最新刊期
      2023 年 第 36 卷 11 期

        综述

      • 杨守坤,谭必恩
        2023, 36(11): 1381-1392. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.11.001
        摘要：多孔有机聚合物具有孔隙率高、孔结构可调、制备成本低以及结构稳定性好的优点，在高压甲烷存储领域具有广泛的应用前景。本文从多孔有机聚合物的高容量甲烷存储性能需求出发，重点介绍了多孔有机聚合物的孔结构设计和合成方面的最新研究进展，并展望了面临的挑战和未来发展方向。  
        关键词：吸附存储天然气;多孔有机聚合物;孔结构   
        54
        |
        16
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 42831714 false
        发布时间：2023-10-12
      • 张凯星,陈森斌,朱锦涛
        2023, 36(11): 1393-1405. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.11.002
        摘要：瓶刷聚合物(BBPs)具有独特的分子结构和富有前景的应用领域，因此受到学者们日益广泛的关注。通过共价键接枝策略来合成瓶刷聚合物费时、合成困难，难以功能化。而通过非共价键作用，则容易将侧链接枝到共聚物主链上，为构建超分子瓶刷共聚物提供有利条件。超分子作用的引入，不仅带来瓶刷聚合物制备方面的灵活性，同时使材料具备更多的响应性、可逆性等功能。本文介绍了氢键、主客体相互作用、金属配位作用、离子相互作用等多种超分子作用介导的瓶刷聚合物的构建及组装，分析讨论了其各自特点、构筑策略，阐明了超分子作用介导的瓶刷聚合物的巨大应用潜能和重要研究意义，最后对其目前仍面临的问题和未来发展进行了分析和展望。  
        关键词：瓶刷聚合物;超分子作用;自组装;纳米结构;形貌调控   
        28
        |
        13
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 42831711 false
        发布时间：2023-10-12
      • 任佳欣,陈玲,龚江,瞿金平,牛冉
        2023, 36(11): 1406-1419. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.11.003
        摘要：日益严重的水资源短缺和水体污染引发了人们对先进水净化技术的研究兴趣。太阳能驱动的界面蒸发利用清洁的太阳能来分离水和杂质，被认为是解决缺水和污染最环保、经济的技术。低蒸发焓水凝胶基光热转换材料由于其高蒸发速率、可加工性、可控性和多功能性，成为最有潜力的太阳能蒸发器材料。首先，本综述回顾了水凝胶的关键概念，这些概念证明了其在太阳能驱动的界面蒸发系统中的优势，如快速水传输和低蒸发焓；其次，总结了水凝胶的制备方法包括引入的光热材料以及水凝胶的设计策略，以提高水凝胶的整体性能。水凝胶蒸发器的多种功能在抗盐、光降解、杀菌和发电等方面得到了扩展。基于水凝胶的上述优势，本综述进一步提出了适用于实际使用环境的水凝胶蒸发器的设计概念和策略。  
        关键词：太阳能界面蒸发;水凝胶;低蒸发焓;设计原则   
        57
        |
        15
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 42831710 false
        发布时间：2023-10-12
      • 刘会,胡紫晴,张涵威,吉晓帆
        2023, 36(11): 1420-1437. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.11.004
        摘要：超分子聚合物是单体通过非共价键有序组装形成的一种新型聚合物。非共价相互作用赋予了超分子聚合物动态可逆性、刺激响应性及自适性。荧光超分子聚合物是将荧光团引入到超分子聚合物中，从而赋予超分子聚合物特殊的光学性能。因此，荧光超分子聚合物固有的发光性质及动态可逆性使得超分子聚合物被广泛应用于荧光传感器、探针、显影剂及发光二极管等领域。本文根据发光颜色不同的荧光超分子聚合物的设计及应用进行分类，并对荧光超分子聚合物的未来发展进行展望。  
        关键词：超分子聚合物;荧光;自组装   
        33
        |
        14
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 42831713 false
        发布时间：2023-10-12
      • 任海燕,马腾,吕念念,蒋皓,朱锦涛
        2023, 36(11): 1438-1453. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.11.005
