摘要：锂-氧气电池因其超高的理论比容量而受到科研界的广泛关注,但其存在较为严重的充放电极化和较差的循环稳定性等问题,从而极大地限制其商业化进程.因此设计出有效的正极催化剂是解决锂-氧气电池面临的这些棘手问题的必要手段.通过对不同充电状态的废旧锂电池正极进行回收制得三种不同锂含量的多元金属氧化物Li_(x)MO(x=0.79,0.30,0.08;M=Ni/Co/Mn),并分别用作锂-氧气电池正极催化剂.系统研究了Li_(x)MO材料中锂含量及晶体结构对其电化学性能的影响.电化学测试结果表明,与Li_(0.79)MO和Li_(0.08)MO催化剂相比,基于Li_(0.30)MO为正极催化剂的锂-氧气电池在电流密度100 mA·g^(-1)和限定容量800 mAh·g^(-1)的条件下具有较高的放电比容量(14655.9 mAh·g^(-1))、较低的充电电压(3.83 V)和较高的能量转换效率(72.2%).而且该电池体系在充放电循环140圈后充电终止电压仍低于4.3 V.最终认为制得的Li_(0.30)MO材料具有优异的催化性能归因于其稳定的层状-岩盐相复合结构以及结构中富含的氧化镍相和氧空位之间的协同作用.这些优点能够促进放电产物的可逆形成与分解,从而提高锂-氧气电池循环性能.

摘要：锂离子电池注液之前的真空干燥,对于电芯的循环性能、安全性、稳定性有极其重要的影响。电芯结构设计、材料体系、烘箱尺寸等的不同会导致真空干燥过程存在差异。反应工程方法(REA)在常压、高初始水含量的对流干燥模拟预测上已有广泛应用,本研究将REA干燥理论应用于真空、低初始水含量的干燥过程仿真,发现与实验结果匹配良好。同时考虑了电芯气袋与烘箱环境湿度变化对干燥过程的影响,水含量预测偏差小于10%,利用单因子仿真实验所总结的规律能用于指导锂电池真空干燥工艺的改善。介绍了该模型在生产中的应用情况,也表明REA将在锂电池真空干燥预测上有很好的工业应用前景。

摘要：有机太阳能电池具有重量轻、柔性、半透明等突出优点,是新一代光伏技术的重要发展方向.有机光伏材料是有机太阳能电池的核心,决定着器件的能量转换效率.因此,发展合理的分子设计策略制备高效有机光伏材料是提升有机太阳能电池效率的关键.本文总结了有机光伏材料的研究进展,着重阐述烷硫基侧链策略在调控给/受体材料能级、提升光伏性能方面的应用,论述从光伏材料的分子设计层面有效调控材料的聚集态行为、优化活性层形貌的策略,以及探讨现阶段有机光伏领域存在的科学问题及发展方向.

摘要：随着《义务教育课程方案(2022年版)》出台,旨在培养学生核心素养的课程改革进入了深化阶段,明确提出了进行跨学科主题学习(实践)活动的要求。选取初中化学(沪教版)中有关“金属的冶炼与应用”内容,以“从人类社会发展看金属的冶炼与应用”为主题,分析义务教育阶段化学课程与历史课程相关内容,寻找两者在核心素养要求方面的融合点,探索跨学科主题学习的实践路径。

摘要：环肽分子通过主链骨架中C=O和N—H形成分子间网络氢键,以β-片层反平行方式堆积可形成中空管状结构。通过控制环肽的结构和尺寸,或修饰具有不同功能的基团,可获得多种结构和性能的肽纳米管。本文综述了环肽分子自组装成纳米管的应用研究成果。首先介绍了带合适疏水性侧链的环肽纳米管在模拟生物跨膜离子通道方面的实验和理论研究进展,重点论及环肽纳米管的结构、极性和侧链的疏水性等对离子通道传输行为的影响以及分子动力学(MD)模拟研究水通道的进展。进而介绍了环肽纳米管用作生物传感器模板,与功能性(如电性、光学性和磁性)纳米材料合成制备生物传感器的实验研究成果,接着介绍了环肽纳米管作为药物或药物载体潜在的应用前景,特别是在某些抗菌和抗感染药物开发设计中的应用以及环肽在不同极性环境中自组装过程微观机制的MD模拟研究,最后介绍了环肽纳米管作为模板,制备磁性、电性纳米材料方面的实验和理论研究进展。

