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  • 综述与评论
    郑再阳, 孙会彬, 黄维
         

    拉伸电子器件因具有优异的机械性能和电学性能,已成为当下信息电子领域的研究热点。作为拉伸电子器件中的高速电子传输通道,可拉伸导电材料在实现拉伸电子器件功能中起着至关重要的作用。液态金属因兼具本征柔性和优异导电性能,近年来逐渐成为拉伸导电复合材料领域的热点研究对象。液态金属是一种常温液态导电材料,由于其固有的高导电性、流动性和延展性,使其表现出优异的可拉伸性和可调性。基于液态金属的可拉伸导电复合材料制备与图案化技术相继被报道,并成功应用于制备兼具优秀机械和电气性能的可拉伸器件。鉴于液态金属基可拉伸复合材料的一般结构特点,制备的关键是如何解决不同材料之间物性差异所导致的界面处非浸润问题。因此,本文从常见的复合材料种类出发,首先简要介绍了常被采用的液态金属的一般组分与物理性质,以及常用的可拉伸聚合物基质材料。然后分别从“被动”和“主动”两种应对界面非浸润问题的解决方式以及共混分散法、新式改性法等综述了液态金属基导电复合材料中液态金属与弹性材料的复合方法。最后对这一领域的最新研究进展做了简单介绍,并对未来液态金属基复合导电材料的研究方向和所面临的问题做了初步探讨。

  • 综述
    张浩哲, 许文龙, 孟繁升, 赵强, 乔英云, 田原宇
         

    以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为代表的塑料制品,已成为现代生活和全球经济的重要组成部分。为解决PET废弃物引起的资源浪费和环境问题,实现材料的高值化循环利用,亟需探索低成本绿色高效转化回收方法。化学解聚可处理低价值、混合、受污染的塑料,通过不同的化学反应回收聚合物单体或化学升级再造生产具有高附加值的新产品,实现塑料废弃物的闭环循环及高值化应用,是建立循环聚合物经济的关键途径。本文综述了PET废弃物化学解聚工艺的研究进展,分析了PET废弃物化学解聚技术存在的问题,并对PET废弃物化学解聚工艺的未来发展趋势进行了展望。

  • 综述与评论
    唐一帆, 胡桔溏, 宋芊颖, 旷桂超, 陈立宝
    化学进展. 2025, 37(6): 858-867. https://doi.org/10.7536/PC240725
         

    全固态电池具有高能量密度、长循环寿命和高安全性等特点,是下一代电化学储能的发展方向。固态电解质是全固态电池的核心组成部分,其中硫化物电解质因其高离子电导率和良好的机械延展性等优势,受到了广泛关注。作为近年来研究最多的硫化物电解质之一,锂磷硫氯硫化物(LPSC)具有高离子电导率和相对较低的成本,但稳定性较差和正负极材料兼容性不好等缺点限制了其实际应用。而复合固态电解质具有良好的电化学性能和机械性能,通过聚合物对LPSC进行改性,制备复合固态电解质,旨在提升LPSC的界面兼容性和电化学稳定性,本文综述了LPSC复合固态电解质的基本组成、复合方式、改性策略和离子传输机制,并展望了LPSC复合电解质未来研究方向与应用前景。

  • 综述与评论
    杨雨尘, 刘振杰, 陆春华, 郭凯, 胡欣, 朱宁
    化学进展. 2025, 37(3): 383-396. https://doi.org/10.7536/PC240521
         

    作为合成高分子的重要品种,(甲基)丙烯酸酯聚合物在涂料、黏合剂、生物医用、电子电气材料等领域应用广泛。然而,目前(甲基)丙烯酸酯单体主要来源于不可再生的石化资源,从可持续发展角度而言,将生物质转化为(甲基)丙烯酸酯单体及其聚合物具有重要意义,不仅可以作为石化材料的补充,并且通过结构设计有望获得高性能的系列材料,提高产品附加值。本文总结了近年来生物基(甲基)丙烯酸酯及其聚合物的研究进展,系统介绍了以木质素、萜烯、植物油、葡萄糖、异山梨醇、呋喃化合物等生物质为原料生物基(甲基)丙烯酸酯单体的合成,探讨了上述单体聚合产物的性能与应用,并对相关领域面临的挑战与发展前景进行了展望。

