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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）】的研究得到迅猛發展， 已成為化學和材料科學領域的研究熱點，正從基礎研究過渡到實際應用。這類材料具有晶態網絡結構， 容易可控合成，比表面積大，孔隙率高，結構多樣可調，性能獨特，在吸附、分離、催化等領域具有極 大應用前景。我們發展了這類材料的設計合成方法，對其性能進行了有效調控，獲得了多例具有良好穩 定性和特殊孔性質的新 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出良好的性質，具有極大應用開發價值。應用開發價值應用開發價值應用開發價值
北京工業大學
2021-04-13
新型多孔材料—MOFs
北京工業大學
2021-04-14
MOFs生物雜交材料的可控設計
開發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。該方法的關鍵在于添加了能夠作為“形貌調制器”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納米結構（圖1A）。研究表明不同的納米結構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納米片結構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”，通過酶級聯反應模擬細胞內的信號轉導（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的蛋白質和酶封裝在MOFs內。這種增強的封裝策略靈感來源于生物體內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周圍富集，加速MOFs的預先成核 。研究發現封裝的蛋白質和酶可維持其自然構象，而MOFs保護層對酶的緊密結構限制作用可大大提高酶在極端環境下（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件
衛星在軌運行和返回過程中需經歷極端高低溫環境，構件尺寸的穩定是保證衛星在軌高精度、返回高安全、任務高可靠的關鍵。針對衛星搭載的某寬帶微波載荷與衛星本體材料之間熱膨脹系數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定、信息傳輸不連續等問題。我校陳駿教授團隊以原創的負熱膨脹技術研發了具有輕質、熱膨脹系數低、力學性能優異、尺寸穩定性好的高性能低膨脹鋁基復合材料，并研制了系列關鍵連接內置件、環件等高性能低膨脹構件，首次將負熱膨脹技術應用到我國的衛星上，填補了高性能低膨脹金屬構件在工程應用領域的空白。該技術使得某寬帶微波載荷與衛星本體之間熱膨脹匹配性增強、界面應力大幅度減小，保證了衛星在軌與返回過程中信號高精度傳輸與接收，助力衛星成功返回。
圖1 實踐十九號衛星成功返回（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件應用于全球首顆可重復使用返回式技術試驗衛星（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
自 20 世紀 90 年代以來，我國淡水水體富營養化愈演愈烈，有 65%以上的湖 泊和水庫都處于富營養化狀態，并且一些大型湖泊和水庫都爆發過嚴重的藍藻水 華。張勝文團隊通過先進的處理技術，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。 關鍵技術 1、通過先進技術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
自 20 世紀 90 年代以來，我國淡水水體富營養化愈演愈烈，有 65%以上的湖泊和水庫都處于富營養化狀態，并且一些大型湖泊和水庫都爆發過嚴重的藍藻水華。張勝文團隊通過先進的處理技術，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型熱電材料有著優異的性能，不但呈現出較高的熱電優值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值ZTave=1.56，因而其理論發電效率可達20.7%（Nat. Commun. 2014, 5, 4515）。這兩篇論文從不同的方法和機制出發，在n型PbTe研究上實現了重大突破，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，該團隊研究發現：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構，可同時優化該材料體系的熱、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，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主要通過乙炔法生產。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發展。Au催化劑被眾多研究者認為是最有可能工業化的非汞催化劑。本研究制備了一種促進型Au基催化劑，結果表明該催化劑對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。穩定性考評結果顯示，在工業條件下，氯乙烯選擇性為100%，預估壽命超過3000 h。相關研究結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，載體等參數的優化和催化劑放大制備。擬應用于全國層面的氯堿行業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鍵催化劑，在不改變原有乙炔氫氯化工業反應條件前體下僅替換現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
上海交通大學
2021-04-13