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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
高功率锌镍一次电池正极羟基氧化镍材料生产技术
高功率锌镍一次电池具有很多优点:①与碱锰电池相比可大功率放电，适合数码相机、摄像机、电动玩具等便携式电子产品使用，如在数码相机中照相的张数可比碱锰电池多3倍以上;②与镍氢电池、锂离子电池相比则不需要充电器进行充电，买来则可使用，很方便;③组装工艺成熟，可利用现成的碱锰电池生产线组装;④适用面广，目前使用锌锰电池、碱锰电池、镍氢电池的地方就可使用锌镍一次电池;⑤绿色电池，对环境没有污染。生产锌镍一次电池的关键就在于其正极材料羟基氧化镍，羟基氧化镍的研发国内外都刚刚起步。
技术成熟程度
我们从2002年就开始羟基氧化镍的制备研究，现已申请有关羟基氧化镍和锌镍一次电池正极制备方法的5项中国发明专利。目前制备羟基氧化镍的工艺已很成熟，已进行了很多次中试试验，性能很好，超过了日本东芝公司。在1000mA恒流持续放电至1.0V的情况下,我们好的配方的电池放电接近1个小时,而日本东芝公司的高能一次锌镍电池只有47分钟。
厦门大学
2021-01-12
纳米氮化钒及纳米碳氮化钒粉体的制备方法
本发明提供了一种纳米氮化钒及纳米碳氮化钒粉体的制备方法。其特征在于以粉状钒酸铵、碳质还原剂和微量稀土等催化剂为原料，按一定配比将它们溶于去离子水或蒸馏水中，并搅拌均匀，制得溶液。然后将该溶液加热、干燥，最后得到含有钒源和碳源的前驱体粉末。将前驱体粉末置于高温反应炉中，并通入还原气体作为反应和保护气体，于800～950℃、30～60min条件下，制得平均粒径＜100nm、粒度分布均匀的纳米氮化钒及纳米碳氮化钒粉体。本方法具有反应温度低、反应时间短、生产成本低、工艺简单等特点，适合工业化生产。
四川大学
2021-04-11
纳米金-纳米纤维功能复合物修饰电极的制备方法
本发明是一种纳米金/纳米纤维功能复合物修饰电极的制备方法，具体制备方法包括：1）纺丝溶液配制；2）静电纺丝制备复合纳米纤维，形成复合纳米纤维PA6-MCWNTs修饰电极；3）复合纳米纤维电沉积纳米金功能化。将复合纳米纤维PA6-MCWNTs修饰电极浸于含有HAuCl4的沉积液中，采用多电位阶跃法，将HAuCl4还原成纳米金并同步直接沉积在PA6-MCWNTs复合纳米纤维表面。本发明获得具有稳定性好、比表面积大、生物相容性良好、电子传递速率快、纳米直径孔径分布均匀等特点的功能复合物电极修饰材料。
东南大学
2021-04-13
基于静电纺丝纳米纤维的速溶速效给药纳米纤维膜
高压静电纺丝技术是一种自上而下 (top-down) 的纳米制造技术, 通过外加电场力克服喷头毛细管尖端液滴的液体表面张力和黏弹力而形成射流, 在静电斥力、库仑力和表面张力共同作用下，被雾化后的液体射流被高频弯曲、拉延、分裂，在几十毫秒内被牵伸千万倍，经溶剂挥发或熔体冷却在接收端得到纳米级纤维。该技术工艺过程简单、操控方便、选择材料范围广泛、可控性强、并且可以通过喷头设计制备具有微观结构特征的纳米纤维。 应用高压静电纺丝技术制备的纳米纤维膜，其表面积大、孔隙率高、并且具有三维立体连续网状结构等特征。结合聚合物基材的使用，电纺纳米纤维膜不仅仅可以有针对性地解决难溶药物溶解度问题，而且可以用于开发多种药物的速溶速效给药系统。可以根据用户需要进行各种药物速效给药系统的研制与开发
