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钴镍基配位聚合物的构筑及电催化析氢性能研究
配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。
一、项目进展
创意计划阶段
二、负责人及成员
姓名
学院/所学专业
入学/毕业时间
祝涣钧
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
吴凌志
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
郑毅
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
王梓
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
武辰禹
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
三、指导教师
姓名
学院/所学专业
职务/职称
研究方向
覃玲
化学与化工学院
副教授
多功能配位聚合物材料的合成及应用研究
四、项目简介
配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。它具有多样的拓扑结构，并且稀疏多孔，密度较低。这些特点使得它在吸附，催化，储能的各个方面有着优良的效果。
本项目主要目的在于合成钴/镍基配位聚合物，选择合适的有机配体与金属离子钴/镍通过配位键构筑得到钴镍基配位聚合物，利用单晶衍射、元素分析、红外光谱等方法对其结构及组成进行表征，或者通过合成和掺杂的方式，调控它的析氢性能，设计出高催化活性和稳定性、低成本的非贵金属催化剂。
项目组成员通过设计选择有机配体与金属离子，通过溶剂热方法合成了多种金属有机框架材料，并将其热解得到衍生材料。通过线性伏安扫描法等多种实验方法测试了它们的电催化性能，其中化合物Ni-MOF的初始电位为-356mV，Tafel斜率127.3 mV⋅dec-1。Co-MOF通过掺杂Zn2+后，过电位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我们还合成了一种对金属离子（Fe3+）与抗生素（加替沙星）有明显检测效果的锌基材料，可作为多功能探针检测水中金属离子和抗生素的残余量。由于化合物没有催化位点，我们通过掺杂钴金属的方式，改善了它的电催化析氢性能，使它具有较低的初始电位(-423 mV)、较低的Tafel效率(101.9 mV⋅dec-1)和较好的循环稳定性。
项目为研究高性能和稳定性的HER电催化剂及金属离子和抗生素荧光探针材料的设计合成提供了可行的思路。
合肥工业大学
2022-07-27
配位聚合物多孔材料在化工吸附分离领域的研究与应用
丁二烯是产量最大的化工产品之一，其生产过程中需要耗费大量的能量和有机溶剂对成分复杂的C4烃类混合物进行蒸馏分离。利用多孔材料进行吸附分离是一种潜在的高效分离提纯方法，但分子较小、极性较大的丁二烯容易被吸附，在脱附过程中不但容易被残留的其它C4烃类污染，而且容易受热聚合。我们前期已经发现可以利用合理设计的超微孔亲水多孔材料对C2烃类实现反常的极性选择。针对丁二烯分子柔性显著小于其它链状C4烃类的特点，我们希望能进一步通过特殊的孔道形状控制这些柔性客体分子的构型，利用构型变化的能量差获得反常的吸附选择性和最优的C4烃类吸附分离顺序。形状尺寸合适的离散孔洞最有利于控制柔性客体分子的构型和并反转吸附选择性，而连续的孔道对客体分子的吸附扩散又是必须的。通过模拟计算,发现具有准离散孔洞的柔性多孔材料MAF-23在两种要求中取得平衡，实现了反常而且最优的C4烃类混合物吸附分离顺序。常温常压下将丁二烯、丁烯、异丁烯和丁烷混合物通过MAF-23填充的固定床吸附装置后，吸附最弱的丁二烯最先流出而且纯度很容易达到99.9%，同时可避免常规纯化方法中因加热而产生的丁二烯自聚问题。
中山大学
2021-04-13
一种高分子聚合物微流控芯片的制备方法
本发明涉及一种微流控芯片制作技术，主要用于高分子聚合物材质微流控芯片制作，其特征在于利用CNC雕刻机直接加工微流控设备，即利用数控软件进行微流控芯片的通道设计，得到相应的雕刻路径，编写雕刻用代码；将雕刻代码导入控制CNC雕刻机的软件中，对要进行制作的高分子聚合物材料进行制作；图案制作结束后，根据不同要求，封接芯片，即可得到功能化的微流控设备。
成果亮点
技术特点：极大的降低高分子聚合物微流控芯片的制作成本，简单易用，快速制备，有利于芯片的大批量生产，并能灵活的调节芯片微通道深度，有利于实现微流控芯片器件的功能多样化，克服了现有技术制作微流控芯片设备成本高、制作效率低、难以实现芯片通道深度多样化的缺点，排除了人为因操作熟练程度造成的偏差和人力的消耗。
