杂化材料

摘要： 氧化石墨烯溶液通过原位反应引入到环糊精聚合物的基体当中,成功制得氧化石墨烯-聚环糊精杂化材料,并对其形貌、成分以及比表面积进行表征,在此基础上研究了所得杂化材料对多种天然酶响应性能,实验结果发现,该类杂化材料对纤维素酶、糖化酶、木瓜蛋白酶和淀粉酶均具有一定的响应能力。

摘要： 金属有机骨架(MOFs)和共价有机骨架(COFs)是一系列结晶多孔材料。由于其高度有序的结构、高的表面积、可调的孔径和拓扑结构、富含氧化还原活性位点的连续骨架,MOFs和COFs及其衍生物在储能领域引起了广泛关注。为了制造高性能超级电容器电极,MOFs和COFs及其衍生物具有结构稳定性好、氧化还原活性位点丰富和电子导电性高等特征。本文回顾了近年来MOFs和COFs材料、MOFs和COFs与导电材料(导电聚合物、石墨烯、碳纳米管)的复合材料、MOFs和COFs衍生炭材料的设计策略,以及所得材料的物化特性、电容性能的研究进展,并介绍了结构和性能之间的关系。最后,提出了基于MOFs和COFs电极材料的挑战和前景。

摘要： 采用硼氢化钠液相还原法合成了一种锗氧化物GeO_(x)与间苯二甲胺的新型有机杂化前驱体,经过热处理后得到锗碳原位复合的负极材料。对所制复合负极材料的结构和微观形貌进行了分析表征,测试了其电化学性能。研究结果表明:所制前驱体中间苯二甲胺与锗氧化物通过氢键等结合,具有典型的有机-无机杂化结构,热处理后原位形成了丰富的锗碳复合界面,有效缓冲了锗负极材料充放电过程中剧烈体积变化,显著提升了锗基负极材料的可逆容量、倍率性能以及循环稳定性。

摘要： 从无机纳米粒子杂化聚酰亚胺(PI)角度出发,综述和评论近年来国内外对PI杂化材料介电常数、电导率、电气强度和耐电晕性等的研究现状,阐述不同无机纳米粒子掺杂对PI材料电学性能的影响,分析PI杂化过程中存在的问题,并展望了PI杂化材料可深入研究的方向。

摘要： 有机-无机金属卤化物作为一种新兴的发光材料,由于其高的发光效率以及宽的发射光谱等优点受到广泛关注。本文以有机-无机金属卤化物高效荧光材料为对象,根据金属阳离子种类对材料进行归类,探讨其高效发光机理,并提出改善该类材料发光效率的方法。总体而言,对于此类荧光材料的研究还处于起步阶段,其发光机理仍然存在争议,本文对当前主流发光机理进行了总结。最后,对于有机-无机金属卤化物荧光材料的发展前景进行了展望,旨在进一步推动该类材料在荧光转换发光二极管等领域的应用。

摘要： 纤维素气凝胶(CA)因其独特的三维层状网络结构、丰富的孔隙率和极大的比表面积,成为构筑新型杂化纳米复合材料的优良载体。然而,纤维素气凝胶由于分子链上羟基的亲水作用在溶剂交换及干燥处理过程中容易发生结构皱缩使力学性能降低,同时功能单一化限制了该材料的广泛应用。金属-有机骨架(MOF)作为一类新兴的无机-有机杂化多孔材料,具有结构多样性且孔径尺寸均一可控等特征优势而备受关注。近年来,研究人员利用纤维素气凝胶的本征结构及功能特性,以MOF作为增强相引入纤维素气凝胶基体骨架中构筑新型杂化材料,相关基础研究正在逐渐拓展并展现出良好的应用潜力。基于此,重点综述了MOF/CA杂化材料的制备方法和该材料在构筑过程中的组分优化及结构设计,并介绍其在阻燃隔热、吸附降解、电磁屏蔽和其他前沿领域的应用现状,提出现阶段存在的主要问题并对未来的发展方向作了展望。

