【摘 要】
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世界能源的高消耗、需求的快速增长和能源资源的枯竭,促使研究者发展可再生能源技术,以实现可持续发展。氢能燃烧时产生高密度的能量以及这一过程对环境无害,因此被认为是前景广阔的符合可持续发展远景的绿色能源。利用太阳能进行光催化制氢是备受关注的生产氢能的候选方案。与此同时,现代农业的基石——工业合成氨,由于Haber-Bosch工艺的高能耗,也成为可持续发展亟需解决的重大问题。受到自然界固氮酶在温和条件下
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世界能源的高消耗、需求的快速增长和能源资源的枯竭,促使研究者发展可再生能源技术,以实现可持续发展。氢能燃烧时产生高密度的能量以及这一过程对环境无害,因此被认为是前景广阔的符合可持续发展远景的绿色能源。利用太阳能进行光催化制氢是备受关注的生产氢能的候选方案。与此同时,现代农业的基石——工业合成氨,由于Haber-Bosch工艺的高能耗,也成为可持续发展亟需解决的重大问题。受到自然界固氮酶在温和条件下实现固氮的启发,人们致力于运用电催化还原技术制氨,以取代已有百年历史的Haber-Bosch工艺。这也是
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静电纺丝技术是一种可以连续制备直径范围从几十纳米到几微米的纤维的简便方法。与本体材料相比,静电纺纤维具有一些独特的物理性能,例如当纤维直径降低到某一点时,模量会突然增加,这种现象被认为与纤维内部复杂的结构及分子取向相关。然而以往受研究手段的限制,对较细的纤维中的分子取向研究比较困难。本文以聚偏二氟乙烯(PVDF)单根静电纺丝纤维为主要研究对象,利用原子力红外(AFM-IR)光谱技术研究单根纤维中的
从微观尺度上解析高分子链在剪切场中的构象变化和动力学行为可为深刻理解微流体分离及宏观流变行为提供理论基础,并对高分子材料性能参数的“定制化”研究具有重要的指导意义。高分子链链内的刚性调节是影响其构象变化以及动力学行为的一种最基本的变化因素,因此,阐明其对剪切场中高分子链构象变化以及动力学行为的影响规律,一直是高分子科学研究领域的重要课题。随着科学技术的飞速发展,显微技术的提高,观测单个高分子链的形
天然酶在化学与生物应用中是非常有效的催化剂。具有固有酶活性的纳米材料,即纳米酶,因其高稳定性,易于制备,便于储存,低成本以及对生物降解的高耐久性而吸引了众多研究者的注意。然而,纳米酶对比天然酶较差的活性与选择性使得它们难以成为天然酶的优秀替代物。因此,目前迫切需要发展新的策略来设计具有高活性与选择性的纳米酶。此外,纳米酶的设计与发展还需要针对其催化机理进行研究。本论文开展了一系列受天然酶结构的启发
阿尔茨海默病(AD)是一种进行性和不可逆的神经退行性疾病,影响着全球大约五千万人。大量的证据表明,β-淀粉样蛋白(Aβ)的积累和聚集是AD发病机制的中心事件,进而引发氧化应激,突触损伤和神经元丢失等病理过程。因此,Aβ被认为是AD治疗的潜在靶点。无机纳米材料因其具有结构可调、功能多样和良好的理化稳定性等优点,使其在治疗AD方面的应用受到广泛关注。本论文基于AD的病理特性,设计和合成了四类无机纳米材
自Zigler-Natta催化剂被发现以来,过渡金属催化的烯烃聚合在工业界和学术界受到了广泛的关注。20世纪90年代,Brookhart等人发现了具有良好极性官能团耐受性、能够催化烯烃与极性单体共聚的α-二亚胺钯催化剂,大大推动了后过渡金属催化的烯烃聚合领域的发展。该类催化剂具有独特的链行走机理,能够用于产生具有支化结构的聚烯烃材料。然而,早期的研究表明α-二亚胺Pd催化剂的热稳定性较低。在高温聚
微孔有机聚合物(MOPs)不仅具有较大的比表面积可以提供丰富的结合位点,而且含有特定的孔结构以及较均一的孔径分布可以有效进行尺寸排阻,近年来在催化、气体吸附等领域备受关注。但是,MOPs材料的种类有限,并且难以进行功能化修饰,不利于其应用于实际样品的分离分析研究,包括蛋白质组学研究和金属离子的吸附应用。针对这些问题,本论文设计和发展了若干功能化的新型MOPs,这些MOPs材料针对不同类型的分析物具
金属催化剂和有机催化剂被广泛用于烯烃聚合以及开环聚合中。本论文分为四个主要部分。1.研究了樟脑基膦-羰基配体在镍催化的乙烯齐聚反应中的应用。在本节中,我们合成并表征了含联芳基的樟脑基膦-羰基配体及相应的Ni和Pd配合物。通过引入联芳基结构,能够产生Ni-芳基次级作用,增加聚合产物的分子量。樟脑骨架作为给电子基团,使膦和羰基配位基团更富电子。此外,樟脑骨架的刚性桥环结构可有效抑制PC-CO键的旋转,
金属-空气电池和电化学水分解是绿色可再生能源转换和存储的关键。然而,电化学析氢反应(HER),氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的高能势垒且缓慢的动力学导致能量利用率低和输出功率较低。贵金属基电催化剂对HER(Pt)、ORR(Pt)或OER(Ir/RuOx)具有很高的活性,但其稳定性差且成本高,限制了其在工业上的大规模应用。因此,开发地球资源丰富的低成本非贵金属电催化剂迫在眉睫。提高催化剂的
基于先进的高分子化学手段,利用可控合成方法可以实现具有不同拓扑结构聚合物体系的设计和合成,以满足当今“智能世界”的需求。支化聚合物主要包括树枝型聚合物、超支化聚合物和梳型聚合物等。他们高度支化的结构使得这些聚合物体系具有低粘度和高末端官能团密度等诸多优点,因此近年来受到了学术界和工业界的广泛关注。聚合物的链行为和诸多性质受到链尺寸、拓扑结构、支化链长和支化度等因素的强烈影响。本论文中,首先合成了一
聚偏氟乙烯(PVDF)是一种典型的半结晶性含氟高分子材料,具有良好的耐化学腐蚀性、耐辐照性、力学性能、加工性能以及特殊的介电性能和压电性能,被广泛应用于水处理膜、电子电器和碳氟涂料等诸多领域。随着市场需求的不断变化,对PVDF的性能提出了更高的要求。PVDF的功能化改性可以通过物理共混和化学接枝来实现。而PVDF与大量聚合物的相容性和粘接性较差,因此通过反应性单体对PVDF进行功能化接枝改性具有十