无机-有机复合聚合物:材料研究的一个新领域

无机-有机复合聚合物特别是类分子筛聚合物、类多层钙钛矿和仿生物材料的合成及其应用研究成为近几年来一个热门的研究领域。我们瞄准了这一前沿领域并合成和表征了以下四个系列具有纳米孔洞的分子笼和一维、二维或三维的新型无机聚合物:(1)带有纳米尺寸空腔和孔状结构的新型过渡金属和稀土金属聚合物;(2)含有螺旋链的一维链状聚合物;(3)具有石墨形态层状结构和优异导电性能的聚合物;(4)以强金属-金属相互作用为核心、有机分子为稳定外壳的纳米线聚合物。本文总结这四个系列化合物的合成结构和特性。     

无机聚合物

无机聚合物是在无机化学,有机化学和聚合物化学交叉点上发展起来的,与材料科学紧密相关的化学新领域。无机聚合物的合成及其对组成、结构、性能的研究;对具有特殊功能无机聚合物材料的研究开发是当前化学科学和材料科学的重要课题。本文简要地介绍了无机聚合物的主要内容,包括定义、主要类型、重要无机聚合物及其研究过程。     

聚合物在仿生合成中的应用研究进展

仿生合成技术通过模拟生物矿化机理,以有机物为模板控制无机物的生成,制备具有特殊结构及性能的无机材料.聚合物是仿生合成中较多采用的有机模板之一,用来控制无机粒子的成核、生长及排列,能够在温和条件下合成具有多级结构、特殊形貌和优异性能的有机,无机复合材料.本文综述了聚合物在仿生合成中的应用研究进展,并指出了存在的问题及发展方向.     

高锂离子电导的有机-无机复合电解质的渗流结构设计

固态聚合物电解质被认为是解决传统液态锂金属电池安全隐患和循环性能的关键材料,但仍然存在离子电导率低,界面兼容性差等问题。近年来,基于无机填料与聚合物电解质的高锂离子电导的有机-无机复合电解质备受关注。根据渗流理论,有机-无机界面被认为是复合电解质离子电导率改善的主要原因。因此,设计与优化有机-无机渗流界面对提高复合电解质离子电导率具有重要意义。本文从渗流结构的设计出发,综述了不同维度结构的无机填料用于高锂离子电导的有机-无机复合电解质的研究进展,并对比分析了不同渗流结构的优缺点。基于上述评述,展望了有机-无机复合电解质的未来发展趋势和方向。     

导电聚合物电致变色材料*

由于在电致变色、显示、军事等领域的广泛应用,电致变色材料受到了人们越来越多的关注。本文综述了聚苯胺(PANI)类、聚噻吩(PTh)类、聚吡咯(PPy)类及复合导电聚合物电致变色材料的性能及其研究进展,同时简单地叙述了这些材料作为电致变色材料的应用前景,指出具有丰富颜色变化、良好的稳定性及成膜性的共聚物及有机/无机复合导电聚合物材料是未来电致变色材料发展的方向。     

基于PEO的复合聚合物电解质的研究进展

从填料对聚合物电解质性能的影响、复合聚合物电解质性能的影响因素、聚合物电解质的结构和复合聚合物电解质的应用四方面综述了基于聚氧化乙烯（PEO）的复合聚合物电解质研究的最新进展。聚合物中加入纳米级无机填料可提高聚合物电解质的机械强度、电导率和锂／电解质界面的稳定性。     

功能性POSS聚合物及其应用

多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)是一类具有纳米分子尺寸和有机-无机杂化结构的化合物。这种以无机Si—O—Si键组成的框架为核,外围被有机取代基所包围的特殊结构,具有独特的物理性质和化学反应性。采用物理或共聚的方法使其与其他聚合物复合,得到具有特殊功能的有机/无机纳米复合高分子材料,可用于诸多领域,近年来备受关注。本文在介绍POSS分子结构特点的基础上,详细阐述POSS聚合物的合成方法、特点和功能性,着重讨论了POSS在超疏水表面与抗结冰涂层、两亲聚合物、形状记忆材料中的应用及研究现状,并展望了功能性POSS聚合物的发展前景。     