  • 综述
    戴嘉文, 谢春霖, 张睿, 李欢欢, 王海燕
         

    相比锂离子电池,钠离子电池在资源、成本、安全、功率性能和低温性能等方面都具有较大优势。然而,目前的钠离子电池能量密度较低,为了开拓更广阔的应用空间,开发高比能钠电池是目前学术界和产业界关注的热点。近年来,无负极钠电池(AFSBs)因其在能量密度、工艺安全性和整体电池成本方面的优势而受到广泛关注。但该体系中存在固态电解质界面(SEI)破裂、副反应增多、枝晶无序生长以及死钠的产生易导致快速的容量衰减,电池循环寿命较短等缺陷。这些挑战可归因于以下三个关键问题:钠的高反应活性、循环过程中钠的不均匀沉积行为以及剧烈的体积膨胀。针对上述问题,本文围绕集流体-钠界面与钠-电解质界面,阐释了AFSBs负极侧促进无枝晶生长的设计方法,包括设计亲钠涂层、构建多孔骨架结构调节钠成核过程以及设计坚固的SEI界面层,进一步引导钠的均匀沉积与剥离,最终构建长寿命的AFSBs。最后展望了AFSBs的未来研究方向及应用前景。

  • 综述
    杨光, 于德梅
    化学进展. 2025, 37(4): 536-550. https://doi.org/10.7536/PC241001
         

    随着科技的发展,柔性压力传感器已经在医疗监测和运动监测等可穿戴设备领域广泛使用,主要是因为其轻薄柔软、柔韧性和延展性好,且相对于传统的刚性传感器具备更快的响应速度和更高的灵敏度。在受到外力作用时,其内部的弹性元件会发生变形进而将力信号转变为电信号,故而弹性元件的选择对柔性压力传感器的整体性能影响颇深。聚二甲基硅氧烷(PDMS)因为其化学性质稳定、热稳定性好、制备成本低和生物相容性良好的特点,被作为柔性基底广泛应用于传感器中。本文通过收集相关信息,综述了基于PDMS的柔性压力传感器的传感机理,介绍了改善PDMS材料性能的制备工艺,包括最近流行的引入孔隙结构和构筑表面架构,并介绍了基于PDMS柔性压力传感器在医疗监测、电子皮肤等领域的应用。最后,对基于PDMS的柔性传感器所面临的挑战和未来机遇进行了展望。

  • 综述与评论
    胡亚清, 徐昆誉, 杨皓凌, 张风帆, 杨子浩, 董朝霞
    化学进展. 2025, 37(3): 332-350. https://doi.org/10.7536/PC240505
         

    鉴于环境问题和能源转型,使用可再生电力将二氧化碳还原(ECO2RR)转化为乙烯(C2H4),为碳中和提供了一种绿色可持续的解决方案,同时也具有额外的经济效益。近年来,在电催化CO2还原制备乙烯方面取得很大进展,但仍存在选择性、活性和稳定性低等问题亟待解决。对此,本文综述了近年来铜基催化剂电化学还原CO2制备乙烯的研究进展。首先,简述了ECO2RR的机理。然后,重点介绍了ECO2RR制乙烯的代表性催化剂设计策略,如串联催化、晶面调控、表面改性、价态影响、尺寸大小、缺陷工程和形貌设计等。最后在此基础上,讨论了未来电催化CO2还原合成乙烯的挑战和前景。

  • 综述
    刘艳红, 张冬菊
    化学进展. 2025, 37(2): 281-292. https://doi.org/10.7536/PC240411
         

    可见光驱动铜催化羧酸及其衍生物脱羧偶联反应是一种新型、高效且绿色的合成方法,可构建多种碳-碳和碳-杂原子键,用于合成具有各类高附加值化学品,因此成为现代合成化学领域的研究热点。近年来,国内外科研工作者在该领域开展了大量研究,取得了一系列创新性成果,被广泛应用于有机合成、材料科学和药物化学等领域。本文综述了可见光驱动铜催化羧酸及其衍生物脱羧偶联反应的实验和理论研究进展,重点介绍了几类典型的羧酸及其衍生物形成C—X(X=C、N、O、S)键的交叉偶联反应,并对其未来发展前景进行展望。

