摘要：过渡金属硫化物是石墨负极材料的优异替代品,但其导电性差、充放电过程中体积膨胀严重.针对这些问题,本文从组成和结构设计的角度出发,通过自模板法简单高效地合成中空十二面体结构的NiS_(2)/CoS_(2)@HNC复合材料.研究表明,NiS_(2)/CoS_(2)@HNC复合材料用于锂电池负极时显示出良好的电化学性能,在0.2 A g^(−1)电流密度下循环100圈能达到828 mA h g^(−1)的高可逆容量,还具有优异的倍率性能.这主要得益于材料中不同成分间的协同作用以及结构优势,中空氮碳层封装NiS_(2)、CoS_(2)纳米颗粒,缩短了Li+的传输路径,增强了材料的导电性,同时很好地缓解了Li+脱嵌过程中体积膨胀造成的容量衰减.

摘要：随着半导体行业集成度越来越高,对光刻材料提出了更高的要求。近年来,金属氧簇光刻胶由于尺寸小、结构设计灵活,得到了广泛的研究。目前锑基金属光刻胶仅局限于含锑配合物。开发出新型锑氧簇光刻胶,通过对比金属有机组装Sb_(4)O-1与自组装Sb_(4)O-2的溶解度差异说明自组装策略优势。原子力显微镜证实Sb_(4)O-2光刻胶可形成光滑薄膜,并获得低粗糙度值(均方根粗糙度<0.3 nm)。电子束光刻(EBL)证明Sb_(4)O-2光刻胶优异的图案化能力(线宽<50 nm),理论计算支持X射线光电子能谱(XPS)分析的新型自组装Sb_(4)O-2“配体解离”机制。

摘要：成功设计并通过水热法合成了一种具有功能性三维结构的镧系金属有机骨架Eu-4L,其配体为二苯胺四羧酸衍生物(H4L)。Eu-4L的骨架中含有3D空腔,且其比表面积较高。Eu-4L不仅热稳定性较高,且在pH为3~11的范围内稳定性良好。Eu-4L可以作为荧光探针选择性识别稠环芳烃芘,其检测限为5μmol·L^(-1),具有较高的灵敏度,且具备可循环重复利用的特性。Eu-4L荧光识别芘的作用机理为稳态荧光识别机理。此外,对Eu-4L的荧光识别选择性、竞争能力也进行了详细地讨论。

摘要：近年来,含硼材料在新能源、催化等领域日益受到重视,然而,对于高附加值的含硼材料发展还存在很高的技术壁垒.因此,亟需深入研究含硼材料微观性质间的关联关系,推动高端含硼材料的研发.本工作面向材料研究从传统的试错法向数据驱动的研究范式转变的需求,通过特征选择、网格搜索优化以及特征重要性分析,探索了多种重要的机器学习算法在含硼材料能隙预测中的应用.结果表明,采用随机森林算法的能隙预测模型决定系数(R^(2))可达0.84,并发现含硼材料的总磁化强度(total magnetization)特征与能隙存在显著的负相关关系,即材料的总磁化强度越小,其能隙越大.本工作表明机器学习方法可用于定向设计具有特定能隙的含硼材料.同时,结果也表明,作为一种集成学习模型,随机森林具有较好的学习能力与稳定的预测性能,可以应用到其它类型材料体系的能隙以及其它材料属性的预测,加速材料性能的设计与优化过程,对新型功能材料的快速筛选与高性能预测具有重要的科学意义.

摘要：设计、合成了一种新型异核双金属配合物,用于催化环氧环己烷(CHO)和邻苯二甲酸酐(PA)的共聚反应,以制备聚(醚-酯)材料.分别通过核磁共振波谱和电喷雾质谱对聚合物及其水解后产物结构进行分析,证明所得共聚物为醚酯单元呈无规分布的聚(醚-酯).重点考察了配体结构、金属离子、反应温度和催化剂浓度对聚合反应的影响.最后,对所得聚(醚-酯)无规共聚物热性能进行研究,表明聚醚链段的引入可以调变其玻璃化转变温度,丰富了此类聚酯材料的应用场景.

摘要：丁二烯是重要的化工原料,主要用于生产树脂、合成橡胶、丁二醇和己二腈等大宗化学品,还可以用于制备蒽醌、四氢苯酐等精细化学品.目前,工业上制备丁二烯的方法主要是乙烯副产抽提法.近年来,随着生物乙醇技术大力发展,催化乙醇制丁二烯成为很有吸引力的生产丁二烯的路线之一.目前催化乙醇制丁二烯的催化剂种类较多,合理设计具有活性位点结构和功能的催化新材料是提升催化剂活性的关键.稀土金属元素如Y,La和Ce等具有独特的电子层结构,并且具有中等强度的Lewis酸性,本文尝试将稀土磷酸盐与具有乙醇脱氢活性的过渡金属位点结合起来,设计过渡金属改性的稀土磷酸盐催化剂并用于乙醇转化制丁二烯.本文开发了Co-YPO_(4)双功能催化剂,应用于乙醇转化制丁二烯反应,所制材料表现出较高的催化活性与稳定性.在YPO4催化剂上,乙醇主要发生脱水反应,生成大量的乙烯和乙醚,且丁二烯选择性不超过5%;而在Co-YPO_(4)催化剂上,乙醇转化产物分布出现明显改变,丁二烯选择性增加.在乙醇重时空速和反应温度分别为1.0 gC2H5OH×gCat.‒1×h^(‒1)和350℃的条件下,乙醇转化率为78.2%,丁二烯选择性为68.5%.原位紫外-可见漫反射光谱、X射线光电子能谱以及H_(2)^(-)程序升温还原表征结果表明,Co2+中心与PO_(4)^(3‒)基团存在强的配位相互作用,形成稳定且高度分散的[Co-O-P]物种.通过NH_(3)^(-)程序升温脱附(TPD)和吡啶探针分子吸附红外对YPO4和Co-YPO4进行酸性表征,结果表明,YPO_(4)和Co-YPO4表面均是典型的Lewis酸性位点;结合CO_(2)-TPD表征发现,Co^(2+)与YPO4表面部分Y3+位点发生置换,即引入适量的Co会减弱酸性同时增强表面碱性.进一步通过停留时间、乙醇程序升温表面反应和原位乙醇吸附反应漫反射红外光谱测试对反应机理进行详细研究.结果表明,乙醇首先在Co^(2+)位发生脱氢生成乙醛和H_(2),随后乙醛迁移至Y^(3+)位点吸附活化,两分子乙醛依次发生C‒C偶联、加氢以及脱水反应生成丁二烯.动力学测试结果表明,乙醇脱氢是整个反应过程的关键步骤,整体反应路径如下:乙醇→乙醛→丁烯醛→丁烯醇→丁二烯.综上所述,以乙醇作为平台分子合成丁二烯能够丰富可持续发展的新能源结构体系.本文揭示了磷酸根基团通过配位作用稳定Co^(2+)物种,Co^(2+)和Y^(3+)位点协同催化乙醇选择性生成丁二烯,为乙醇高值转化催化剂设计提供了新思路.

