摘要：聚电解质因其优异的离子传输性能广泛应用于膜分离和储能电池领域。本文通过分子动力学模拟研究了聚丙烯酸盐（PAS）在不同溶剂体系（乙醇-水和电解液）及不同反离子作用下的构象和离子传输性能。通过分析自由体积、链回转半径（Rg）和二面角、径向分布函数（RDF）和均方位移（MSD）等参数，探究了Li+、Na+和Cs+三种反离子对聚丙烯酸（PAA）分子链构象的调控作用及在其中离子迁移行为的影响。模拟结果表明，Li+由于其较小的离子半径和较高的电荷密度，更倾向于引起链的收缩并形成更紧凑的构象。相较于Na+和Cs+,Li+在乙醇-水溶剂中表现出更高的吸附能（1.31 eV）和配位数，增强了其与PAA链的结合，促进了稳定离子传输通路的形成。在电解液体系中，Li+表现出更高的离子迁移率(1.2×10-10m2/s)和扩散系数(4.7×10-9m2/（V·s）)，尤其在外加电场作用下其传输性能显著优于其他同族离子。本研究从分子层面揭示了溶剂环境和反离子对聚电解质膜的构象与离子传导性能的影响机制，为离子选择性材料的设计与优化提供了理论支持。

摘要：采用苯并15冠5、没食子酸甲酯以及1-溴十一烯等物质为原料,合成超分子化合物2-(1-甲基羟甲基)-[1,4,7,10,13-苯并15冠5]-3,4,5-三[4-(10-十一烯-1-羰基)苄氧基]苯甲酸酯.然后用紫外光接枝法将其接枝到聚丙烯腈(PAN)微孔膜表面,构筑具有离子传输功能的离子传输复合膜,接枝量为3.025 mg/cm2.通过ATR,XPS,SEM以及AFM等手段对离子传输膜的结构性能进行表征.结果表明,这种超分子化合物在PAN膜的表面自组装成柱状通道,并形成致密皮层.采用自行设计的膜运输装置对膜的离子识别和运输功能进行评测.通过与非功能材料(丙烯酸)接枝膜的对比,可以认为本文制备的离子识别膜可以选择性识别和运输碱金属阳离子,其运输能力顺序为Na+>K+>Li+.

摘要：手性是自然界的普遍现象,有关超分子手性的研究由于超分子体系中分子间非共价相互作用的可调性逐渐引起了人们的研究兴趣。本文综述了手性光学开关研究的最新进展,介绍了如何设计分子体系,由手性分子制备手性光学开关;基于超分子思想,介绍了由非手性分子参与形成的手性光学开关,并最终制备出完全由非手性分子组装得到的手性光学开关。

摘要：近年来,水资源危机日益加重。在海水淡化技术中,与反渗透分离技术相比,正渗透分离技术作为一种低能耗、绿色的解决方案,具有明显优势,在国际上得到了广泛的重视,是膜分离技术的研究热点之一。本文从正渗透膜材料结构与性能关系的角度,对膜材料的最新进展进行了综述,同时分析了汲取液的常见类型,并简述了正渗透分离技术的新应用,展望了其未来的发展前景。

摘要：报道了螯合型正方平面羰基铑配合物催化甲醇羰基化反应的机理研究.通过含有两种与铑具有不同配位能力的授体的配体,与四羰基二氯二铑形成螯合型正方平面阳离子配合物.研究证明,该类配合物在催化甲醇羰基化反应过程中,其活性物种区别于文献报道的[Rh(CO)2I2]-阴离子.配合物中铑与吡啶环上共轭N形成的N→Rh配键,在羰基化反应过程中并非通常认为的断裂而是形成新的活性物种,即配体与铑作为整体参与了CH3I的氧化加成及CH3COI的生成过程.通过对相应的聚合物配体铑催化剂的研究,进一步证实了这个反应机理.这一结果,对该类催化剂分子设计,以及克服其工业使用中的催化剂沉淀失活等现象均有重要意义.

摘要：长碳链聚酰胺(LCPA)作为聚酰胺的特殊品种,较长的亚甲基链和极性酰胺基团使其兼具聚烯烃和聚酰胺的双重特性.在加工或使用过程中,拉伸诱导结晶现象对长碳链聚酰胺及其共聚物的强度和弹性行为具有重要影响,深入认识其在外场下的微观结构响应对该材料的设计及制备具有重要意义.围绕拉伸诱导结晶作用,该专论主要基于本团队2010年以来在长碳链聚酰胺及其共聚物的拉伸诱导结晶工作,并综述了国内外的相关研究,涉及拉伸诱导结晶现象、拉伸诱导结晶的影响因素、拉伸诱导结晶与力学性能的构效关系及拉伸诱导结晶的表征方法等方面.