摘要： 利用溶剂热法可控制备了具有不同质量比的还原氧化石墨烯/CuInS_(2)量子点(rGO/CuInS_(2)-QDs)杂化材料。将rGO/CuInS_(2)-QDs杂化材料与聚(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-苯撑乙烯基)(MEH-PPV)共混作为光活性层,制备了石墨烯基杂化聚合物太阳能电池,研究了rGO/CuInS_(2)-QDs杂化受体材料中rGO与CuInS_(2)-QDs的质量比(x)以及聚合物给体材料MEH-PPV与rGO/CuInS_(2)-QDs杂化受体材料的质量比(w)对器件性能的影响。结果表明,光活性层复合膜中rGO/CuInS_(2)(x=0.25)杂化受体材料含量由10%(w=9)增加到17%(w=5)时,器件的电子收集效率(ηc)由0.61提高到0.78,使得器件的光电转换效率得到提高。

摘要： 以2-氨基吡啶、3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷和稀土硝酸盐为制备原料,选用溶胶-凝胶法合成含吡啶环的Gd、Er、Eu稀土配合物。探索了温度、时间等因素对产品产率的影响,通过平行实验确定了配体和配合物的最佳反应温度、时间、投料比。使用红外光谱仪、紫外分光光计等仪器对目的产物进行结构表征,并通过荧光分析后确定了最优产物是含Eu稀土配合物。

摘要： 当今世界面临严峻的能源紧缺和环境污染问题,发展高效无污染的清洁能源替代传统化石能源成为近几十年科研工作者的研究热点.其中,氢能由于具有高燃烧值和产物无污染等优点成为理想的替代能源.光/电催化水分解产生氢气是最有效的制氢方法之一.目前,高活性的产氢催化剂仍以贵金属为主,但贵金属价格高昂和稀缺性等限制了其大规模应用,因此,开发和设计廉价、高效的非贵金属产氢催化剂变得尤为重要.为了提高非贵金属催化剂的催化活性,基于非贵金属的复合材料的构建被广泛研究.例如,通过非贵金属和碳材料的复合,能够提高比表面积和电子传输速率,优化活性位点的电子结构,从而提高催化活性.石墨炔(GDY)作为一种新兴碳材料,由sp2-和sp-杂化碳共同组成.由于GDY具有高度?共轭结构,大的比表面积和独特的双炔键,可作为载体与非贵金属离子相互作用形成复合材料,制备高效产氢催化剂.基于此,本文在室温下原位合成了强耦合相互作用的氧化镍硼/石墨炔(NiBi/GDY)催化剂,并将其应用于光/电催化产氢反应.在光催化产氢反应中,采用曙红为光敏剂,三乙醇胺为牺牲剂,可见光下NiBi/GDY的光催化产氢速率可达4.54 mmol g–1 h–1,产氢速率分别是氧化镍硼/石墨烯(NiBi/graphene)和NiBi的2.9倍和4.5倍.此外,NiBi/GDY在1.0 M KOH溶液中也表现出良好电催化产氢性能,电流密度为400 mA/cm2时其过电位为478.0 mV,低于商业铂碳(505.3 mV@400 mA/cm2).NiBi/GDY在光/电催化产氢实验中表现出的较好催化性能可归因于NiBi和GDY之间强耦合相互作用对NiBi电子结构的优化.上述研究结果表明,石墨炔可作为理想载体制备高效的光/电催化剂,同时本文为设计高效稳定的非贵金属产氢催化剂提供了一定的借鉴意义.

摘要： Ag与Cu2O构成的复合材料由于表面等离子体激元共振和肖特基势垒结构而具有更好的抗菌性能.但是,其合成方法往往伴随高温以及多个步骤,较为繁琐.本论文以超支化聚合物作为模板吸附Ag+和Cu2,利用抗坏血酸进行一步原位化学还原,得到Ag@Cu2O有机无机杂化材料,并分析其抗菌性能.结果 表明,该Ag@Cu2O材料具有核壳结构特点,且是由更小纳米颗粒构成,在样品浓度为32 mg/L时,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率都能达到99％以上.