兰州大学
2021-01-12
一种藤黄酸自组装聚合物纳米粒的制备方法及其应用
合成的高分子材料聚乙二醇 - 聚己内酯，对药物进行包裹，以改善藤黄酸在水中溶解度极小、血浆清除快、体内分布广，以及生物利用度很低等缺陷。
辽宁大学
2021-04-11
牵伸分散纳米粒子技术及其在聚合物复合材料中的应用
本技术成果涉及纳米材料及其在聚合物中应用 的关键技术研究，属于新材料高新技术领域。针对 纳米粒子难以在聚合物中均匀分散的难题，将材料 结构设计和熔融共混工艺相结合，创新性地提出运 用加工手段诱导纳米粒子在塑料成型加工时分散的 技术。采用纳米粒子接枝改性、双重界面调控、预 牵伸等，通过改变加工条件和加工手段达到强制分 隔纳米粒子团聚体、实现纳米分散结构的目的。制备具有显著增强增韧效果的纳米无机粒子填充聚合物复 合材料，实现通用塑料工程化。本成果的技术特点：1.技术创新程度高，本技术在保持传统的塑料加工方 法的基础上，通过合理控制加工条件和加工手段，另辟蹊径解决纳米分散难题，其成果在纳米复合材料领 域属国际首创；2.科学思想新颖；3.材料性能优异；4.工艺简单、技术实用。
中山大学
2021-04-10
聚合物絮凝剂和螯合树脂去除水中重金属
项目简介： 现代工业高速发展的同时也对环境造成了污染，重金属对水体的 污染极大程度地损害了农、林、牧、渔等产业的发展，同时也对人民 的健康和生命造成威胁。因此有必要对被重金属污染的水体进行综合 性治理。 本项目提出联合使用聚合物絮凝剂和螯合树脂（包括螯合纤维） 对水中重金属的去除提出治理方案。1．使用天然壳聚糖作絮凝剂对重金属污水进行预处理 2．使用氨基膦酸螯合树脂对预处理后等重金属超标废水精制可 达到国家排放标准 3．使用辐照接枝制备功能化离子交换纤维实现对重金属废水的 处理 综合使用壳聚糖、氨基磷酸树脂、接枝纤维可以使重金属污水的 处理技术提升一个新的台阶。在实现重金属废水治理的同时建立环保 产业链。一方面利用甲壳素原料方面的优势，建立生产壳聚糖的工厂。 另一方面扩大氨基磷酸树脂的产量和使用范围。此外还可以解决辐照 站资源浪费问题。达到一举多得的目的。
南开大学
2021-04-11
导电聚合物/纳米碳复合载体及抗中毒催化剂
针对燃料电池传统Pt/C催化剂易中毒，使用寿命短，成本较高等问题，本项目将导电聚合物与传统碳载体复合作为Pt系催化剂载体，一方面保持碳材料的高电导率，另一方面利用导电聚合物自身的电活性赋予Pt催化剂高的抗中毒能力及催化活性。并且采用化学法合成该催化剂，可批量生产，并且在保持其催化活性的同时减小载铂量，降低成本，有利于商品化推广使用。本项目选择聚苯胺（PAn）、聚吡咯（PPy）两种导电聚合物对XC-72C碳黑、碳纳米管（MWNT）进行修饰，包括PAn/XC-72C，PAn/MWNT，PPy/MWNT、PPy、Pan五种复合载体材料及其载铂催化剂的生产方法，该复合催化体系中铂的负载量为10％～30％。其中的关键技术已获得三项国家发明专利授权（ZL 200710008657.2，ZL 2007100084524）。
厦门大学
2021-04-11
一种聚合物基复合材料及其制备方法
华中科技大学
2021-01-12
聚合物材料抑制类风湿性关节炎
利用阳离子聚合物材料结合游离核酸，发现聚合物材料可以抑制患者自身游离核酸引起的原代细胞炎症反应，观察到纳米材料可以通过炎症导致的高血管通透性富集到动物模型关节部位，从而显著抑制关节的肿胀、骨和软骨的破坏，并且恢复动物活动能力。研究发现，阳离子聚合物纳米粒子cNP与cfDNA的结合能力强，能很好地抑制cfDNA对免疫细胞TLR9的激活，能有效抑制cfDNA引起的RA病人关节积液单核细胞及滑膜样细胞的炎症反应。对慢性大鼠关节炎模型进行静脉注射cNP以后，其关节中的积液及软组织的水肿显著减少，关节骨质破坏程度降低，关节滑膜处的炎症细胞浸润变少，说明cNP对于类风湿性关节炎有明显的疗效。治疗后模型大鼠的行动力得以恢复，表明cNP还能有效解决RA后期面临的关节僵硬而行动不便的问题。
中山大学
2021-04-13
一种网状离子印迹聚合物、其制备方法及应用
本发明公开了一种选择性识别铅离子的网状离子印迹聚合物、其制备方法及其应用，属于新材料领域。利用曼尼希反应合成 8-羟基喹啉接枝明胶多肽作为功能单体，具有活性基团更加丰富、收缩/溶胀性能好，成膜性高等优点。在此基础上，提出一种物理成膜-二次溶胀-化学交联三步制备离子印迹聚合物的制备技术。通过控制溶胀所用器皿的尺寸，在特定狭小空间内完成膜材料自发扭曲/折叠，获得各种形貌的印迹聚合物。最后，经过京尼平/转谷氨酰胺酶双交联后，形成网状铅离子印迹聚合物薄膜。由于功能单体富含多种活性基团、双交联体系和独特的网状
华中科技大学
2021-04-14