        摘要：生物大分子都是通过小分子模块在细胞内聚合而成的，生物分子在细胞内的聚合反应在控制细胞功能方面发挥着重要作用。因此，将聚合反应从实验室烧瓶转移到细胞微环境中，通过化学反应合成非天然聚合物，有望成为调节细胞功能的一个强大而通用的工具。由于人工合成的非天然聚合物具有多样性和可调性，细胞微环境内的原位聚合反应可能为理解、分析和调节细胞功能带来巨大的可能性，在生物医学领域中具有巨大的潜力。本综述重点阐述了外源或内源性刺激(如光、谷胱甘肽、活性氧、酶等)在细胞微环境中引发的原位聚合反应机理，简单介绍了细胞微环境中的原位聚合在抗肿瘤治疗、神经修复以及抗菌领域的应用。最后，探讨了原位聚合面临的挑战，并展望了其未来的发展方向。  
        关键词：原位聚合;细胞微环境;外/内源性刺激;生物医学应用   
        19
        |
        8
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 42831712 false
        发布时间：2023-10-12
      • 范子芬,刘华健,刘丽洁,牛冉,刘洁,龚江
        2023, 36(11): 1454-1470. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.11.006
        摘要：伴随着聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)被广泛应用于饮料瓶、纺织、薄膜和合成纤维，大量废弃 PET 制品造成的环境污染问题日益突出。将废弃PET升级化学回收，制备高附加值产品是解决废弃PET 环境污染问题及使资源可持续发展的重要技术。结合本研究组在该领域的工作，本文介绍了近年来废弃 PET高值化制备多孔碳和金属-有机框架材料(MOF)的研究进展，归纳了不同类型多孔碳和MOF的制备方法，总结了PET 降解和碳化反应的影响因素和反应机理，概述了所制备的多孔碳和MOF在太阳能界面水蒸发以及与光催化降解污染物、热电发电集成中的应用，对未来的发展方向进行了展望。  
        关键词：聚对苯二甲酸乙二醇酯;碳材料;金属-有机框架材料;太阳能界面水蒸发   
        101
        |
        20
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 42831786 false
        发布时间：2023-10-12
      • 李卓霖,纪庆红,胡新鹏,卢翔,瞿金平
        2023, 36(11): 1471-1486. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.11.007
        摘要：有机相变材料在各种热管理控温的应用领域上具有极大的优势，因此受到了广泛关注。对于有机复合相变材料(composite phase change materials，CPCMs)的进一步应用，目前主要存在的问题是低热导率限制了热传导的速度。为了提高导热效率，多种类型的功能性纳米粒子被引入到有机CPCMs的高导热工程中。在这篇综述中，主要讨论了热传导机理以及热传导率对CPCMs应用的影响，为制备高性能的CPCMs提供指导。基于不同机理，本综述回顾了以石墨烯、碳纳米管、氮化硼等纳米粒子为导热填料提高CPCMs的导热性的策略。此外，通过对CPCMs发展的挑战和方向的介绍为高导热CPCMs的制备及进一步应用提供新思路。  
        关键词：相变材料;潜热;导热率;热能存储;纳米粒子   
        21
        |
        13
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 42831797 false
        发布时间：2023-10-12
      • 吴俊,白娟,廖永贵,陈平绪,王艺璇,周兴平
        2023, 36(11): 1487-1496. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.11.008
        摘要：纤维素是一种力学性能优异的天然高分子，但难溶不熔的特性限制了其应用范围。在过去的一百多年间，科研工作者一直在持续进行有关纤维素的基础理论和加工方法的研究，已在纤维素绿色溶解体系的构建及溶解机理解析方面获得了长足的进展，但纤维素的热塑加工仍缺少实质性突破。动态热分析是研究纤维素的玻璃转变及次级转变的重要方法，也是揭示纤维素大分子链在不同尺度上运动行为的有效手段，可为实现纤维素的直接热塑加工提供有益的线索。本文简要综述了纤维素的玻璃化行为及其热加工方面的研究进展，旨在为深入理解纤维素的基本运动行为提供更全面的视角，并促进其大规模应用。  
        关键词：纤维素;难溶不熔;玻璃化;热加工   
        32
        |
        9