摘要： 硼硅酸盐生物玻璃(BG)具有良好的生物相容性和生物活性,可用于骨骼等硬组织的修复;但是生物玻璃质脆的特性限制了其应用,有机无机复合可改善材料特性,拓展生物玻璃的应用领域.本文利用溶胶凝胶法制备硼硅酸盐生物玻璃,在溶胶中加入具有良好生物相容性的水溶性有机聚合物聚乙烯醇(PVA),使玻璃溶胶与有机聚合物反应,最终制备得到无机有机分子共价偶联的杂化材料(hybrid).该杂化材料具有较高的抗压强度和较好的韧性,在骨修复材料、组织工程支架和创面敷料等领域均具有良好的应用前景.

摘要： 材料化学的最新发展使研究人员能够通过对无机材料的有机改性来获得各种无-有机杂化材料.蒙脱土是一类无机层状化合物,由于其低或无毒,高比表面积,高吸附能力,和层状结构而引起了研究者们长期的注意和研究.研究者通过在蒙脱土的表面进行有机化合物的共价键连接得到有机-无机杂化材料.综述了以改性后的蒙脱土为主体的有机-无机杂化材料在环境污染物的吸附,纳米复合的合成和作为药物载体方面的应用和进展.

摘要： 本文以聚丙二醇二缩水甘油醚型环状碳酸酯(5CC-PPGDGE)和双酚A环氧树脂(BADGE)分别作为软段和硬段,制备环氧/非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)杂化材料.考察制备方式(一步法和两步法)和反应温度对杂化产物结构和性能的影响,并通过红外光谱、溶胀行为、力学性能和热失重对材料进行分析表征.研究结果表明:当反应温度为90°C时,通过两步法制备的杂化产物具有最完善的交联结构,同时具有最好的力学性能和耐热性,在拉伸强度达到7.2MPa时断裂伸长率保持在114.7％,同时撕裂强度达到22.6KN/m,热失重温度Td5％和Td50％分别可以达到265°C和355°C.

摘要： 金属有机框架(超分子多孔配位聚合物)具有极大的比表面积及极高的孔隙率,在气体储存与分离、工业催化、传感等方面具有广阔的应用前景.但是晶体材料普遍存在步骤复杂、形貌不好,粉状材料不易成型等问题进而限制了其进一步的应用.本文旨在发展一种简单高效的方法制备超分子多孔配位聚合物/嵌段聚合物杂化材料的合成及其选择性气体吸附.通过对金属有机框架纳米晶体材料表面接枝高分子材料，进而利用接枝的柔性高分子嵌段与多孔配位晶体的界面作用，制备形貌均一并且表面功能化的超分子多孔纳米晶体。此外，由于表面接枝的高分子材料的独特性质，可以赋予超分子多孔纳米晶体很好的亲疏水性及其在选择性气体吸附分离方面，例如高湿度下的二氧化碳选择性吸附等应用。

摘要： 本文以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体得到多孔硅胶粒子，在其表面用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)修饰，并以其为聚合单体，采用溶胶-凝胶法得到杂化材料，作为管尖固相萃取的吸附剂，结合高效液相色谱对黄瓜中三嗪类除草剂残留进行了分离检测。

摘要： 离子液体和多金属氧簇构筑的杂化材料,由于其在催化、传导、电化学性质等方面显示出的优异性能和潜在应用前景,引起了人们的广泛关注.本文选用吡啶类离子液体(1-乙基溴化吡啶)和经典的Keggin及Wells-Dowson型磷钨酸盐,采用常规合成方法,得到了两例新型的杂化材料,即:[C7H10N]3PW12O40 (1)和[C7H10N]6P2W18O62 (2),运用核磁、FT-IR光谱、X-射线粉末衍射、热重TG分析和紫外光谱等对其结构进行了表征,并对其电化学性能进行了初步研究.

