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利用氨基功能化配體與鈣鹽組裝得到一種新穎的二維層狀Ca-MOF。其通過{Ca3O18}簇與配體連接而成的金屬-有機層上懸掛配位的DMF分子，并進一步通過DMF間的范德華弱作用力層層堆疊，形成“范德華MOF”多層結(jié)構(gòu)。基于DMF的動態(tài)配位活性，該獨特的金屬-有機多層MOF能實現(xiàn)層內(nèi)穩(wěn)態(tài)和層間動態(tài)的有效平衡，并存在具有半導(dǎo)體發(fā)光特性的層間激子（exciton）發(fā)光和層內(nèi)激基締合物（excimer）發(fā)光的雙通道發(fā)射。?發(fā)展了二維MOF設(shè)計和利用的新概念，將“自下而上”的金屬-有機配位組裝與“自上而下”的后合成形貌加工調(diào)控相結(jié)合，實現(xiàn)了超薄二維MOF的簡便、綠色、宏量制備的新方法，并為光學(xué)存儲器等應(yīng)用建立了元器件模型。

實現(xiàn)了一系列光功能導(dǎo)向金屬-有機配位超分子材料的合理化模型設(shè)計與可控合成，探索了新型傳能與發(fā)光、光調(diào)制、光轉(zhuǎn)換的機理與機制，建立了獨特的光學(xué)應(yīng)用器件模型。如利用配位鍵動態(tài)活性的后合成剝離策略，可逆轉(zhuǎn)換配位材料空間維度，獲得了具有層間/層內(nèi)熒光調(diào)控開關(guān)特性的超薄2D配位發(fā)光材料 利用ESIPT多能級配體激發(fā)態(tài)過程，構(gòu)筑了超快速專一性水分子光響應(yīng)配合物薄膜器件，以及用于F離子、溫度、溶劑等的熒光探針材料 利用異質(zhì)同晶配位特性和區(qū)域控制各向異性外延技術(shù)，獲得具有異質(zhì)結(jié)超晶格的多稀土MOF單晶，實現(xiàn)多層次間隔色域可調(diào)發(fā)光，建立了光譜—空間編碼結(jié)合的單晶光學(xué)微器件、雙通道高等級編碼配合物材料、單金屬單相/多金屬單相配合物白光與混光材料

以單層稀土MOF作為晶種，通過不同稀土離子MOF的異質(zhì)同晶特性和液相各向異性外延生長策略，構(gòu)筑了具有亞毫米尺度的間隔色域發(fā)光多層次異核稀土MOF單晶，并實現(xiàn)了獨特的光譜編碼和空間編碼結(jié)合的三維微區(qū)編碼器件模型。基于初始單層稀土MOF晶核的不同空間群結(jié)晶特性，其在不同晶面呈現(xiàn)生長速度不同的各向異性，從而最終分別獲得了核-殼型（core-shell）和條帶型（striped）兩類不同的多層次異核稀土MOF單晶。在保持均一的周期性長程有序單晶結(jié)構(gòu)的同時，其光物理特性則因不同區(qū)域稀土離子的人為控制化生長，表現(xiàn)出核殼或條帶狀間隔區(qū)域多色發(fā)光。利用微區(qū)熒光探測技術(shù)，通過改變多層次異核稀土MOF單晶的位置或角度，可分別實現(xiàn)基于不同層稀土MOF的紅、綠、藍等三基色發(fā)光，以及基于不同層間、不同入射和發(fā)射光路間組合調(diào)控的全色域多色發(fā)光和白光。同時，上述異核多稀土單晶MOF的組裝和調(diào)光特性亦可在近紅外發(fā)光的稀土離子間實現(xiàn)。基于此，進一步建立了一種獨特的光譜編碼與空間編碼相結(jié)合的三維微區(qū)編碼器件模型。在亞毫米尺度的單晶光學(xué)器件范圍內(nèi)，通過調(diào)變不同位置和空間取向的三維操作式編碼，結(jié)合具有不同發(fā)光色域的光譜讀出式編碼，實現(xiàn)了高通量、多通路、多模式的全色域發(fā)光顏色可編碼性與可讀出性。

