本文综述了近些年来以含氮基团为阴离子配体的单茂金属化合物作为烯烃精确聚合的催化剂的研究。氮配位单茂金属催化剂在烯烃聚合中显示出独特的特性,特别是对于乙烯的共聚合,不仅能得到Ziegler-Natta催化剂和传统茂金属催化剂不能合成的新的共聚物,还有优于其他单茂金属催化剂的共聚活性。环戊二烯基和含氮阴离子配体的改性是所得催化剂聚合效果的关键。本文涉及了乙烯均聚以及乙烯与α-烯烃(己烯-1、辛烯-1等)、苯乙烯和环烯烃(降冰片烯、四环十二碳烯等)的共聚合。

温和条件下将CO₂电催化还原(CO₂RR)为高能量密度燃料和高附加值碳产品是降低大气中CO₂浓度、储存间歇性可再生能源、实现碳中和的重要途径之一。设计和开发对电催化CO₂RR兼具高活性、高选择性、高稳定性、且对析氢反应(HER)具有显著抑制作用的高性能廉价催化剂是CO₂RR研究的关键。单原子催化剂(SACs)由于其独特的电子结构和几何结构对许多重要化学反应(如CO氧化反应、加氢反应、析氧反应、氧还原反应、析氢反应等)显示出优异的催化活性而广受关注。近年来,N掺杂多孔碳载体过渡金属单原子催化材料(M-N-C)显示出对电化学二氧化碳还原的广阔前景、并有望成为在水相电解质中还原CO₂的贵金属(Au,Ag)催化剂的替代品。本文从单原子催化材料M-N-C的制备、影响电催化性能的因素及MN_x活性基团三个方向介绍了单原子催化剂M-N-C电催化CO₂RR的研究现状和进展。最后,就目前该方向研究中尚待解决的问题进行了总结、并对下一步的研究进行了展望。

微生物天然产物在新农药的研究与开发中占据着重要的地位。核苷作为一类重要的生理活性物质, 具有丰富多样的结构及生物活性。本文对微生物来源的具有农药活性的核苷类化合物进行总结,重点综述了具有农药活性的微生物源嘧啶或嘌呤、核苷及其衍生物及核苷酸类似物等三类微生物源核苷类化合物,分别对其来源、结构多样性、农药活性及杀虫、杀菌及抗病毒作用机制进行了概括, 以期对新型农用抗生素的开发及新农药创制提供一些有益的借鉴。

聚电解质作为正渗透汲取液具有渗透压高、溶质反向渗透、易于回收等特点,符合理想正渗透汲取液的要求。此外,多种分离方法诸如纳滤、超滤和热处理可用于其回收,使得聚电解质型汲取液成为诸如氯化钠等的传统无机汲取液的理想代替物。近年来关于聚电解质型汲取液的研究日益增加,而聚电解质型汲取液较无机型汲取液有许多独特的性质,应对相关研究进展予以总结。本文以聚电解质的化学结构分类对其研究进展进行了概述。重点总结了不同种类聚电解质的分子量、渗透压、黏度等性质,以及正渗透过程的水通量及溶质反向渗透情况,同时还介绍了相应的正渗透机理。最后,探讨和总结了各类汲取液的特点,并展望了未来的研究方向。

全球工业的发展带来了严重的水污染问题,对含各类有机和无机污染物工业废水的处理也成为了重要研究课题。金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)化合物由于其大比表面积、高孔隙率、有序孔道结构及可调节孔道物理化学性质、热稳定性高、易于合成和丰富的开放活性位点等特点,在诸多领域得到广泛应用,其中在固相吸附/分离领域,特别是吸附水中污染物方面展现出良好应用前景。通过合成后改性、使用含取代基配体原位合成、与特定功能材料复合等方法实现MOFs功能化,可有效增加MOFs材料的吸附活性位点,提高吸附性能和吸附选择性。与MOFs颗粒相比较,MOFs/聚合物复合膜结合了MOFs颗粒的结构与物理化学特性以及聚合物薄膜优秀的分离/载体性能,在有机染料及重金属离子的吸附中表现出优秀的吸附/分离性能。本文重点综述了以染料和重金属离子为代表的有机、无机污染物的吸附去除为目标的MOFs功能化方法,以及MOFs/聚合物复合膜的制备方法,并对未来研究方向和研究前景进行展望。

蛋白质糖基化在调节各种复杂的生物过程中,如分子识别、免疫应答和蛋白质折叠等起着至关重要的作用。由于糖肽/糖蛋白在复杂生物样品或临床样品中丰度较低,进行糖蛋白组学分析前往往需要进行目标蛋白的分离富集。研究开发具有高效糖蛋白分离富集能力的新型材料对糖蛋白/糖肽的研究具有重要意义。近年来报道了许多新型糖蛋白分离富集材料,如有机高分子材料、生物基材料、新型有机骨架材料和新型功能复合材料等。这些材料因其结构、生物相容性和理化性质等特点,从不同层面推动了糖蛋白分离富集技术的发展。本文就目前国内外有关糖肽/糖蛋白分离富集的新型材料进行了总结和讨论,并对其未来发展提出展望。