油酸/PSt/TiO_2复合纳米微球的制备

纳米复合材料是近年来化学、物理及材料科学研究最活跃的领域之一 .有机 -无机复合纳米微球的制备和性能研究是这一研究领域的一个重要分支 .有机 -无机复合纳米微球兼有有机材料、无机材料和纳米材料的特性 ,特别是“球形”结构使其具有微观的“滚动”特性而倍受摩擦学工作者的青睐 .目前聚合物纳米微球的摩擦学性能研究已取得了重要进展 [1～ 4 ] .段标等 [3,5]认为聚合物微球的润滑机理是在摩擦过程中 ,微球进入摩擦表面 ,因其弹性和球形 ,而起到一定的滚动作用 ;高载荷下 ,微球变形并在摩擦表面形成聚合物润滑膜 .然而有关聚合物 /无机…     

新型无机聚合物的设计合成、结构规律与性能研究*

本文以新型无机聚合物的合理合成和物理性能研究为主线, 总结3个系列具有新颖结构聚合物的组装与结构化学规律: (1)通过化学自组装法设计合成出系列金属-有机纳米笼、金属-有机纳米管和金属-有机纳米线.研究了合成金属-有机纳米分子的规律,开辟了一条合成金属-有机纳米分子的新途经.(2)通过结构调控、金属与桥联基元作用,把团簇单元活化后合成一维新型无机聚合物.在研究反应机理过程中分离和表征了大量的中间态产物,从而得到了这类聚合物合理合成的规律.(3)设计合成出二维层状(石墨型)、三维大孔(分子筛型)、金属聚硫及稀土与过渡金属混合4个系列新型的无机聚合物,总结了它们的结构规律和反应规律.在制备合成中既有结构单元自组装的反应又有设计合成的方法.通过系列化合物的结构表征和光、电或磁性能的研究, 探索出系列聚合物具有半导体性能和非线性光学性能,总结出聚合物的结构规律与基本结构单元组装的关系以及结构与性能的关系.     

荧光纳米晶制备及其与聚合物的复合组装

纳米尺寸无机晶体(纳米晶)具有特殊的光、电和磁等性能, 但这类材料通常以胶体溶液或固体粉末的状态存在, 稳定性和分散性较差. 实现这类材料的应用, 需要将其与一些惰性介质复合, 从而提高稳定性和加工性. 聚合物材料作为一种有机惰性介质, 具有良好的材料兼容性和可加工性, 是稳定纳米晶材料的首选介质. 此外, 很多聚合物材料本身也具备特殊的性能, 可以对纳米晶性能进行有益的补充和调节. 因此, 功能纳米晶材料与聚合物复合, 将成为开启材料性能宝库的钥匙. 我们研究组结合自己的相关研究, 系统总结了荧光纳米晶材料与聚合物的复合组装方法, 着重阐述不同方法的优势及意义, 希望对从事这一前沿领域研究的人们有所启发.     

表面引发原子转移自由基聚合法合成无机/有机核壳复合纳米粒子

原子转移自由基聚合(ATRP)是目前为止最具工业化应用前景的活性/可控自由基聚合方法之一,其最大特点是可以得到分子量分布窄、链结构规整的聚合物,而且可聚合的单体种类多,反应条件温和并易控制。表面引发ATRP(SI-ATRP)特别适合于无机材料表面接枝聚合物或无机/有机复合材料的制备,近年来引起了国内外研究者的高度关注。本文首先对SI-ATRP的反应过程与特点做了阐述,然后重点述评了用SI-ATRP法合成以非金属氧化物纳米粒子、金属氧化物纳米粒子、金属纳米粒子或其他无机纳米粒子为核的无机/有机复合纳米粒子的研究进展,最后对未来用SI-ATRP法合成无机/有机复合纳米粒子的发展方向和研究前景进行展望。     

含倍半硅氧烷的杂化聚合物

从杂化材料的形成方式 ,说明含倍半硅氧烷类杂化材料是基于化学键合作用形成的分子内杂化体系 ,是一类新型高性能的有机_无机杂化材料。介绍了倍半硅氧烷的结构、合成方法及性能特点 ,重点阐述了多面齐聚倍半硅氧烷类杂化聚合物的性能特点及其发展趋势。     

硅氧烷基聚合物电解质*

聚合物锂离子电池的核心技术是研制高离子传导率、适宜机械性能以及化学和电化学性能稳定的聚合物电解质材料。在众多寻求高性能聚合物电解质的研究工作中,由于硅氧烷基聚合物电解质具有灵活多样的分子结构设计、易于合成实施、优异的电化学性能和室温电导率等特点,一直是人们关注的热点领域。本文综述了近年来新型硅氧烷基聚合物电解质的设计与合成的研究工作,重点介绍了采用聚硅氧烷嵌段、接枝聚合物通过共混、互穿网络结构、交联网络结构以及无机-有机复合等方法开展的相关聚合物电解质的研究工作。同时也介绍了聚硅氧烷电解质的研究方法和基于聚硅氧烷电解质的应用研究进展。     

