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有机电极材料在锂电池中的实际应用前景分析
中国科学院院士、南开大学教授陈军团队受Nature子刊《自然评论·化学》编委会邀请，发表题为“有机电极材料在锂电池中的实际应用前景分析”的综述论文。该文章深入阐述了有机电极材料的结构特征、作用机理、构效关系等，着重分析了有机电极材料的实际现状和应用前景，有助于学术界和工业界充分了解有机电极材料的实际应用潜力和待解决的问题，有望激发更多应用导向的研究工作，进而促进未来有机电池的商品化应用。文章第一作者为卢勇博士，通讯作者为陈军院士。
锂离子电池目前广泛应用于各类便携式电子设备，在人类社会的信息化、移动化、智能化、社会化等方面凸显作用，并有望在电动汽车和智能电网等领域大规模应用。商品化锂离子电池的正极材料主要是无机过渡金属氧化物和磷酸盐，其中过渡金属资源大都不可再生，电池回收利用技术复杂、成本高，从长远的角度来看可能会面临资源短缺等难点问题。因此，可循环再生的电极材料开发已成为电池领域的学术前沿和重大需求。
有机电极材料由于含有丰富的碳、氢、氧等元素而显现出可再生、绿色环保、低成本和高容量等优点，近年来受到了广泛的关注。有机电极材料的制备具有合成创造的特点。有机电极材料一般可以从植物中（比如玉米等作物和苹果等果蔬）直接提取或者以生物质材料为原料通过简单的方法制备得到；在有机材料提取制备、电池装配和回收过程中产生的二氧化碳又可以被植物吸收利用，因而体现了很好的循环和可再生性。然而，有机电极材料还面临着在电解液中溶解度大、导电性差、密度低等难点问题，其材料特征、作用机理、构效关系等亟待深入理解。
陈军院士团队的综述论文围绕有机电极材料的未来发展提出见解。文章指出，有机电极材料具有结构可调控特点。根据不同的分子结构和反应电位，有机材料在实际应用中可作为正极或者负极活性材料。文章首先讨论了有机电极材料本身的各种关键性质，包括材料的能量密度、功率密度、循环寿命、密度、电导率、能量效率、价格、资源可用性和热/化学稳定性。其中能量密度、功率密度和循环寿命是材料的基本电化学性质，这些性质会受到材料密度和电导率的影响，其他因素如稳定性和价格等也是必须要考虑的问题。接着从实际电池应用角度分析了电极中活性物质的单位面载量和电解液用量等因素对全电池性能的影响。最后利用软件对以有机材料为正极或者负极的实际锂电池体系进行了模拟，得出了相关电池体系的性能（如整体能量密度、功率密度）和价格等参数。结果表明，n型有机正极材料特别是羰基化合物具有较好的实际应用前景。
南开大学
2021-04-11
一种基于超材料结构的梯级耗能防船撞系统
本发明公开了一种基于超材料结构的梯级耗能防船撞系统，包括超高性能混凝土面板、梯级耗能防撞层、橡胶护舷、桥梁桥墩、桥梁承台和桥梁桩基，梯级耗能防撞层包括可变刚度单元、轻质耗能材料、竖向钢板、上顶板及下底板，可变刚度单元为多个内凹六边形单元通过横向及纵向钢板连接而成，中间空心结构内部填充聚氨酯泡沫、陶粒、橡胶粒等可以吸收和分散冲击能量的轻质耗能材料。可变刚度单元与各钢板之间焊接形成整体，防护装置与被保护桥墩之间通过橡胶护舷连接。该防护装置受撞击时的整体刚度会随着结构变形而增大，因此本发明具有可变刚度的梯级耗能防撞效果，能有效延长船桥碰撞时间且减小船舶撞击力，实现船舶与桥梁的双向保护。
南京工业大学
2021-01-12
基于干法活化的食用油脱色吸附材料开发与应用
我国是食用植物油消费大国，以 2012 年为例，我国食用植物油消费量为 2800 多万吨，其中精炼植物油占 70%以上。吸附脱色是食用油精炼的关键工序，其目 的是去除油中的色素、残皀、残磷、金属离子、氧化分解产物、农残、重质多环 芳烃等微量杂质组分，其效果优劣将直接影响食用油终端产品的质量与食用安全 性。传统脱色吸附材料是以膨润土为原料，采用高温高酸高能耗湿法加工而成， 其特点是活性度高，催化能力和脱色力强，但用于食用油吸附脱色时存在选择性 差、吸油率高、副反应（氧化、异构化、环化）严重和过滤性能差的缺陷。为此，本项目系统研究了油脂吸附脱色作用机制、脱色对油品品质影响、凹凸棒石黏土 （简称凹土）的显微结构、纳米效应及表面特性，发明了食用油脱色吸附材料的干法活化工艺和符合其特性的食用油“两步”脱色工艺；在此基础上，进一步对 脱色吸附材料进行多元复合改性，开发了具有高吸湿性的凹土系列干燥剂。
江南大学
2021-04-11
基于石墨烯、氮化硼等二维材料的防腐应用
