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新型多孔材料——MOFs
近年來，一類新型多孔材料--- 配位聚合物【也稱金屬有機骨架（MOFs）】的研究得到迅猛發(fā)展， 已成為化學和材料科學領(lǐng)域的研究熱點，正從基礎研究過渡到實際應用。這類材料具有晶態(tài)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)， 容易可控合成，比表面積大，孔隙率高，結(jié)構(gòu)多樣可調(diào)，性能獨特，在吸附、分離、催化等領(lǐng)域具有極 大應用前景。我們發(fā)展了這類材料的設計合成方法，對其性能進行了有效調(diào)控，獲得了多例具有良好穩(wěn) 定性和特殊孔性質(zhì)的新 MOFs，這些材料在氣體分離、氫氣和甲烷儲存、成膜及膜分離、綠色催化等方面表現(xiàn)出良好的性質(zhì)，具有極大應用開發(fā)價值。應用開發(fā)價值應用開發(fā)價值應用開發(fā)價值
北京工業(yè)大學
2021-04-13
新型多孔材料—MOFs
北京工業(yè)大學
2021-04-14
MOFs生物雜交材料的可控設計
開發(fā)一種簡單的合成策略，制備具有高活性的酶@MOFs生物雜交材料。該方法的關(guān)鍵在于添加了能夠作為“形貌調(diào)制器”的聚多肽-聚谷氨酸（γ-poly-L-glutamic acid, PLGA)。PLGA是一種陰離子生物聚多肽，不僅可通過靜電組裝方式調(diào)控酶的表面電荷進而加速酶@ZIF-8雜交材料的形成，而且PLGA直鏈上豐富的羧基基團可與金屬離子競爭配位，原位裁剪出具有不同形貌和孔徑尺寸的酶@ZIF-8納米結(jié)構(gòu)（圖1A）。研究表明不同的納米結(jié)構(gòu)對于雜交材料的活性有重要影響，其中設計的介孔2D酶@ZIF-8納米片結(jié)構(gòu)由于具有更短的底物擴散路徑和更大的孔道尺寸，極大提高酶活性位點的利用率，因此得到的MOFs雜交材料具有優(yōu)異的生物活性。基于提出的合成策略，研究人員還建立一個 MOFs“人造細胞”，通過酶級聯(lián)反應模擬細胞內(nèi)的信號轉(zhuǎn)導（圖1B）。該人造細胞對葡萄糖具有雙重光學（熒光和比色信號）響應，兩種光學信號都與葡萄糖濃度成正比，并且在兩個互補的濃度范圍內(nèi)靈敏。
中山大學
2021-04-13
基于MOFs材料的生物大分子封裝
提出一種半胱氨酸增強的仿生封裝策略，可快速、高效地將不同表面化學性質(zhì)的蛋白質(zhì)和酶封裝在MOFs內(nèi)。這種增強的封裝策略靈感來源于生物體內(nèi)金屬巰基蛋白對金屬離子的富集作用，半胱氨酸，聚乙烯吡咯烷酮和蛋白質(zhì)形成類似于金屬巰基蛋白模型的自組裝體可促進金屬離子在蛋白質(zhì)周圍富集，加速MOFs的預先成核 。研究發(fā)現(xiàn)封裝的蛋白質(zhì)和酶可維持其自然構(gòu)象，而MOFs保護層對酶的緊密結(jié)構(gòu)限制作用可大大提高酶在極端環(huán)境下（e.g. 水解試劑、高溫和化學溶劑等）的生物活性。最后，這種仿生的封裝策略在生物儲存、酶級聯(lián)催化和生物傳感等多方面的應用也得到驗證。
中山大學
2021-04-13
高性能低膨脹鋁基復合材料及構(gòu)件
衛(wèi)星在軌運行和返回過程中需經(jīng)歷極端高低溫環(huán)境，構(gòu)件尺寸的穩(wěn)定是保證衛(wèi)星在軌高精度、返回高安全、任務高可靠的關(guān)鍵。針對衛(wèi)星搭載的某寬帶微波載荷與衛(wèi)星本體材料之間熱膨脹系數(shù)不匹配極易導致的載荷在軌及返回過程中載荷接收精度不穩(wěn)定、信息傳輸不連續(xù)等問題。我校陳駿教授團隊以原創(chuàng)的負熱膨脹技術(shù)研發(fā)了具有輕質(zhì)、熱膨脹系數(shù)低、力學性能優(yōu)異、尺寸穩(wěn)定性好的高性能低膨脹鋁基復合材料，并研制了系列關(guān)鍵連接內(nèi)置件、環(huán)件等高性能低膨脹構(gòu)件，首次將負熱膨脹技術(shù)應用到我國的衛(wèi)星上，填補了高性能低膨脹金屬構(gòu)件在工程應用領(lǐng)域的空白。該技術(shù)使得某寬帶微波載荷與衛(wèi)星本體之間熱膨脹匹配性增強、界面應力大幅度減小，保證了衛(wèi)星在軌與返回過程中信號高精度傳輸與接收，助力衛(wèi)星成功返回。
