。电化学检测抗坏血酸具有响应时间快、灵敏度高和操作简单等众多优势,是近些年传感研究的热点。本文系统介绍了安培型电化学传感器的工作原理,综述了近年来抗坏血酸电化学传感的研究进展。基于不同材料构建的抗坏血酸传感器的性能,结合各传感材料的性质,对其传感优缺点进行了分析与总结,最后对抗坏血酸电化学传感的发展方向和趋势进行了展望。

关键词：抗坏血酸电化学传感器酶型无酶型

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嵌段共聚物微球结构设计与功能调控

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高分子学报 2023年第6期54卷 818-836页

作者：扈登文张梦梦许江平朱锦涛华中科技大学化学与化工学院、能量转换与存储材料化学教育部重点实验室、材料化学与服役失效湖北省重点实验室武汉430074

嵌段共聚物自组装是制备结构可控的聚合物微球的重要途径之一.聚合物微球的性能与其形状、表面结构和内部结构密切相关.因此,发展微球有序结构调控方法,实现特定形状与结构的微球的制备,对聚合物微球的发展具有重要意义.空间约束效应可... 详细信息

嵌段共聚物自组装是制备结构可控的聚合物微球的重要途径之一.聚合物微球的性能与其形状、表面结构和内部结构密切相关.因此,发展微球有序结构调控方法,实现特定形状与结构的微球的制备,对聚合物微球的发展具有重要意义.空间约束效应可以减少嵌段共聚物体系的亚稳态数量和组装材料的结构缺陷.因此,嵌段共聚物在受限条件下的自组装是获得尺寸均一、结构规整聚合物微球材料的有效手段之一.本专论从嵌段共聚物微球的结构设计出发,总结了近年来通过三维受限组装制备聚合物微球的研究进展,重点介绍了微球表面形貌及内部结构的调控方法与机制.结合微球在功能载体、光学材料等方面的应用,深入分析了高分子微球结构对其性能的影响规律.最后,指出了该领域未来发展所面临的关键问题和重要挑战.

关键词：嵌段共聚物受限组装聚合物微球结构设计功能调控

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基于温度/pH双响应的聚合物表面活性剂调控嵌段共聚物微球形貌

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高分子学报 2023年第12期54卷 1870-1879页

作者：张梦梦韩国强刘思萌扈登文许江平朱锦涛华中科技大学化学与化工学院、能量转换与存储材料化学教育部重点实验室、材料化学与服役失效湖北省重点实验室武汉430074

研发响应多重外界刺激而改变形貌的嵌段共聚物微球对发展新型智能材料具有重要意义.本工作提出了一种温度/pH双响应嵌段共聚物微球形貌转变的策略.在利用乳液挥发法制备聚苯乙烯-b-聚(4-乙烯基吡啶)(PS-b-P4VP)微球时,引入温度/pH双响... 详细信息

研发响应多重外界刺激而改变形貌的嵌段共聚物微球对发展新型智能材料具有重要意义.本工作提出了一种温度/pH双响应嵌段共聚物微球形貌转变的策略.在利用乳液挥发法制备聚苯乙烯-b-聚(4-乙烯基吡啶)(PS-b-P4VP)微球时,引入温度/pH双响应的聚丙烯酸-b-聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PAA-b-PNIPAM)作为表面活性剂,通过调控实验温度以及水相的pH值,实现了PS-b-P4VP微球在蚕蛹状、草莓状、洋葱状等形貌之间的转变.这种独特的形貌转变依赖于温度/pH调控的PAA-b-PNIPAM的亲疏水性转变,以及由此导致的表面活性剂在界面分布位置的改变,进而改变了油水界面的界面选择性以及微球的形貌.通过改变PAA-b-PNIPAM的质量分数、PAA和PNIPAM的嵌段比,系统地研究了温度/pH对PS-b-P4VP微球形貌转变机制的影响.提供了一种温度/pH双响应的微球形貌转变的策略,有望在药物释放、智能传感等领域发挥重要作用.

关键词：嵌段共聚物受限组装聚合物微球刺激响应性形貌转变

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多相铁催化环状醚C(sp3)—H键活化的芳基烯烃氧烷基化

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有机化学 2024年第6期44卷 1978-1986页

作者：于蕾盛康李亭唐从辉南阳师范学院化学与制药工程学院河南南阳473061 华中科技大学化学与化工学院能量转换与存储材料化学教育部重点实验室材料化学与服役失效湖北省重点实验室武汉430074

烯烃双官能团化是一种重要的在双键上构建新的化学键的方法,烯烃的氧烷基化反应能够提供同时生成含有碳碳键和碳氧键的产物,然而当前的氧烷基化方法需要使用过氧叔丁醇作为氧化剂.因此亟需发展一类需氧氧化体系的氧烷基化反应.报道了一... 详细信息

烯烃双官能团化是一种重要的在双键上构建新的化学键的方法,烯烃的氧烷基化反应能够提供同时生成含有碳碳键和碳氧键的产物,然而当前的氧烷基化方法需要使用过氧叔丁醇作为氧化剂.因此亟需发展一类需氧氧化体系的氧烷基化反应.报道了一例温和条件下多相铁催化的苯乙烯及其衍生物的氧烷基化反应,使用空气作为氧化剂和氧源,并进行了详细的催化剂表征、底物范围探索以及机理实验,且给出了可能的机理过程.

