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柔性抗冻导电凝胶的构筑

高分子材料科学与工程 2024年第6期40卷 144-151页

作者：徐艺倩卢麒麟闽江学院福建省新型功能性纺织纤维及材料重点实验室福建福州350108

为解决传统水凝胶材料在低温时发生冻结,导致其部分力学功能丧失的问题,文中利用甘油体系纳米纤维素(CNC)与α-硫辛酸之间的氢键,再以FeCl3为交联剂,进一步诱导硫辛酸聚合形成凝胶网络,构筑了柔性抗冻导电凝胶CNC/α-硫辛酸凝胶。该凝... 详细信息

为解决传统水凝胶材料在低温时发生冻结,导致其部分力学功能丧失的问题,文中利用甘油体系纳米纤维素(CNC)与α-硫辛酸之间的氢键,再以FeCl3为交联剂,进一步诱导硫辛酸聚合形成凝胶网络,构筑了柔性抗冻导电凝胶CNC/α-硫辛酸凝胶。该凝胶具有优异的力学性能、导电性能及灵敏的应变传感性能。CNC/α-硫辛酸凝胶的拉伸性能和抗冻测试表明,甘油体系纳米纤维素含量为1.5 g时,凝胶的拉伸断裂应力达到16 kPa,断裂伸长率为805.5%,且在-40℃的低温条件下电导率仍能维持在0.029S/m,抗冻导电性能良好。应变传感性能测试表明,凝胶具有灵敏的应变传感能力,在应变150%~200%时,凝胶的灵敏度系数(GF)值达到2.36,能够进行人体运动监测,表明CNC/α-硫辛酸凝胶可作为柔性应变传感器用于智能可穿戴设备。

关键词：纳米复合凝胶柔性抗冻导电应变传感纳米纤维素 α-硫辛酸

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三核过渡金属配合物在催化反应中的研究进展

化学学报 2023年第1期81卷 84-99页

作者：马雪璐李蒙雷鸣中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 闽江学院福建省海洋传感功能材料重点实验室福州350108 北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室计算化学研究所化学学院北京100029

多核过渡金属配合物作为一类广泛应用的均相催化剂,其设计灵感往往来自天然酶的多金属活性位点所发挥的重要作用.目前,三核金属配合物作为活化小分子的多金属催化剂受到了广泛的关注.为深入理解三核过渡金属配合物在催化反应中作用特点... 详细信息

多核过渡金属配合物作为一类广泛应用的均相催化剂,其设计灵感往往来自天然酶的多金属活性位点所发挥的重要作用.目前,三核金属配合物作为活化小分子的多金属催化剂受到了广泛的关注.为深入理解三核过渡金属配合物在催化反应中作用特点,对近年报道的代表性三核过渡金属配合物按金属中心进行分类,并对配体环境形成特点及催化应用进行综述.从金属中心出发,讨论了三核过渡金属配合物的几何结构和电子特征;从配体环境出发,总结了关联三个独立的金属位点的配位环境特征;在催化应用方面,重点综述了三核过渡金属配合物在涉及特定化学键活化反应的催化作用机制,最后对三核过渡金属配合物的催化应用前景进行展望.

关键词：三核过渡金属配合物均相催化化学键活化协同作用

纳米纤维素诱导自修复硫辛酸传感复合膜的构建

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林产化学与工业 2024年

作者：王封丹卢麒麟闽江学院福建省新型功能性纺织纤维及材料重点实验室

采用简易可行的NaOH冻融法制备纳米纤维素，以纳米纤维素作为稳定剂和诱导剂，使硫辛酸室温下受纳米纤维素的诱导发生开环聚合形成聚硫辛酸，通过Fe3+与聚硫辛酸羧基之间形成配位键，阻止其闭环解聚。纳米金诱导聚硫辛酸的二硫键在红外... 详细信息