圖1 實踐十九號衛(wèi)星成功返回（圖片來源國家航天局）
圖2 高性能低膨脹鋁基復合材料及構(gòu)件應用于全球首顆可重復使用返回式技術(shù)試驗衛(wèi)星（圖片來源央視新聞頻道）
北京科技大學
2025-05-21
藍藻基吸附材料的制備技術(shù)
自 20 世紀 90 年代以來，我國淡水水體富營養(yǎng)化愈演愈烈，有 65%以上的湖 泊和水庫都處于富營養(yǎng)化狀態(tài)，并且一些大型湖泊和水庫都爆發(fā)過嚴重的藍藻水 華。張勝文團隊通過先進的處理技術(shù)，解決了藍藻異味的問題，并通過簡易的方 法，成功制備了明膠/藍藻復合海綿。本研究解決了藍藻廢棄物處置的難題，使 其具有功能性，復合海綿具有較好的力學性能、溶脹性能、吸附性能、可生物降 解性能，在污水處理方面有較好的應用，且不會產(chǎn)生二次污染。明膠/藍藻復合 海綿對 Cr3+的吸附率高達 99%，且通過對復合海綿的改性研究，提高了復合海綿 對其他金屬的吸附效率。 關(guān)鍵技術(shù) 1、通過先進技術(shù)解決了藍藻的異味問題； 2、通過簡易的方法制備了明膠/藍藻復合海綿材料； 3、通過對復合材料的改性，提高了材料對重金屬離子的吸附效率。 獲得成果 1、申請專利四項
江南大學
2021-04-13
藍藻基吸附材料的制備技術(shù)
自 20 世紀 90 年代以來，我國淡水水體富營養(yǎng)化愈演愈烈，有 65%以上的湖泊和水庫都處于富營養(yǎng)化狀態(tài)，并且一些大型湖泊和水庫都爆發(fā)過嚴重的藍藻水華。張勝文團隊通過先進的處理技術(shù)，解決了藍藻異味的問題，并通過簡易的方法，成功制備了明膠/藍藻復合海綿。本研究解決了藍藻廢棄物處置的難題，使其具有功能性，復合海綿具有較好的力學性能、溶脹性能、吸附性能、可生物降解性能，在污水處理方面有較好的應用，且不會產(chǎn)生二次污染。明膠/藍藻復合海綿對 Cr3+的吸附率高達 99%，且通過對復合海綿的改性研究，提高了復合海綿對其他金屬的吸附效率。
江南大學
2021-04-13
PbTe基熱電材料
PbTe材料體系作為p型熱電材料有著優(yōu)異的性能，不但呈現(xiàn)出較高的熱電優(yōu)值ZT=2.3@923K（Energy Environ. Sci., 2015, 8, 2056），并且在室溫到900K的溫度范圍擁有較高的平均熱電優(yōu)值ZTave=1.56，因而其理論發(fā)電效率可達20.7%（Nat. Commun. 2014, 5, 4515）。這兩篇論文從不同的方法和機制出發(fā)，在n型PbTe研究上實現(xiàn)了重大突破，極大地平衡了n型PbTe相較于p型材料性能的劣勢。 第一篇論文中，該團隊研究發(fā)現(xiàn)：通過InSb的復合及實驗條件的控制，有效地在PbTe基體材料中引入多相納米結(jié)構(gòu)，可同時優(yōu)化該材料體系的熱、電輸運性能。一方面，納米相和基體之間的能量勢壘（勢阱）可以通過能量過濾效應提高Seebeck系數(shù)，進而增強功率因子；另一方面，多重納米相的引入增強了界面處的聲子散射可降低晶格熱導率。最終，在n型PbTe-4％InSb復合材料中，獲得極高的熱電優(yōu)值ZT=1.83（773 K），是目前n型PbTe材料體系中的最高值。
南方科技大學
2021-04-13
乙炔氫氯化制氯乙烯Au基催化劑
"氯乙烯(VCM)主要用于合成聚氯乙烯樹脂(PVC)。目前我國氯乙烯生產(chǎn)主要通過乙炔法生產(chǎn)。然而，乙炔法一直采用劇毒的氯化汞催化劑，嚴重制約著乙炔法的可持續(xù)發(fā)展。Au催化劑被眾多研究者認為是最有可能工業(yè)化的非汞催化劑。本研究制備了一種促進型Au基催化劑，結(jié)果表明該催化劑對Au活性物種的失活、催化劑載體表面的積碳消除作用有明顯的促進效應。穩(wěn)定性考評結(jié)果顯示，在工業(yè)條件下，氯乙烯選擇性為100%，預估壽命超過3000 h。相關(guān)研究結(jié)果已申請多項中國專利。 項目已完成實驗室小試和催化劑組成，載體等參數(shù)的優(yōu)化和催化劑放大制備。擬應用于全國層面的氯堿行業(yè)替代劇毒氯化汞催化劑，即煤基乙炔氫氯化合成氯乙烯單體過程中的關(guān)鍵催化劑，在不改變原有乙炔氫氯化工業(yè)反應條件前體下僅替換現(xiàn)有氯化汞催化劑即可，具有較好的社會效益。"
廈門大學
2021-04-10
硫磺法利用煤基瀝青制活性炭技術(shù)
上海交通大學
2021-04-13