目前几乎所有人工合成的含氮有机化合物都需要经过工业合成氨（NH3）。而传统的工业合成氨过程 (Haber-Bosch Process)条件极其苛刻。据推算年耗能占全球能耗的2%左右，需消耗约25%的化石资源，并且产生大量温室气体。因此，将氮气直接、高效、温和地转化为含氮有机化合物，而不经过NH3, 是解决以上问题的重要途径之一。但迄今相关文献报道很少, 催化反应体系还没有实现（见中文综述：从氮气直接合成含氮有机化合物。该研究实现了由稀土金属钪（Sc）促进的，直接由氮气、MeOTf和亲电试剂等有机底物反应高效合成肼衍生物的过程。他们分离和表征了(N2)2−-, (N2)3−-和(N2Me2)2−-Sc中间体，并发现CO能有效插入(N2Me2)2−-Sc中间体的Sc−N键中，实现了N2与CO的高效偶联（Scandium-Promoted Direct Conversion of Dinitrogen into Hydrazine Derivatives via N−C Bond Formation. Ze-Jie Lv, Zhe Huang, Wen-Xiong Zhang,* and Zhenfeng Xi,* J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 8773−8777）。

本课题从构件和体系两个层次来研究护岸结构的创新构型与组合理论；探索土压力作用下护岸结构各组成部分的协同作用机理、荷载传递途径和力学简化模型；并建立综合考虑纤维铺层、组分材料、组合方式、连接及受荷条件等因素的护岸结构设计理论。 主要研究内容包括： 1）护岸结构创新构型与组合理论； 2）侧向土压作用下组合护岸结构受力机理； 3）组合护岸结构优化设计方法； 4）组合护岸结构工程应用。

聚合物基复合材料表面金属化常用的方法有真空蒸镀金属法、真空离子镀金属法、电镀法、化学镀法、电铸法、表面直接喷涂金属法等。这些方法各有其优缺点：如真空蒸镀和真空离子镀的镀层厚度均匀，但所需设备昂贵且制件尺寸受设备大小限制，涂层较薄且制备成本较高。电镀法工序复杂，镀层附着力相对较低；化学镀是大多数电镀工艺中都必须涉及到的，通常作为塑料制品电镀的前处理工艺，其优点是镀层致密、孔隙率低、适用的基体材料范围广，可在金属、无机非金属及有机物上沉积镀层；缺点是镀液寿命短、稳定性差，镀覆速度慢、不易制备厚涂层，存在环境污染。电铸法可制取高光洁度、高导电性、高精度、内腔结构复杂的制件，但每做一个制件就需一个模具，模具成本高、生产周期长。热喷涂法是把金属颗粒加热到熔融状态后沉积到基板或工件表面形成涂层；但聚合物基板材料的熔点很低，热喷涂时熔融金属颗粒和高温焰流将对聚合物基板材料表面产生严重的破坏；而且由于热喷涂的加热温度较高，所制备的金属涂层由于氧化和孔隙的产生很难满足使用要求。 冷喷涂技术不需要或者只需要很少量的热量输入，加热温度低、颗粒飞行速度高，这就有效防止了热喷涂时的热影响，减少了基体表面三维畸变，涂层中氧化、相变的发生，涂层残余热应力小，可制备厚涂层；另外，与热喷涂一个相同的技术优势是通过机械手挟持喷枪或者把基体工件放在数控工作台上，能够实现对一些复杂表面、较大工件的喷涂，加工灵活，适应性强。目前可制备纯Al涂层和Al-Cu等多层结构。 已申请专利：“一种聚合物基复合材料表面金属化涂层的制备方法及装置”，中国发明专利申请号：201010588064.X.，专利申请时间：2010.12.14，专利公开日：2011.05.18

