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基于多组分杂化体系的聚合物材料火灾安全设计
1.发展了有机-无机杂化纳米复合阻燃增强新技术，实现了材料的力学和阻燃性能的同步提升，解决了传统阻燃技术恶化材料力学性能的难题；相比传统阻燃技术热释放速率降低 20-40%，力学性能提高 20-50%；
2.发展了无机-无机杂化纳米复合抑烟减毒新技术，解决了传统阻燃材料燃烧烟气毒性大的难题，相比传统技术燃烧烟气烟密度降低 20-40%，毒性降低 20-60%。
中国科学技术大学
2023-05-19
高性能PET纳米复合材料的研制及应用
本项目通过在双螺杆中直接将PET切片与蒙脱土熔体插层的方法制备高性能PET/蒙脱土纳米复合材料，设备简单，工艺路线短，生产效率高，且成本低廉、节能环保，为PET的改性提供了一条新的途径。 PET/蒙脱土纳米复合材料在高性能纤维和工程塑料领域有良好的应用前景。在工程塑料方面，可根据产品的要求进一步添加弹性体、玻纤及增容剂等制备集增强、增韧、耐热等性能于一体的系列化PET工程塑料产品。在纤维方面，PET/蒙脱土复合材料具有良好的纺丝性能，蒙脱土改性PET纤维可用分散性染料常压沸染，上染率达80%以上，纤维色泽鲜艳，色谱宽广，为解决涤纶染色困难提供了一条经济可行的新途径。与PET纤维相比，蒙脱土改性纤维具有高模量、低收缩的特点，可用于聚酯帘子线，满足汽车市场日益增长的需求，填补国内同类产品的空白。另外，PET原料也可以取之于瓶片等废弃料，因此对环境保护以及资源的循环利用具有积极的促进作用。
东华大学
2021-02-01
碳纳米管复合材料宏观性能评估方法
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
目前碳纳米管复合材料的制备过程影响因素复杂，制备结果不确定性大。 针对此难题，本成果建立了一种碳纳米管复合材料宏观性能的评估标准，将碳纳米管界面空间填充程度与复合材料的宏观性能联系起来，实现最终复合材料性能的评估和预测。
本成果基于碳纳米管微观形貌表征和电镜分形维数计算，研发了一种碳纳米管界面的数量和均匀度（即界面空间填充程度）评估方法，首先，实现碳纳米管分形界面空间填充程度的定量化表征。其次，基于该定量化表征方法阐明碳纳米管界面空间填充程度与聚合物基复合材料性能间的关系。结果表明，复合材料的电导率和机械强度分别随界面空间填充程度的增大呈指数和线性增加。这种对应关系建立起了界面空间填充程度和碳纳米管复合材料宏观性能间的直接联系，且该联系与生产过程中采用的碳纳米管分散方法、碳纳米管浓度、碳纳米管类型以及复合基体无关。本成果普遍适用于碳纳米管复合材料的宏观性能评估，也可推广至各类纳米填充复合材料，对于指导纳米填充复合材料的制备具有十分重要意义。
华中科技大学
2022-07-27
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
石墨烯增强金属基复合材料制备及性能研究
石墨烯增强金属基复合材料制备及性能研究
上海理工大学
2021-01-12
纤维素基抗紫外复合材料的制备技术
近年来，随着绿色经济概念的提出和人们环保意识的增强，生物基材料的研究和应用受到了广泛的关注。张胜文团队以纤维素为基体，成功制备了纤维素/CeO2 复合材料，并通过简单热压贴合的方法制备了 PMMA/纤维素/CeO2 复合材料。其中，CeO2 纳米粒子以 20nm 的尺寸较均匀的分布在纤维素基体中，且复合材料在 550nm 处的可见光透过率达 75%，在 330nm 处紫外光阻隔率高达 99%，在户外紫外线的防护领域有较好的应用前景。