摘要： 采用溶胶-凝胶法制备得到新型木质素-二氧化硅杂化材料(LSH).利用红外光谱分析(FTIR)和光电子能谱分析(XPS)表征其化学组成和结构，将LSH与APP复配制得膨胀型阻燃剂体系(APP/LSH)并添加到PLA基体中,采用熔融共混法制备阻燃聚乳酸复合材料(PLA/APP/LSH).利用氧指数仪(LOI)、垂直燃烧试验仪(UL94)和锥形量热仪(CONE)等测试材料的阻燃性能,并借助于热重分析(TGA)研究其热稳定性,结合XPS测试分析和SEM观察研究复合材料燃烧后的炭渣形貌对其阻燃性能的影响.结果表明,含硅的木质素基杂化材料LSH与APP协同作用促使PLA在高温下生成更多的含磷化合物,能形成更加规整而致密的炭层,从而显著提高聚乳酸的阻燃性能和热稳定性.

摘要： 在不同的生长条件下(如超高真空(UHV)或常压化学气相沉积(CVD)),和不同的金属基底形态上(单晶或多晶),石墨烯的厚度、堆垛形式和生长机制都会表现出很大的差异.扫描隧道显微镜(STM)是真正能在原位无损的情况下,在原子尺度揭示这种差异的一种研究手段.然而,截至目前,特别是对于多晶基底上的石墨烯,由于基底的较大表面起伏不利于STM的扫描,相关的研究报道还比较匮乏.利用STM,作者研究了多种金属衬底(Cu,Pt,Rh等)上石墨烯的生长行为和微观结构.同时结合传统的材料表征手段，澄清了它们的表面催化和偏析生长的机理。观察发现了偏析生长获得的双层和多层石墨烯在STM图像中出现不同周期的莫尔条纹，利用STM/STS观察到范霍夫奇点(VHS)随层间扭转角度(不同摩尔周期)的线性变化关系。因此，制备有层间扭转角度的双层石墨烯是一种改变费米能级附近电子结构的有效方法。此外，作者也发现，石墨烯的结构类似物六方氮化硼(带隙5.9 eV)，可与石墨烯在面内实现良好的拼接从而形成单原子层的面内杂化结构，这类杂化结构的形成也是一种调控石墨烯能带结构的良好途径。与最近报道的多晶基底上的石墨烯-氮化硼的杂化结构不同，作者在单晶Rh(111)基底上制备出这种单原子层的杂化材料，澄清了一些在已有材料上不能揭示清楚的实验现象，比如石墨烯和氮化硼能无缺陷拼接，石墨烯和氮化硼连接边缘类型(zigzagor armchair)，以及连接边缘的局域电子结构等。

摘要： 近年来,小分子金属-有机框架杂化化合物作为一类新型功能材料在配位化学和超分子化学领域发展的非常迅速.相比于传统的纯有机或无机化合物,它比较容易以功能模块形式导入超分子框架内形成杂化材料.

摘要： 单壁碳纳米管((SWNTs)作为智能传感器在生物医学领域的应用需解决两个基本问题:SWNTs结构不被破坏地分散在溶液环境中，分散后的SWNTs能对外界环境刺激产生响应。采用四类含花基的四类智能聚合物通过π－π叠合修饰了SWNTs，并赋予了其不同的环境刺激开关特性:C02开关—利用含眯基聚合物修饰SWNTs，当向杂化体系的水溶液中循环地通入和排出C02时，眯基交替地产生质子化一去质子化作用，从而带动聚合物/ISWNTs杂化体可逆分散或聚集，温度开关—发现星型比线型温敏聚合物具有更好的分散能力，说明聚合物的拓扑结构对SWNTs的分散和智能化存在显著影响:光开关—利用含花基的环糊精(p-CD)修饰SWNTs，再与含偶氮苯的聚氧乙烯(AzoPEO)通过主一客体相互作用使SWNTs稳定地分散于水中;在紫外光和可见光循环辐照下，聚合物//SWNTs杂化体系会发生可逆的团聚或分散; PH开关—通过含有pH响应可逆共价键的聚合物修饰SWNTs，发现在循环升高(pH=5.1)或降低体系的pH(pH=2.8 )时，聚合物修饰的SWNTs会发生可逆地分散或聚集;提高分散液的浓度，SWNTs还能够在pH的调控下可逆地在溶液和凝胶之间转变。上述研究不仅赋予了SWNTs智能响应特性，还有助于理解刺激响应型聚合物分子结构、响应方式以及新型刺激方式等方面对SWNTs功能化的影响。所获得的智型SWNTs有望在器件的制备以及生物医学等领域中找到可能的应用。