采用简易可行的NaOH冻融法制备纳米纤维素，以纳米纤维素作为稳定剂和诱导剂，使硫辛酸室温下受纳米纤维素的诱导发生开环聚合形成聚硫辛酸，通过Fe3+与聚硫辛酸羧基之间形成配位键，阻止其闭环解聚。纳米金诱导聚硫辛酸的二硫键在红外作用下可逆修复，制得具有自修复能力和应变传感性能的自修复硫辛酸传感复合膜（SLASCM），并以未添加纳米金溶液的硫辛酸复合膜（LACM）为对照样，分析了复合膜的形貌和结构，并测试了复合膜的电化学、力学、自修复、传感等性能。研究结果表明：SLASCM的循环伏安（CV）曲线几乎重叠，说明SLASCM稳定性好；同时伯德（Bode）图分析可知，在32～100 000Hz范围内SLASCM都保持较低的相位角且电阻随频率的增加而降低，这说明SLASCM具有近似半导体的扩散控制特征。制备的SLASCM力学强度高，拉伸强度达15.211 kPa，相比LACM提高了18%；剪断后的SLASCM在近红外条件下照射20 min后，修复后的SLASCM的拉伸强度可达13.699 kPa，自修复效率高达90%，相比LACM提高了41.32个百分点。此外，SLASCM还具有灵敏的应变传感能力，可作为应变传感器对人体不同部位的运动进行灵敏、稳定的监测。

关键词：纳米纤维素硫辛酸复合膜自修复应变传感运动监测

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氯离子响应性纳米纤维素荧光水凝胶的构筑

纺织学报 2022年第2期43卷 44-52页

作者：吴嘉茵王汉琛黄彪卢麒麟闽江学院福建省新型功能性纺织纤维及材料重点实验室福建福州350108 福建农林大学材料工程学院福建福州350002

为解决传统PVA复合水凝胶制备过程中使用有毒试剂或需要反复多次冻融能耗高、过程繁琐的问题,以植酸(PA)作为交联剂将荧光纳米纤维素(F-CNCs)与聚乙烯醇(PVA)有机结合,基于多重氢键作用,构建了力学性能好、Cl-响应灵敏的PVA/F-CNCs/PA... 详细信息

为解决传统PVA复合水凝胶制备过程中使用有毒试剂或需要反复多次冻融能耗高、过程繁琐的问题,以植酸(PA)作为交联剂将荧光纳米纤维素(F-CNCs)与聚乙烯醇(PVA)有机结合,基于多重氢键作用,构建了力学性能好、Cl-响应灵敏的PVA/F-CNCs/PA纳米纤维素荧光水凝胶。基于F-CNCs优异的力学性能、荧光性能、良好的生物相容性及纳米效应,分析了PVA水凝胶良好的荧光性能及Cl-响应性。结果表明:当F-CNCs的含量为0.6 g时,PVA/F-CNCs/PA复合水凝胶的压缩强度提高了150%,且结晶度以及热稳定性均有所提高。PVA/F-CNCs/PA复合水凝胶在低的pH值下对Cl-敏感,荧光淬灭效率在Cl-浓度为0~0.2 mol/L范围内呈线性响应,表明制备得到的纳米纤维素荧光水凝胶在Cl-浓度分析检测、疾病诊断、生物和化学传感器等方面具有潜在应用价值。

关键词：氯离子响应荧光纳米纤维素植酸多重氢键荧光水凝胶

氨基酸辅助增强Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿荧光粉及其蓝光LED的性能研究

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人工晶体学报 2023年第9期52卷 1681-1690页

作者：许泽尧熊浩李平洪锦泉杨爱军江琳沁福建江夏学院钙钛矿绿色应用福建省高校重点实验室福州350108 福州大学物理与信息工程学院福州350108 闽江学院福建省海洋传感功能材料重点实验室福州350108 福建省计量科学研究院国家光伏产业计量测试中心福州350003

