|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
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
种提高含有聚合物的载体上分子筛膜通量的方法
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。
浙江大学
2021-04-13
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
功能聚合物的制备方法及其在建筑节能砂浆中的应用
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。
江南大学
2021-04-13
电池储能技术
电池储能技术课题组隶属于上海市电力材料防护与新材料重点实验室和上海电力能源转换工程技术研究中心。课题组主要开展电池性能状态评估、电动汽车动力电池梯次利用、电池储能系统在电网中的应用、储能应用规划及技术经济性分析，承担了教育部、上海市科委项目，上海市教委项目，上汽集团、国网上海市电力公司等的横纵向项目20多项。实验室拥有单体电池检测设备Arbin BT2000 4-200-5一台，Arbin BT2000 4-100-5 三台，Bitrode MCV 2-200-5二台，模块电池检测设备Bitrode FTV 1-300-100四台，一套光伏微网系统，Autolab电化学工作站，PARC 2273型电化学工作站，SU-1500型扫描电子显微镜，LabRAM HR表面增强拉曼光谱仪，德国布鲁克X-射线衍射仪，FTIR-8400S傅立叶变换红外光谱仪。
上海电力大学
2021-04-29
一种U型集热管超导液太阳能热水器
本发明公开了一种U型集热管超导液太阳能热水器。在水箱的一端设有集热管孔，U型集热管由集热内管和集热外管组成，集热内管的内置部分通入水箱内浸入水中，集热内管外置部分套装有集热外管，安装在抛物槽面的聚光线上，集热内管与集热外管间留有间隙，并呈真空状态，集热内管的内置部分向上倾斜，集热内管外置部分向下倾斜，集热内管管内装有超导液。集热管内的超导液受阳光照射，转变为高温超导液蒸气，进入集热内管内置部分，将水箱水加热，水吸热后使超导液蒸气一部分变为超导液再流回集热内管外置部分，超导液受到阳光照射再次蒸发，如此往复，实现将水加热。
河北师范大学
2021-05-03
基于碟式聚光的太阳能二次聚光分频方法及其装置
本发明公开了一种基于碟式聚光的太阳能二次聚光分频方法及其装置，旋转抛物面碟式反射镜中间开有透光孔，透光孔下方沿碟式反射镜轴线两侧分别布置有聚光光伏电池板和集热器入口；在透光孔上方离碟式反射镜的顶点一定距离处布置一分频透镜，离碟式反射镜近的分频透镜一曲面上贴有分频薄膜，离碟式反射镜远的分频透镜另一曲面为银镜反射面，碟式反射镜与分频透镜之间设有支撑杆，碟式反射镜下方设有支架，支架上设有双轴跟踪系统，整个系统放于旋转底盘上。本发明可实现太阳能聚光分频，并将两个聚光焦斑都转移到系统下方，有效降低系统追日时的能耗，提高系统的平衡性和抗风性能；可分别调节两束光的聚光比，满足聚光光伏电池板和集热器各自所需的最佳聚光强度要求。
浙江大学
2021-04-11
基于水泵回流原理的太阳能热水器控制系统设计
专利特征在于包括下列步骤：（1）研究了微型离心水泵的工作原理： 通过叶轮的高速旋转产生离心力，使叶轮流道里的水甩向四周，叶轮入口形成真空，使水流动。（2）研究了电磁阀得工作原理： 通电时，电磁阀线圈产生电磁吸力把阀芯提起，使使关闭元件离开阀座，密封副件打开；断电时，电磁力消失，靠弹簧力把关闭元件压在阀座上阀门关闭。
辽宁大学
2021-04-11
二氧化碳热泵辅助太阳能热水器
该热水器把二氧化碳热泵热水器与太阳能热水器结合起来，提供四种制取热水模式：太阳能加热系统单独制取热水、太阳能加热系统与跨临界二氧化碳热泵系统同时制取热水、跨临界二氧化碳热泵系统单独制取热水、太阳能或电加热。辅助加热蒸发器跨临界二氧化碳热泵系统制取热水，可以满足各种不同的气候区全年有效的工作。 另外，本热水器充分利用跨临界二氧化碳热泵热水器的优点，即使在严寒地区，也可以制取50~C、90℃的热水。达到了节能、环保的效果。 例如，在阳光充足、太阳辐射强度很大的时段，太阳能加热系统单独制取热水即可满足需求；在阳光充足、太阳辐射强度不是很大的时段，可启动跨临界二氧化碳热泵系统作为太阳能加热系统的辅助，两系统同时制取热水；在阳光不充足及没有阳光的时段，太阳能系统无法有效工作，跨临界二氧化碳热泵系统单独运行制取热水；在寒冷的冬季，运行跨临界二氧化碳热泵系统，有充足阳光时，利用太阳能加热系统加热蒸发器；阳光不充足时，利用电加热器加热蒸发器，从而防止了蒸发器在低温条件下结霜的问题。特别是严寒地区，可以利用太阳能加热系统加热跨临界二氧化碳热泵系统的蒸发器，达到有效融霜的目的，保证了跨临界二氧化碳热泵系统在低温下的稳定运行。
上海理工大学
2021-04-11