本技術(shù)充分利用材料中的可配位基團，如腈基 (C≡N) 、酯基 (O=C-0) ，同金屬陽離子進 行配位交聯(lián)，創(chuàng)建了一個新的非共價鍵交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)體系。由于金屬配位的鍵能高于氫鍵鍵能， 而且變化范圍也比較大，因此通過配位交聯(lián)所獲得的材料的力學(xué)性能優(yōu)于通過氫鍵組裝的橡膠 材料；由于配位鍵的鍵能低于共價鍵，可以在一定情況下破壞配位交聯(lián)而不影響聚合物材料的 主鏈結(jié)構(gòu)；配位鍵具有電、磁特性及非線性光學(xué)特性，通過選擇不同配位數(shù)和配位方式的金屬 離子，調(diào)節(jié)金屬離子的濃度，改變加工溫度和時間等方法控制聚合物的交聯(lián)程度和交聯(lián)密度， 實現(xiàn)了聚合物微觀結(jié)構(gòu)和材料最終使用性能按需要進行調(diào)控；金屬離子同橡膠材料的配位是直 接在材料加工過程中一步實現(xiàn)，工藝簡單；這種配位交聯(lián)橡膠的添加劑和加工過程也無污染， 且?guī)缀醪恍枰渌鷦且环N環(huán)境友好的高性能、多功能材料，降低了對環(huán)境的污染和產(chǎn)品 的成本。無炭黑添加的配位交聯(lián)NBR的拉伸強度可超過60MPa，伸長率達到1000﹪，遠遠優(yōu)于 硫磺交聯(lián)、炭黑補強的NBR (拉伸強度通常為20Mpa，伸長率<500%) 。而且由于金屬離子的引 入，橡膠材料也具有了一些特殊的性能，例如更加優(yōu)良的耐油性及同金屬材料很好的粘接性 等。這些結(jié)果表明金屬配位交聯(lián)的綠色橡膠具有很高的實用價值和廣闊的應(yīng)用前景。

荷葉出淤泥而不染的自清潔性能、蛾翅膀表面的自清潔性能、水黽的腿在水面上自由行走而不下沉、魚體表面在油污污染的水中保持自身清潔等一系列自然界中的超疏水、超雙疏現(xiàn)象引起了許多學(xué)者的極大關(guān)注。近年來國內(nèi)外關(guān)于超疏水、超雙疏的研究都有大量文獻報道。然而依照這些方法制備超疏水/超雙疏涂層的成本非常高且技術(shù)要求嚴格，進行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)幾乎在短期內(nèi)難以實現(xiàn)。2013年美國Ultra-ever Dry公司推出了世界首款，迄今為止也是唯一一家通過簡單噴涂即可實現(xiàn)超疏水界面的超疏水的涂層。    目前課題組已經(jīng)成功開發(fā)了具有世界領(lǐng)先技術(shù)的超雙疏、自清潔涂層，此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀＠纾苯訃娡吭谝挛铩⑿薄づ癖砻婵蓪崿F(xiàn)自清潔、防雨功能，達到免清洗作用，并具有織物原有的透氣性；噴涂在高壓電網(wǎng)輸電支架以及風(fēng)力發(fā)電扇葉上可防止結(jié)冰；噴涂木材表面可實現(xiàn)戶外的防潮、防霉；噴涂電路板上可實現(xiàn)防水、防潮；噴涂在高層建筑物表面可實現(xiàn)自清潔等等。 此外，此種材料的生產(chǎn)無排放、無污染。課題組已經(jīng)實 現(xiàn)了小試生產(chǎn)制備，實驗室即可制備公斤級產(chǎn)品，已經(jīng)能夠突破超雙疏涂層白色限制，得到各種顏色的超雙疏涂層；能夠?qū)κ秤糜汀?dǎo)熱油、甲苯、氯仿等實現(xiàn)超疏油；通過簡單調(diào)整可實現(xiàn)只超疏水但親油，噴涂后的織網(wǎng)可對油水兩相實現(xiàn)快速、簡便的油水分離。該技術(shù)已申請四項相關(guān)國家發(fā)明專利，目前正在積極與相關(guān)應(yīng)用企業(yè)合作，推廣該產(chǎn)品的市場應(yīng)用。

