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新型热绝缘纤维:可针织和编织的仿北极熊毛气凝胶纤维

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科学通报 2024年第12期69卷 1520-1522页

作者：吴逊恩张莹莹清华大学化学系北京100084

保暖织物在人类生活中扮演着不可或缺的重要角色.传统保暖织物通常由天然纤维(棉、麻、蚕丝)或人造纤维(聚酯、尼龙、聚丙烯腈、聚氨酯)构成.随着时代发展,传统保暖织物的性能已经不能满足日益提高的特别是面对极端复杂环境的保暖需求.... 详细信息

保暖织物在人类生活中扮演着不可或缺的重要角色.传统保暖织物通常由天然纤维(棉、麻、蚕丝)或人造纤维(聚酯、尼龙、聚丙烯腈、聚氨酯)构成.随着时代发展,传统保暖织物的性能已经不能满足日益提高的特别是面对极端复杂环境的保暖需求.气凝胶纤维是一种具有三维多孔网络结构的纤维,具有极高的孔隙率、极大的比表面积和极低的密度,是一种理想的绝热纤维,具有用于高性能保暖织物的潜力.然而,气凝胶纤维通常强度低、韧性差,被加工应用的能力较差,限制了其应用于保暖衣物[1].在过去10年里,研究者基于各种材料,包括碳纳米管、凯夫拉、聚酰亚胺、纤维素和石墨烯等,通过溶胶凝胶转变和特定的干燥方法,并通过结构设计成功制备了具有一定力学柔韧性(可弯曲、打结)的气凝胶纤维[2].但是,上述方法获得的气凝胶纤维的力学性能仍然无法满足织造(编织和针织)的要求,更无法满足耐水洗、耐磨等实用性织物的要求.

关键词：凝胶纤维保暖织物天然纤维绝缘纤维加工应用溶胶凝胶转变凯夫拉结构设计

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杯芳烃抗氧剂在高密度碳氢燃料JP-10中的抗氧化性能研究

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燃料化学学报（中英文） 2024年第6期52卷 873-882页

作者：杨昱欣雷全陈鑫阳戴怿童方文军郭永胜浙江大学化学系浙江杭州310058

高密度吸热型碳氢燃料在热、催化等作用下会与溶解氧发生氧化反应,导致使用性能降低,进而威胁飞行安全。杯芳烃在与常用的酚类抗氧剂分子结构相似的前提下,拥有更好的热稳定性,可以在苛刻的工作环境中对燃料起到抗氧化作用。本实验合成... 详细信息

高密度吸热型碳氢燃料在热、催化等作用下会与溶解氧发生氧化反应,导致使用性能降低,进而威胁飞行安全。杯芳烃在与常用的酚类抗氧剂分子结构相似的前提下,拥有更好的热稳定性,可以在苛刻的工作环境中对燃料起到抗氧化作用。本实验合成了具有油溶性的C-十一烷基间苯二酚杯[4]芳烃(C_(11)-C[4]R),考察其在高密度碳氢燃料JP-10中的抗氧化性能,并与商用抗氧剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)、四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(L-1010)和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八碳醇酯(L-1076)等的抗氧化效果进行对比。高压差示扫描量热仪(PDSC)评价结果显示,四种抗氧化剂的效果排序为:C_(11)-C[4]R>BHT>L-1010>L-1076。还采用静态釜加速氧化法研究了JP-10的氧化反应历程,提出了C_(11)-C[4]R在JP-10中的抗氧化机理。

关键词：杯芳烃抗氧剂 PDSC 抗氧化机制

微生物宏蛋白质组从样品处理、数据采集到数据分析

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色谱 2024年第7期42卷 658-668页

作者：吴恩慧乔亮复旦大学化学系上海200433

微生物与人体疾病、健康密切相关,如何理解微生物群落的组成及其发挥的功能是一大亟需研究的问题。近年来,宏蛋白质组学已经成为研究微生物组成与功能的重要技术手段。然而,由于微生物群落样本的复杂性与高度异质性,样品处理、质谱数据... 详细信息

