相容的聚甲基丙烯酸甲酯/[C12 MIM][PF6]离子液体体系在超临界CO2中的发泡性能

通过快速卸压法, 以超临界CO2为物理发泡剂, 研究了相容的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/1-n-十二烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C12 MIM][PF6])离子液体(IL)复合体系的发泡性能. 加入IL后, PMMA对CO2的吸收量增加; 复合体系的玻璃化转变温度(Tg)随IL含量的增加而降低. IL对PMMA发泡行为的影响取决于发泡条件. 在较低温度和压力下, 纯PMMA无法发泡, IL的加入可促进泡孔形成; 提高温度和压力, 纯PMMA可以发泡, IL的加入在提高泡孔尺寸的同时使泡孔仍然保持尺寸分布均匀的微米级结构.     

静电纺丝法制备聚醚酰亚胺纤维膜的结构和介电性能研究

采用静电纺丝法制备了聚醚酰亚胺(PEI)纤维膜,通过扫描电子显微镜(SEM)和偏振红外对PEI纤维膜的微观结构进行研究.实验结果显示纺丝液溶剂决定了PEI的可纺性,以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂时,空气湿度显著地影响纺丝过程以及纤维的形态.在相同纺丝工艺条件下,随着纺丝液浓度的增加,所得PEI取向纤维沿辊筒收集方向的排列规整性提高,纤维平均直径由405 nm增加到3.25 μm.PEI纤维膜介电性能的研究表明,取向纤维膜的介电常数很小,最低可达到1.1,其介电损耗也维持在较低的水平,纤维膜的接收方式以及热牵伸处理会对PEI纤维膜的介电性能产生影响.     

多孔配位框架材料CO2捕集及分离性能的研究现状与展望

多孔配位框架材料（porous coordination frameworks,PCFs）是一类通过配位键结合而形成的材料．它具有丰富的空间拓扑结构、可设计性、结构可调控性、比表面高和孔容大等特点,是一类非常有前景的CO：捕集与分离材料．本文综述了PCF材料CO2捕集与分离性能的研究现状,提出了功能导向的材料设计与合成策略：即“多尺度模拟设计一实验制备一性能研究”的理论与实验紧密结合的研究方案．最后也提出了可以提高PCF材料CO2捕集分离性能的策略与展望．     

无规聚丙烯腈纤维热处理过程相转变行为的同步辐射研究

使用在线同步辐射广角X射线衍射(WAXD)和原位变温傅里叶红外(FTIR)研究了无规聚丙烯腈(at-PAN)纤维热处理过程中晶区的相转变行为.研究发现,WAXD图像中由(110)晶面衍射形成的衍射弧在加热过程中其q值随温度的变化速率不完全一致,在110℃存在突变点,此温度下晶区的热膨胀率从4.15×10-4nm/K(α1)突变为1.13×10-3nm/K(α2),同时DSC曲线在110℃附近出现放热峰,说明发生了晶胞结构转变.通过升温FTIR测试发现1230 cm-1和1250 cm-1处吸收峰的相对强度随热处理过程也发生变化,两峰峰强分别对应纤维中31螺旋构象与平面锯齿构象的相对含量,通过C=I1250/I1230与热处理温度的关系发现C值在110℃突然急剧减小,说明at-PAN纤维晶区分子链在110℃附近发生了平面锯齿构象向31螺旋构象的剧烈转变,而正是由于这种转变导致晶区层间距的变化使得WAXD图像中衍射弧的位置随温度变化速率不一致,即相转变行为是由分子链构象的变化引起的.     

单原子配位结构及与载体相互作用的调控用于二氧化碳电催化还原

电催化二氧化碳还原(ECR) 制备高值化学品被认为是在碳中和背景下实现可再生能源存储及降低CO₂浓度的一种有效策略。为了实现此目标,催化剂的开发与设计是ECR研究的关键。单原子催化剂(SACs) 因其独特的电子结构、明确的配位环境和极高的原子利用率,近年来在ECR领域引起了广泛关注。通过调节SACs的中心金属元素种类和局部配位结构,可有效调节SACs对CO₂和其还原中间体的吸附强度和催化活性。本文总结了SACs在ECR领域所取得的最新研究进展,重点讨论了SACs的配位结构及其与载体之间的相互作用对催化活性的影响以及相关调控策略,最后,提出了SACs应用于ECR所面临的机遇与挑战。     