石墨烯由于其独特的二维纳米结构，且具有高强度、高热稳定性、高化学稳定性以及优良的导热性等特性，在防腐涂料领域具有广阔的应用前景。石墨烯、氮化硼等二维材料由于其特殊的结构使其具有不透过性，作为金属基底与腐蚀环境的阻隔层而保护基底不被自然环境所腐蚀。通过化学气相沉积法及块体剥离法可分别制备直接生长于金属表面的大面积石墨烯、氮化硼薄膜，或粉状的石墨烯、氮化硼纳米片。通过化学气相沉淀法，二维材料可以在任意形状的金属基底的所有暴露面上生长，实现对金属表面的全面保护。
中国科学院大学
2021-01-12
一种近红外响应主链型液晶弹性体及其制备方法
本发明公开了一种近红外响应主链型液晶弹性体及其制备方法，该近红外响应主链型液晶弹性体是通过化学交联的方法制备出来的，而不是传统的物理掺杂，从而大大提高了光热转换效率，帮助形状记忆材料在近红外光刺激下做出快速的响应。制备方法是结合了传统的两步交联法和非环烯烃易位聚合(ADMET)方法，获得了具有单畴取向的液晶弹性体薄膜，并能对近红外光源做出快速的响应。该复合薄膜是将液晶单体、近红外响应的交联剂、钌催化剂部分聚合，拉伸取向，二次交联后制备形成的。本发明材料可用于帮助光热治疗器材和设备快速地将光能转换成热能，可以对近红外光做出快速的响应，此外该材料还具有较好的重物承受能力，能模拟手臂提举重物的行为。
东南大学
2021-04-11
3-双酰肼二苯脲衍生物及其制备方法和应用
本发明涉及一种具有结构的3-双酰肼二苯脲衍生物，其中R基团选自苯基衍生物。本发明公开了这些化合物的结构以及对农业害虫的防治效果，同时公开了这些化合物作为杀虫剂的应用。
青岛农业大学
2021-04-11
非制冷薄膜型红外焦平面阵列探测器结构及其制备方法
非制冷薄膜型红外焦平面阵列探测器结构，包括含读出电路的第一基片，含热隔离微桥阵列和敏感元阵列的第二基片，所述第一基片与第二基片键合成一体，所述热隔离微桥阵列中的各热隔离微桥单元以刻蚀后的第二基片为桥墩，以与所述桥墩顶面紧密结合的支撑层为桥面；各热隔离微桥单元的桥面上均设置有敏感元阵列，各敏感元阵列通过引线电极与第一基片上对应的读出电路实现电连接。制备方法：第一基片键合面图形的制备；支撑层制备；敏感元阵列的制备；第二基片正面保护；热隔离微桥阵列的制备；第一基片与第二基片的键合；除去第二基片的正面保护层；敏感元电极读出电路电极的连接。
四川大学
2021-04-11
一种近红外反应型双光子荧光探针及其制备方法和应用
本发明提供一种近红外反应型双光子荧光探针，该近红外反应型双光子荧光探针为一种由1,3,3?三甲基?2?亚甲基吲哚啉?罗丹明酰肼与4?吗啉基?1,8?萘酰亚胺?苯基异硫氰酸酯反应制得的荧光分子。本发明还提供该近红外反应型双光子荧光探针的制备方法和应用。本发明的近红外反应型双光子荧光探针，发射近红外波段红色荧光，通过汞离子诱导的酰胺基硫脲脱硫?环化反应及1,3,3?三甲基?2?亚甲基吲哚啉?罗丹明内酰胺的开环反应等多步串联反应可灵敏调控其在近红外波段的荧光性能，灵敏度高、选择性强、生物相容性好，在近红外双光子荧光成像、双光子荧光传感器、生物荧光分析、荧光标记、环境监测等领域具有广泛应用。
东南大学
2021-04-11
一种Bcr-Abl双倍体抑制剂及其制备方法和用途
成果描述：一种Bcr-Abl双倍体抑制剂及其制备方法和用途。本发明公开了式Ⅰ化合物或其药学上可接受的盐,其结构式如下所示。本发明提供的式Ⅰ化合物或其药学上可接受的盐,作为Bcr-Abl双倍体抑制剂,能够有效抑制酪氨酸激酶活性,可有效用于该类激酶异常活化相关的疾病治疗,对恶性肿瘤具有良好的治疗作用,该类抑制剂的制备方法简便,成本低廉,具有良好的应用前景。市场前景分析：本发明公开了式Ⅰ化合物或其药学上可接受的盐,其结构式如下所示。本发明提供的式Ⅰ化合物或其药学上可接受的盐,作为Bcr-Abl双倍体抑制剂,能够有效抑制酪氨酸激酶活性,可有效用于该类激酶异常活化相关的疾病治疗,对恶性肿瘤具有良好的治疗作用,该类抑制剂的制备方法简便,成本低廉,具有良好的应用前景。与同类成果相比的优势分析：国内领先
成都大学
2021-04-10
一种双层中空二氧化硅纳米球及其制备方法
本发明公开了一种双层中空二氧化硅纳米球，所述双层中空二氧化硅纳米球的内、外两层中空二氧化硅纳米球均为单分散结构，且尺寸和壳层厚度均可控。本发明还公开了一种双层中空二氧化硅纳米球的制备方法，通过无皂乳液聚合得到单分散的聚N-异丙基丙烯酰胺乳液颗粒，以其作为模板，以正硅酸乙酯为硅源，在水溶液中经两次水解缩合和交联反应后，再经高温煅烧得到所述的双层中空二氧化硅纳米球。本制备方法简单可控，且各步反应均以水为溶剂，绿色环保；所得单分散的双层中空二氧化硅纳米球为两级结构，且尺寸和壳层厚度均可控，可以应对复杂的环境或者需求，将在药物可控缓释、催化和微胶囊等领域获得广泛应用。
浙江大学
2021-04-11