微生物与人体疾病、健康密切相关,如何理解微生物群落的组成及其发挥的功能是一大亟需研究的问题。近年来,宏蛋白质组学已经成为研究微生物组成与功能的重要技术手段。然而,由于微生物群落样本的复杂性与高度异质性,样品处理、质谱数据采集与数据分析成为宏蛋白质组目前面临的三大挑战。在宏蛋白质组分析中往往需要针对不同类型的样品进行前处理优化,采取不同的微生物分离富集、提取和裂解方案。与单一物种蛋白质组相类似,宏蛋白质组学中的质谱数据采集模式有数据依赖性采集(data-dependent acquisition,DDA)模式和数据非依赖性采集(data-independent acquisition,DIA)模式。DIA数据采集模式可以完整地采集样品的肽段信息,具有很强的发展潜力。但是由于宏蛋白质组样品的复杂性,其DIA数据解析已成为阻碍宏蛋白质组深度覆盖的一大难题。在数据解析方面,最重要的步骤在于蛋白质序列数据库的构建。数据库的大小和完整性不仅对鉴定数量有很大影响,还会影响物种和功能水平上的分析。目前宏蛋白质组数据库构建的金标准是基于宏基因组的蛋白质序列数据库。同时,基于迭代搜库的公共数据库过滤方法也已被证明具有很强的实用价值。从具体的数据解析策略角度,以肽段为中心的DIA数据解析方法占据了绝对的主流。随着深度学习和人工智能的发展,其会极大地推动宏蛋白质组数据解析的准确度、覆盖度与分析速度。在下游生物信息学分析方面,近年来开发了一系列注释工具,可以在蛋白水平、肽段水平、基因水平上进行物种注释来获得微生物群落组成。与其他组学方法相比,微生物群落的功能分析是宏蛋白质组学的一个独特特征。宏蛋白质组已经成为微生物群落多组学分析中的重要组成部分,并且仍在覆盖深度、检测灵敏度、数据解析完整度等方面具有很大的发展潜力。

关键词：宏蛋白质组学样品前处理数据库数据分析策略

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聚氨酯涂层的疏水改性研究进展

中国腐蚀与防护学报 2024年第4期44卷 823-834页

作者：王汀高坤钟赛男张昭浙江大学化学系杭州310027

聚合物涂层具有成本低廉、易于制备、使用方便、种类丰富等优点,被广泛用于运输和基础设施等领域金属材料表面的防腐防污。其中,聚氨酯(PU)是一种具有良好机械性能、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性等优异性能的聚合物材料。然而传统PU涂层的... 详细信息

聚合物涂层具有成本低廉、易于制备、使用方便、种类丰富等优点,被广泛用于运输和基础设施等领域金属材料表面的防腐防污。其中,聚氨酯(PU)是一种具有良好机械性能、耐磨性、耐热性和耐腐蚀性等优异性能的聚合物材料。然而传统PU涂层的耐水性不佳,严重影响其在潮湿环境下的稳定性和使用寿命,因此对PU涂层进行疏水改性以增强其耐水性成为了具有广泛应用前景的研究方向。本文总结了用于PU涂层疏水改性的方法和研究进展,并对其进一步的应用前景进行了展望。

关键词：聚氨酯疏水涂层防腐蚀

一种阴离子浸出策略合成金属羟基氧化物用于电催化甘油氧化

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物理化学学报 2024年第7期40卷 43-46页

作者：王烨葛瑞翔刘翔李敬段昊泓清华大学化学系北京100084 清华大学化学系稀土新材料教育部工程研究中心北京100084

亲核氧化反应在可持续生产增值化学品中扮演着重要角色。电催化甘油氧化反应作为亲核氧化反应的一种重要类型,可以制得包括甲酸在内的C_(1)至C_(3)衍生产物。非贵金属氢氧化物/羟基氧化物被广泛应用于甘油氧化反应,但在中等电位下难以... 详细信息