一、 項目簡介荷葉出淤泥而不染的自清潔性能、蛾翅膀表面的自清潔性能、水黽的腿在水面上自由行走而不下沉、魚體表面在油污污染的水中保持自身清潔等一系列自然界中的超疏水、超雙疏現(xiàn)象引起了許多學(xué)者的極大關(guān)注。近年來國內(nèi)外關(guān)于超疏水、超雙疏的研究都有大量文獻報道。然而依照這些方法制備超疏水/超雙疏涂層的成本非常高且技術(shù)要求嚴格，進行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)幾乎在短期內(nèi)難以實現(xiàn)。2013年美國Ultra-ever Dry公司推出了世界首款，迄今為止也是唯一一家通過簡單噴涂即可實現(xiàn)超疏水界面的超疏水的涂層。目前張旭教授課題組已經(jīng)成功開發(fā)了具有世界領(lǐng)先技術(shù)的超雙疏、自清潔涂層，此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀＠纾苯訃娡吭谝挛铩⑿薄づ癖砻婵蓪崿F(xiàn)自清潔、防雨功能，達到免清洗作用，并具有織物原有的透氣性；噴涂在高壓電網(wǎng)輸電支架以及風(fēng)力發(fā)電扇葉上可防止結(jié)冰；噴涂木材表面可實現(xiàn)戶外的防潮、防霉；噴涂電路板上可實現(xiàn)防水、防潮；噴涂在高層建筑物表面可實現(xiàn)自清潔等等。此外，此種材料的生產(chǎn)無排放、無污染。張旭教授課題組已經(jīng)實現(xiàn)了小試生產(chǎn)制備，實驗室即可制備公斤級產(chǎn)品，取得了目前已知除美國Ultra Ever-dry公司以外全球唯一能夠公斤級制備超雙疏、自清潔涂層的技術(shù)，并在一些方面超過該公司產(chǎn)品，例如已經(jīng)能夠突破超雙疏涂層白色限制，得到各種顏色的超雙疏涂層；能夠?qū)κ秤糜汀?dǎo)熱油、甲苯、氯仿等實現(xiàn)超疏油；通過簡單調(diào)整可實現(xiàn)只超疏水但親油，噴涂后的織網(wǎng)可對油水兩相實現(xiàn)快速、簡便的油水分離。該技術(shù)已申請四項相關(guān)國家發(fā)明專利，目前正在積極與相關(guān)應(yīng)用企業(yè)合作，推廣該產(chǎn)品的市場應(yīng)用。二、 項目技術(shù)成熟程度已實現(xiàn)實驗室的小試制備（5L反應(yīng)釜）。三、 技術(shù)指標(biāo)（包括鑒定、知識產(chǎn)權(quán)專利、獲獎等情況）噴涂在材料表面對油（食用油、導(dǎo)熱油、甲苯、氯仿等）和水接觸角大于150度，滾動角小于10度，耐受溫度使用溫度范圍可以在-34℃~149℃之間，目前已申請四項國家發(fā)明專利。四、 市場前景（應(yīng)用領(lǐng)域、市場分析等）此種納米涂層模擬荷葉表面結(jié)構(gòu)，具有超疏水、超疏油自清潔性質(zhì)，利用簡單噴涂可在布料、木材、紙張、金屬、建筑等材料表面，快速形成“荷葉效應(yīng)”界面，并具有耐紫外線和一定的耐磨性質(zhì)，具有自清潔、防水、防腐蝕、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀Ｔ谠缙冢藗儗τ谌绾畏浪⒎烙鸵恢币詠矶际菬嶂杂懻摰脑掝}，畢竟沒有人會愿意打掃廚房里各種油污，或者自己的手機掉進水里當(dāng)場報銷損失慘重。各色疏水、疏油涂層幾乎成為人們生活中不可或缺的化學(xué)用品，小到手表、雨傘，大到航海航天，都可以找到疏水、疏油涂層的身影。例如:  ? 能源行業(yè)我國南北交界地區(qū)冬季長出現(xiàn)凍雨現(xiàn)象，結(jié)冰對風(fēng)力發(fā)電扇葉、高壓輸電線支架產(chǎn)生很大的影響，該涂層的超疏水的微小滾動角可使材料表面無水存留，避免材料表面結(jié)冰。此外，自清潔作用在太陽能電池板上的應(yīng)用也具有廣闊的空間。? 油水分離我們開發(fā)的超雙疏涂層之一超疏水親油涂層噴涂在普通紗網(wǎng)上，普通篩網(wǎng)即可具有油過、水不過的特點。紗網(wǎng)親油，因此油能輕易通過篩網(wǎng)，而織網(wǎng)表面超疏水、極小滾動角，水在織網(wǎng)表面迅速流走，達到油水分離作用。如果在普通瓶子口蒙上該種紗網(wǎng)可在油水混合液撈取，只有油能進入瓶子中（如圖所示）。? 軍事國防噴涂有超雙疏涂層的織物具有自清潔作用，同時涂層滲透到織物中增加了其耐磨性，更為重要的是能夠保證織物的透氣性，因此可制成作戰(zhàn)服、野外帳篷、背包、手套等等戶外用品 。此外超雙疏涂層在防腐、防凍、防潮方面對武器裝備無疑具有最強保護作用。? 日用品超疏水雨衣、雨傘使使用過的雨具，無水積存，直接收納放入背包中；噴涂超疏油涂層的抽油煙機可滴油不沾全部回收；噴涂在廁所衛(wèi)浴上可有效避免尿垢的產(chǎn)生。? 建筑物自清潔我們開發(fā)的超雙疏自清潔涂層具有抗紫外線作用，對戶外墻體具有較強的粘附性，同時開發(fā)出彩色超雙疏自清潔涂層，對高層建筑具有自清潔作用。? 防腐、防潮作用我們已經(jīng)進行了初步的應(yīng)用嘗試，噴涂超雙疏涂層的金屬在濃酸中具有一定的抗腐蝕作用；由于極小的滾動角，對戶外的金屬制品具有很強的抗腐蝕作用；噴涂在木材表面可達到防腐、防潮的作用。? 船舶行業(yè)：如果船體噴涂上超疏水涂層，船只行駛過程中與水的摩擦?xí)蟠蠼档停@樣對燃油就會節(jié)省很多，海藻之類吸附在船底的現(xiàn)象也會減少很多，對于船舶的護理會減輕很多工作，其實也是減少成本。船舶方面，目前船只有一半以上的驅(qū)動能是被船體與水之間的摩擦消耗掉的。如果能通過特殊涂層在船體表面形成空氣膜，船與水摩擦而造成能耗則能降低10％，因而可以大量節(jié)省燃油。一般船舶航行中受到的阻力有3種,即船體運動引起的興波阻力、產(chǎn)生旋渦引起的旋渦阻力以及由于水和船體之間接觸產(chǎn)生的摩擦阻力.在這3種阻力中,對于油船那樣的低速肥大型船舶,摩擦阻力要占全部阻力的80%以上,而對通常的貨船約占70%的比例。因此,降低摩擦阻力是一項重要的技術(shù)。 應(yīng)用在航海以及航天事業(yè)，以減小因為液體產(chǎn)生的阻力，達到節(jié)能環(huán)保且高效轉(zhuǎn)換動能的效果。? 電子元件行業(yè)可以應(yīng)用在真正防水的電子元件上，或者是需要經(jīng)常接觸帶腐蝕性液體的工作人員，這款涂層的誕生不得不說是一個福音，例如一些電子原件需要進入到水中、高溫中、冰塊中、油中等一些特殊環(huán)境工作，有了超雙疏涂層，就不用擔(dān)心了，可有效解決問題。  在電子元件上覆蓋厚度遠比人類頭發(fā)直徑小的薄膜涂層后，水無法真正接觸到關(guān)鍵電子元件，也就不能對其造成損害。 通信設(shè)備其它室內(nèi)室外設(shè)備都可以使用，延長壽命，使用功效不會降低，免受雨水的干擾。  五、 規(guī)模與投資需求（資金需求、場地規(guī)模、人員等需求）可面談六、 生產(chǎn)設(shè)備常規(guī)反應(yīng)釜，無三廢排放；噴涂設(shè)備七、 效益分析目前全球唯一生產(chǎn)廠商美國Ultra-ever Dry推出的超疏水涂層價格為：底層涂層約人民幣70萬/噸、表層涂層人民幣140萬/噸。八、 合作方式共同開發(fā)市場。九、 項目具體聯(lián)系人及聯(lián)系方式（包括電子郵箱）聯(lián)系人：張旭 博士/教授河北工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院高分子科學(xué)與工程系天津市紅橋區(qū)光榮道8 號E-mail：[email protected]：022-60200443

