二维过渡金属碳/氮化合物复合纤维在智能可穿戴领域的应用进展

针对传统纤维难以满足当前智能可穿戴设备需求,现有复合纤维大都不能兼具导电性能好、力学性能优、储能特性强等问题,归纳总结了一种新型二维过渡金属碳/氮化合物(MXene)复合纤维在智能可穿戴领域中的研究进展。首先从纤维制备角度介绍了MXene复合纤维的制备方法,包括涂覆法、双辊法、静电纺丝法和湿法纺丝法等,并分析了各种方法的优劣;然后对制备的MXene复合纤维在现阶段电磁屏蔽、超级电容器、柔性传感器等领域的应用进行系统介绍;最后对MXene复合纤维在智能可穿戴领域的未来发展进行展望,为新一代导电性高、力学性能优异、高能量储存复合纤维的研究提供新的思路。

氧化石墨烯和过渡金属碳/氮化合物固定化酶

二维纳米材料具有高机械强度和比表面积、大量表面官能团、良好的亲水性及生物相容性,是固定化酶的良好载体。本文选取经典的氧化石墨烯(GO)以及新型的过渡金属碳/氮化合物(MXenes),分别介绍了它们的制备方法和结构、物理和化学性质,综述了它们在固定化酶领域的应用研究,并进行了比较。文中指出:GO由石墨烯经化学氧化再剥离制得,MXenes由其前体经刻蚀制得,不同的氧化或刻蚀方法制得的材料在组成、结构、性能等方面存在差异。GO表面的可反应官能团更多,包括羟基、羧基和环氧基,故在固定化酶领域应用广泛。MXenes固定化酶则主要利用表面的羟基反应或负电荷吸附,目前主要用于制备生物传感器。最后指出这两种材料还存在制备效率低、纳米片易聚集、循环利用性差等问题。今后的发展方向是要开发更为简单和安全的材料制备方法,探索更为有效的插层和剥离手段以及改善固定化酶的回收策略,进一步推进二维纳米材料在固定化酶领域的应用。

二维过渡金属碳/氮化物在肿瘤治疗中的应用

二维过渡金属碳/氮化物(MXenes)具有优异的光热转换性能,丰富的表面基团,良好的生物相容性、亲水性和粒径可调性,这使得应用MXenes作为肿瘤诊疗过程中的治疗剂和造影剂具有巨大潜力。本文综述了基于MXenes的肿瘤单一治疗和联合治疗的相关研究,同时介绍了MXenes在肿瘤主动靶向治疗领域的研究,最后阐述了目前MXenes在制备和肿瘤治疗研究中存在的挑战和对未来的展望。

二维过渡金属碳氮化合物的生物医学应用

二维过渡金属碳化物、氮化物及碳氮化合物(MXenes)是一类新兴的二维纳米材料。由于其独特的光、电、磁、热等物理化学性能,MXenes二维材料被广泛应用到能源储备、环境监测、化学催化等领域。由于其大的比表面积、优异的近红外吸收和组分可调换等性质,近年来在生物医学方面也得到了快速的发展。简要介绍了MXenes二维纳米材料的制备方法、表面修饰、生物应用(生物检测、生物成像、药物载体和肿瘤治疗)以及生物安全性研究,并对MXenes二维纳米材料在未来生物医学领域的发展进行了展望。

5d过渡金属碳、氮化合物在超硬材料方面的应用前景

随着科学技术的发展,工业上对各种功能材料的需求越来越多。与此同时,各种计算软件程序的开发使得计算机理论计算的能力也不断提高,因此越来越多的物理、化学和材料等领域的研究分支也日益壮大。近年来,伴随一些过渡金属碳、氮化合物在一定实验条件下的合成,过渡金属碳、氮化合物独特的一些物理性质如高熔点、高硬度及超导性等被人们逐渐重视。在切割工具、扩散障碍层、太阳能电池等工业应用方面过渡金属碳、氮化合物具有广泛的应用前景,因而引起了众多科学家的研究兴趣。

过渡金属催化的炔烃碳金属化串联环化反应研究进展

用过渡金属催化炔烃与有机硼试剂的加成反应,经过碳金属化串联环化可实现炔烃的不对称官能团化。其中芳基硼酸因其高亲电性、高稳定性和来源广泛的特点最常被使用。主要综述了近年来各种过渡金属催化的炔烃与芳基硼酸的碳金属化串联环化反应研究进展。