  • 综述
    聂赛群, 肖鹏程, 陈佳瑶, 罗伏利, 赵田, 陈一
    化学进展. 2025, 37(4): 621-638. https://doi.org/10.7536/PC240523
         

    HKUST-1具有超高的比表面积和孔隙率、优异的热稳定性以及可调的结构和多样化功能特性,是目前研究最为广泛的MOFs之一;HKUST-1基复合材料具备了多组分的优异性能,展现出了新的物理化学性能,对其应用有着重要的影响。HKUST-1及其复合材料的结构特征和物理化学性质使其在气体储存、气体吸附、催化、光降解、传感及药物传递与释放等领域具有广阔的应用前景。本文重点阐述了近年来HKUST-1及其复合材料在各领域的应用进展,最后对HKUST-1及其复合材料的研究方向进行了展望。

  • 综述与评论
    朱澳伟, 李战峰, 郭坤平, 苗艳勤, 刘宝友, 岳刚
         

    有机电致发光二极管(Organic Light Emitting Diode, OLED)因其自发光、低驱动电压、广色域、面发光及柔性可弯曲等优势,在新型显示和固态照明领域引起了广泛关注和密切研究。在高性能的OLED研发中,作为三基色之一的蓝光发光材料及其器件相对滞后,阻碍了OLED产业化进程。9,9'-联蒽作为一种新兴的蓝色荧光材料,近年来备受关注。本文综述了9,9'-联蒽类蓝光材料在OLED中的应用进展,深入探讨9,9'-联蒽类蓝光材料对OLED性能提升的贡献,通过对其分子结构特性分析发现异构化、氟取代、非对称结构及空间位阻效应等分子设计策略在提高蓝光OLED效率和稳定性方面起到了关键作用。此外,本文进一步探讨了未来OLED发展方向,包括新型分子结构的开发、发光机理的深化理解、柔性可弯曲及大尺寸OLED应用技术的创新,旨在为高性能OLED蓝光材料的研究及产业化提供指导和借鉴。

  • 综述
    苗君萍, 张昭乾, 辛少鹏, 胡云霞
         

    膜分离技术具有可常温运行、操作简便、容易集成及分离效率高等特点,广泛应用于液体与气体的分离纯化。蛋白因具有独特的结构与功能,如含有特定的水分子/离子通道、金属离子结合位点、规则纳米结构或抗菌耐污染性能等,被用于制备分离膜,赋予膜优异的渗透选择性能或独特的分离性能或抗菌耐污染等功能特性。本文简要介绍了用于制膜的关键功能蛋白的结构与性能,总结分析了几种常用的蛋白膜制备方法,详细综述了目前几种关键蛋白分离膜的研究进展,深入分析了蛋白膜研制存在的问题,最后展望了未来蛋白膜的研究方向。

  • 综述
    朱吴雨昕, 覃琳钧, 刘国瑞
    化学进展. 2025, 37(4): 479-507. https://doi.org/10.7536/PC240606
         

    多酚类化合物是一类广泛存在于自然界中的天然生物活性物质,毒性小、价格低、来源广等特点使其成为处理水中典型污染物的常用螯合剂、还原剂与封端剂等。目前,多酚通过偶联常见过渡金属离子以及过氧化物广泛应用于高级氧化工艺(AOPs),但对多酚类物质在水污染治理过程中的化学机制仍缺乏系统性总结。本文总结了含多酚类化合物的均相与非均相体系构成以及多酚在体系中所展现的促氧化、抗氧化和螯合-还原作用,并从自由基和非自由基角度阐明了多酚类物质在不同体系下产生的主要活性物种以及对应的水体污染物去除机制。强调了多酚作为天然氧化还原介体在构建复杂催化体系过程中起到的氧化还原双重作用,描述了光、热、电、超声波、等离子体等外部能量对上述体系反应机制和污染物降解效果的影响。最后,对多酚类化合物在水处理领域的发展方向做出展望。

  • 综述与评论
    关银燕, 郝小蕊, 徐锐, 李洪飞, 吴禹翰, 梁吉艳
    化学进展. 2025, 37(5): 775-787. https://doi.org/10.7536/PC240610
         