关键词：烯烃双官能团化 sp3碳氢键活化多相铁催化

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医用可降解镁合金应用及表面改性研究进展

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表面技术 2024年第7期53卷 15-30页

作者：王国庆李广芳刘宏芳华中科技大学化学与化工学院武汉430074 华中科技大学生物医用与防护材料湖北省工程研究中心武汉430074 华中科技大学能量转换与存储材料化学教育部重点实验室武汉430074 华中科技大学材料化学与服役失效湖北省重点实验室武汉430074

镁及其合金作为新一代生物医用可降解材料,具有良好的经济性、力学性能、生物相容性、可降解性能,在骨科、心血管科、消化科等领域具有广阔的应用前景。镁合金具有较高的化学活性,因此其降解速率较快,力学性能的维持受限,植入时可能发... 详细信息

镁及其合金作为新一代生物医用可降解材料,具有良好的经济性、力学性能、生物相容性、可降解性能,在骨科、心血管科、消化科等领域具有广阔的应用前景。镁合金具有较高的化学活性,因此其降解速率较快,力学性能的维持受限,植入时可能发生的细菌感染会引发炎症和腐蚀加速等问题,因此需要通过表面改性来制备多功能一体化的涂层。综述了医用可降解镁合金作为接骨板、螺钉、血管支架、胃肠吻合器、胆管支架等植入材料的应用现状及最新研究成果。讨论了医用可降解镁合金在植入生物体时面临的析氢、pH升高、腐蚀加速、力学性能衰减、稀土元素毒性及内膜增生等具体问题,在此基础上,考察了化学转化、等离子喷涂、微弧氧化、聚合物涂层等4种镁合金表面改性技术的最新研究动态。结合体内试验和体外试验,概述了表面改性对镁合金安全性、耐蚀性、抗菌性、生物相容性等方面的影响,并简要对比了几种表面改性技术的优缺点。最后展望了医用可降解镁合金表面改性技术的发展方向。

关键词：镁合金可降解植入材料表面改性耐蚀性

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基于单分子荧光团构筑多色超分子组装体

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中国科学：化学 2023年第12期53卷 2561-2567页

作者：周晓和刘会吉晓帆能量转换与存储材料化学教育部重点实验室材料化学与服役失效湖北省重点实验室华中科技大学化学与化工学院武汉430074

超分子组装体是基于分子间的非共价作用形成的具有一定结构和功能的聚集体,将其与多色荧光材料结合可实现其在生物成像、化学传感以及智能防伪材料等领域应用,因此,受到了科研工作者广泛关注.目前,多色荧光材料一般是通过结合多种荧光... 详细信息

超分子组装体是基于分子间的非共价作用形成的具有一定结构和功能的聚集体,将其与多色荧光材料结合可实现其在生物成像、化学传感以及智能防伪材料等领域应用,因此,受到了科研工作者广泛关注.目前,多色荧光材料一般是通过结合多种荧光团的方式来实现不同颜色的构筑,但其需要进行多个不同荧光分子的制备,且合成复杂.而基于单一荧光分子制备多色超分子组装体的方法相对简单.只需制备一种荧光分子,而且合成相对容易且荧光颜色灵活可调.通过利用单分子荧光团构筑多色超分子组装体对于研究超分子自组装过程以及开发新型多色荧光功能体系具有重要意义.本文聚焦多色荧光超分子组装体的研究和发展现状,重点介绍了本课题组基于单分子荧光团制备的不同拓扑结构的多色超分子组装体及其功能应用并对该领域的未来发展进行了展望.