过渡金属负载碳基复合材料活化过硫酸盐降解有机废水研究进展

介绍了单质碳和过渡金属负载碳基活化过硫酸盐的机理,主要包括自由基、非自由基以及两种共存等三种途径。详细地综述了单一过渡金属负载碳基和两种过渡金属负载碳基活化过硫酸盐降解不同有机物的应用情况,并且指出各种类型催化剂的优缺点,对非金属元素掺杂进行了探索。

高性能碳基与过渡金属化合物基超级电容器电极材料的研究进展（英文）

超级电容器因其在电动车和便携式设备上巨大的应用潜力而受到广泛关注.电极材料是超级电容器的关键组成部分,决定了超级电容器性能的好坏.近来,大量研究以碳材料和过渡金属化合物作为电极材料.然而,碳材料电容值极小与过渡金属化合物导电性和稳定性差,极大地限制了它们在超级电容器中的应用.本综述重点介绍了作者课题组近年来在设计、可控制备及优化碳材料与过渡金属氧/氮化物电容性能的相关研究工作,并讨论了材料构效关系及其调控机理.最后,对碳材料和过渡金属化合物作为电极材料的日后研究进行了展望.

MOF衍生的过渡金属(氧化物)基多孔碳材料制备及其碳含量TG分析——创新型实验教学设计

化学是一门实践性很强的学科,实验教学在创新型人才培养中占有重要地位。本创新实验将科研热点领域的金属有机框架(MOFs)衍生的过渡金属(氧化物)基多孔碳材料(MxOy@C)引入本科实验教学,内容包括材料的制备、结构表征及复合材料中碳含量的热重(TG)定量分析。实验过程融合了有机化学、结构化学和仪器分析等多学科知识,配以常用数据分析及绘图软件、虚拟实验平台的应用,突破了基础实验的单一性,能够对学生进行系统的科研素养训练。

过渡金属活化过硫酸盐去除水中抗生素研究进展

基于活化过硫酸盐的高级氧化技术能够产生强有效的硫酸根自由基(·SO_(4)^(-))和羟基自由基(·OH)使水中的抗生素矿化降解。过渡金属活化过硫酸盐因具有环保、高效的优点而表现出良好的活化效果。单一的金属离子,如Ag+、Fe^(2+)、Co^(2+)、Zn^(2+)、Mn^(2+)、Ni^(2+)参与循环活化较为困难,因此本文重点讨论了目前多金属氧化物、碳基负载过渡金属、光协同过渡金属活化过硫酸盐去除水中抗生素的研究进展,以期对水中有机污染物的去除提供思路。多金属氧化物在活化过程中其他金属离子可作为电子供体实现变价循环;碳基负载过渡金属通过自由基和非自由基反应降解抗生素,在活化过程中能够减缓金属表面发生电化学氧化和物理团聚,促进电子转移;光协同过渡金属活化促进光生空穴与光生电子的分离,提高活化效果。

钠离子电池过渡金属硒化物负极材料的研究进展

钠离子电池(SIBs)因其原材料来源丰富,在大规模储能领域具有较强的竞争力,有望成为锂离子电池的重要补充。负极材料是制约钠离子电池发展的关键问题。在众多的钠离子电池负极材料中,过渡金属硒化物(TMSs)有着高理论容量、低成本和环境友好的优点,被认为是有希望的候选材料。首先,阐明了TMSs的钠储存机制。然后,阐述了TMSs目前存在的首次库仑效率低、体积膨胀大、导电性差和多硒化物穿梭效应等问题。随后,讨论了相应的改进策略,并详细介绍了TMSs在纳米结构设计、碳包覆、构建异质结和其他方面的最新研究进展。最后,进行了对TMSs的总结和展望。

含硫碳硼烷配位的后过渡金属有机化合物及其合成

有机金属含硫族化学是现代无机化学和配位化学研究中的重要研究领域之一,它充分展示了硫族元素和金属中心配位的多样性.综述了各类含硫碳硼烷配体的制备及其与后过渡金属化合物(主要包括第九、十和十一族金属)之间的反应性,且对相应的金属有机化合物在金属—金属成键、小分子活化和生物医学等方面的应用作了简要介绍.

过渡金属催化硅-碳键断裂转化反应研究进展

金属介导或催化的Si—C键断裂构建硅环骨架是目前被广泛关注的课题之一.文章从C(sp3)—Si、C(sp2)—Si和C(sp)—Si键活化3个方面对近20年来Si—C键断裂的转化反应研究进行了综述.结果发现Si—C键的活化主要局限于环张力高的小硅碳环或CH3—Si键,对Si—C键和底物的更大范围的适用性需要更多的研究.另外,开发一些新的催化剂类型以获得更高的对映选择性,构建更多的以碳或硅为中心的手性有机硅烷也是需要关注的课题.