    锌-碘电池作为一种新型绿色、低成本、高安全电化学储能技术,受到了广泛关注。其基本原理是利用锌和碘之间的电化学反应来储存和释放能量。然而,碘的低电子电导率、穿梭效应和高可溶性限制了锌-碘电池的实际应用。本文系统综述了碳材料在锌-碘电池正极中的研究进展,重点介绍了几种常用的碳材料,如碳纳米管、石墨烯、活性炭、生物质衍生碳及其他多孔碳材料等。这些碳材料凭借其优异的导电性、高比表面积和良好的化学稳定性,在锌-碘电池中不仅能够有效吸附和固定碘分子,防止碘的流失和穿梭效应,还可以通过调控材料的孔隙结构和表面化学性质,促进碘的氧化还原反应,提升电池的容量和循环稳定性。同时,本文还总结了碳材料在锌-碘电池实际应用时面临的挑战与问题,包括如何进一步提升对碘的吸附能力、增强碳材料的结构稳定性等。基于这些挑战,本文提出了几点未来可能的研究方向,以期进一步提高电池性能、降低制造成本,为推动这一新兴的电池技术的发展和应用奠定基础。

  • 综述与评论
    刘健淞, 潘贵达, 张峰, 高伟, 唐俊涛, 喻桂朋
    化学进展. 2025, 37(5): 686-697. https://doi.org/10.7536/PC240705
         

    近年来,共价有机框架(COFs)材料已经成为膜材料领域的研究热点之一。与传统的聚合物材料相比,COFs具有独特的孔结构和结构多样性,有望在膜应用领域取得新突破。本文以不同界面体系为切入点,系统介绍了界面聚合制备高性能COFs膜的方法和各界面体系下的成膜机制,讨论了膜结构精细化调控的策略,并概括了膜结构与应用性能间的关系。最后,本文对界面聚合法制备共价有机框架膜中所面临的挑战进行了总结,展望了该领域的发展趋势。

  • 综述
    苏澳旗, 李欣昱, 王冉, 高丽丽, 焦体峰
    化学进展. 2025, 37(2): 133-156. https://doi.org/10.7536/PC240417
         

    在二维纳米材料中,黑磷(BP)被认为是弥补石墨烯和TMD缺点的有希望的候选材料,而低维黑磷是一类由层状半导体BP衍生出的纳米材料。其中BP具有结构的高度各向异性、带隙宽度可调、空穴迁移率和电子迁移率高等特点,这些特点给予BP独特的性质,如导电性、光热、光动力学、力学行为等,BP的近红外光响应使其在光热/光动力抗菌中显示出显著效果。此外,由于其独特的层状结构,BPNS具有高的表面积与体积比,这使其成为负载和递送其他抗菌纳米材料或药物的优良药物载体。本文首先讨论了低维BP的物理特性并介绍了不同的制备方法,然后系统梳理聚合物修饰黑磷纳米材料在各个领域的治疗应用进展,如癌症治疗(光疗,药物输送和协同免疫治疗)、骨再生和神经发生,最后讨论了未来临床试验面临的一些挑战和进一步研究的可能方向。

  • 综述
    江佳佳, 赵俊虎, 喻勤, 张甜
    化学进展. 2025, 37(4): 593-611. https://doi.org/10.7536/PC240608
         

    工业的持续发展带来了巨大的经济效益,但也对环境造成了极大的危害。化石能源燃烧产生的超多CO2被排放到自然环境中,对环境和人类健康构成威胁。所以人们正在努力开发能够有效捕获CO2的材料。目前CO2捕获主要发生在化石燃料燃烧后,依据CO2吸附剂设计标准,多种多样的CO2捕获材料被设计开发出来,有固体吸附剂、液体吸附剂和多相吸附剂。各种吸附剂的吸附机理也不尽相同,包括吸附、吸收或两种机理共同作用。本综述聚焦于目前常见的各类吸附剂的捕获性能、吸收机理和优缺点,分别对胺溶液吸收剂、沸石基吸附剂、离子液体类吸附剂、碳基吸附剂、金属有机框架材料、共价有机框架材料、金属氧化物材料和生物聚合物纳米复合材料进行介绍,并对各类CO2吸附材料未来的发展做出展望。

  • 综述
    王凯冲, 汪涵, 王亚宜
    化学进展. 2025, 37(2): 157-172. https://doi.org/10.7536/PC240501
         