基于共价有机聚合物空穴注入层的钙钛矿发光二极管EI北大核心CSCD

卤化物钙钛矿(ABX)量子点及其发光器件具有色纯度高、外量子效率高以及在可见光范围内可调等特点,近年来在照明、显示等领域中展现出巨大潜力。然而,钙钛矿量子点发光二极管(PeQLEDs)的稳定性正成为制约其商业应用的最大障碍,除了钙钛矿发光层本身的稳定性问题之外,传输层的水氧稳定性问题也不可忽略。为了解决这一发展过程中的难题,我们提出了基于氮唑类单体构筑共价有机聚合物材料(COP-N)替代传统的PEDOT∶PSS作为空穴注入层材料的新型PeQLEDs。我们发现COP-N具有本征的水氧稳定性,且与PVK之间的空穴注入势垒更小。这些特性使得基于COP-N的PeQLED在取得比PEDOT∶PSS更好发光效率的同时实现了近2倍的稳定性提升。我们认为,这种共价有机聚合物有望成为新型的空穴注入材料,实现高效稳定的钙钛矿电致发光,促进钙钛矿发光器件的发展。     

基于Gay-Berne势能模型的粗粒化动力学模拟研究正丁醇的玻璃态相变

通过基于Gay-Berne势能模型的粗粒化动力学模拟,研究液态正丁醇体系的冷却过程. 采用密度泛函计算,拟合出适合正丁醇体系的GB势能参数. 体系的密度、平均势能等性质随温度的降低(由290 K降至50 K,间隔为10 K)发生特殊变化,即体系发生玻璃态相变,相变温度为T_g=120±10 K,与实验值110±1 K符合很好.     

氮掺杂超薄碳纳米片复合铂钌单原子合金催化剂的电化学析氢性能

为了减少贵金属的用量, 降低成本, 提高大规模生产的可能性, 构建单原子合金(SAA)是一个非常可行的解决方案. 设计了一种超小PtRu单原子合金物种均匀分散在掺氮超薄碳纳米片上的电催化剂(PtRu SAA/NC), 并通过基于同步辐射的X射线吸收精细结构(XAFS)光谱进行了结构确认. 与纯Ru团簇和氮掺杂的碳片相比, PtRu SAA/NC具有更高的析氢反应(HER)催化活性和特殊的稳定性, 在0.5 mol/L H₂SO₄溶液中进行HER时, 表现出较小的Tafel斜率(43 mV/dec), 且在10 mA/cm²电流密度下过电位仅为54 mV.     

可交联且可生物降解的高分子膜

高分子膜在生物医用、电子器件、食品包装,以及气体分离等领域有着广泛的应用。实际应用中往往通过交联提高其稳定性、强度等性能。然而,传统的交联高分子膜材料在温和环境下难以降解。针对这一挑战,本文分别基于聚(α-(肉桂酰氧基甲基)-1, 2, 3-三唑)己内酯(PCTCL₁₃₃)及其与己内酯(CL)的无规共聚物P(CL₁₅₆-stat-CTCL₂₈),通过溶液浇铸法制备了两种可交联且可生物降解的高分子膜。由于肉桂酸酯侧链阻止了PCL主链的结晶,因此PCTCL₁₃₃均聚物可形成透明膜,而P(CL₁₅₆-stat-CL₂₈)无规共聚物则形成半透明膜。该高分子膜可进一步在紫外光照射下交联,而所形成的交联膜结构可以在酸催化下充分降解。理论上,这两种膜材料均可完全降解为分子量小于300 g∙mol⁻¹的产物。而通过调节聚合物中己内酯的重量百分数以及膜的交联度,可以有效调节其降解速率、透明度等性能。在此基础上,我们进一步通过分子动力学模拟探究了溶液浇铸过程中高分子的不同初始浓度对膜材料杨氏模量的影响。结果表明,随着初始浓度上升,由于分子链间的缠结程度升高,最终制备的膜材料具有更高的模量。因此,该可交联、可降解,且降解性能可调的高分子膜在生物医用领域具有一定的应用前景,并可拓展到其他领域以实现更为广泛的应用。     

镍氮掺杂有序大孔/介孔碳负载银纳米颗粒用于高效电催化CO2还原

多组分体系中的协同作用为设计高效的二氧化碳还原电催化剂提供了新的思路. 本工作通过双模板法和化学还原法精心设计制备了大孔/介孔镍氮掺杂碳(Ni-N-OMMC)负载银纳米颗粒复合材料(Ag/Ni-N-OMMC), 用于高效电催化还原CO₂为CO. 此复合材料表现出良好的电催化活性, 在CO₂饱和的0.1 mol•L^–1 KHCO₃电解液中, 电位为–1.0 V (相对于可逆氢电极, RHE)时CO的电流密度(J_CO)高达33.29 mA•cm^–2. 并具有较宽的工作电压范围, 在–0.7~–1.0 V (vs. RHE)下, CO的法拉第效率超过90%. 其优异的电催化性能可能归因于Ag纳米颗粒与具有丰富Ni-N _x活性位点的Ni-N-OMMC载体之间的协同效应, 以及三维互联有序大孔/介孔结构提供的高比表面积和高效的质量/电荷传输.