本文采用简单的室温球磨法制备了一系列L-组氨酸(L-His)和5-氨基戊酸(5-Ava)修饰的Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿荧光粉,并对Cs_(3)Cu_(2)I_(5)∶x%L-His和Cs_(3)Cu_(2)I_(5)∶x%5-Ava(x=0、0.5、1、1.5、2)样品的物相、形貌、光学和稳定性进行了分析。氨基酸添加未对Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿的晶体结构造成影响,Cs_(3)Cu_(2)I_(5)仍属于Pnma空间群,但氨基酸的加入对钙钛矿的晶粒尺寸有一定的限制作用,并有效改善了其光电性能。当x=1时,经L-His和5-Ava修饰的Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿较纯Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿的荧光强度分别提升约1.30倍和1.41倍,光致发光量子产率(PLQY)提高约25.09个百分点和30.47个百分点,荧光寿命有效延长。研究发现,性能的改善与氨基酸中氨基以及羧基基团的作用有关,氨基以及羧基基团钝化了钙钛矿的缺陷并抑制非辐射复合过程的能量损失。此外,采用L-His和5-Ava修饰的Cs_(3)Cu_(2)I_(5)钙钛矿荧光粉制备了蓝光发光二极管(LED),在70 mA的偏流下,该LED光效率较纯Cs_(3)Cu_(2)I_(5)器件分别增强达1.85倍和2.10倍,表明这类材料在LED领域有着极大的应用价值。

关键词：钙钛矿荧光粉 Cs_(3)Cu_(2)I_(5) 氨基酸修饰光致发光量子产率缺陷非辐射复合

刺绣工艺影响金属混纺纱线织物电极的结构与性能

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传感技术学报 2023年第10期36卷 1522-1530页

作者：王恬雨王傲曹少杰肖学良柯惠珍蒋云江南大学纺织科学与工程学院江苏无锡214122 闽江学院福建省新型功能性纺织纤维及材料重点实验室福建福州350108

随着穿戴技术的发展,可穿戴监测设备逐渐成为人类健康的守护者。然而,传统的监测设备使用的银/氯化银电极,采用凝胶导电成分,贴肤舒适性差,并不符合穿戴设备长时间监测人体体征或健康的应用需求。设计和开发多种刺绣结构的织物电极,并... 详细信息

随着穿戴技术的发展,可穿戴监测设备逐渐成为人类健康的守护者。然而,传统的监测设备使用的银/氯化银电极,采用凝胶导电成分,贴肤舒适性差,并不符合穿戴设备长时间监测人体体征或健康的应用需求。设计和开发多种刺绣结构的织物电极,并测试了基于不锈钢导电纱线用电脑刺绣柔性电极的性能。实验结果表明:作为电脑刺绣最常用的针型,“他他米”针型以其均匀的纱线接触点和空隙,大大降低了织物电极的电阻(0.65 MΩ~4.9 MΩ)和电极与人体皮肤之间的阻抗(2.455 MΩ),穿戴舒适性好,可满足长时间心电监测的需求。

关键词：导电纱线刺绣工艺体征监测可穿戴技术

高比表面积In_(2)O_(3)纳米材料的研究

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广州化工 2024年第8期52卷 45-47页

作者：杨宏平吴明辉闽江学院材料与化学工程学院福建省海洋传感功能材料重点实验室福建福州350108

本研究通过一种简便且条件温和的合成策略,有效地合成了具有分级结构的氧化铟纳米材料。借助扫描电子显微镜(SEM)技术,我们详细分析了材料的微观形貌特征及其元素分布情况,并对所得材料的比表面积进行了精确测量,同时对其气敏性能进行... 详细信息

本研究通过一种简便且条件温和的合成策略,有效地合成了具有分级结构的氧化铟纳米材料。借助扫描电子显微镜(SEM)技术,我们详细分析了材料的微观形貌特征及其元素分布情况,并对所得材料的比表面积进行了精确测量,同时对其气敏性能进行了系统评估。尤为重要的是,本工作还探究了银离子掺杂对该氧化铟纳米材料性能的影响,实验结果显示,掺杂银离子不仅显著增加了材料的比表面积,而且能有效提升了其气敏响应性能,为优化气敏材料设计提供了新的思路和实验证据。

