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本發明屬于金屬催化以及藥物化學應用技術領域，具體涉及芳基碳苷類化合物的合成方法。碳苷是指碳苷鍵的環外氧原子被碳原子所取代的一類化合物的總稱，是自然界中存在非常廣泛的一類含糖骨架，它廣發存在于多種天然產物和藥物分子中，相比于氧苷和氮苷，碳苷在生物體內具有更好的酶穩定性以及耐水解性，因此它們也成為了代替天然氧苷藥物的一個重要選擇。例如近年來，多家制藥公司發展的一系列治療二型糖尿病的SGLT2抑制劑，包括達格列凈，卡格列凈，依帕列凈等。此外，碳苷在天然產物中的存在也是非常廣發。早在1971年由Scheuer,P.J.教授課題組從夏威夷的軟體珊瑚中分離得到天然產物海葵毒素(圖1)，后來在其他海洋生物中也有發現，其全合成工作在1994年由哈佛大學化學系教授Y.Kishi的研究小組完成，這是一例發現的比較早的碳苷類天然產物，也是迄今為止最為復雜的天然產物之一。此后，越來越多的含有碳苷的天然產物陸續被發現，下圖列舉了1990年以后具有代表性的含有C-苷的天然產物(圖2)。本發明的目的在于無需提前制備芳基金屬試劑，首次利用了Pd催化的碳氫鍵活化策略，通過AQ(或其他導向基團)導向的C(sp2)-H活化

1、高密度接枝改性的 CNTs 納米復合材料的制備 2、應用電場力協同制備聚合物復合材料 3、聚合物基微納復合材料流變學及界面特性4、在 ACS Appl. Mater. Interfaces, Chem. Comm., Acta Biomater., Carbon,Macromolecules 等發表相關論文多篇，申請發明專利 40 余項，其中已授權 24 項。

本方法采用低成本的氮化燃燒合成工藝制備了可被藍光或紫外光芯片激發的高性能Eu 2+ 摻雜AlN基藍色熒光粉，以及Eu 2+ 摻雜的Sr 2 Si 5 N8和Ca 2 Si 5 N 8 紅色熒光粉。該方法無需高溫長時間加熱，工藝簡單、成本低、效率高、重復性好、對環境沒有污染，適于工業化生產。

配位聚合物是由無機金屬中心與橋連的有機配體通過自組裝相互連接，形成的一類具有周期性網絡結構的晶態多孔材料。 一、項目進展 創意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業 入學/畢業時間 祝渙鈞 化學與化工學院應用化學專業 2019年9月至2023年6月 吳凌志 化學與化工學院應用化學專業 2019年9月至2023年6月 鄭毅 化學與化工學院應用化學專業 2019年9月至2023年6月 王梓 化學與化工學院應用化學專業 2019年9月至2023年6月 武辰禹 化學與化工學院應用化學專業 2019年9月至2023年6月 三、指導教師 姓名 學院/所學專業 職務/職稱 研究方向 覃玲 化學與化工學院 副教授 多功能配位聚合物材料的合成及應用研究 四、項目簡介 配位聚合物是由無機金屬中心與橋連的有機配體通過自組裝相互連接，形成的一類具有周期性網絡結構的晶態多孔材料。它具有多樣的拓撲結構，并且稀疏多孔，密度較低。這些特點使得它在吸附，催化，儲能的各個方面有著優良的效果。 本項目主要目的在于合成鈷/鎳基配位聚合物，選擇合適的有機配體與金屬離子鈷/鎳通過配位鍵構筑得到鈷鎳基配位聚合物，利用單晶衍射、元素分析、紅外光譜等方法對其結構及組成進行表征，或者通過合成和摻雜的方式，調控它的析氫性能，設計出高催化活性和穩定性、低成本的非貴金屬催化劑。 項目組成員通過設計選擇有機配體與金屬離子，通過溶劑熱方法合成了多種金屬有機框架材料，并將其熱解得到衍生材料。通過線性伏安掃描法等多種實驗方法測試了它們的電催化性能，其中化合物Ni-MOF的初始電位為-356mV，Tafel斜率127.3 mV⋅dec-1。Co-MOF通過摻雜Zn2+后，過電位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我們還合成了一種對金屬離子（Fe3+）與抗生素（加替沙星）有明顯檢測效果的鋅基材料，可作為多功能探針檢測水中金屬離子和抗生素的殘余量。由于化合物沒有催化位點，我們通過摻雜鈷金屬的方式，改善了它的電催化析氫性能，使它具有較低的初始電位(-423 mV)、較低的Tafel效率(101.9 mV⋅dec-1)和較好的循環穩定性。 項目為研究高性能和穩定性的HER電催化劑及金屬離子和抗生素熒光探針材料的設計合成提供了可行的思路。