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 42831836 false
        发布时间：2023-10-12
      • 李嘉鹏,彭华文,赵强
        2023, 36(11): 1497-1514. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.11.009
        摘要：锂是我国发展新能源等产业的关键资源，进口依赖度大。盐湖提锂是应对锂短缺问题的重要途径，然而盐湖中高浓度的伴生镁离子给高效提锂带来挑战。纳滤膜可通过孔径筛分和电荷排斥效应的协同，有效分离镁锂离子，在盐湖提锂中扮演着重要的角色。本文从纳滤膜结构(孔径、电荷、厚度)调控出发，介绍了新单体设计、表面改性、共混掺杂、底膜改性等膜结构调控策略，阐述了膜结构与镁锂分离性能的构效关系，总结了不同制膜方法在镁锂分离过程中的优劣，展望了新型镁锂分离纳滤膜的研究方向。  
        关键词：盐湖提锂;纳滤膜;界面聚合;表面改性;电解质   
        20
        |
        11
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 42831817 false
        发布时间：2023-10-12
      • 郭靖,吴钰周
        2023, 36(11): 1515-1537. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.11.010
        摘要：非天然生物大分子超材料是一种具有独特化学结构和功能特性的材料，其功能可能超越自然界中存在的生物大分子，已成为高分子科学领域的研究前沿。这类材料可以被人为地设计与改造，通过(动态)化学修饰、基因工程和超分子自组装技术制备而得，从而拥有超常的光学、电子和机械性能，以及优异的灵活性、响应性、可控性和多样性。因此，非天然生物大分子超材料在生物、医学和材料等领域具有广阔的应用前景。基于此，本文综述了非天然生物大分子超材料的设计及合成方法，并总结了它们在生物传感、催化、医药和纳米材料等多个领域的具体应用，着重强调了它们在解决不同领域复杂问题中的重要性。  
        关键词：生物大分子;蛋白;核酸;非天然功能;超材料   
        14
        |
        11
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 42831835 false
        发布时间：2023-10-12

        研究论文

      • 李晓静,文颖峰,王勇,周兴平,解孝林
        2023, 36(11): 1538-1549. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.11.011
        摘要：粘合剂在现代生活和生产中广泛应用，具有可生物降解、可再生、可逆粘接性能的粘合剂是该领域的研究热点。本文利用相对分子质量为2000左右，碳酸酯含量 (CU) 分别为28%、33%、45%、51%和66%的聚 (碳酸酯-醚) 二元醇和乙基纤维素为原料，通过羟基与2-脲基-4[1H]-嘧啶酮异氰酸酯 (UPy-NCO) 的偶联反应，分别合成了UPy封端的聚(碳酸酯-醚) (UPPC) 和UPy侧链官能化的乙基纤维素 (UEC)。进一步，通过溶液共混制备了基于四重氢键作用的UPPC/UEC超分子复合物并研究了UPPC的序列结构和含量对超分子复合物粘接性能的影响。当UPPC的质量分数为70%，碳酸酯含量为33%时，超分子复合物 (UPPC33%7/UEC3)对钢片的粘接强度最高可达7.4 MPa，是单组分UPPC33%粘接强度的3倍。此外，UPPC33%7/UEC3对钢片表现出良好的热可逆粘接特性，重复使用6次后粘接强度仅下降10%。  
        关键词：聚 (碳酸酯-醚);乙基纤维素;超分子;粘合剂;2-脲基-4[1H]-嘧啶酮   
        24
        |
        12
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 42831878 false
        发布时间：2023-10-12
      • 余新宇,孙祥浪,贺紫晗,狄重安,李忠安
        2023, 36(11): 1550-1558. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.11.012
        摘要：荧蒽是一种典型的具有高度平面结构的稠环芳烃，中心独特的五元环赋予了它缺电子特性，因此非常适合用于构筑稠环酰亚胺类受体砌块。然而，由于功能化位置受限，荧蒽酰亚胺砌块还未能成功用于共轭高分子的构建。本工作基于一种具有不对称结构的2，3-酰亚胺荧蒽砌块，成功构建了两个新型给受体(D-A)型共轭高分子，即无规结构的PF1以及立构规整结构的PF2，并详细表征了它们的光物理性质以及场效应晶体管器件性能。研究发现，PF2由于立构规整结构形成了相对有序的分子聚集以及更加优异的薄膜形貌，所制备的场效应晶体管器件表现出1.72×10-5 cm2·V-1·s-1的空穴迁移率，而基于无规PF1制备的场效应晶体管则未能测出器件性能。本工作不仅表明2，3-酰亚胺荧蒽作为受体砌块在构建新型D-A 型高分子半导体上具有一定的发展潜力，且进一步证实了分子规整性对分子堆积行为和光电性能的关键影响。  