摘要： 本发明涉及金属有机框架技术领域，尤其是涉及一种MOF‑74杂化壳层结构材料和ZIF‑90@MOF‑74杂化核壳结构材料。MOF‑74杂化壳层结构材料的制备方法，包括如下步骤：提供ZIF‑90，将ZIF‑90溶于醇中形成ZIF‑90醇悬浊液；提供前驱体溶液，所述前驱体溶液包括有机配体、有机溶剂、镍盐、水、生长调节剂、和碱；将步骤1)所提供的ZIF‑90醇悬浊液与步骤2)所提供的前驱体溶液混合；在80‑120°C、3‑9min反应后制备获得MOF‑74杂化壳层结构材料。本发明的合成方法步骤简单，用时短，样品形貌规则均匀，且能灵活地调节尺寸和结构。

摘要： 本发明涉及一种铅卤钙钛矿杂化凝胶复合材料的制备方法及铅卤钙钛矿杂化凝胶复合材料。该方法将铅卤钙钛矿前驱体和有机配体在溶剂中充分溶解，得到钙钛矿前驱液A；然后将单体、交联剂以及引发剂混合均匀，得到聚合物凝胶前驱液B；再将钙钛矿前驱液A和所述聚合物凝胶前驱液B混合后除氧，在加热条件下反应，得到中间产物；最后将中间产物在甲苯中浸泡、空气中晾置，得到铅卤钙钛矿杂化凝胶复合材料，该复合材料中铅卤钙钛矿颗粒均匀嵌入在疏水性聚合物凝胶的三维交联网络中。本发明将聚合物凝胶的制备与钙钛矿在凝胶基质中的原位沉淀相结合，制备得到柔性发光材料，制备步骤简单，产物具有良好的环境稳定性。

摘要： 本发明涉及金属有机框架技术领域，尤其是涉及一种MOF‑74杂化壳层结构材料和ZIF‑90@MOF‑74杂化核壳结构材料。MOF‑74杂化壳层结构材料的制备方法，包括如下步骤：提供ZIF‑90，将ZIF‑90溶于醇中形成ZIF‑90醇悬浊液；提供前驱体溶液，所述前驱体溶液包括有机配体、有机溶剂、镍盐、水、生长调节剂、和碱；将步骤1)所提供的ZIF‑90醇悬浊液与步骤2)所提供的前驱体溶液混合；在80‑120°C、3‑9min反应后制备获得MOF‑74杂化壳层结构材料。本发明的合成方法步骤简单，用时短，样品形貌规则均匀，且能灵活地调节尺寸和结构。

摘要： 本发明提供无机有机杂化材料和使用了该无机有机杂化材料的光学材料以及无机有机复合材组合物，可以实现兼备柔软性和高折射率这种相反的功能、以及黄色度低且透明性高的光学材料。所述无机有机杂化材料含有无机成分和有机成分，折射率为1.60以上，无机成分的含有率为20质量％～80质量％，并且使用该材料来制作厚度为1000μm、宽度为5mm、长度为70mm的长条状试验片，在25°C，将该试验片180°卷绕在直径10mm的圆柱状金属棒时不会发生破裂。

摘要： 本发明的目的在于提供一种无机有机杂化材料，其可以实现兼备柔软性和高折射率这种相反的功能、以及黄色度低且透明性高的光学材料。本发明涉及无机有机杂化材料，其中，所述无机有机杂化材料含有无机成分和有机成分，无机成分的含有率为20质量%～80质量%，所述无机有机杂化材料的折射率为1.60以上，并且使用该无机有机杂化材料来制作厚度为1000μm、宽度为5mm、长度为70mm的长条状试验片，在25°C，将该试验片180°卷绕在直径10mm的圆柱状金属棒时不会发生破裂。另外，本发明涉及一种无机有机复合材组合物，其是含有放射线固化型单体、由基于X射线衍射法的结晶性峰的半峰全宽计算出的微晶粒径为1nm～10nm的范围的尺寸的无机颗粒和含硫有机化合物的组合物，其中，该固化型单体含有单官能放射线固化型单体和多官能放射线固化型单体，以硫原子换算，含硫有机化合物的含量为1.5质量%～10质量%。