橡膠材料在許多領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，通過硫磺硫化將線型分子交聯(lián)成三維網(wǎng)狀聚合物是獲得較高力學(xué)性能橡膠的常見方法。這種通過硫磺硫化形成的共價鍵交聯(lián)橡膠一般不溶不熔，很難再生利用，對環(huán)境造成了嚴重的污染。因此，制備對環(huán)境友好的橡膠已成為橡膠工業(yè)發(fā)展的一個重要研究課題。非共價鍵相互作用形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)由于具有可逆性而引起了人們的廣泛關(guān)注。有關(guān)物理纏結(jié)形成的熱塑性彈性體、離子鍵交聯(lián)形成的離子彈性體的研究已見報道。然而由于上述幾種高分子結(jié)構(gòu)中的非共價鍵作用都較弱，所得材料存在力學(xué)性能較差及高溫下使用性能下降等缺點。因此，嘗試其它非共價鍵交聯(lián)的方法很有意義。配位鍵是非共價鍵中最強的一種相互作用，已被廣泛用于配位聚合物的構(gòu)筑。目前聚合物同金屬離子的配位所采用的溶液法存在很大的局限性，不利于聚合物材料的實際加工和應(yīng)用。本項目通過本體中原位配位的方式，使含有可配位官能團的橡膠材料（丁腈橡膠、羧基丁腈橡膠、丙烯酸酯橡膠等）與過渡金屬鹽粉末發(fā)生配位反應(yīng)，形成配位鍵交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，替代傳統(tǒng)硫磺或過氧化物硫化方式。由于配位鍵具有可逆性，光、電、磁等方面的特性，獲得的材料也有望具有這些方面的新功能。從目前所得的實驗數(shù)據(jù)看，無炭黑添加的配位交聯(lián)NBR的拉伸強度可超過30MPa，伸長率達到1000%，遠遠優(yōu)于硫磺交聯(lián)、炭黑補強的NBR（拉伸強度通常為20Mpa，伸長率<500%），具有高強度與超伸縮性能，而且由于金屬離子的引入，橡膠材料也具有了一些特殊的性能，例如更加優(yōu)良的耐油性及同金屬材料很好的粘接性等。最終，配位交聯(lián)的復(fù)合材料能夠在某些熱溶劑中發(fā)生解交聯(lián)反應(yīng)，恢復(fù)橡膠分子線性結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對交聯(lián)橡膠的回收。

