纤维素-金属氧化物在传感器中的应用研究进展

纤维素-金属氧化物作为一种复合材料同时具有有机半导体的柔性与无机半导体良好的电子传输能力。这种复合材料在传感器领域有着巨大的潜力与研究价值。本文综述了以ZnO、SnO_(2)和TiO_(2)为主的纤维素-金属氧化物复合材料在紫外、气体和生物等传感器研究中的应用,总结了纤维素-金属氧化物复合材料中纤维素的作用、金属氧化物的状态和形貌、纤维素与金属氧化物的连接方式、不同类型传感器的传感机理以及不同传感器的结构、性能和优缺点。希望通过对纤维素-金属氧化物在传感器中研究进展的总结与展望为相关研究以及行业发展提供一定的帮助。

基于天然高分子的可再生光刻材料的研究进展

与传统基于石油原料的光刻材料相比,基于天然高分子的可再生光刻材料不仅保留了高分辨率的光刻性能,还具有绿色可再生和无毒显影等优点。重点综述了天然高分子光刻材料中的蛋白类光刻材料和多糖类光刻材料,总结了各种天然高分子光刻材料的优缺点。通过对不同材料光刻机理的深入研究,总结出蛋白质光刻材料的光刻机理主要依靠辐射改变蛋白结构,使其溶解度在显影液中发生改变实现光刻;而天然多糖类光刻材料则主要依赖引入光响应基团实现光刻。最后对基于天然高分子的可再生光刻材料的现存问题进行了分析并对发展前景作出了展望。

核/壳结构磁性Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)纳米粒子的制备及表征

在Triton X-100/正己醇/环己烷/水反相微乳液体系中,分别采用一步法和两步法制备具有核/壳结构的磁性Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)复合纳米粒子。考察了搅拌方式和超声条件对一步法产物结构、形貌的影响,并与两步法进行了对比研究。通过XRD、FT-IR、DLS、TEM和VSM对复合颗粒进行了表征。结果表明,反相微乳液体系下,一步法获得的纳米粒子团聚严重、无明显的核/壳结构,且搅拌方式和超声因素对产物微观结构影响较小;而采用两步法可以获得形貌规整的核/壳结构Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)复合纳米粒子,其室温下的磁滞回线呈超顺磁性,饱和磁化强度为37.8 emu/g。

g-C_(3)N_(4)在光催化制氢领域的研究进展:如何促进光吸收和载流子的分离传输

光催化分解水是一种制取H2的有效途径。石墨碳氮化物(g-C_(3)N_(4))具有成本低、反应稳定以及尺寸、厚度、结构、形貌等可控的优点,已引起广泛关注。但g-C_(3)N_(4)目前在光催化领域主要存在两个局限:g-C_(3)N_(4)不能有效地吸收光来产生足够多的光生电子-空穴对;g-C_(3)N_(4)不能有效地运输及分离光生电子-空穴对,以至于电子与空穴的复合率较高。首先,介绍了增加g-C_(3)N_(4)的可见光吸收途径,重点综述了g-C_(3)N_(4)微观形貌、非金属元素掺杂g-C_(3)N_(4)、金属元素复合g-C_(3)N_(4)在光催化制氢上的应用;接着,总结了原子掺杂g-C_(3)N_(4)、半导体复合g-C_(3)N_(4)、新型材料掺杂g-C_(3)N_(4)在增强g-C_(3)N_(4)的电荷运输、分离方面的研究进展;最后,指出了g-C_(3)N_(4)未来的研究方向。

SO_2与不饱和烯烃共聚研究进展

目前二氧化硫(SO_2)的减排技术成熟且研究较多,而SO_2的高效利用却研究较少,利用SO_2与烯烃共聚制备新型聚砜是高效利用SO_2的良好途径。现阶段聚砜主要应用集中在材料领域,特别是聚砜光功能高分子材料近年来在众多领域获得了应用。文中综述了一个世纪以来利用自由基共聚机理,将烯烃类物质与SO_2共聚制备聚砜的研究进展。分析了共聚产物主链上SO_2的嵌入对聚合物结构及性能的影响规律。旨在对今后烯烃与SO_2共聚的研究和发展提供参考。

多孔材料在催化CO2与环氧化物环加成反应中的研究进展

以CO2为原料与环氧化物合成环状碳酸酯是实现CO2资源利用最为有效的途径之一,也是缓解温室效应的有效方式之一。在该反应中催化剂的选择至关重要,多孔材料由于具有相对密度低、强度高、比表面积大、稳定性好、合成方法多样等优点而被广泛应用于催化CO2环加成。该文重点综述了近年来无机多孔材料、多孔有机聚合物材料、金属有机骨架材料在催化CO2与环氧化物合成环状碳酸酯中的研究进展,指出了各材料的优缺点,并对未来多孔材料的发展进行了展望。