采用“电子”作为反应试剂，以金属[M = In, Sn, Al, Ta, Nb, Zn, Ti, Ni,等]为阳极，控制一定的阳极电极电位，分别在ß－二酮（如乙酰丙酮，Hacac），醇(ROH)，或其混合溶液中电化学溶解金属，或按照一定顺序电化学溶解两种金属得到相应的单金属或者多金属有机物。具体反应为：M（金属）＋ HL ＋电能 → ML （L＝OR，ß－二酮如：Hacac）。本工艺为高纯度金属有机物（MO-CVD源）开发出一种全新“绿色化学”途径，具有如下优势：（1） 原材料金属可通过电解精炼达到很高纯度(>99.99%)，从源头保证MO-CVD源的纯度要求，该技术采用阳极电极电位控制特定金属溶解，从而进一步控制杂质离子。同时该技术合成的MO-CVD源可以采用常规方法进一步提纯，根据需要杂质离子可以控制在10-9 量级以下。如采用该法制备的纳米TiO2（粒径分布窄，～5 nm左右）杂质分析：Pb：0.6 ppm，As：0.5 ppm，Hg：0.09 ppm，Fe：0.21 ppm。（2） 该工艺克服了传统化学方法合成MO-CVD源的缺点。以钛醇盐为例，化学法采用TiCl4 ＋ROH → Ti(OR)4,该反应由ROH逐渐取代Cl生成Ti(OR)xCly，采用氨吸收HCl形成沉淀使反应向右进行，无法得到不含Cl的Ti(OR)4，很难满足特殊电子工业对Cl杂质要求很高的工艺要求。本技术从工艺路径上保证了产品纯度：Ti（金属） ＋ ROH ＋电能 → Ti(OR)4，该过程未引入任何Cl杂质，可以做到绝对无Cl的MO-CVD源。 （3）该技术具有通用性。MO-CVD源属于高附加值产品，市场变化快，本工艺采用的设备可以随时通过更换不同金属或者有机配体（含有活性氢配体），根据市场需要随时实现产品的转换，在追求高利润的同时规避市场风险，具有投资价值。工艺路线：具体合成：1. 金属醇盐：如钛醇盐、钽醇盐、铌醇盐、铟醇盐、锡醇盐，铜醇盐、镍醇盐等，及其稳定的金属醇盐ß－二酮配合物。2. ß－二酮金属盐化合物：如乙酰丙酮金属盐，乙酰丙酮锌Zn(acac)2、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮铟In(acac)3、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮钽、乙酰丙酮铌、乙酰丙酮锡等。3. 二元金属醇盐ß－二酮配合物：如PbTi(OR)x（acac）y，AlTi(OR)xLy，NaTa(OR)xLy，LiTa(OR)xLy等。 应用范围：高纯金属有机物可以作为MO-CVD源，制备超高纯度纳米金属氧化物。同时这些金属有机物可以有以下用途：添加剂，热稳定剂，催化剂，具体可用作树脂交联剂，树脂硬化促进剂，树脂、塑料、橡胶添加剂，铁电、压电等氧化物薄膜、超导薄膜、热反射玻璃薄膜、透明导电薄膜等功能薄膜材料等。

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EV-400高真空金属有机蒸发镀膜机 真空腔室：前开门真空腔体，方便取放基片、更换钨舟、添加蒸发材料以及真空室的日常维护保养； 真空系统：国产分子泵作为主抽泵，真空极限优于5.0✕10-5Pa（经烘烤除气后）；另可选进口磁悬浮分子泵或是低温泵作为主抽泵，真空极限优于3.0✕10-6Pa（经烘烤除气后）； 真空抽速：大气～8✕10-4Pa≤30min； 蒸发源：4～6组欧美技术金属或是有机束源炉蒸发源可选，多源共蒸获得复合膜/分蒸获得多层膜，功能强大，性能稳定； 蒸发电源：真空专业蒸发电源，恒流/恒功率控制。电流、功率可预先设置，可实现一键启动和停止的自动控制功能； 基片台：最大120mm基片/15～25mmITO/FTO玻璃25片，可定制一体化高精度刻蚀掩膜板；基片台公转，转速0～20r/min连续可调； 基片台功能：衬底可选择加热（室温～300℃可调可控）或水冷，基片台可选升降，源基距最大350mm； 溅射电源：直流脉冲溅射电源、全自动匹配的射频溅射电源可任选； 膜厚监控仪：可选配国产或进口单水冷探头膜厚仪； 可镀材料：可沉积金属（Au、Ag、Al、Ca、Cu、Mg、Fe、Cr、Ti、Ni等）、非金属、化合物（MoO3、LiF等）及有机材料，可拓展沉积单层膜、多层膜及混合膜； 控制方式：PLC+触摸屏控制系统，具备漏气自检与提示、通讯故障，实现一键抽停真空。

