聚合物半导体材料因其可溶液加工的特点在构筑大面积、价廉、柔性有机器件方面引起了人们的广泛兴趣。但是，通常情况下，器件中聚合物半导体薄膜都是通过旋涂方式制备，该薄膜中分子的有序性差而且存在大量的晶界和缺陷，这不利于聚合物半导体材料本征性能的合理评价和高性能聚合物光电器件的制备。因此，如何制备高取向聚合物薄膜一直是该领域研究的一个热点。本论文对我们课题组在聚合物半导体材料的取向化(如，通过基底诱导)和结晶化(如，缓慢自组装)及通过聚合物微纳晶揭示材料本征性能和构筑高性能器件等方面的工作做了一个简单的总结。

钒氧簇是多金属氧簇的一个重要分支。由于钒氧簇具有多样的结构、优良的物理特性,使得其在催化、磁性及光学材料等方面具有广阔的应用前景,引起了人们的日益关注。将主族的金属或非金属元素引入到钒氧簇体系,可以形成结构新颖的取代型钒氧簇。新颖构型及其拓展结构取代型钒氧簇合物的合成,极大地丰富了钒氧簇的结构类型,推动了钒氧簇合成化学的持续发展。该类化合物在磁性方面有着潜在的应用前景。本文总结了近十年来取代型钒氧簇合物的研究成果,综述了已有化合物的磁学性质,并对其今后研究前景进行了展望。

21世纪在光子技术领域中操控光子已成为核心的研究内容。胶体光子晶体因其特殊的周期结构而具有光子禁带的特性,从而可以对特定频率的光进行调控,其应用涵盖了光、电、催化、传感、显示、检测等众多领域,为光功能材料的结构设计和性能优化提供了参考依据。本文主要从两个方面阐述近年来胶体光子晶体对光的调控作用与应用,一方面,光子晶体的光子禁带受外界环境刺激下的调控,其核心是在光子晶体中填充响应性的材料,从而引起光子晶体晶格常数或折光指数的变化,这在化学及生物传感器技术领域有着广阔的应用前景;另一方面,光子晶体对嵌入在其中的发射物质的光学行为能实现有效的控制,这将有力地推动光学器件的发展。文章最后还对胶体光子晶体的今后的发展进行了展望。

近年来,含腙(-CH N-NH-)结构单元的阴离子识别主体的设计、合成及应用成为超分子阴离子识别领域研究的热点之一。此类主体具有结构丰富、可调节性强、识别范围广、选择性强、灵敏度高等优点。本文综述了含腙及酰腙为识别基团的阴离子主体的设计原理、识别性能和机理,展望了该领域的发展方向。

核壳结构纳米复合材料由于独特的物理、化学特性和广泛的应用前景,近年来成为研究的热点。本文系统地综述了核壳结构纳米复合材料的类型,针对应用方向总结了核壳结构纳米复合材料的研究现状。系统地归纳了核壳结构纳米复合材料在光学、催化、医药与生物、光子晶体、超疏水涂层等方面的应用,评述了其特点和发展的方向, 并对其应用前景进行了展望。

本文以制备LiFePO₄正极材料存在的问题为主线,从提高产物纯度、控制样品形貌和提高材料性能三方面综述了目前水热合成LiFePO₄的研究进展,同时也从节省原料、降低成本及产业化方面对水热合成LiFePO₄进行了展望。本文虽以水热制备LiFePO₄为主线,但在相关章节也涵盖了对溶剂热、超临界、多元醇和离子热等相关低温合成方法的总结。最后,比较了水热法制备LiFePO₄与其他合成方法的优势和劣势,重点讨论了产业化所存在的问题,以及可能的解决措施。

荧光磁性纳米复合颗粒同时具备荧光发射和磁响应双功能,在生物医用领域展现出巨大的应用潜力,因而近年来受到广大研究者的高度关注。本文综述了荧光磁性纳米复合颗粒的主要制备方法,将其归类为包覆法、偶联法和种晶生长法三种策略,评述了这三种策略的优缺点,提出了当前研究工作中需要解决的问题,并对今后的研究发展方向进行了展望。

本文综述了近年来白色发光二极管用光转换无机荧光粉的国内外研究进展。分别从能被蓝光LED芯片激发的黄色、绿色与红色荧光粉,和能被近紫外LED芯片激发的蓝色、绿色与红色荧光粉以及单一基质白光荧光粉进行了综述,对性能较好的荧光粉进行了重点推介;对相应的铝酸盐、硅酸盐、氮(氧)化物、钼酸盐等荧光粉的光致发光光谱及其调控原理进行了简要说明;同时指出了目前该领域中存在的问题,并对其发展趋势做了简要展望。