三聚氰胺树脂碳基材料在电化学储能中的研究进展

电极材料是影响电化学储能系统性能的主要因素。目前,对电极材料性能改善的研究主要集中于结构的优化和杂原子的引入两个方面。以三聚氰胺树脂为前驱体制备的碳基材料凭借其丰富的孔道结构和高含量的氮原子掺杂双重优势,在电化学储能设备的电极材料的应用中表现出高电容性能和出色的循环能力。该文从活化法、模板炭化法、混合聚合物炭化法等孔道控制工艺,探讨了孔道结构对于材料性能的影响。针对当前主流研发的电池和超级电容器,对以三聚氰胺树脂为原料制备的碳基材料展开综述,并分析其研究现状与发展趋势。

包膜肥料最新研究进展

综述了近5年来包膜肥料的最新研究进展及发展趋势,分析比较了单层复合包膜、多层包膜、低成本包膜、可降解包膜、智能包膜等包膜肥料的制备技术、应用领域及存在的问题,旨在为今后进一步研究开发包膜肥料提供参考。

功能化纳米纤维素气凝胶应用研究

综述了纳米纤维素气凝胶的功能化方式以及功能化后的纳米纤维素气凝胶在吸附、电池、隔热阻燃和生物医学领域的应用,就功能化纳米纤维素气凝胶存在的问题进行探讨,并对其未来发展前景做出了展望。

纳米锡基隔热透明涂料研究进展

在建筑玻璃上使用隔热透明涂料是建筑节能的重要途径之一。氧化铟锡、氧化锑锡等锡基涂料具有高透明性和优异的隔热性,一直是隔热透明涂料领域的研究重点。介绍了纳米锡基隔热透明涂料的隔热机理、种类和制备方法以及涂料隔热性能的影响因素,指出了纳米锡基隔热透明涂料存在的问题,并对锡基节能涂料的发展前景进行了展望。

催化剂催化二氧化硫共聚的研究进展

目前有关二氧化硫(SO2)减排技术的研究成熟且较多,而SO2的高效利用却研究较少。SO2与烯烃、环氧化物及其他单体共聚制备含硫高分子是利用SO2的有效途径。探索和开发新型高效催化剂是提高其共聚反应效率及调控共聚物结构的根本手段和方法,因此,高效催化剂成为该领域的研究重点。文中分析比较了有机金属、过氧化物、Lewis酸、Lewis碱等催化剂对SO2与单体共聚制备含硫高分子的影响规律,希望对SO2催化共聚的研究和发展提供参考。

三维介孔Ni-B/KIT-6催化剂催化α-蒎烯加氢反应研究

利用浸渍还原法首次合成绿色环保的Ni-B/KIT-6催化剂,并将其用于α-蒎烯加氢反应。结果表明,与其他催化剂相比,镍系催化剂具有成本低、绿色环保的优点,在较为经济的工艺条件下,能使α-蒎烯加氢达到极高的催化活性;顺式蒎烷在催化剂循环8次后选择性依旧保持在97%以上,高于国内外现有研究水平。最后对催化剂结构进行探讨并分析其失活的原因。

有机多孔材料在CO_(2)转化中的研究进展

综述了3类有机多孔材料在CO_(2)环加成反应和光、电还原反应领域的研究进展,从机理方面重点分析了不同有机多孔材料对于催化CO_(2)转化效率高低的原因,并对存在的问题、发展前景进行了探讨和展望。

SiO_(2)@Co(Ⅲ)-Salen负载型催化剂的制备及其催化CO_(2)与环氧丙烷环加成性能

CO_(2)具有惰性性质,难以固定、回收及利用,将其与环氧化物通过环加成反应制备环状碳酸酯是解决该问题的有效途径之一。M(Salen)型催化剂合成简单、催化活性高,被广泛应用于催化该环加成反应,但是均相M(Salen)催化剂很难从产物中分离、回收及再利用,因此,将均相M(Salen)催化剂非均相化是该领域的重要研究方向。采用溶胶-凝胶法制备的纳米SiO_(2)作为无机载体对Co(Ⅲ)-Salen配合物进行了负载,通过FT-IR、XRD、TGA、SEM等手段对该负载型催化剂(SiO_(2)@Co(Ⅲ)-Salen)的结构形貌进行了表征,并考察了反应温度、压力、反应时间和催化剂用量等因素对CO_(2)和环氧丙烷环加成反应的影响行为,得出该反应的最佳条件为:70℃、1.5 MPa、6 h、催化剂/环氧丙烷摩尔比=1∶500,环状碳酸酯的收率为93%。另外,通过离心分离回收催化剂进行了一次循环实验,发现该纳米催化剂可能由于离心回收过程形成了不易分散的多团聚体导致其催化效率大幅度降低。