亲核氧化反应在可持续生产增值化学品中扮演着重要角色。电催化甘油氧化反应作为亲核氧化反应的一种重要类型,可以制得包括甲酸在内的C_(1)至C_(3)衍生产物。非贵金属氢氧化物/羟基氧化物被广泛应用于甘油氧化反应,但在中等电位下难以达到工业级电流密度(大于300 mA·cm^(-2))。研究表明,氢氧化物/羟基氧化物催化的甘油氧化反应通过间接氧化机理进行,即通过电生成的含有亲电吸附氧的羟基氧化物氧化亲核试剂(甘油)。因此,理解甘油氧化反应中电催化剂的演变至关重要。在本文中,通过循环伏安法活化钼酸镍(NiMoO_(4)),开发了一种钼掺杂的羟基氧化镍(Mo-NiOOH)催化剂。通过多种表征方法对Mo-NiOOH进行了系统表征,结果显示,Mo-NiOOH继承了NiMoO_(4)前驱体的纳米片阵列形貌,但Mo含量降低,证明循环伏安法活化后实现了从氧化物到羟基氧化物的相重构。此外,Mo-NiOOH中Ni^(3+)/Ni^(2+)的比例高于循环伏安法活化制备的NiOOH。在活化过程中,Mo物种从NiMoO_(4)中浸出,制备得到的Mo-NiOOH保留了NiMoO_(4)前驱体的纳米片阵列形貌。与氢氧化镍(Ni(OH)_(2))经循环伏安法活化合成的NiOOH相比,Mo-NiOOH具有更高的Ni^(3+)/Ni^(2+)比例以及更高的电化学比表面积(ECSAs),且促进了Ni^(2+)氧化为Ni^(3+)。因此,Mo-NiOOH达到高电流密度(400mA·cm^(-2))的电位(1.51V ***)低于NiOOH(1.84 V ***)。此外,Mo-NiOOH表现出高于NiOOH的甲酸盐法拉第效率(84.7%vs.59.6%),表明钼掺杂加速了碳-碳键断裂。多电位阶跃实验显示,NiOOH和Mo-NiOOH催化的甘油电氧化通过类似的羟基氧化物介导的间接氧化机理进行。原位电化学阻抗谱和原位拉曼光谱证实,Mo掺杂促进了甘油氧化反应动力学以及Ni^(2+)氧化为Ni^(3+)的过程,导致Mo-NiOOH比NiOOH具有更高的活性和甲酸选择性。本研究通过可溶性阴离子浸出策略来调节羟基氧化物表面结构,为设计高性能亲核氧化反应电催化剂提供了指导。

关键词：循环伏安法活化电催化甘油电氧化羟基氧化物重构

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可见光与铜协同催化烯烃三组分脱氟烷基硼化反应

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有机化学 2024年第2期44卷 663-664页

作者：叶甜汪义丰中国科学技术大学化学系合肥230026

含氟有机化合物因其独特的理化性质被广泛应用于生命科学和材料科学等领域,例如二氟亚甲基片段常作为羟基和羰基的电子等排体应用于医药和农药的研发[1].因此,如何快速高效地制备二氟烷基化合物备受关注.三氟甲基化合物来源丰富且廉价易... 详细信息

含氟有机化合物因其独特的理化性质被广泛应用于生命科学和材料科学等领域,例如二氟亚甲基片段常作为羟基和羰基的电子等排体应用于医药和农药的研发[1].因此,如何快速高效地制备二氟烷基化合物备受关注.三氟甲基化合物来源丰富且廉价易得,是制备二氟烷基化合物的理想前体.然而,由于碳氟键键能较高和氟原子离去后剩余碳氟键键能降低所带来的选择性问题,导致三氟甲基选择性脱氟官能化反应一直是合成化学中的难题.近年来,化学工作者基于可见光诱导的光氧化还原催化策略,实现了温和条件下三氟甲基的选择性脱氟官能团化反应.

