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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
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
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
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
一种藤黄酸自组装聚合物纳米粒的制备方法及其应用
合成的高分子材料聚乙二醇 - 聚己内酯，对药物进行包裹，以改善藤黄酸在水中溶解度极小、血浆清除快、体内分布广，以及生物利用度很低等缺陷。
辽宁大学
2021-04-11
基于红外线辐照的石墨烯/聚合物复合材料的制备方法
本发明公开了一种基于红外线辐照的石墨烯/聚合物复合材料的制备方法，包括以下步骤：1）将氧化石墨溶液与聚合物溶液或者聚合物乳液混合，得到混合液，浇注或者纺丝，干燥至总溶剂的重量百分含量小于等于50%，得到复合产物；2）在红外线加热灯辐照下将复合产物中的溶剂除去并进行氧化石墨的还原反应，得到石墨烯/聚合物复合材料。本发明制备方法中，利用红外线加热灯辐照下制备石墨烯/聚合物复合材料，工艺非常简便、生产成本很低，有利于工业化大规模生产，聚合物可选择不同的种类，可以制备不同的石墨烯/聚合物复合材料，可以满足不同的生产和使用要求，在导电高分子复合材料以及薄膜、纤维等领域具有广阔的应用前景。
浙江大学
2021-04-11
牵伸分散纳米粒子技术及其在聚合物复合材料中的应用
本技术成果涉及纳米材料及其在聚合物中应用 的关键技术研究，属于新材料高新技术领域。针对 纳米粒子难以在聚合物中均匀分散的难题，将材料 结构设计和熔融共混工艺相结合，创新性地提出运 用加工手段诱导纳米粒子在塑料成型加工时分散的 技术。采用纳米粒子接枝改性、双重界面调控、预 牵伸等，通过改变加工条件和加工手段达到强制分 隔纳米粒子团聚体、实现纳米分散结构的目的。制备具有显著增强增韧效果的纳米无机粒子填充聚合物复 合材料，实现通用塑料工程化。本成果的技术特点：1.技术创新程度高，本技术在保持传统的塑料加工方 法的基础上，通过合理控制加工条件和加工手段，另辟蹊径解决纳米分散难题，其成果在纳米复合材料领 域属国际首创；2.科学思想新颖；3.材料性能优异；4.工艺简单、技术实用。
中山大学
2021-04-10
有机‑无机复合纳米粒子超亲水改性聚合物膜及制备方法
本发明涉及膜分离技术，旨在提供一种有机‑无机复合纳米粒子超亲水改性聚合物膜及制备方法。该聚合物膜含有超亲水性的聚醚改性有机硅材料，有机‑无机复合纳米粒子均匀分布在聚合物膜的截面、外表层和内表层，并呈梯度微纳珠状网络结构；所述的超亲水性的聚醚改性有机硅材料含有Si‑C键连接型超亲水聚醚功能基团。本发明使能实现不同部位水增量速度差异，从而制备具有梯度孔结构的有机‑无机复合纳米粒子超亲水改性聚合物膜。可实现对聚合物膜膜孔结构的精确控制，满足多样性使用环境。具有超级亲水、优异亲水持久性、超低压或零过膜压超高水通量、超高抗污染性能，可广泛应用于饮用水深度净化、工业污水处理、食用饮品的浓缩分离、油水分离。
浙江大学
2021-04-13
一种交联型荷正电含氯聚合物过滤膜及其制备方法
本发明公开了一种交联型荷正电含氯聚合物过滤膜及其制备方法。所述过滤膜包含有含叔胺侧链的含氯聚合物，或者包含有含叔胺侧链的含氯聚合物与其他含氯聚合物的共混物。所述交联型荷正电含氯聚合物过滤膜的制备方法主要包括以下具体步骤：（1）经原位原子转移自由基聚合法将叔胺单体的接枝到含氯共聚物；（2）将（1）中得到的含叔胺侧链的含氯聚合物溶液，直接作为制膜液或者加入其他含氯聚合物并搅拌形成均匀的制膜液，经非溶剂诱导相分离形成固态前体膜；（3）将固态前体膜进行热处理，得到交联型荷正电含氯聚合物过滤膜。所制备的交联型荷正电含氯聚合物过滤膜，具有耐溶剂、强度高、荷正电、孔径与截留性能可控、高效率低成本等特点。
浙江大学
2021-04-13
一种多巴胺衍生物及分子印迹聚合物制备方法和应用
本发明公开了一种多巴胺衍生物及分子印迹聚合物制备方法和应用。所述多巴胺衍生物包括丹磺酰多巴胺、咔唑磺酰多巴胺等。多巴胺衍生物由荧光发色剂前体与多巴胺通过磺化反应合成。利用所述多巴胺荧光衍生物制备荧光分子印迹聚合物，所得的荧光分子印迹聚合物，集特异性样品预处理和荧光检测于一体，与多孔酶标板联用，组建荧光传感器，根据加样前后荧光淬灭值的改变，直接测定环境水样中的系列酸性有机污染物，包括双酚 A 和 2,4-二氯苯氧乙酸。
华中科技大学
2021-04-14