        关键词：共轭高分子;立构规整性;稠环酰亚胺;荧蒽;有机场效应晶体管   
        21
        |
        13
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 42831891 false
        发布时间：2023-10-12
      • 纪文科,胡雪琪,赵耀,诸致远,饶静一
        2023, 36(11): 1559-1569. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.11.013
        摘要：为解决疏水性抗生素清除细菌生物被膜效果差的问题，本文设计并制备了一种含偶氮苯的诺氟沙星抗生素前药，将其与低聚α-环糊精通过包结络合作用构筑纳米抗生素，并通过核磁氢谱、粒度分析仪、紫外分光光度计和扫描电镜对其响应性降解和抗细菌生物被膜性能进行了详细表征。该纳米抗生素不仅对浮游的革兰氏阴性菌大肠杆菌与革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌展现出了优异的广谱抗菌活性，同时具有良好的亲水性，可在细菌生物被膜中有效渗透，并在过量表达的偶氮还原酶作用下使其中的偶氮键发生响应性降解，从而实现诺氟沙星对细菌生物被膜的高效清除，大大降低了抗生素药物的用量。本文报道的酶响应型纳米药物在治疗细菌感染相关疾病方面具有良好的应用前景。  
        关键词：细菌生物被膜清除;偶氮还原酶响应;偶氮苯;纳米抗生素;响应性释放   
        29
        |
        10
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 42831902 false
        发布时间：2023-10-12
      • 李芬,郭楷瑞,薛志刚
        2023, 36(11): 1570-1579. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.11.014
        摘要：凝胶聚合物电解质作为一种高锂离子传导效率的聚合物电解质而备受关注。然而，制备凝胶聚合物电解质的过程仍存在催化剂难以脱除、流程繁琐等问题。在本工作中，采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIMBF4)中潜在的Lewis酸诱导乙烯基醚类单体发生阳离子聚合的策略，探究出一种在电池内部原位构建高性能凝胶聚合物电解质的方法。BMIMBF4的引入提升了凝胶聚合物电解质的电导率和电化学稳定性，基于该凝胶聚合物电解质的锂对称电池能在0.1 mA·cm-2电流密度下循环500 h。由该凝胶聚合物电解质原位组装的全电池以1 C的倍率进行恒流充放电，循环100圈后容量保持率为90%；即使在10 C的高倍率下时，电池的放电比容量仍能保持在67.5 mAh·g-1。该自催化策略为凝胶聚合物电解质的快速构建提供了新的思路。  
        关键词：锂离子电池;凝胶聚合物电解质;原位聚合;自催化策略   
        24
        |
        5
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 42831903 false
        发布时间：2023-10-12

        教学

      • 饶静一,陈森斌,舒宏晖,李秋莲,龚时琼,刘承美
        2023, 36(11): 1580-1589. DOI: 10.14028/j.cnki.1003-3726.2023.11.015
        摘要：聚合动力学是高分子化学理论教学的重点及难点，但与之对应的动力学实验教学，因受教学学时、实验硬件等条件的限制，一直是一个薄弱环节。特别是热固性树脂的固化动力学实验，基本上在本科阶段没有涉及。本文利用可再生资源香草醛和呋喃甲胺为主要原料，采用绿色溶剂乙醇制备了生物基苯并噁嗪，利用差示扫描量热仪(DSC)研究了苯并噁嗪的固化动力学，确定了固化反应的活化能、反应机理和静态固化工艺。本文展示：国产DSC设备所获得实验结果基本满足本科实验教学要求，为该实验项目的推广创造了条件。  
        关键词：本科实验教学;聚合动力学;生物基苯并噁嗪;热固性树脂;创新能力   
        37
        |
        17
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 42831947 false
        发布时间：2023-10-12
      0