关键词：合成化学催化烯烃温和条件化学工作者氟烷基氟原子生命科学材料科学

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钴催化伯胺无受体脱氢制备腈

有机化学 2024年第6期44卷 2054-2056页

作者：应佳乐陆展浙江大学化学系杭州310027

腈类化合物是天然产物、药物和许多生物活性分子中的重要结构单元[1],发展高效构建腈类化合物的合成方法具有重要研究价值.从原子经济性角度而言,亚胺(RCH=NH)的直接脱氢或伯胺(RCH2NH2)的双重脱氢是构建C≡N键的理想方法.考虑到一级胺... 详细信息

腈类化合物是天然产物、药物和许多生物活性分子中的重要结构单元[1],发展高效构建腈类化合物的合成方法具有重要研究价值.从原子经济性角度而言,亚胺(RCH=NH)的直接脱氢或伯胺(RCH2NH2)的双重脱氢是构建C≡N键的理想方法.考虑到一级胺是普遍存在的化合物,将其转化为腈的方法很具有吸引力,但如何在没有氧化剂或氢受体的情况下直接将伯胺两次脱氢转化为相应的腈是一个具有挑战性的问题.

关键词：天然产物睛类化合物生物活性分子原子经济性伯胺结构单元 NH2 腈类化合物

高性能锂离子电池硅阳极碳包覆涂层的研究进展（英文）

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新型炭材料(中英文) 2024年

作者：徐泽宇邵海波王建明浙江大学化学系

近年来，能源需求的快速增长极大地促进了锂离子电池的发展。硅阳极以其极高的理论容量、相对较低的Li嵌入电压和丰富的硅资源而备受关注。然而，充放电过程中巨大的体积膨胀和脆弱的固体电解质界面（SEI）膜阻碍了硅基阳极的商业应用。... 详细信息

近年来，能源需求的快速增长极大地促进了锂离子电池的发展。硅阳极以其极高的理论容量、相对较低的Li嵌入电压和丰富的硅资源而备受关注。然而，充放电过程中巨大的体积膨胀和脆弱的固体电解质界面（SEI）膜阻碍了硅基阳极的商业应用。将Si材料与各种碳材料相结合，有利于增强材料结构稳定性和优化电极界面特性。本文介绍了作为硅阳极三维保护涂层的不同碳材料，概述了其主要制备方法。迄今为止，碳材料作为硅阳极保护涂层仍存在一些不足，有必要对碳保护涂层进行改性处理。重点介绍了碳保护涂层改性的最新研究进展，提出了硅阳极三维碳涂层的潜在替代材料。本综述将为高性能锂离子电池硅阳极三维保护涂层的设计提供一定的指导和参考。

关键词：锂离子电池硅阳极三维碳涂层碳改性储锂性能

面向吸热型碳氢燃料结焦抑制的冷却通道研究进展

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推进技术 2024年

作者：方文军叶虞滢戴怿童糜基张一冉邵崇坤郭永胜浙江大学化学系

吸热型碳氢燃料在解决飞行器热管理问题中展现出巨大的应用潜力，但其在高温裂解过程中不可避免地会产生结焦，需要通过改变燃料组成、使用添加剂或处理冷却通道等结焦抑制技术来减少结焦。本文着重综述不同结构、材料组成和表面处理的... 详细信息

吸热型碳氢燃料在解决飞行器热管理问题中展现出巨大的应用潜力，但其在高温裂解过程中不可避免地会产生结焦，需要通过改变燃料组成、使用添加剂或处理冷却通道等结焦抑制技术来减少结焦。本文着重综述不同结构、材料组成和表面处理的冷却通道对抑制碳氢燃料结焦的作用，主要体现在：优化冷却通道结构，改善燃料流动状态，可以提高传热效率，减少结焦；调控基底材料组成，降低催化生焦活性，有利于结焦抑制；通过机械抛光、涂层和预氧化等表面处理方法，覆盖金属表面催化活性位点，降低焦炭前驱体与催化位点接触概率，达到抑制催化结焦的目的。同时，给出了优化结构设计、开发新型材料以及联用多种表面改性技术等方向的建议，期望为吸热型碳氢燃料的工程应用提供一定参考。

关键词：碳氢燃料结焦抑制冷却通道表面处理综述