金属纳米材料具有界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等优异的性能及广泛的应用前景,在目前的研究中备受关注。常用于合成纳米材料的生物模板包括DNA、蛋白质、细菌、真菌、病毒等。而以病毒模板合成的金属纳米材料具有良好的稳定性、分散性及生物相容性,其在催化、光学、电学、磁学、化学。超导等领域有优异的表现。首次利用病毒模板合成金属纳米材料以来,经历了二十年发展历程,合成和分析技术日趋成熟,现由体外应用转向活体靶向成像及诊疗一体化方向发展。本文综述了各类病毒模板合成金属纳米材料合成位置(病毒腔内、外)、合成原理、合成方法、合成影响因素、材料表征,及合成材料在纳米催化、纳米电池、生物医学及医学影像学等领域应用的最新进展,在此基础上展望了研究中尚待解决的问题和未来研究方向。

石墨烯量子点(GQDs)作为新型碳基材料,由于其纳米级小尺寸而具有比表面积大、导电性高、透明性好、荧光性能独特等优点,是一种极具潜力的储能器件电极材料。GQDs与金属化合物、碳材料等形成具有三维空间结构的复合材料,有利于电子扩散和离子传输,大幅度改善GQDs作为电极材料的实际应用性能。异原子掺杂型GQDs可提供较多活性位点,提高活性物质利用率。本文介绍了GQDs的合成策略,主要分为自上而下和自下而上法。不同制备方法对GQDs的粒径大小、表面缺陷位点和荧光特性等的影响也不尽相同。通过阐述近几年GQDs、掺杂型GQDs及其复合物在超级电容器、锂离子电池、太阳能电池等能源器件方面的应用实例,表明具有量子限域效应和边界效应的GQDs基材料在新型储能器件中有巨大的应用潜力;通过深层剖析GQDs复合物的空间结构对储能器件电化学性能的影响,为今后深入研究奠定基础。此外,指出未来GQDs的发展方向是寻找快速、绿色环保的大批量合成方法,均匀、有效的掺杂或复合以及构建独特空间结构的电极材料,进一步提高其应用于储能器件时的电化学性能。

近年来,钙钛矿太阳能电池因其高效、低成本、可制成柔性器件等突出优点在光伏研究领域备受关注。本文系统综述了大面积钙钛矿电池的最新研究进展,介绍了钙钛矿太阳能电池的结构特点、发展历史、钙钛矿薄膜的主要制备技术及改善的方法等,讨论了大面积钙钛矿太阳能电池目前存在的问题、提高大面积器件效率的方法及大面积钙钛矿太阳能电池的应用研究及工业化。最后,对大面积钙钛矿太阳能电池的应用前景进行了展望。

以可再生资源(如淀粉、纤维素和蛋白质等)为基础发展而来的生物可降解塑料受到人们越来越多的关注,是可降解塑料行业发展的重要方向之一。天然淀粉由于来源广、低成本和可生物降解的特点,广泛用于制备淀粉塑料,并用于农业、食品、医药和包装等行业,有望取代石油基衍生聚合物。淀粉大分子具有结晶结构,所含大量羟基可形成较强的分子间和分子内氢键,使其不能热塑加工,而当加入增塑剂后可破坏其结晶结构,从而用于制备热塑性淀粉。目前,热塑性淀粉的力学性能差,是影响其使用性能的首要问题。近年来国内外开展了大量的研究以试图增强其力学性能。本文主要以不同类型的热塑性淀粉为基础,以淀粉自身改性和外加组分改性两种提高其力学性能的途径为主线,以其力学性能的提升方法和作用机理为重点,系统总结了近年来国内外以提高热塑性淀粉材料的力学性能为目的的研究工作,归纳了影响力学性能的相关因素以及提升途径,并对该领域重点研究的内容进行了总结和展望。

冰的附着和累积是常见自然现象,但给人类社会带来诸多不便甚至发生重大事故。抗结冰表面是当前研究的热点课题之一,其表面特性是影响结冰最为关键的因素。但是结冰条件的复杂性及结冰类型的多样性致使抗结冰材料的研究面临很大挑战,存在的稳定性差、应用条件局限性等诸多问题尚未解决,不能满足实际应用的需求。本文根据表面分子的柔性或滑移性对抗结冰性能的影响,提出了柔性抗结冰表面的概念,总结了柔性抗结冰表面的种类(本征柔性表面、缓释柔性表面、润滑柔性表面)及其抗结冰机理和近年来取得的一些重要研究成果,并对柔性抗结冰表面存在的问题进行了分析,以期为抗结冰材料的研究提供新的研究思路和方法。