SEV-400手套箱金属有机蒸发镀膜机 真空腔室：采用立式方形结构，前门为水平滑开式，位于手套箱体内部，前开门便于蒸发材料和样片在保护环境下装卸，后开门便于真空室的清理维护（后门带锁紧装置在充气条件下保持腔室密闭与大气环境隔离），整机位于手套箱体下面，节约占地面积； 真空系统：国产分子泵作为主抽泵，真空极限高达2.0✕10-5Pa，另可选进口磁悬浮分子泵或是低温泵作为主抽泵，真空极限高达3.0✕10-6Pa； 真空抽速：大气～5✕10-4Pa≤30min（手套箱环境中）； 基片台：最大120mm基片/15～25mmITO/FTO玻璃25片，可定制一体化高精度刻蚀掩膜板，基片台公转，转速0～20r/min可调，衬底可选择加热（室温～300℃可调可控）或水冷，基片台可选升降，源基距最大350mm； 蒸发源及电源：4～6组欧美技术金属或有机束源炉蒸发源可选，多元共蒸获得复合膜/分蒸获得多层膜，功能强大，性能稳定；真空专业蒸发电源，恒流/恒功率控制，电流、功率可以预先设置，可实现一键启动和停止的自动控制功能； 膜厚监控仪：采用国产或进口膜厚监控仪在线监测和控制蒸发速率、膜厚； 控制方式：PLC+触摸屏控制系统，具备漏气自检与提示、通讯故障，实现一键抽停真空。

2、有机光电功能共轭聚合物的合成、纳米化及其复合材料在传感器、超滤 膜和纳滤膜等领域的应用研究3、在 Nano Letters, ACS Nano, J. Phys. Chem. C, Dalton Trans.等发表相关论文 30 余篇; 授权发明专利 2 项，申请发明专利 4 项，其中国际专利 1&nb

提出了一种通过调节卤素的取代位置以引入分子内卤键来提高UOP材料QE的新策略。其中，CzS2Br的磷光效率高达52.10％，这是迄今为止报道的单组分有机长余辉效率最高值。通过系统地研究发现，作者指出分子内卤键（intramolecular halogen bonding，分子内卤氧相互作用）是获得高效率UOP材料的关键所在。分子内卤键不仅能够通过促进自旋-轨道耦合以提高分子系间窜跃效率，还可以抑制激发态分子的振动和转动，从而限制分子的非辐射跃迁。

通过氯原子的Cl-S、Cl-π等超分子相互作用调控有机光电材料分子的排列方式，构筑更加适合有机太阳电池器件的材料体系；同时利用共轭聚合物的π-π相互作用作为驱动力控制材料在不同维度上的生长速度，成功制备了二维方块胶束，并积极探索这些二维材料的电学行为响应。氯原子卤键等非共价相互作用对控制有机分子的排列和形貌具有决定性作用，不但可获得高度有序的材料体系，同时相应材料性能也可得到大幅提高，例如和本研究相关的氯取代给体聚合物效率就曾达到了富勒烯类太阳电池的世界一流水平，而且器件稳定性也得到了极大改善，引领了有机太阳电池领域对氯取代的重视和广泛研究。