按照卟啉与富勒烯连接方式的不同,卟啉-富勒烯化合物可分为共价键连接和非共价键连接两种类型。共价键连接的卟啉-富勒烯化合物主要是通过环加成反应来合成,如1,3-偶极环加成反应、Diels-Alder环加成反应和Bingel-Hirsch环加成反应;非共价键连接的卟啉-富勒烯化合物主要是通过金属的轴向配位及氢键得到。本文综述了近年来不同类型的卟啉-富勒烯化合物的合成研究,着重介绍了共价键连接卟啉-富勒烯化合物的合成及应用前景,分析目前在合成方法上存在的问题,并对未来的研究提出了展望。

银催化的化学反应是近年来有机化学领域研究的热点,发展迅速。与其他过渡金属相比,人们一直认为银(主要指一价银盐)催化活性较低,因此通常被用作辅助催化剂或者路易斯酸(Lewis acids)参与反应。直到近年来,银才被用作重要的催化剂广泛应用于各种有机反应中。银可以活化炔等基团的π体系,进而发生分子内或分子间的亲核反应;另外,银可以参与偶联反应和诱导手性中心的生成。本文从杂环合成、偶联反应以及不对称反应三个方面综述了近年来银催化化学反应的研究进展,并对各类反应的底物要求、反应条件、反应选择性、产率以及机理的研究进行了讨论和总结。

全氟烷基富勒烯具有较高的稳定性和溶解性,已成为富勒烯研究领域中逐步兴起的一类重要衍生物,有望用于合成具有特殊性能的新型富勒烯基功能材料,进而为富勒烯的衍生化和功能化研究指出了一个新方向。本文综述了近年来全氟烷基富勒烯的合成、结构及性能研究等方面取得的最新进展,重点介绍了富勒烯的三氟甲基化研究,并展望了该领域的发展趋势。

光响应高分子材料是指吸收光能后,能够在分子内或分子间产生化学或物理变化的一类功能高分子材料。伴随着分子结构与形态的改变,材料表现出某些宏观性质的变化,如在光刺激下发生形状、颜色或者折射率的变化等。光能具有环保性、远程可控性、瞬时性等优异的特性,因此光响应性高分子材料受到了越来越多的关注。通过合理的设计,光响应高分子材料可以产生光致形变或具有形状记忆功能,完成诸如伸缩、弯曲、爬行、转动等一些复杂的运动,并且可以制作成多种柔性智能执行器,在人工肌肉、微型机器人、微泵、微阀等领域有着广泛的应用前景。本文综述了近年来具有光响应特性的液晶高分子、凝胶以及形状记忆高分子等材料在光驱动型柔性执行器方面的研究进展,阐述了各种执行器的运行机理,并展望了该领域的发展前景。

本文首先详细评述了聚烯烃/聚酯(聚醚)共聚物的合成方法: 聚合机理转换法和聚合物偶联法。其中,聚合机理转换法又分为: (1) 链转移剂控制烯烃聚合/阴离子开环聚合; (2) 链转移剂控制烯烃聚合/配位-插入开环聚合; (3) 烯烃阴离子活性聚合/阴离子开环聚合; (4) 烯烃阴离子活性聚合/配位-插入开环聚合; (5) 叶立德活性聚合/配位-插入开环聚合等5种方法。其次,对聚烯烃/聚酯(聚醚)共聚物的性能及其应用进行了介绍; 最后,对这些功能化聚烯烃共聚物的合成方法及其应用前景进行了展望。

聚氨酯是一种重要的高分子材料,但其关键原料异氰酸酯有毒和湿敏的缺点限制了其应用前景。环碳酸酯化合物与伯胺反应是制备得到聚氨酯的一条新途径,用这种方法合成的非异氰酸酯聚氨酯(NIPU),其羟基氨基甲酸酯基形成分子内氢键而具有比传统聚氨酯更好的耐水解性和机械性能。本文介绍了NIPU的合成机理,总结了环碳酸酯的合成方法,综述了环碳酸酯齐聚物及NIPU的合成和应用的研究进展,探讨了NIPU未能实现大规模的商业化应用的原因,并展望了未来的研究方向。

