稀土有机框架材料（Ln-MOFs）的合成及应用

稀土有机框架材料 (Ln-MOFs) 因镧系离子存在特殊的电子排布[Xe]4fn (n = 0～14)而具有独特的发光性和磁性,且具有不饱和配位的金属位和大的比表面积,在化学工业中具有广阔的应用前景而备受关注. 研究表明,Ln-MOFs具有特殊的拓扑结构以及特定尺寸和形状的孔道,是一种新型多功能结晶材料,涉及了无机化学、有机化学以及配位化学等多学科,然而,通过简单的设计直接合成得到精确的Ln-MOFs是比较困难的,且有机配体和镧系金属单元具有无穷组合,故Ln-MOFs的合成与应用依然是今后研究的重点. 文中以设计合成稀土有机框架材料(Ln-MOFs)的配体类型为主线,综述了Ln-MOFs的合成与结构,重点阐述了其在催化剂、热稳定性、气体吸附、发光材料、磁性材料等方面的应用.      

金属有机骨架材料的合成方法及应用进展

金属有机骨架材料(MOFs)是近年来发展迅猛的一种具有三维孔结构的新型高分子材料,由有机配体和金属离子通过配位键自组装形成,具有比表面积大、孔隙率高、微孔结构有序等优良的性能在气体存储、吸附分离等领域受到越来越多的关注。综述了利用包括溶剂(水)热合成法、微波辅助合成法、扩散法、超声法、机械研磨法等合成MOFs的优缺点。对近年来MOFs在吸附挥发性有机物(VOCs)领域的研究进行了综述,对MOFs材料在未来的研究及发展进行了展望。     

基于含稀土元素关键材料的有机硫污染物脱除研究进展

稀土元素因具有特殊的外电子层结构，在诸多优异的功能材料中占据重要地位，被广泛用于催化、吸附、电磁、生物成像等基础与应用技术研究中。此外，稀土元素可作为催化剂活性物质、助催化剂、添加剂、载体、吸附剂活性物质，被成功地应用于诸多环境保护与污染物治理相关过程。羰基硫(COS)作为一类最主要的有机硫污染物之一，广泛存在于包括天然气、钢铁行业高炉煤气等多种工业烟气与燃料气中。目前，实现COS的高精度大通量脱除对燃料产品增值与环境保护意义重大。本文从COS催化水解、COS吸附以及COS加氢转化等多方面综述了稀土元素在有机硫COS脱除研究领域的发展现状与技术进展，讨论了稀土元素应用于COS脱除方面亟待解决的关键问题。     

有机硫稀土配合物的应用研究进展

有机硫稀土配合物是以有机硫软碱配体与稀土离子配位形成的一类化合物,由于有机硫稀土配合物具有的一些可能的特殊性能和应用,近年来有机硫稀土配合物的研究已成为稀土配位化学研究的重要领域之一。本文综述了二硫代(氨基)甲酸、二硫代磷酸、硫脲、硫醇等有机硫稀土配合物的合成、结构与性质的研究进展,系统综述了有机硫稀土配合物在纳米稀土硫化物制备、橡胶硫化、新型摩擦剂、生物抗菌剂、催化剂、单分子磁性、电致发光材料、镧系元素萃取分离等方面的潜在应用。     

赤泥基光催化材料降解水中有机污染物的应用现状及发展趋势

光催化作为一种低成本且高效安全的环境净化技术,被认为是全球能源危机和环境污染问题最好的解决方式之一。赤泥作为一种固废不仅含有丰富的铁氧化物,且具有较高的比表面积、孔结构等特点,近年来,赤泥基光催化材料在光催化降解水中有机污染物的研究中备受关注。本文介绍了赤泥的特性,概括了赤泥基光催化材料的制备方法,总结了赤泥基光催化材料在光催化降解水中有机污染物方面的应用,阐述了赤泥基光催化材料催化降解水中有机污染物的机理,探讨了现有赤泥基光催化材料存在的问题。最后,基于以往的研究结果对赤泥基光催化材料未来的发展趋势提出了展望及建议。      

复合定形相变材料的封装及应用研究新进展

有机相变材料具有热存储密度高、自身温度和体积变化小、腐蚀性小和化学性质稳定等优点,能有效提升不可再生能源的利用率,是一种绿色节能环保材料,在新能源开发和热能储存领域起着至关重要的作用。然而,有机相变储能材料普遍存在相变过程中熔融泄漏和热导率低的问题,严重制约了相变材料的实际应用。因此,相变材料的封装定形和导热强化成为近年来的研究热点。本文针对有机相变材料普遍存在的泄漏和热导率低问题,综述了有机相变材料的封装技术和导热强化技术的基本方法及最新研究成果,并总结了复合相变储能材料的能量转换机理,浅谈了复合定形相变储能材料在建筑节能、太阳能和电子设备等领域的应用情况。最后,对未来复合定形相变储能材料发展的研究重点和方向进行了展望。      