摘要：生物油组成复杂,含氧量较高,制约其高值化利用。本研究以商业活性炭(AC)和HY分子筛为复合催化剂,通过改变催化区的装填方式研究其对稻草和杨木屑两种典型生物质热解挥发物提质的影响规律。结果表明,AC和HY分子筛装填方式影响生物质热解产物分布和生物油组成。在HY与AC按1∶1比例均匀混合(YACM)作用后,生物油产率最低。但YACM方式有利于生物油的脱氧和芳香烃的生成,稻草和杨木屑热解生物油中的芳烃含量在YACM作用下可分别由提质前的13.8%和8.0%提高至56.4%和53.1%。上层HY分子筛和下层AC(YTACL)的催化方式有利于酚类物质生成。对单环芳烃的选择性遵循YTACL>ACTYL>YACM,而对双环芳烃的选择性为YACM>ACTYL>YTACL。分析认为,AC孔径较HY分子筛小,酸性低于分子筛,其活性中心有助于呋喃化合物重排生成环戊酮、2-环戊烯酮、甲基环戊烯酮,后重排形成苯酚,因此,YTACL的装填方式对苯酚、甲酚、甲苯、乙苯、对二甲苯的生成有较好的促进作用。HY分子筛的酸性强,有利于芳构化反应发生,因此,ACTYL装填方式表现出对萘、甲基萘、蒽、芘的生成较高的选择性。该工作为生物油的组成调控以及芳烃和酚类物质的富集等提供重要指导。

摘要：本研究对酸洗赤泥催化剂进行Cu、Ce、Cu/Ce浸渍负载,并研究了金属改性赤泥对烟气中NOx的催化转化性能。研究结果表明,Cu负载催化剂中的Cu+与Cu^(2+),有效促进了赤泥对低温烟气(200–300℃)中的NO转化率,Cu的负载量达到6%时,赤泥的最高NO转化率达到了90.7%;而Ce负载催化剂中的Ce^(3+)与Ce^(4+),有效促进了赤泥对中温烟气(200–400℃)中的NO转化率,Ce的负载量达到8%时,赤泥的最高NO转化率达到了94.0%;Cu/Ce负载催化剂表现出比单金属负载催化剂更好的低温NO转化率,最佳的负载Cu:Ce比例为1∶1,双金属负载催化剂表现出比Cu负载催化剂更好的中温(300–400℃)中的NO转化率,最高达到了95.5%。其原因是,在Cu/Ce协同作用下,Cu+以及Cu^(2+)的还原过程分别从229、302℃降至201以及247℃,同时使发生Fe2O3→FeO的还原过程的温度降低,促使ACRM-Cu1Ce1具有更强的低温氧化还原能力,同时,双金属负载使催化剂具有更高的弱酸性峰,也使催化剂的强、弱酸性峰都向低温偏移,并使负载后的赤泥具有了较高的Fe离子平均氧化态以及较高的Cu+含量,促进了赤泥催化剂对低温NO的转化率。

摘要：设计合成了两例以罗丹明为母体的荧光染料RDMID-C和RDMID-N。实验结果表明,上述染料分子具有较低的细胞毒性,良好的生物相容性及靶向细胞线粒体的能力。两例荧光染料在细胞器定位实验中与商业化线粒体染料的共定位系数较高,并在小鼠肿瘤中有较长的滞留时间,可以用于肿瘤荧光成像。

摘要：电子信息技术的迅速发展,致使电磁污染及干扰问题愈加严重,研制具有“宽、薄、轻、强”综合优异性能的吸波材料显得尤为重要。石墨烯材料因其具有轻质、高导电、大比表面积、强介电损耗等优点,但其阻抗匹配性能较差,损耗机制单一。对其进行异质元素掺杂或进行形貌结构设计,可有效改善其阻抗失配问题。本文基于电磁波吸收理论,阐述了不同维度石墨烯基吸波复合材料的研究进展,详细讨论了不同石墨烯基吸波复合材料的性能和吸波机理。还讨论了石墨烯吸波材料领域目前研究工作中存在的一些不足,最后针对石墨烯基吸波材料未来的研究方向和发展前景进行了展望。