近年来,长期作为光稳定剂的受阻胺在性能改善过程中发现其中的N-取代烷氧基受阻胺具有优异的阻燃性能。本文对N-取代烷氧基受阻胺类阻燃剂(NORs)的结构、性能、合成、阻燃机理及其在聚烯烃中的应用进行了系统的评述。NORs主要是以2,2,6,6-四甲基哌啶衍生物在催化剂作用下与烷基自由基经过数步反应制得,其在聚烯烃中的阻燃功效主要是通过燃烧分解产生的高效可循环再生的自由基捕捉剂干扰和抑制燃烧过程中产生的自由基,并使之转化为相对稳定的醇、酮等化合物来实现的。此外,通过凝聚相的自由基反应,NORs还可提升含溴或磷系等传统阻燃剂的阻燃效率。研究表明,NORs应用于聚烯烃薄制品如纤维和薄膜等体现出优异的阻燃效率,且低浓高效,添加0.5%左右即能达到满意的阻燃性能。同时,其良好的阻燃协效作用可显著减少传统阻燃剂的用量。此外,NORs本身作为一种受阻胺稳定剂,能为聚烯烃材料提供优良的光稳定性和长效的热稳定性。

具有精确形状的聚合物粒子已经被广泛应用到各个研究领域,尤其是在设计新型载药系统时,微米或纳米非球形聚合物粒子在药物释放、体内传输、循环、靶向能力、被巨噬细胞内吞的速率以及细胞膜上的黏附作用等多方面都比相应的球形粒子表现出更加明显的优越性。因此能够制备出特定形状的非球形粒子作为药物载体可以提高综合疗效。但是,目前在微米或纳米粒子研究中,球形体系的研究一直占主导地位,所以有必要将微米及纳米非球形聚合物粒子的制备方法进行总结。本文详细介绍了14种微米及纳米非球形聚合物粒子的制备方法(包括微流体通道法、球形粒子拉伸法、微孔硅石法、模板与粒子自组装法、非润湿模板复形法、反应离子刻蚀法、电喷法、离子束辐射法、种子聚合相分离法、细乳液聚合法、界面部分修饰法、两亲高分子自组装法、水包油乳液溶剂蒸发法、Y形状表面活性剂法等)及各自的优缺点。

液相沉积法(LPD)是湿化学法中发展起来的一种全新成膜方法,现已广泛应用于集成电路、金属-氧化物半导体、生物传感器、光催化及抗菌材料领域功能性薄膜的制备。本文简要介绍了液相沉积法的原理、特点及采用LPD法制备的多种金属氧化物薄膜,并详细综述了近年来液相沉积技术在分析化学领域中的应用,主要包括LPD在制备分离介质、化学传感器、复合电极等材料中的应用,并对LPD法在分析化学中的未来发展趋势进行了展望。

漆酶属于蓝多铜氧化酶家族,在自然界尤其是真菌中广泛存在。漆酶在催化多种底物氧化的同时,伴随氧一步四电子直接还原生成水,铜离子活性中心作为辅助基团,参与电子传递过程。漆酶这一良好的电化学特性使其成为生物阴极的理想催化剂。本文综述了漆酶作为具有生物活性的氧化还原蛋白质在电化学领域的研究情况,从漆酶的结构及来源、生物电催化反应机制(氧分子的还原和漆酶反应中间体的生成、铜离子活性中心的氧化还原电势、直接和介体参与的电子传递、影响漆酶电化学活性的因素)、漆酶修饰电极的材料和固定化技术及漆酶在电化学领域的应用等方面介绍了相关的研究进展。提出了漆酶电化学基础理论和实践应用中尚待解决的问题,展望了漆酶在电化学领域应用的发展方向。

将有机基团通过后嫁接或共缩聚法引入到介孔二氧化硅的孔道表面或骨架中,根据有机基团在材料中的位置可得到表面结合型和桥键型两类功能化介孔材料。本文总结了有机-无机杂化介孔二氧化硅的分类及合成方法,重点介绍了该类材料作为吸附剂在环境保护中的应用,包括金属阳离子、含氧阴离子、有机污染物和气体的去除与回收。并展望了有机-无机杂化介孔二氧化硅的发展前景。

本文对近5年来有机/无机复合骨修复材料研究领域的进展进行了综述,根据材料组分的特点分析其在生物相容性、生物降解性、生物活性以及力学性能等方面的优缺点,同时探讨了目前骨修复材料领域存在的问题,并对今后人工骨替代材料的发展趋势作出了展望。