粉末冶金在高熵材料中的应用

高熵材料是近年来出现的一种新型材料,具有高强度、高硬度、良好耐腐蚀和优异的高温组织稳定性等性能,在航空航天、高温以及先进核能等领域展现了广阔的应用前景,引起国际材料领域的广泛关注,相关研究也取得了很大进展。粉末冶金作为一种高性能金属基和陶瓷复合材料的先进制备技术,可以获得纳米晶和过饱和固溶体等亚稳材料,同时也可用于传统熔炼法较难制备的具有特殊结构和性能的材料,近些年来,粉末冶金技术在高熵材料制备中得到广泛应用。本文从高熵材料的应用理论出发,针对目前高熵材料粉体制备方法、块体成型以及粉末冶金制备的典型高熵材料三个方面予以综述,着重阐述了高熵材料的力学性能和其变形行为特点,同时展望了高熵材料的未来发展趋势。      

金属有机框架材料的合成及电催化性能研究

金属有机框架材料(MOFs)由金属团簇和有机配体以配位键的形式结合而成,是一种比表面积大、活性位点多的多孔性材料.近年来,已经成功制备出功能多样性的新型材料,并应用于不同的领域,通过MOFs连接起不同学科的交叉融合.MOFs的发展前景良好,在电催化领域,研究者们发现其具有巨大潜力,并在研究过程中取得了重大突破.文章将从金属有机框架材料的几种常见合成方法,及它的电催化性能及其应用等方面展开.     

稀土多酸膜的组装及其发光性质

多酸是一类具有拓扑结构的金属氧簇合物,在催化领域、生物学、电极、药物以及材料科学均有潜在应用,被称为无机高分子。多酸可以在某一格位接受电子,利用这一特性可以组装具有特定的光、电、磁学特性的膜材料;而稀土元素特殊的电子层结构,具有非常好的发光性能,LB膜可以在分子水平上控制膜的结构和膜厚度,因此研究稀土发光材料组装的LB膜对发光材料的理论研究和应用都具有非常重要的意义。本文总结了国内外近年来的研究结果。     

稀土掺杂沸石发光材料

稀土掺杂沸石是一类重要的催化剂，在石油炼制领域发挥着不可替代的作用。同时，由于稀土离子特殊的电子结构，稀土掺杂沸石也是一类重要的发光材料，在荧光传感与检测以及白光LED照明等领域具有潜在的应用价值。本文总结了近年来稀土掺杂沸石发光材料的重要研究进展，重点介绍了稀土掺杂沸石发光材料的制备方法、发光增强策略及其在多个领域的应用，并对其未来的发展前景进行了展望。     

硅集成电路用SiGe/Si异质结构材料及其制备技术

SiGe技术是微电子领域的前沿技术，在硅基集成电路方面有重要应用。介绍了SiGe／Si和SiGe-OI两种SiGeSi异质结构材料，综述了这两种材料的制备技术和研究进展，讨论了SiGe异质结构材料应用于纳米集成电路等的应用前景。     

浅析石墨烯电极材料对电池性能的影响

石墨烯作为一种新型的纳米材料,由于其特殊的二维单层扩展碳结构、优异的导电性、导热性、韧性和强度,在功能材料、能源等领域得到了广泛的应用。石墨烯在锂离子电池电极材料的优化和改进中受到广泛关注。如果电极使用石墨烯材料或与其他材料结合,可以充分发挥其优势,在一定程度上提高电池的性能。本文主要介绍了石墨烯在锂离子电池中的应用及其优点。分析了石墨烯材料的优缺点、重点研究方向和应用前景,为今后石墨烯电池的开发和制备提供参考。     

微米管的研究进展

微米管作为一种新型的准-维结构材料,由于其独特的结构一陛能特征及其在物理电子学、光学、生物医学、化学、材料学和微电机系统等领域具有广阔的应用前景,而深受研究者的广泛关注。该文系统地论述了微米管的主要化学制备方法,包括直接气相沉积法、层状结构卷曲法、模板辅助法、金属辅助催化法和热溶液法等及其对应的生长机制,指出了各种制备方法的优、缺点,并概述了微米管的应用进展。     

科学家开发新奇有机金属燃料电池

日前,瑞士苏黎世联邦理工学院和意大利研究人员联合开发出一种新奇的有机金属燃料电池,该电池在发电同时还能用可再生原材料生产出优质化学产品. 这种新有机金属燃料电池的工作原理与以往的电池完全不同.它基于一种含铑元素的特殊分子络合物,这种络合物以分子形式嵌入阳极材料,阳极的支持材料为碳粉,使分子络合物能分布均匀.     

