重点实验室国际化人才培养的探索与实践

依托“双一流”建设高校成立的省部级重点实验室,承担服务国家战略需求及培养国际化人才的使命。从一流平台建设,拓宽对外交流渠道,“留学天大”策略实施,以及外籍专家人才引进4个方面,分析介绍天津市分子光电科学重点实验室在国际化人才培养方面的实践经验及取得的成果,同时提出未来发展方向,为同类实验室国际化人才培养提供实践参考。

天然气脱碳技术研究进展

天然气是一种高燃烧热值的清洁能源,但开采出来的天然气中含有一定量的酸性气体CO_(2),会造成热值降低、管道腐蚀等问题,因此在管道运输和使用前需对其进行脱碳处理。分别对低温精馏、溶剂吸收、吸附和膜分离四种脱碳技术进行了介绍,详析了每一种技术的工艺特点和典型工业应用情况,并从原料气进料条件、脱碳效率、能耗及成本等方面进行了分析比较,为不同实际工况脱碳工艺的选择提供指导,具有重要的工程意义。膜分离技术在装置占地面积、能耗及成本等方面具有一定优势,可灵活调变的级数工艺也使其能够实现高CO_(2)脱除率和低烃损失,具有良好的发展和应用前景,特别是适用于空间受限的场合,如在海上平台进行天然气脱碳处理。

分子堆积——影响固态有机小分子力响应发光行为的关键因素

力刺激响应型有机发光小分子因其独特的发光性质在信息加密、光学存储、压力传感器等领域具有潜在应用,引起了广泛关注。其相关发光特性并不只来源于单分子结构,更与分子聚集态不同的堆积模式密切相关,因此,如何调控分子堆积模式是获得功能化发光材料的关键。本文主要从力致变色和力致发光材料体系出发,概述了几种调控分子间相互作用的策略,突出强调了分子堆积与发光性能之间的关系,为研究具有新颖发光特性的发光材料提供了研究思路,希望促进有机发光材料的进一步发展。

有机框架膜在气体分离中的研究进展

高渗透性、高选择性和高稳定性的膜材料是决定膜分离过程效率的关键。有机框架膜(organicframework membranes,OFMs)具有孔隙率高、孔道长程有序、易于官能化修饰、稳定性强等特点,在气体膜分离领域具有重要发展前景。综述了有机框架膜的化学组成、结构特征、制备方法及其在二氧化碳捕集与分离、烯烃/烷烃分离及稀有气体分离等气体分离过程中的应用。最后,对有机框架膜在气体分离领域的机遇和挑战进行了总结,并对其发展方向进行了展望。

导电金属有机框架材料在电催化中的成就,挑战和机遇

开发用于各种能量转化过程的新型催化剂对于满足绿色和可持续能源的需求至关重要。由于其具有可调节的晶体结构,显著的化学和物理性质以及稳定性,金属有机骨架(MOFs)已经广泛应用于电化学能量转换领域,比如CO_(2)还原反应、N_(2)还原反应、析氧反应、析氢反应和氧还原反应。更重要的是,MOFs具有可调节的化学环境、孔径和孔隙率,这些性质将促进反应物在多孔网络中的扩散,从而改善其电催化性能。但是,由于高的电荷转移能垒和受限的自由载流子,大多数MOFs展示了差的导电性,阻碍了其多样化应用。在先前的报道中,MOFs常被用作多孔基质来限制纳米颗粒生长或经退火处理作为共掺杂电催化剂。而导电MOFs不仅结合了传统MOFs的优点,还具有电子导电性和高电催化活性,使其无需退火处理就可以通过电子或离子途径实现导电,从而极大提高了电催化性能,这有助于拓宽其在电化学能源领域或其他方面的潜在应用。在一些催化反应中,导电MOFs的催化活性甚至超过了商业化的RuO_(2)催化剂或Pt基催化剂。本文主要总结了构建导电MOFs的机制,并概述了其合成方法,如水/溶剂热合成和界面辅助合成。此外,本文阐述了导电MOFs在电催化应用中的最新研究进展。值得一提的是,导电MOFs的形态和结构可改变底物与MOFs之间的界面接触,从而影响其催化性能,需要进一步深入研究。基于系统的合成策略,在未来可以根据各种电催化反应的需求设计合成更多的导电MOFs。高性能的导电MOF基催化剂将有望获得突破。

高通量抗污染氧化石墨烯膜研究进展

水资源短缺与水污染是21世纪人类面临的共同挑战之一。膜技术具有低能耗和低成本等优点,是一种绿色高效的水处理技术。氧化石墨烯具有分子级的厚度和优异的化学稳定性,是一种优异的二维膜材料,在水处理膜领域具有重要应用前景。综述了氧化石墨烯膜在水处理领域的研究进展,针对膜技术面临的通量低和膜污染的挑战,以氧化石墨烯膜通道和表面构建中的介尺度问题为重点,探讨了不同尺度插层材料对氧化石墨烯膜通道结构与分离性能的影响,并分析了氧化石墨烯膜抗污染表面构建策略及对不同尺度污染物的抗污染机制。最后,对高通量抗污染氧化石墨烯膜研究进行了总结和展望。

室温磷光凝胶研究进展

室温磷光(RTP)材料因其独特的发光性质和在光电、传感、生物成像及信息加密等领域广阔的应用前景吸引了研究者的兴趣。近年来,科学家探索了各种方法调控有机分子的室温磷光,并通过磷光分子结构设计以及磷光保护基质的构建成功构筑了长寿命和高量子效率的有机室温磷光材料。超分子凝胶作为诱导室温磷光的新基质,具有三维网络结构、热可逆性质及刺激响应性等优势而引起关注。本综述围绕无金属室温磷光凝胶材料和含金属室温磷光凝胶材料,总结了近年来关于室温磷光凝胶材料的研究现状,并在此基础上,简要展望了室温磷光凝胶材料研究的发展趋势。