具有纳米孔洞的金属-有机超分子聚合物与功能材料

本文介绍了近几年来一个热门的研究领域－纳米超分子笼和具有纳米孔洞的金属－有机聚合物的研究现状和发展趋势。目前该领域的研究主要集中在：设计合成有机桥联配体并与金属离子自组装成各类具有纳米孔洞的超分子化合物和一维、二维或三维的金属－有机聚合物,应用结构化学研究手段,研究它们的自组装规律、空间结构、电子结构及其物理化学性能,寻找这两类化合物在生物工程与功能材料等领域中的应用。     

聚合物支载的有机催化剂Ⅱ.手性有机催化剂

对二十余年来聚合物支载的有机催化剂的合成、性能及其在催化反应中的应用,包括负载催化剂的回收和重复使用等进行了综述。用于支载体的聚合物包括交联聚合物、线型聚合物及树形聚合物;支载的有机催化剂包括手性及非手性催化剂两类。本文作为第二部分将介绍聚合物支载的手性有机催化剂,重点介绍近年来颇受重视的氨基酸及多肽类有机催化剂的研究及其应用进展。     

溶胶-凝胶法合成杂化材料中的增容剂的应用

讨论了溶胶 -凝胶法合成有机 /无机杂化聚合物材料中的增容剂的应用 ,并详细介绍了三类增容剂的结构、增容机理和性能。     

单分散SiO2/PS复合粒子的制备

聚合物包覆无机物的核一壳结构复合粒子研究长期以来受到关注,源于其应用广泛．根据表面性质要求对无机相或者有机相表面进行功能化,可使得到的复合粒子与不同的应用体系相匹配．这类聚合物包覆无机物的有机／无机复合粒子,已在光学器件、分离、药品、农业、涂料等很多领域有广泛和潜在应用．本文制备这类复合粒子用于石油工业模型催化剂和助剂．     

钴、镍-氨基三乙酸配位聚合物Na[M(nta)]·H2O(M=Co,Ni)的水热合成、结构与磁性

由有机配体同金属离子作用构建的配位聚合物具有与无机微孔晶体类似的空旷骨架结构,并在非线性光学材料、磁性材料、超导材料及催化等诸多方面具有潜在的应用前景[1～4].在配位聚合物的合成中,配体的种类不仅直接影响到聚合物的合成,而且还涉及到聚合物的结构维数[5～7].目前,用来构建这些配合物的有机配体大多数都带有相同的可配位基团,较少应用具有两种以上的配位基团的有机配体.本文采用同时含有氮和氧两种配位原子的多齿配体氨基三乙酸[8～12],在水热条件下分别以Co2+和Ni2+作为组装基元,通过自组装合成了具有三维骨架结构的Na[M(nta)]·H2O [M=Co(1),Ni(2)]配位聚合物,并进行了结构与磁性研究.     

笼型倍半硅氧烷及其在阻燃聚合物中的应用

笼型倍半硅氧烷(POSS)是一种新型的有机-无机杂化材料,是基于化学键作用形成的分子内杂化结构。由于其独特的分子结构,与聚合物复配后形成的杂化材料不但能够明显改善聚合物基体的力学性能、加工性能和光电性能,同时能够显著提高聚合物的耐热性能和燃烧性能。本文简要综述了POSS单体的结构特点及几种在阻燃聚合物中常用到的带有特种结构官能团POSS的合成方法,分析了POSS的加入对聚合物阻燃机理的影响,重点介绍了近年来POSS在阻燃聚合物中的应用研究进展,并展望了今后的研究方向和重点。     

无机纳米粒子在复合聚合物电解质中作用的研究进展

聚合物电解质材料已经成为当前锂离子电池研究领域的热点之一。复合化是有效提高聚合物电解质材料性能的有效手段。本文从纳米粒子掺杂的角度,综述了近年来无机纳米粒子对复合聚合物电解质(CPE)体系的离子电导率、锂离子迁移数的影响,并介绍了四种初步解释了无机纳米粒子在复合聚合物电解质中的作用的机理;讨论了无机纳米粒子对CPE体系/电极界面稳定及相容性的影响;提出了无机纳米粒子掺杂的复合聚合物电解质研究的三个热点方向。