碳纳米管的应用研究

自从发现碳纳米管以来,就因其特殊的结构、优异的性能及诱人的应用前景引起了人们广泛的关注.碳纳米管作为一种新型碳材料具有独特的纳米结构、密度低,预示着其具有不同寻常的电学、力学、热学和物理化学等特殊性能.近年来,随着碳纳米管及纳米材料研究的不断深入,其广阔的应用前景也不断显现出来.文章主要讨论碳纳米管在作为场发射材料的场致发射平板显示器元件、复合材料增强体和储能材料中的应用.     

MOF材料在水环境污染物去除方面的应用现状及发展趋势（II）

对近年来MOF材料去除水环境中重金属、有机物的相关研究进行了总结与评述。本篇是该主题的第2篇,主要对MOF材料去除水中有机污染物的相关研究进行总结和论述。研究表明,MOF材料含有大量开放性金属位点、路易斯酸碱位以及官能团,因而对染料、抗生素、农药、持久性有机污染物等均具有较高的吸附性能。氢键、π?π作用、疏水作用和静电引力是其吸附有机污染物的主要机制,部分MOF材料中较大的孔道结构也有利于大分子有机污染物的吸附;另外,部分MOF材料还具有优异的催化性能,能够作为类Fenton催化,光催化以及过硫酸盐活化的催化剂实现对有机污染物的催化降解,其中光催化反应中污染物的降解主要源于·O2?、·OH和h+的贡献;而在过硫酸盐体系中,·O2?、·OH、SO₄·?和1O₂是导致有机污染物分解的主要活性氧化物种。基于对先前研究的回顾,相信未来的研究领域包括但不限于以下方面:（1）进一步提高MOF在去除有机污染物方面的性能,并提高其可回收性;（2）开展新型MOF催化材料的制备及催化反应机理的研究;（3）研究MOF缺陷结构的调控,以开发具有更高吸附和催化性能的新型MOF材料;（4）研究新的框架材料,例如共价有机骨架（COFs）材料,并将其应用于污染物净化领域。      

芬顿催化剂的活性氧物种生成机制及其在环境治理中的应用

基于芬顿化学中产生的活性氧物种（ROS）具有强氧化能力，芬顿技术被广泛应用于环境、医学、离子检测、催化和有机合成等诸多领域。随着人们对环保、能源意识的日益增强，关于芬顿技术在多领域的应用研究也日趋深入。本文介绍了芬顿化学在环境污染物治理领域的应用，重点阐述了过渡金属及其化合物等芬顿催化剂的ROS产生机制、催化剂结构对于强化ROS产生的重要作用及调控ROS的构效关系，这对加深相关研究人员对芬顿技术在环境污染治理中的认识，为高效芬顿催化剂的设计和结构构建提供了有益的借鉴。最后，我们展望了芬顿化学面临的挑战和发展方向。     

铜及其合金梯度结构制备及性能研究进展

高性能铜及铜合金由于其高导电性、高导热性、高强度、高耐蚀及可镀性、易加工性等系列优良特性而成为多个领域开发中必不可少的材料。研究发现,梯度结构的存在可有效提高铜及铜合金的强度,同时保持原有的塑性。区别于传统铜及其合金,表面细晶到心部粗晶的逐渐过渡及位错缺陷等的相互作用使梯度结构铜表现出更好的强塑性协同效应,正是这种异质性促使材料性能进一步提升。然而,基于梯度结构材料的异质性,传统铜及其合金的变形机制、制备技术及仿真模拟等并不适用于梯度结构铜及其合金,这使得梯度结构铜及其合金的实际生产应用受到极大限制。鉴于此,本文从梯度结构的制备工艺其性能改善方面综述了现有梯度结构铜及其合金的研究进展,梳理了诸多领域内梯度结构铜及铜合金材料的发展及现状,并分析了梯度结构铜合金材料的研究趋势与应用需求。     

非晶合金的性能与应用

非晶合金是利用快速凝固技术制备的一种新型金属材料,特殊的微观结构使非晶合金具有优良的性能.文章简要叙述了非晶合金在力学、电学、磁学性能、电化学等方面的性能,并介绍了非晶合金在变压器、高温材料、防腐材料、医学、航空航天以及军事等领域中的应用.介绍了我国近几年在非晶合金领域取得的研究成果,并对非晶合金的发展进行了展望.     

国内泡沫镍在燃料电池阴极材料中的应用概况

泡沫镍作为一种新型的功能材料具有特殊结构和优异的性能,在燃料电池中成为研究热点。本文介绍了国内泡沫镍在燃料电池阴极中的应用,并对泡沫镍在燃料电池中的应用前景作了展望。