上海理工大学
2021-04-13
纳米银导电墨水
电子元器件对更低加工温度和更小特征尺寸的要求。开发适应低热处理温度、小尺寸加工工艺的纳米银墨水已经成为导电浆料发展的必然趋势。与传统印刷电子工艺相比，喷墨打印导电线路并经过烧结处理，性能优异。
东南大学
2021-04-10
纳米荧光显影剂
研发阶段/n虽然具有荧光性能和磁响应性能的稀土类纳米材料可作为性能优良的显影剂，但是它们的生物毒性限制了其临床使用。羟基磷灰石（HAP）具有良好的生物相容性和生物活性，并且其晶体结构特别适合稀土离子掺杂，可以作为荧光稀土离子如Eu3+和磁响应稀土离子如Gd3+的基质材料。该课题组前期也开展了稀土掺杂HAP荧光纳米粒子的相关研究，证明其具有良好的生物相容性，可用于肿瘤细胞的标记。这些研究都证明稀土掺杂HAP纳米材料是一种性能优异的显影剂，而且多重功能的稀土元素共掺杂HAP可以同时实现多种类型的显影功能
武汉理工大学
2021-01-12
纳米银导电墨水
电子元器件对更低加工温度和更小特征尺寸的要求。开发适应低热处理温度、小尺寸加工工艺的纳米银墨水已经成为导电浆料发展的必然趋势。与传统印刷电子工艺相比，喷墨打印导电线路并经过烧结处理，银导电层的厚度仅为传统蚀刻或印刷方式得到导电层厚度的十几分之一，而导电性却可以与其相媲美。因而喷墨打印方式的出现为无线射频识别(RFID)、有机发光二极管(OLED)、柔性电路板(PCB)、传感器(Sensor)等的发展提供了一种极具竞争力的制造方式。相比于粘稠的微米或纳米银浆料，纳米银墨水具有适合于喷墨打印的粘度、表面张力和更小的尺寸（一般小于50nm），因此成为喷墨印刷电子学及技术的重要关键材料。我们成功发展了纳米银导电墨水，导电相含量15 wt.%，纳米银颗粒纯度高，粒径集中分布于7~17 nm；墨水黏度为3 mPas，表面张力为32 mN/m，经喷墨打印形成的导电线路在低温固化、烧结成膜后具有良好的导电性能：在250℃下烧结20 min后，导电线路的电阻率可达5.3 μΩ´cm；在120 ℃下烧结60min后，电阻率可达10.3 μΩ´cm。
东南大学
2021-04-13
纳米石材微晶玉石
纳米石材微晶玉石微晶玉石又称微晶玻璃、晶化石、玉晶石。它是以传统原材料为基础，加入特殊化工原料，经熔窑熔制、水淬、晶化窑烧结、磨抛切割，而形成的一种高档人造纳米级石材。微晶玉石是一种新型绿色环保材料。它具有板面平整洁净、色调均匀一致、纹理清晰雅致、光泽柔和晶莹、色彩绚丽璀璨、不吸水防污染、耐酸碱抗风化、绿色环保、无放射性毒害等优良特质。01 玉石型微晶玻璃02 花岗岩型微晶玻璃板03 大理石型微晶玻璃板04 玉石型微晶玻璃板05 玉石工艺屏风06 玉石棋盘07 防腐耐磨板08 泡沫微晶玻璃09 微晶玻璃阀门、管道10 家庭装饰用玉石板材特点不含有对人体有害的有机物。原材料来源广泛，成本低廉。可加工切削，用于装饰材料、礼品定制、管路及构件等应用。具有广阔的市场前景和巨大的经济效益和社会效益。
清华大学
2021-04-13
纳米晶杂化材料
1．成果介绍有机无机杂化发光材料是一类重要功能性杂化材料，因无机物与有机物在分子水平或纳米尺寸复合和杂化，使其制得的杂化材料同时兼具无机和有机组分的优良特性、便于分
南京工业大学
2021-01-12