关键词：单分子荧光团非共价作用多色超分子组装体

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壳聚糖包裹CdSe量子点组装体的水相可见光催化CO_(2)还原

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高等学校化学学报 2022年第7期43卷 22-31页

作者：夏雾任颖异刘京王锋华中科技大学化学与化工学院能量转换与储存材料化学教育部重点实验室材料化学与服役失效湖北省重点实验室武汉430074 吉首大学化学化工学院吉首416000

通过壳聚糖(chitosan)中的氨基与MPA-CdSe(MPA=3-巯基丙酸)量子点(QDs)表面Cd^(2+)的配位作用,构建了MPA-CdSe@chitosan组装体.壳聚糖中丰富的氨基和疏水结构为量子点提供了富CO_(2)及疏水的微环境,从而提升了水相光催化CO_(2)还原效率... 详细信息

通过壳聚糖(chitosan)中的氨基与MPA-CdSe(MPA=3-巯基丙酸)量子点(QDs)表面Cd^(2+)的配位作用,构建了MPA-CdSe@chitosan组装体.壳聚糖中丰富的氨基和疏水结构为量子点提供了富CO_(2)及疏水的微环境,从而提升了水相光催化CO_(2)还原效率和选择性.光催化实验结果表明,在以抗坏血酸钠(NaHA)为电子牺牲体的条件下,MPA-CdSe@chitosan组装体在水中可将CO_(2)光催化还原为CO,CO的生成效率和选择性分别比不含壳聚糖的MPA-CdSe QDs体系提升169倍和8.6倍.用组装体系光催化60 h后,CO的生成效率为73.6 mmol/g(基于量子点质量),对应的选择性达到51.0%,具有良好的稳定性.

关键词：光催化 CO_(2)还原组装体 CdSe量子点壳聚糖

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层状双氢氧化物基电解水催化剂的缺陷工程调控策略

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Chinese Journal of Catalysis 2023年第12期55卷 116-136页

作者：杨竣皓安露露王双张辰浩罗官宇陈应泉杨会颖王得丽华中科技大学化学与化工学院能源转换与存储材料化学教育部重点实验室材料化学与服役失效湖北省重点实验室华中科技大学煤炭燃烧国家重点实验室新加坡科技设计大学

氢气是一种备受关注的潜力巨大的清洁可再生能源.然而,自然界中的氢主要以化合物形式存在,传统的制氢方法存在耗能高和污染严重等缺点.相比之下,电解水制氢具有原料来源丰富、环境友好和可持续等优点,发展潜力巨大.层状双氢氧化物具有... 详细信息

氢气是一种备受关注的潜力巨大的清洁可再生能源.然而,自然界中的氢主要以化合物形式存在,传统的制氢方法存在耗能高和污染严重等缺点.相比之下,电解水制氢具有原料来源丰富、环境友好和可持续等优点,发展潜力巨大.层状双氢氧化物具有独特的分层结构和电子分布、组分灵活可调以及比表面积高等优点,在电催化水裂解领域具有广泛的应用.然而,层状双氢氧化物存在电导率低和活性位点有限等问题,限制了其实际应用.因此,亟需针对以上问题对其进行优化.缺陷工程是一种通过调控材料内部缺陷结构以改善材料电催化性能的有效策略.该策略不仅可以优化层状双氢氧化物表面的微观结构,还可以通过引入空位创造额外的活性位点,达到改善层状双氢氧化物电解水催化性能的目的.本文主要从层状双氢氧化物的结构特性出发,分析了层状双氢氧化物作为电解水催化剂所面临的挑战,即层状双氢氧化物在催化电解水过程中由于活性位点坍塌和相分离所导致的催化活性衰减的问题,以及电导率低和活性位点有限所导致的析氢反应催化性能不理想等问题.并针对性地对层状双氢氧化物的缺陷制造策略进行整理与总结,系统讨论了各个缺陷制造策略的优点和缺点以及各自特点,包括不涉及任何液体溶剂的等离子刻蚀法以及可以定向制造特定价态的阳离子缺陷的碱刻蚀法等.对于同一类的缺陷制造策略,本文也探讨了该种策略近年来的发展,如配位-萃取法从最初的使用简单的金属螯合剂与特定金属离子配位并去除配合物以形成阳离子缺陷,发展到使用同时具有吸电子端和富电子端的有机络合剂,以在层状双氢氧化物上有选择性地同时制造出阴离子缺陷和阳离子缺陷.此外,系统讨论了各种类型的缺陷对层状双氢氧化物电化学行为的影响.通过聚焦不同缺陷类型对层状双氢氧化物催化活性、稳定性、电子结构与形貌组成的优化方式和机理,旨在加深对缺陷介导的层状双氢氧化物的催化机理的理解,在此基础上,阐述了缺陷工程在改善层状双氢氧化物电催化性能方面的优越性.虽然近年来研究者们在层状双氢氧化物的缺陷工程设计和机理研究方面取得了较多成果,但仍存在很多需要进一步研究的问题与挑战.最后本文详细讨论了所面临的问题与挑战,提出了可能的解决思路,并对缺陷工程调控的层状双氢氧化物在电解水领域的发展前景进行了展望.

关键词：电解水电催化层状双氢氧化物缺陷工程析氧反应析氢反应

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