摘要： 本发明涉及一种用于制备含铁多孔有机-无机杂化材料的方法，其中将有机化合物配体结合于中心金属上，这些多孔有机-无机杂化材料具有大的表面积和分子大小或纳米大小的孔，所述制备是在溶剂存在下，通过预定的预处理操作，将金属或金属盐和有机化合物反应形成晶核之后，通过微波照射代替常规使用的电加热等热处理作为水热或溶剂热合成反应的热源。另一方面，本发明的方法进一步包含通过用无机盐对获得的多孔有机-无机杂化材料进行处理来纯化的步骤。特别地，本发明方法的特征在于不使用氢氟酸。

摘要： 本发明提供无机有机杂化材料和使用了该无机有机杂化材料的光学材料以及无机有机复合材组合物，可以实现兼备柔软性和高折射率这种相反的功能、以及黄色度低且透明性高的光学材料。所述无机有机杂化材料含有无机成分和有机成分，折射率为1.60以上，无机成分的含有率为20质量％～80质量％，并且使用该材料来制作厚度为1000μm、宽度为5mm、长度为70mm的长条状试验片，在25°C，将该试验片180°卷绕在直径10mm的圆柱状金属棒时不会发生破裂。

摘要： 本发明的目的在于提供一种无机有机杂化材料，其可以实现兼备柔软性和高折射率这种相反的功能、以及黄色度低且透明性高的光学材料。本发明涉及无机有机杂化材料，其中，所述无机有机杂化材料含有无机成分和有机成分，无机成分的含有率为20质量%～80质量%，所述无机有机杂化材料的折射率为1.60以上，并且使用该无机有机杂化材料来制作厚度为1000μm、宽度为5mm、长度为70mm的长条状试验片，在25°C，将该试验片180°卷绕在直径10mm的圆柱状金属棒时不会发生破裂。另外，本发明涉及一种无机有机复合材组合物，其是含有放射线固化型单体、由基于X射线衍射法的结晶性峰的半峰全宽计算出的微晶粒径为1nm～10nm的范围的尺寸的无机颗粒和含硫有机化合物的组合物，其中，该固化型单体含有单官能放射线固化型单体和多官能放射线固化型单体，以硫原子换算，含硫有机化合物的含量为1.5质量%～10质量%。

摘要： 本发明涉及一种用于制备含铁多孔有机－无机杂化材料的方法，其中将有机化合物配体结合于中心金属上，这些多孔有机－无机杂化材料具有大的表面积和分子大小或纳米大小的孔，所述制备是在溶剂存在下，通过预定的预处理操作，将金属或金属盐和有机化合物反应形成晶核之后，通过微波照射代替常规使用的电加热等热处理作为水热或溶剂热合成反应的热源。另一方面，本发明的方法进一步包含通过用无机盐对获得的多孔有机－无机杂化材料进行处理来纯化的步骤。特别地，本发明方法的特征在于不使用氢氟酸。

摘要： 本发明涉及材料领域，具体而言，涉及一种羟基化钛酸钡与聚吡咯杂化材料的制备方法、杂化填料以及聚合物复合材料及其应用。通过对MBT颗粒进行羟基化处理，制备了h‑MBT@PPy杂化填料，将其引入PVDF基体中制备了PVDF/h‑MBT@PPy复合材料。羟基化处理流程提高了MBT颗粒表面的羟基含量，具有更好的组装形态。杂化填料由于与基体间接触面积更大，提升复合材料的介电性能。h‑MBT颗粒分散的非常均匀，复合材料的介电常数得到提升，介电损耗也保持在与纯PVDF相当的范围内。