摘要：表面等离激元共振(SPR)驱动的催化反应近年来广受关注,研究集中在SPR等外场作用下发生单一的界面催化反应生成新的物质,这对于表面反应设计和实现多步骤界面有机合成反应仍存在一定困难.本工作以对氯苯硫酚(4-CBT)为探针,利用表面增强拉曼光谱(SERS)的极高表面灵敏度并结合金粒子单层膜(AuMLF)的玻碳电极(Au MLF@GC电极)作为基底在均匀性方面的优势,实现了电化学和SPR协同作用下界面催化反应及其过程的精准监测.结果表明,较负电位区间内,在光电协同催化作用下,4-CBT先发生脱氯反应生成苯硫酚(TP),然后4-CBT脱氯与偶联同时发生生成联苯-4,4’-二硫醇(4,4’-BPDT).提高激光功率可显著加快反应速率,且在中性溶液中反应速率最快.溴代苯硫酚以及邻位或间位二氯取代苯硫酚均可发生类似的脱卤素取代基和偶联反应,但邻位二氯取代物因空间位阻而导致偶联效率降低.

摘要：烯烃双官能化反应能同时向烯烃两端引入两个不同官能团,实现简单烯烃向复杂官能化分子的高效转化,一直受到合成化学家的广泛关注.其中自由基介导的烯烃双官能化反应由于具有条件温和、类型多样等特点使其近年来备受关注.对接-迁移策略通过巧妙的双官能化试剂的设计,将自由基供体和迁移基团通过链接基团置于同一分子中,经与烯烃进行对接后再发生快速的分子内官能团迁移而实现烯烃双官能化.该策略针对烯烃底物的兼容范围广,对活化烯烃、非活化烯烃及具有复杂骨架的烯烃都有良好的适用性,为生物活性分子的后期改造提供了便利途径.本文主要综述了本课题组近几年内发展及利用对接-迁移策略实现的烯烃双官能化反应的进展.

摘要：异体材料表面引起血栓形成是限制血液接触器件成功应用的主要问题之一.传统的表面抗血栓改性策略主要基于"抑制纤维蛋白(初级血栓)形成"这一基本设计思路,然而大量实践证明,异体材料在接触血液时,凝血反应是不可避免的.纤溶表面的概念突破了传统抗血栓思路,从"溶解纤维蛋白"的角度设计材料表面,使其在接触血液环境时,充分调动人体纤溶系统,从而迅速溶解初步形成但尚未对人体造成危害的血栓.在过去十几年中,以加拿大麦克马斯特大学的Brash课题组以及作者课题组为代表的研究团队们已经充分证实了纤溶表面这一概念的可行性,并发展了多种构建纤溶表面的方法.本专论详细介绍了这些研究进展,并展望了该领域未来的发展方向,旨在激发更多的研究者关注这个尚未全面开发但却极具潜力和重要性的材料表面抗血栓的新概念和新方法,进而推动其实现在血液接触器件方面的成功应用.

摘要：隔膜是锂离子电池的重要组成部分,制备高性能的隔膜是提升电池性能的重要途径之一。文中通过化学交联方法制备了可用于锂离子电池的纤维素隔膜,即醋酸纤维素(CA)与交联剂六亚甲基二异氰酸酯(HDI)经缩合反应形成交联结构的纤维素基膜。结果表明,与商用聚乙烯隔膜相比,该膜拥有优异的热稳定性、力学强度和电化学性能,在200℃加热30 min几乎不发生热收缩,拉伸强度可达30.70 MPa,其组装的锂离子电池也拥有良好的循环充放电性能,在0.5 C/0.5 C的充放电条件下循环100圈后电池放电比容量可保持95%。

摘要：氮氧化物(NOx)是一类有害的空气污染物,会引发酸雨、雾霾、光化学烟雾等严重的环境问题。目前,如何有效地去除空气中低浓度的NOx(十亿分之一)是研究的热点和难点。半导体光催化氧化法可以将空气中低浓度NOx氧化成无毒的硝酸盐,是一种经济有效的净化技术之一。本文主要围绕二氧化钛(TiO2),氮化碳(g-C3N4)和Bi系三类半导体光催化材料,对近年来包括本课题组在内的国内外对光催化去除低浓度NOx研究进行了简要概述。其中,通过代表性的工作介绍了贵金属沉积、元素掺杂、构建异质结和表面空位缺陷工程等改性策略,以提高半导体材料在去除低浓度NOx的光催化活性和性能。此外,对半导体材料在光净化低浓度NOx的未来发展进行了展望,以期待为高性能半导体光催化剂的理性设计和制备以及催化机理的探索等方面的研究提供思路。