首先，一種大頭基的表面活性劑(DEAB)可以與反電荷的多頭配體(TPE-BPA)得到一種納米尺寸的無規(guī)配位簇，而后金屬離子(Zn2+)的加入則可迅速使之交聯(lián)形成無定形的白色沉淀物。通過自發(fā)的結(jié)塊過程，沉淀中的分子可進一步發(fā)生重排運動，并使其由白色粉末狀的固體在短時間內(nèi)轉(zhuǎn)變形成透明且可自支撐的薄膜材料。

1. 痛點問題 催化已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。90%以上的化學(xué)生產(chǎn)過程都離不開催化。催化領(lǐng)域的每一次重大突破，都極大地改變了人類的生產(chǎn)與生活方式。 傳統(tǒng)的有機配體支撐/配位的過渡金屬催化劑被稱為“有機金屬絡(luò)合物催化劑”體系，存在有機配體制備復(fù)雜、昂貴、周期長、污染大以及催化劑不穩(wěn)定和難以回收利用，反應(yīng)條件苛刻危險等問題，嚴重限制了其大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。 2. 解決方案 該項技術(shù)提出了“無機配體配位/支撐金屬催化劑”的原創(chuàng)性新概念（中國科學(xué)報，科學(xué)網(wǎng)和教育部科技轉(zhuǎn)移中心等媒體報道http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/8/416736.shtm），相關(guān)研究成果發(fā)表在Nature子刊和《德國應(yīng)用化學(xué)》等世界著名學(xué)術(shù)刊物上，開創(chuàng)了多金屬氧化物均相催化的新領(lǐng)域。其基本原理是利用具有優(yōu)良電子轉(zhuǎn)移能力的金屬氧化物作為無機配體，與金屬絡(luò)合配位，在過渡金屬周圍薪酬電子蓄水池，通過均相催化等手段控制電子的轉(zhuǎn)移，從而控制化學(xué)反應(yīng)的選擇性和活性。 這種高效、簡單、低廉、綠色、環(huán)保和易回收利用的催化劑合成和應(yīng)用方法解決了傳統(tǒng)“有機金屬絡(luò)合物催化劑”存在的根本性難題。為目前化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)上諸如氧化、縮合、偶聯(lián)和硝化等高污染的反應(yīng)提供了全新的解決方案。 3.合作需求 與材料，能源，綠色化工，生物醫(yī)藥，染料中間體，食品領(lǐng)域的企業(yè)合作，開展產(chǎn)業(yè)化探索。

本發(fā)明提供了一種自補水型閥配流柱塞式超高壓水泵，主要包括腔體、冷卻單元、旋轉(zhuǎn)主軸和柱塞配流單元。冷卻單元包括冷卻器和補水泵，柱塞配流單元包括配流閥組件和柱塞滑靴組件。柱塞滑靴組件將腔體分成相互獨立的壓力腔和油潤滑腔。補水泵在旋轉(zhuǎn)主軸的帶動下，將水泵入口的水壓入冷卻器，再從冷卻器流出到配流閥組件，實現(xiàn)對所述油潤滑腔的冷卻以及給配流閥組件提供低壓的壓力水，同時柱塞滑靴組件在所述旋轉(zhuǎn)主軸的帶動下進行往復(fù)運動，使得所述配流閥組件通過水泵入口和水泵出口進行吸水和排水動作。本發(fā)明解決油水分離式水液壓泵在陸上使用