关键技术
1、通过碱脲体系制备了再生纤维素膜；
2、通过一步酸解法制备了羧基化纳米纤维素；
3、通过原位合成的方法制备了纤维素/CeO2 复合材料。
获得成果
1、发表学术论文一篇
2、申请专利一项
江南大学
2021-04-13
新型配位交联的聚合物合金
本技术充分利用材料中的可配位基团，如腈基 (C≡N) 、酯基 (O=C-0) ，同金属阳离子进 行配位交联，创建了一个新的非共价键交联的网络体系。由于金属配位的键能高于氢键键能， 而且变化范围也比较大，因此通过配位交联所获得的材料的力学性能优于通过氢键组装的橡胶 材料；由于配位键的键能低于共价键，可以在一定情况下破坏配位交联而不影响聚合物材料的 主链结构；配位键具有电、磁特性及非线性光学特性，通过选择不同配位数和配位方式的金属 离子，调节金属离子的浓度，改变加工温度和时间等方法控制聚合物的交联程度和交联密度， 实现了聚合物微观结构和材料最终使用性能按需要进行调控；金属离子同橡胶材料的配位是直 接在材料加工过程中一步实现，工艺简单；这种配位交联橡胶的添加剂和加工过程也无污染， 且几乎不需要其他助剂，是一种环境友好的高性能、多功能材料，降低了对环境的污染和产品 的成本。无炭黑添加的配位交联NBR的拉伸强度可超过60MPa，伸长率达到1000﹪，远远优于 硫磺交联、炭黑补强的NBR (拉伸强度通常为20Mpa，伸长率<500%) 。而且由于金属离子的引 入，橡胶材料也具有了一些特殊的性能，例如更加优良的耐油性及同金属材料很好的粘接性 等。这些结果表明金属配位交联的绿色橡胶具有很高的实用价值和广阔的应用前景。
华东理工大学
2021-04-11
一种新型高效抗菌聚合物
据世界卫生组织统计，全世界每年死于细菌感染的人数已超过1700万人。从历次疾病流行的教训中，人们清楚地认识到,有害细菌的传播能通过各种途径迅速蔓延。因此，这就迫切需要开发用于日常生活的抗菌材料解决忧关人们健康的难题，例如：各种卫生纸巾、擦拭纸、食品包装材料、医药包装、过滤、口罩或面罩、一次性医疗用品、包装标签等。然而,传统的上述材料并不具备杀菌功能。行之有效的方法就是让材料或纸张表面具有自然抑制或阻止病菌生长和传播的能力。抗菌材料，其性能是破坏病菌
四川大学
2021-04-14
全聚合物太阳能电池
课题组此前在国际上率先开展了酰亚胺基n-型高分子半导体材料的研究。目前，酰亚胺基高分子已经逐渐发展成为重要的n-型半导体材料，能够实现全聚合物太阳能电池领域中的最高能量转化效率。尽管酰亚胺基高分子半导体取得了巨大成功，但其对太阳能光的吸收不足是限制其性能进一步提升的瓶颈。 针对此问题，课题组开发了基于苯并噻二唑的新颖n-型高分子半导体，该半导体具有对太阳光更为有效的吸收，实现了超过8%
南方科技大学
2021-04-14
垂直取向的聚合物纳孔膜
本项目开发了一种具有规整垂直孔道多孔膜的制备方法，主要是以嵌段共聚物为原料，利用溶剂蒸汽退火形成垂直的微相结构，再选择性溶胀将分散相转化为孔道。溶剂蒸汽退火是将聚合物膜暴露于溶剂蒸汽中，溶剂分子进入膜内部，促进分子链运动，形成规整排列的分相，具有室温下可操作、简单方便的特点。选择性溶胀致孔是一种物理方法，该过程不存在化学反应，无质量损失，可以根据溶胀条件有效调控孔径。孔径可在10-50nm范围内连续调节，膜厚可在20nm-50微米之间调节。
南京工业大学
2021-01-12