【摘 要】
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当今化学工业的发展重点已从通用型产品规模化生产的效能提升,逐渐转变到高性能专用产品高效、绿色制造技术的开发。聚合物材料的性能为高分子链结构所决定,其根本是组成聚合物链的单体序列结构。因而精确控制单体单元在聚合物链中的连接顺序是定制聚合物链结构的关键。为此,本文将半连续聚合方式与可逆加成-断裂链转移自由基聚合(Reversible addition-fragmentation chain trans
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当今化学工业的发展重点已从通用型产品规模化生产的效能提升,逐渐转变到高性能专用产品高效、绿色制造技术的开发。聚合物材料的性能为高分子链结构所决定,其根本是组成聚合物链的单体序列结构。因而精确控制单体单元在聚合物链中的连接顺序是定制聚合物链结构的关键。为此,本文将半连续聚合方式与可逆加成-断裂链转移自由基聚合(Reversible addition-fragmentation chain transfer,RAFT)模型相结合,通过模型控制单体加料,实现了聚合物共聚组成的快速精确定制和共聚物链序列结构
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燃料电池是一种具有良好发展前景的能源转化技术,但其商业化仍然是一项巨大的挑战,主要原因之一就是其阴极缓慢的氧还原反应。该反应往往需要催化剂的介入,才能使其在较低的过电势条件下发生,以达到提高燃料电池工作电压的目的。而目前氧还原反应最为常见的催化剂就是铂,但其在地球上的储量有限,便不能支持大规模的商业应用。因此,开发新型高效的氧还原催化剂具有重要的现实意义。目前,研究者们已经确立了两条有效的催化剂研
甲烷是来源于天然气和页岩气的廉价碳基清洁能源,其转化为高附加值的燃料或化学品是世界能源经济的迫切需求。为了克服甲烷自身稳定的化学结构带来的高反应能垒,甲烷的转化温度通常在600℃以上,但反应温度的升高会导致催化剂失活速率加快、副产物和能耗增加等问题。而通过甲烷与其他物质进行耦合反应可实现甲烷在温和条件下的有效转化。其中,甲醇作为煤化工和生物质中廉价易得的化学原料,其与甲烷共进料的耦合反应不仅进一步
甲烷是一种储藏丰富的高效清洁能源,是合成高附加值燃料和化学品的重要原料。然而,高达439 kJ/mol的C-H键能使甲烷高效利用面临巨大挑战。传统的氧化偶联反应转化甲烷会产生大量的一氧化碳和二氧化碳,导致碳利用率低。无氧条件下的纯甲烷转化因受热力学限制,其转化温度普遍高于600℃,高温导致反应能耗增加、催化剂稳定性差,而醇烃与甲烷共进料能够在400～600℃的温和条件下实现甲烷转化。其中,甲醇作为
聚合物凝胶是一类具备三维网络结构的材料,其能够吸收大量溶剂并仍然能保持自身形态。目前,聚合物凝胶已在组织工程、柔性电子、航空航天等领域显示出良好应用前景。其中,凝胶表面作为与其他材料发生相互作用的区域,在具体应用中起着重要作用。然而,传统凝胶材料缺乏区域化调控机制,难以实现表面形貌与性能的精确调控。针对此问题,本课题制备了具有光响应性基元的凝胶材料,利用光照刺激的高度时空可控性,实现了聚合物凝胶表
自然界中,许多生物体都具有复杂的功能性结构,以适应生存的需要。对于高分子材料,为了实现高附加值的器件应用,也通常需要构筑特定的复杂形状。传统的高分子材料加工借助模具辅助成型,受模具及脱模过程影响,成型物件的形状复杂度相对较低。新兴的3D打印技术可以通过精准的增材制造方式实现无模具复杂形状的三维成型。进一步引入时间这一第四维度,还能够实现4D打印,带来更为丰富的器件变形功能。从材料设计角度,在传统的
人工合成聚合物支架具有修复骨骼和软骨创伤的巨大潜力,但是聚己内酯(PCL)等3D打印材料的细胞相容性还不足以满足需求,限制了 3D打印技术在组织工程领域的应用。低温等离子体表面处理技术集清洁、活化、涂层、杀菌等功能于一身,能够在不改变材料本身外观结构、机械性能的情况下改变材料的表面性能。基于胺基对细胞活动的积极影响,本文采用含氮低温等离子体表面改性技术来改善3D打印PCL支架的生物相容性。实验中采
介电弹性体(Dielectric Elastomer)是一种在外加电场激励下发生大变形，实现电能和机械能相互转换的智能软材料，被认为是新一代的人工肌肉，作为柔性驱动器、传感器和机械能收集器，在智能仿生、柔性机器人、航空航天、智能医疗器件、可穿戴器件等领域具有巨大的应用潜力。
目前介电弹性体仍局限于从商业产品筛选而得的弹性体，其性能难以满足应用要求;介电弹性体驱动器的制备尚难实现定制化、连续化、自动化地加工高度集成、具有复杂结构的一体化驱动器群，限制了介电弹性体的潜在应用空间。本论文针对上述两个重
立构复合(SC)结晶是高分子结晶中的一种普遍现象,也是高分子的特殊的共晶形式。互为对映异构体(如左旋/右旋、等规/间规)的高分子在共混物和嵌段共聚物中可发生SC结晶。SC晶格中分子链间存在较强的相互作用,可形成紧密的堆积,这种结构特征赋予立构复合结晶材料更高的熔点、耐热性、机械力学性能、耐溶剂性等,SC结晶也可以使一些非晶或难结晶的高分子变为易结晶的状态。因此,立构复合结晶为高分子材料综合性能优化
低温等离子体(NTP)-催化治理挥发性有机废气(VOCs)技术,常用于治理低浓度有机废气与恶臭,可快速引发,设备在常温下运行,在有机废气治理领域具有独特的优势。在一般的NTP设备内,有机废气能够快速降解,但难于彻底降解,且可能产生副产物,包括有机小分子、O3、CO、N2O与NOx等。该副产物组成复杂,具有污染性和危害性,某种程度上限制了 NTP-催化技术的实际应用。本文首先对二甲苯的三种同分异构体
贵金属纳米颗粒因其优异的催化性能,有着广泛的应用前景,但也面临着反应条件下稳定性差的问题。利用载体的性质限制纳米颗粒的团聚,影响活性中心的结构,进而提高催化剂的活性和稳定性一直是研究者关注的热点。本论文围绕铈(Ce)基载体负载贵金属钯(Pd)催化剂的结构调控及催化性能研究展开。通过适宜的制备方法,控制Pd颗粒大小及其在铈基载体上的位置与分布,探究Pd在无空间限域、部分限域和完全限域情况下的结构演变