关键词：氧化铟高比表面积银掺杂气敏性能

羟基聚醚官能化杂多酸聚离子液体催化的连续酯化氧化合成环氧油酸甲酯

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化学研究与应用 2023年第4期35卷 826-833页

作者：张祥明张晓玲邹丽欣李心忠闽江学院材料与化学工程学院福建福州350108 绿色材料与化工福建省高校工程研究中心福建福州350108 福建省中国漆新型材料工程研究中心福建福州350108 福建省海洋传感功能材料重点实验室福建福州350108

以乙二醇、环氧氯丙烷、三甲胺、三乙胺、三乙醇胺、H_(4)SiW_(12)O_(40)、H_(3)PW_(12)O_(40)为起始原料,经开环聚合、季铵化、分子自组装,构建了系列羟基官能化聚醚杂多酸聚离子液体HPIL^(-1)~HPIL-6。聚离子液体兼具两亲活性、酸催... 详细信息

以乙二醇、环氧氯丙烷、三甲胺、三乙胺、三乙醇胺、H_(4)SiW_(12)O_(40)、H_(3)PW_(12)O_(40)为起始原料,经开环聚合、季铵化、分子自组装,构建了系列羟基官能化聚醚杂多酸聚离子液体HPIL^(-1)~HPIL-6。聚离子液体兼具两亲活性、酸催化活性和氧化催化活性,以其为非均相催化剂,实现了油酸连续酯化、环氧化合成环氧油酸甲酯。当原料比n(甲醇)∶n(H_(2)O_(2))∶n(油酸)∶n(聚离子液体)=500∶120∶40∶1,室温下酯化反应2.5h,65℃下环氧化反应4h,环氧油酸甲酯产率92%。聚离子液体经离心分离、溶剂洗涤、真空干燥即可再生循环使用,循环使用5次,催化活性基本保持不变。

关键词：聚离子液体杂多酸酯化环氧化环氧油酸甲酯

韧性材料在球形压头渐进载荷下仪器化划入行为

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中国科学：物理学、力学、天文学 2023年第4期53卷 54-70页

作者：刘明徐智通福州大学机械工程及自动化学院、福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室福州350108

使用半径为500μm的球形氧化锆陶瓷压头对3种高分子和20种金属材料在渐进载荷下进行微米划入测试,研究了韧性材料在球形压头仪器化划入过程中的弹塑性变形行为.仪器化划入结果发现:随载荷的增加,金属的弹性回复率、残余划痕硬度、几何... 详细信息

使用半径为500μm的球形氧化锆陶瓷压头对3种高分子和20种金属材料在渐进载荷下进行微米划入测试,研究了韧性材料在球形压头仪器化划入过程中的弹塑性变形行为.仪器化划入结果发现:随载荷的增加,金属的弹性回复率、残余划痕硬度、几何划痕硬度和侧向划痕硬度均趋于稳定.而高分子的弹性回复率,几何划痕硬度却是单调减小,很有可能产生损伤破坏,在最大载荷下利用线弹性断裂力学方法计算得到的断裂韧度与文献中的结果一致;在大载荷下,残余划痕硬度和侧向划痕硬度趋近于常数.残余划痕硬度大于几何划痕硬度;摩擦系数随着载荷的增大而非线性增大是由于球形压头几何形状的影响(灰口和球墨铸铁的摩擦系数平稳段是由于石墨的影响).大部分材料的划入响应与力学性能有密切关系:临界划痕应变(弹性回复率平稳阶段的起始应变)与屈服应变成正比;趋于稳定的残余划痕硬度与屈服强度有线性关系,并且与努氏硬度成比例.

关键词：仪器化划入球形压头渐进载荷弹塑性变形力学性能