    太阳能是地球上一切生命活动的能量来源,其高效转化对解决全球能源危机和环境问题具有重要意义。受光合作用启发,研究人员近年来通过集成光敏半导体优异的光吸收特性与微生物高效的生物催化能力,研发了基于半导体和微生物的光驱动全细胞杂合体,旨在通过绿色、低碳的方式实现太阳能向化学能的高效转化。本文从全细胞杂合体的运行原理出发,对光敏半导体种类及性能进行了总结,重点阐述了全细胞杂合体的构建机制及半导体与微生物界面的电子交互机制,并综述了全细胞杂合体当前在二氧化碳高值转化、人工固氮、制氢、污染物去除及资源化方面取得的研究进展。本文对全细胞杂合体的环境影响和挑战进行了讨论,如应用场景及成本、光敏半导体的管理和回收、复杂运行条件下的运行稳定性,并对未来发展进行了展望,以期为全细胞杂合体的开发及未来实际应用提供参考。

  • 综述
    岳贵初, 王雅琼, 白杰, 赵勇, 崔志民
    化学进展. 2025, 37(4): 508-518. https://doi.org/10.7536/PC241004
         

    利用催化过程将CO2作为原料生产低碳燃料和精细化学品是解决全球能源结构不合理和CO2过量排放的有效途径之一。纤维催化剂在长度方向上的远距离电子传输、内部空间结构开放程度可控等优势使其在催化领域有广泛的应用。静电纺丝是一种“自上而下”的纤维制备技术,在纳米纤维的成分和结构调控方面具有其他方法不可比拟的独特优势。本文系统综述了基于静电纺丝的纤维催化剂设计策略和应用进展,包括多级结构纤维的全流程可控合成策略;一步法和后负载法的活性位点引入策略;总结了纤维催化剂在CO2转化中的研究案例。本文将为发展用于CO2转化的纤维催化剂新理念、新方法、新过程、新应用提供重要参考。

  • 综述与评论
    刘可欣, 杜卓菲, 龚鑫, 毛洪钧, 彭剑飞
         

    黑碳(BC)颗粒物具有显著的吸光能力,是导致霾污染和全球变暖的重要物种。然而BC颗粒物吸光能力的定量研究长期无法达成共识,影响了其对环境和气候效应的准确评估。BC颗粒物微物理形貌的改变是影响其吸光的重要因素,但目前缺乏对其规律和机制较为全面的归纳总结。本文系统综述了BC颗粒物形貌定量表征参数、测量和计算方法及其在凝结、相分离、碰并和蒸发过程中的微观形貌的演变规律,并梳理其演变机制和主要影响因素。不同老化过程对BC颗粒物微物理形貌的改变是解释其吸光性争议的关键,但目前这些过程中BC核的形貌变化规律及复杂结构的BC颗粒物吸光定量评估仍存在很多不确定性。因此未来的研究方向应重点关注实际大气中BC颗粒物形貌演变过程,进一步探究形貌演变机制对BC核塌缩程度的影响、完善BC颗粒物光吸收和辐射模型。

  • 综述与评论
    况绍福, 卢雪, 王健行, 林华, 李庆
    化学进展. 2025, 37(11): 1581-1603. https://doi.org/10.7536/PC20250715
         

    基于可再生能源的电解水制氢技术作为应对能源危机与环境问题双重挑战的关键路径,其大规模应用受限于阳极析氧反应(OER)缓慢的反应动力学。近年来,具备独特结构和组元可调性的高熵材料,凭借其近乎连续的吸附能可调控维度,在OER催化领域展现出突破传统单/双组元材料性能边界的显著优势。尽管高熵材料在OER催化领域的探索已取得显著进展,仍存在多元体系中组分-结构-性能构效关系复杂性、催化机制模糊性等亟待解决的关键科学问题。本文首先系统梳理了OER反应四电子转移机理,继而全面综述了高熵合金、高熵氧化物、高熵金属有机框架等高熵材料在OER领域的最新研究进展。重点从原子级配位环境、电子结构调控和表面吸附能演化三个维度构建组元-结构-性能之间的关联,深入阐释多金属位点的协同催化机制。最后,从材料设计、缺陷工程、元素调控三个维度提出了OER性能优化策略,并指出高熵析氧催化材料在未来可能面临的问题和机遇。本综述可为高熵析氧催化材料的精准设计、原子级构效关系的解析及催化性能的优化提供借鉴和参考。


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