二维过渡金属碳化物或碳氮化物在储能领域的应用进展

二维过渡金属碳化物或碳氮化物(MXene)具有优异的电子、力学和磁学性能,在储能领域具有重要的应用价值。聚焦于最新的研究进展,概述了MXene在锂离子电池、新型二次电池和超级电容器等储能领域的应用研究现状,并对其未来发展趋势进行了展望。

钯催化烯基苯胺与重氮化合物的[3+2]环化反应

二氢呋喃骨架化合物作为一类重要的有机合成中间体及药物分子构筑单元,广泛应用于有机合成与药物化学等领域.在醋酸钯催化作用下,以邻氨基苯乙烯为原料,重氮羰基化合物为3原子合成片段进行偶联转化,反应能够以51%~69%的产率合成七种含有季碳中心的新型二氢呋喃衍生物,并通过核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、高分辨质谱、熔点等分析手段对产物进行了表征.该方法简洁高效,具有良好的官能团兼容性,为二氢呋喃类杂环化合物的合成提供了一条新途径,也探索拓宽了重氮羰基化合物的[n+3]环化反应.

二维过渡金属碳/氮化物基材料的制备及其锂离子电池中的应用研究进展

新型的二维过渡金属碳/氮化物(MXene)具有独特的结构和优异的特性,在锂离子电池上具有重要的应用价值。综合分析了MXene基材料的性质、制备方法以及在锂离子电池上的应用现状,并提出其未来在锂离子电池领域的发展趋势与挑战。

过渡金属碳/氮化物基光催化剂的研究进展

光催化作为一种清洁和可持续的技术,具有解决环境问题和能源危机的潜力,已成为研究的焦点。贵金属共催化剂的负载可以大大提高半导体的光催化效率。由于贵金属的高成本和稀缺性明显限制了其大规模应用,作为新型过渡金属碳/氮化物(MXenes),由于其优异的金属导电性、大的比表面积和合适的费米能级,已成为贵金属共催化剂的良好替代品。许多理论和实验研究表明,MXenes的性能严重依赖于其尺寸。总结了MXenes和MXenes衍生的0D量子点(MQDs)的合成路线,综述了MXenes基光催化剂复合材料的制备,阐述了MXenes作为共催化剂的光催化机理,提出了未来对MXenes的研究所面临的挑战和展望。

含平面配位碳的过渡金属烃配合物M_nH_nC密度泛函理论研究

用密度泛函理论研究了含平面配位碳中心的过渡金属配合物M_nH_nC(n=4,M=Ni,Pd,Pt;n=5,M=Cu,Ag,Au)的结构和稳定性,发现平面四配位碳满足八隅律规则,而平面五配位碳与过渡金属配体形成部分离子键.同时讨论了形成含两个或多个平面四配位碳中心的链状配合物M_(2n+2)H_(2n+2)C_n的可能性.

负载过渡金属催化剂上低碳烃选择催化还原氮氧化物的研究进展

氮氧化物(NOx)是形成酸雨和光化学烟雾的主要物种和引发物,消除氮氧化物污染是环境保护中的重点和难点。目前负载过渡金属催化剂上低碳烃选择催化还原NOx研究是各国环境研究工作者的研究热点。本文综述了近年来负载过渡金属催化剂上低碳烃选择催化还原氮氧化物的研究进展,着重分析了该反应体系中催化剂的研究状况。探讨了目前比较公认的低碳烃选择催化还原NOx的反应机理:1)NO首先被氧化为NO2;2)含氮有机中间体的生成;3)有机中间物种对NOx的捕捉和生成N2。总结了提高该体系中NOx转化率的方法:1)改进催化剂的制备方法;2)添加助剂;3)等离子体结合催化还原。最后指出了现在研究中存在的主要问题,并提出开发新型催化剂、探索新催化剂制备技术以及引入新实验手段是低碳烃选择还原NOx今后的研究方向。

气相过渡金属钽-碳链团簇的研究

Nd:YAG产生的二倍频532nm激光消融金属靶表面,同时含有3%乙炔的氦载气喷向旋转的金属靶,通过等离子体反应形成中性的气相碳链—金属团簇分子.然后经过超声膨胀后,由skimmer形成准直的分子束,进入飞行时间质谱仪的电离区,被电离激光电离.当电离激光波长为248nm时,只观察到了TaC_y^+(y=0～10)的碳链团簇离子信号,实验发现奇数碳链的过渡金属钽团簇离子信号比较小,而偶数碳链的团簇离子信号较大.当电离激光波长为266nm时,观察到了Ta+xC_y^+(x=1～4,y=0～4)的碳链团簇离子信号.