二氧化硫在化学资源化利用中的研究进展

二氧化硫(SO_(2))过量排放对自然环境造成了严重威胁,使得SO_(2)的捕集和利用在工业生产中被广泛关注。目前,SO_(2)的捕集技术已经相对成熟,对捕集后SO_(2)的高附加值利用成为当前的热点问题。在SO_(2)利用方法中,化学资源化利用由于具有原子经济性高、能耗低等优点,是实现SO_(2)高附加值最有前景的方法之一。本文综述了SO_(2)在无机反应中的氧化、还原反应,有机反应中的小分子、大分子方面的转化研究进展。介绍了SO_(2)在化学资源化利用中的反应机理、反应条件、转化效果,以及不同催化剂的应用对反应效果的影响等情况;指出了在SO_(2)化学利用中反应条件严苛、对催化剂依赖性高等方面的问题;展望了在SO_(2)化学资源化利用研究中的进一步重点研究方向。

2D MOF纳米片的制备及其应用的研究进展

国内外关于制备2D MOF纳米片的方法主要有自上而下及自下而上2种方法,将这2种方法结合使用能得到高产率、均匀形态分散且可控制厚度的纳米片。2D MOF纳米片应用的研究主要在催化、分离、能源转换、储存、传感器和生物医学等方面,研究重点为开发良好的选择性和分离性能、优异的稳定性和耐久性以及较强的催化活性和生物相容性等。

纤维素负载金属基催化体系在有机反应中的研究进展

金属基催化剂现已成为催化领域的主流催化剂,但其存在难以分离循环使用、催化剂遗留、成本较高、催化剂与底物不稳定性等问题,采用高分子载体进行负载是解决以上问题的一种有效方法。纤维素是地球最丰富的绿色高分子,作为催化剂载体具有来源广泛、可生物降解、无毒、良好的生物相容性的优异特点,且分子结构上具有大量的羟基易改性、可通过多种方式负载金属催化剂。因此,本文综述了纤维素作为载体,负载零价金属纳米粒子、非零价金属基催化剂的进展,以及对负载后的催化体系在氧化还原反应、Heck反应、Suzuki反应等反应中的催化活性进行概述;并通过对比该体系中载体-金属等之间的作用机理,阐述了不同负载方式之间的协同作用,以及催化活性的差异性。

绿色催化剂在CO_(2)合成环状碳酸酯中的研究应用

为缓解CO_(2)导致的温室效应,近年来有关CO_(2)的捕集与转化的研究成为热点。以CO_(2)为原料,与环氧化物经环加成反应,可转化为具有较高商业价值的环状碳酸酯。但由于CO_(2)在动力学和热力学上较稳定,所以高效催化剂对环加成反应至关重要。但该体系中大部分催化剂存在难以循环利用、污染环境、条件不温和等问题。综述了具有环保、催化活性高、成本较低、循环使用次数多等优点的绿色催化剂,如离子液体、N-杂环卡宾和石墨氮化碳等。探究其在CO_(2)环加成中的反应机理,发现羟基、氨基、羧基形成的氢键供体与卤素离子产生的协同作用,对环氧化物的活化和开环有着不可或缺的作用。最后提出部分绿色催化剂目前在CO_(2)环加成反应中存在的问题,以期为CO_(2)的循环利用提供指导。

对富氮COFs改性提高CO_(2)捕获性能的研究进展

化石能源和碳基材料的大量消耗促使CO_(2)排放量不断增加,如何减少碳排放已成为一个亟待解决的环境问题。富氮共价有机框架(COFs)作为一类高效的CO_(2)捕获材料,从众多CO_(2)捕获和封存技术中脱颖而出。该类材料具备有高含氮量、较大的活性表面、丰富的孔道结构和优异的化学稳定性。由于富氮COFs的CO_(2)捕获性能一般,通过在富氮COFs的活性表面引入功能化基团和掺杂元素进行改性,增强材料与CO_(2)之间的吸附作用,使其展现出更加优异的CO_(2)捕获性能和循环吸附性能。综述了对富氮COFs改性提高CO_(2)捕获性能的研究进展,简要总结了富氮COFs的含氮量水平对CO_(2)捕获性能的影响,分析了富氮COFs在CO_(2)捕获领域的应用现状,最后对今后面临的挑战和未来发展趋势进行展望,以期为未来设计合成结构稳定、性能优良的富氮COFs材料提供参考。

纤维素基CO_(2)吸附剂研究进展

介绍了纤维素、纤维素气凝胶、纤维素基活性炭和纤维素膜等材料的制备及其在CO_(2)吸附领域的应用研究进展,指出了纤维素基CO_(2)吸附剂存在的主要问题和研究重点,并对未来发展进行了展望。