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。

本发明公开了一种提高分子筛膜通量的方法，对在含有聚合物的载体（如纯有机载体或有机-无机复合载体）表面合成的分子筛膜进行加热处理，从而达到提高分子筛膜渗透通量的目的。先在载体表面制备分子筛膜，然后将膜材料整个置于加热炉内，按一定速率升温到一定温度后保持一段时间，然后再按一定速率降温至常温；将进行过加热处理的分子筛膜用于渗透汽化分离，与未处理的分子筛膜相比，膜的通量有明显提高。也可以在制备分子筛膜之前，对载体进行同样的热处理。本发明的热处理没有使分子筛膜产生额外缺陷，操作简单，分离性能提高显著，对分子筛膜的修饰有普遍适用性。

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。

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。

本项目涉及到功能聚合物的分子设计与制备，并将功能聚合物应用于外墙外保温浆料及其它预拌砂浆，如抗裂砂浆、自流平砂浆、装饰砂浆、柔性腻子和界面剂等化学建材中，以上统称为聚合物改性砂浆，属于高分子合成、化学建材和节能材料领域。聚合物改性砂浆是指具有特殊功能如抗裂、高粘结性能、防水抗渗和装饰性的砂浆。为达到这些特殊功能，应当在无机胶凝材料—水泥中添加某些功能聚合物。本项目以聚合物改性砂浆的应用要求入手，运用聚合物分子设计和高分子乳液合成新方法，系统研究制备了不同组分结构、不同分子量、不同玻璃化转变温度、不同粒径的功能聚合物乳液，并通过喷雾干燥设备的合理选型、参数控制和工艺过程的改进，成功地将聚合物乳液制得可再分散胶粉。可再分散胶粉可以很好还原聚合物乳液的主要性能。

肿瘤是威胁人类健康的重要疾病之一。化疗是治疗肿瘤或减缓肿瘤生长的一种有效的常规方法。但是多数传统的抗肿瘤药物选择性差、毒副作用强，以及肿瘤的多药耐药等原因严重影响了临床疗效（Accounts Chem. Res., 2007, 41, 98）。提高选择性成为发展抗肿瘤药物需要解决的关键问题。因此现在迫切需要发展一类广谱、高选择性、具有新的作用靶点和作用机制的药物。 抗菌肽（antimicrobial peptide）一般是由少于 50 个氨基酸构成的双亲性阳离子多

项目简介： 碳酸丙烯酯高能电池电解液．高效溶剂仅用作高能电池及电容器 的优良介质，世界市场所需碳酸丙烯酯 200-300 万吨。酯交换法生产 碳酸二甲酯的所需配套原料碳酸丙烯酯达数十万吨。而目前国内生产 量在 1000-2000 吨，供不应求，市场前景十分广阔。随着社会对绿色 环保的重视，许多工艺会被清洁、环境友好工艺所代替，必然进一步 加大碳酸丙烯酯的市场需求。因其下游产品如碳酸二甲酯、聚碳酸酯、 聚氨酯的不断推广应用，其市场需求量还要不断增加。本产品碳酸丙 烯酯是一种高效溶剂和优良抽提剂，性质稳定、无毒、纯的溶剂对碳 钢设备没有腐蚀，它对高分子化合物具有良好的溶解能力。目前最受 人重视的是用来脱除天然气、石油裂解气、油田气、合成氨变换气中 的二氧化碳和硫化氢，效果显著。在电子工业上可作高能电池及电容器的优良介质，在高分子工业上可作聚合物的溶剂和增塑剂等。也可 以作油性溶剂以及烯烃和芳烃的萃取剂。在纺织工业上可用作合成纤 维的助剂和固定剂、纺丝溶剂或水溶剂染料颜料分散剂；此外，它还 是一种用途极其广泛的有机合成原料和中间体，如酯交换法生产碳酸 二甲酯的原料。 产品市场分析 仅用作高能电池及电容器的优良介质，世界市场所需碳酸丙烯酯 200-300 万吨。酯交换法生产碳酸二甲酯的所需配套原料：碳酸丙烯 酯达数十万吨。而目前国内生产量在 1000-2000 吨，供不应求，市场 前景十分广阔。随着社会对绿色环保的重视，许多工艺会被清洁、环 境友好工艺所代替，必然进一步加大碳酸丙烯酯的市场需求。因其下 游产品如碳酸二甲酯、聚碳酸酯、聚氨酯的不断推广应用，其市场需 求量还要不断增加。现国内市场价格为 7000-8000 元/吨。相关原料价 格：环氧丙烷 7500 元/吨和二氧化碳 300--700 元/吨。 现有技术情况 利用二氧化碳与环氧化物加成反应合成环状碳酸酯早已实现了 工业化，目前的研究主要集中在寻找高效均相催化剂以及非均相催化 剂。现行工艺大多采用均相催化过程，存在着催化剂的回收、循环使 用上的困难；且产物必需经过多步蒸馏等过程分离提纯，既耗时、耗 能，又增加设备的投资。此外，为制得高质量的产品和提高环氧化物 的转化率，许多工艺还得使用挥发性的有机溶剂。这一反应的非均相 催化过程尚未实现产业化，主要受非均相催化剂的活性和稳定性（即 催化剂的使用寿命）所限。 所属技术领域：一碳化学与化工及绿色催化技术，可再生资源的 化学转化利用。选题依据：基于人们对资源和环境问题的关注及实现可持续发展 的社会需求，以消除污染、合理利用资源、实现可持续发展为目标的 绿色化学已成为当前化学研究的热点和前沿。二氧化碳作为一种典型 的可再生资源，具有无毒、无腐蚀性、阻燃、化学惰性，大量存在于 自然界中等特点，无溶剂残留而且对环境友好等优点；同时它也是一 种温室气体，对它的资源化利用，还可以减轻环境负荷。回收再利用 的二氧化碳主要用于生产基本化工原料及具有应用价值的绿色化工 产品。目前，每年大约有 110 MT(百万吨) 的二氧化碳用于化工产品 的合成，如碳酸酯、酰胺、氨基甲酸酯等,具有很高的应用价值和广阔 的市场前景。基于资源和环境因素考虑，二氧化碳的化学转化与利用 吸引着越来越多研究者的兴趣，具有很高的应用价值和理论研究意义。 本工艺的目的 针对固体催化剂活性不高、稳定性不好的问题，设计与筛选高活 性、高稳定性固体催化剂，解决催化剂的回收使用问题和简化产品的 分离、纯化过程，以降低生产成本；用超临界二氧化碳替代有机溶剂， 实现无有机溶剂、对环境友好的清洁工艺过程，即工艺过程的绿色化。 技术内容 高活性、高稳定性固体催化剂的筛选：侧链带有铵盐、胺基等功 能基团的聚苯乙烯树脂能高效、高选择性地催化环氧化物与二氧化碳 反应制备环状碳酸酯。 催化剂的种类：苯乙烯系极性大孔吸附树脂、强碱性苯乙烯系阴 离子交换树脂、大孔弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂、大孔苯乙烯系 螯合性树脂、大孔弱酸丙烯酸系阳离子交换树脂、大孔强酸丙烯酸系 阳离子交换树脂。 上述高活性固体催化剂的回收、再利用。