摘要：丙烯是生产聚丙烯、各类丙烷氧化物、丙烯腈的重要化工原料.近年来,随着丙烯需求量日益增长,作为一种专产丙烯的生产方式,丙烷脱氢(PDH)受到了越来越多的关注.PtSn/Al_(2)O_(3)是一种典型的工业丙烷脱氢催化剂,其特征是催化活性会随反应时间的推移而下降,因此需要反复再生以保证丙烯产率.提高PtSn催化剂的稳定性,需要明确反应状态下PtSn的催化性能与其结构之间的关系.然而,Pt和Sn的价态及其相互作用,对制备方法、预还原条件、载体类型等因素非常敏感,此外,从Pt-Sn二元相图来看,二者在高温(~600℃)还原性反应气氛下可形成多种合金结构,因此,PtSn在丙烷脱氢中的活性位结构的认识颇具挑战,目前文献报道结果仍存在争议.本文选用商业化的纳米级γ-Al_(2)O_(3)作为载体,通过利用纳米载体上只能担载有限数量的金属原子和加入过量的第二金属Sn稀释活性金属Pt的方式,得到高分散的PtSn/nano-Al_(2)O_(3)催化剂.当Pt和Sn的负载量分别为0.1 wt%和1 wt%时,其初始丙烯产率可达到47.6 molC_(3)H_(6)gPt^(-1)h^(-1),高于文献已报道的PtSn双金属催化剂,该催化剂经3-10 h活性快速下降期(k_(d-3h):0.11h^(-1))后,表现出较好的稳定性(k_(d-10~40h):0.0026 h^(-1)).球差电镜(AC-HAADF-STEM)表征结果显示,该催化剂经500℃焙烧后,Pt及Sn在Al_(2)O_(3)载体上均呈单原子分散状态;经600℃氢气还原后,Pt团聚为平均直径约0.85 nm的纳米颗粒;通过对其进行能谱点扫分析,发现Pt纳米颗粒上分布有少量的Sn原子,而剩余大量的Sn原子则继续以单原子形式分布在载体上.进一步原位X射线光电子能谱和原位X射线吸收能谱结果证明,该催化剂中纳米颗粒的具体组成为Sn单原子分散在Pt纳米颗粒表面,形成S_(n1)Pt表面单原子合金结构.密度泛函理论理论计算证明了S_(n1)Pt表面单原子合金结构的稳定性及其在丙烷脱氢中的高活性.最后结合原位CO吸附的漫反射红外光谱等表征,揭示了催化剂反应初期活性下降及后期高稳定性的内在原因:催化剂经还原后形成了高活性的S_(n1)Pt表面单原子合金结构,在反应过程中,该结构演变为纯相Pt_(3)Sn金属间化合物,其与周围呈单分散的SnOx物种协同作用,抑制和转移在活性中心上的积碳,进而实现了高稳定性.这种通过单原子表面合金演变得到的Pt_(3)Sn金属间化合物,与传统Pt与Pt_(3)Sn等金属化合物混相共存的工业催化剂相比,可以避免丙烯在催化剂表面单金属Pt平台位点上的深度脱氢和积碳,进而提高了催化剂稳定性.综上,本文从原子水平上为PDH反应中PtSn/Al_(2)O_(3)催化剂的活性位结构及其演化过程提供了新的见解,并为工业催化剂的设计制备提供了理论参考.

摘要：水凝胶具有与细胞外基质相似的组成与结构,是药物递送、组织工程以及体外细胞培养等生物医学领域重要的一类材料.实现组成明确、生物相容、生物降解并且可功能化的水凝胶材料的构筑是高分子领域发展的重要挑战.DNA作为一种天然的生物大分子,天然具有明确的化学组成、可设计的序列以及独特的结构刚性,是构筑超分子水凝胶的优良材料.本文回顾了DNA超分子水凝胶领域近年来的发展,主要介绍了纯/杂化DNA超分子水凝胶的构筑,总结了基于双链互补配对或物理缠结的纯DNA超分子水凝胶的构筑方法,讨论了物理与化学掺杂在杂化DNA超分子水凝胶构筑中的重要影响;系统介绍了DNA超分子水凝胶卓越的通透性、可调的力学强度以及动态的性质等物理特性,提出了DNA的刚性与动态性决定水凝胶物理性质的分子机制;总结了DNA超分子水凝胶的功能化策略,重点介绍了序列设计、化学修饰以及网络复合等方法;介绍了DNA超分子水凝胶在细胞三维培养与打印、组织工程以及免疫治疗和药物递送等生物医学领域的应用;最后,讨论了DNA超分子水凝胶领域发展面临的一些挑战与前景,为其未来应用前景提供新思路.

摘要：21世纪在光子技术领域中操控光子已成为核心的研究内容。胶体光子晶体因其特殊的周期结构而具有光子禁带的特性,从而可以对特定频率的光进行调控,其应用涵盖了光、电、催化、传感、显示、检测等众多领域,为光功能材料的结构设计和性能优化提供了参考依据。本文主要从两个方面阐述近年来胶体光子晶体对光的调控作用与应用,一方面,光子晶体的光子禁带受外界环境刺激下的调控,其核心是在光子晶体中填充响应性的材料,从而引起光子晶体晶格常数或折光指数的变化,这在化学及生物传感器技术领域有着广阔的应用前景;另一方面,光子晶体对嵌入在其中的发射物质的光学行为能实现有效的控制,这将有力地推动光学器件的发展。文章最后还对胶体光子晶体今后的发展进行了展望。

摘要：利用分子模拟技术设计槲皮素(Qu)印迹预组装体系,确定功能单体的种类及其与Qu的作用比例;在此基础上,采用自由基聚合法制备分子印迹聚合物修饰的氧化石墨烯(GO/MIP),并通过傅里叶变换红外光谱仪、元素分析仪、拉曼光谱仪、热重分析仪、扫描电子显微镜和原子力显微镜系统分析所制GO/MIP复合材料的形貌和结构。静态吸附实验的结果表明,在298 K下,GO/MIP复合材料对Qu的动力学吸附平衡时间和吸附量分别为30 min和30. 61 mg g^(-1)。此外,准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型可较好地描述GO/MIP复合材料对Qu的吸附行为。混合黄酮类化合物溶液中进行的竞争吸附实验的结果说明,相对Qu而言,GO/MIP复合材料对结构类似物山奈酚和芦丁的相对选择性系数分别为1. 966和3. 557。所制GO/MIP复合材料提高了表面MIPs用于选择性识别多酚类化合物的能力,为制备用于天然产物中特异性检测和快速分离黄酮的表面MIPs提供指导意义。