项目简介： 拿捕净的化学名称为 2-[（1-乙氧基亚氨基）丁基]-5-[2-（乙硫基） 丙基]-3-羟基-2-环己烯-1-酮，是一种具有内吸传导性的茎叶处理除草 剂，对禾本科杂草的杀伤力很强。可用于大豆、棉花、花生、甜菜、 亚麻、油菜、苜蓿、蔬菜、水果及许多其它双子叶作物，防除一年生 及多年生禾本科杂草。敏感的杂草有鼠尾看麦娘、野燕麦、雀麦草、 马唐、稗、蟋蟀草、黑麦草、藜、狗尾草、葡萄冰草、狗牙根、白茅、 石茅等；具有抗性的杂草有紫羊矛及早熟禾；对阔叶作物极为安全， 是阔叶作物田中难得的苗后应用除草剂。 拿捕净由禾本科杂草的叶面迅速吸收，并转移到分生组织中，在 土壤中的残留期短；鉴于这类除草剂具有选择性高、防效高、不用芳 烃原料等特点，近年来世界各国对这类环己二酮类除草剂的研制仍十 分活跃。 我国具有拿捕净所需原料的生产能力，有条件实现拿捕净的国产化以满足农业的大量需求。 南开大学拿捕净小试合成技术已通过省级技术鉴定

复合食品添加剂是指由两种以上单一品种的食品添加剂经物理混匀的食品添加剂。其产品 以物理状态划分主要包括粉剂产品与水剂产品两大类，各类产品生产工艺流程基本相似。不同 的物质，由于其化学组成和结构的不同而具有不同的性质，而当不同物质同时存在时，往往因 为它们相互之间的作用和影响而使其性质发生不同程度的改变。食品添加剂的复合，正是利用 物质的这一性质，改良食品添加剂的性质和功能，使之可以更经济、更有效地应用于更广泛的 范围。复合食品添加剂由于其十分显著的优势已成为食品添加剂发展的方向之一。我国食品添 加剂产业的形成，至今仅有二十几年的时间。改革开放前，我国食品工业落后，食品匮乏，食 品添加剂的市场份额极低，人们对食品添加剂认识也较为模糊。二十多年改革开放和市场经济 的发展，使我国食品工业迅速崛起，成为国民经济的重要支柱产业。我国食品工业以年平均约 13％的速度高速发展，食品工业的繁荣也成了食品添加剂发展的动力源泉，我国的食品添加剂 行业是随着食品工业的发展而迅速发展起来的。与食品紧密相关的食品添加剂也获得了广泛的 开发、生产和应用，食品添加剂工业驶入了快车道。更为可喜的是复配食品添加剂从无到有， 已经开始起步并逐步进入市场。纵观国外食品添加剂发展经历，食品工业和食品添加剂工业发 展到一定阶段，具有强大生命力的复配型食品添加剂会逐渐增加应用市场的份额。

电池高性能低铂电催化剂研究首先合成含有高指数面的Pt3Fe 多级纳米线，再通过煅烧得到含有两个原子层厚的 Pt-skin结构，并评估了该材料在酸性介质中的氧还原和醇氧化催化性能，最后基于 DFT 理论计算结果证明含有高指数面的 Pt-skin表面对反应中间体的吸附能优化，有利于电催化反应的进行。该工作首次将 Pt-skin和高指数面结合，在催化剂活性和稳定性方面有了很大提升，为高性能电催化材料的设计和开发指出了新方向。