粉煤灰基免燒免蒸磚是一種新型的建筑材料，它利用粉煤灰、電石渣、石膏等工業廢棄物作為主要粉體原料，以減水劑、緩凝劑等添加劑作為輔助材料，通過一定的工藝方法進行加工制作，從而生產出具有一定強度和耐久性的磚塊，以取代傳統的燒制成型的磚塊。這種不經高溫煅燒而制造的一種新型磚類建筑材料對環境保護具有重要意義，在減少自然資源消耗的同時，有效的減少工業廢棄物對環境的污染。在建筑材料市場，粉煤灰基免燒免蒸磚由于其環保特性，并且在施工過程中具有一定的便利性和經濟性，從而具有較大的競爭優勢。這種新型材料具有綠色環保、高強度、輕質等特點，是磚類建材領域對固體廢棄物資源化利用的理想應用方向。 技術特點 環保：粉煤灰基免燒免蒸磚以粉煤灰、電石渣、石膏等工業廢棄物作為主要粉體原料，可以減少對自然資源的消耗，使工業廢棄物得到有效利用，有利于環境保護。 高強度：采用特定工藝進行加工處理，使得粉煤灰基免燒免蒸磚具有一定的抗壓強度和耐久性，通過對工藝配比的調控，可以制備出滿足不同需求的磚體，其28天強度為30-60 MPa。 輕質：相較傳統的磚體材料而言，粉煤灰基免燒免蒸磚具有較輕的重量有利于施工和運輸。 生產工藝簡單：不需要進行復雜工業合成，只需將不同粉體進行充分混合，然后制作成型。生產設備簡單易使用，可以在適當的設備條件先進行規模化量產。 安全：在實際生產操作中不需要使用高濃度氫氧化鈉溶液進行活化，降低了施工人員的危險。

超級電容器是一種新型綠色儲能器件，擁有比功率大、充放電效率高， 壽命長等優點，在低碳經濟時代展現出巨大應用前景，已經被廣泛應用于電 子產品、電動汽車、混合電動汽車、無線通訊設施、信號監控、太陽能及風 力發電等領域。開發具有高能量、高循環性和低成本的超級電容器是該領域 未來重要研究之一。電極材料作為超級電容器的核心組成部分，對其儲能 性能有著至關重要的影響，而具有高理論容量、低價格的過渡金屬基化合物 （Fe、Co、Ni）是實現高容量、低成本超級電容器首選的電極材料。以過渡金 屬基化合物為主要研究對象，對其組分及結構進行了調控，通過儲能性能測 試及儲能機理分析，為開發高性能、低成本的活性電極材料提供實驗依據。 這一研究的開展，給組裝超高能量密度的超級電容器并使其從實驗室走向我們 的日常生活帶來了新的前景。1. 先進性及產業化前景：提高性能、降低成本一直以來都是超級電容器發展的 主旋律，其中能量密度低是超級電容器發展面臨的主要問題，因此開發出具 有高能量、成本低的超級電容器迫在眉睫。就提高性能而言，超級電容器的 電極改進是重點，主要途徑是通過提高電壓窗口和提高電極材料的比電容。目前針對超級電容器電極材料的研究主要集中在：(1)改進現有的電極材料;(2)開發新型電極材料；(3)改進生產工藝，實現低成本化。目前在全球范 圍內達到工業化生產水平的超級電容器基本都是以雙電層為儲能機制的活性 碳基超級電容器，而以贋電容為儲能機制的超級電容器尚處于實驗室開發階 段，因此超級電容器還有很大的發展空間。2. 對所在行業和關聯產業發展和轉型升級的影響：根據超級電容器的容量大小 和功率密度，可以將其用作后備電源、替換電源和主電源。當主電源發生故障 而不能正常使用時，超級電容器便起到后備補充作用，它具有壽命長、充放電快 和環境適應性強等優點。當用作替換電源時，主要應用于對環境變化有特殊要 求的場合，例如白天太陽能提供電源并對超級電容器充電，晩上則由超級電 容器提供電源。作為主電源時，主要利用超級電容的大功率密度，一般是一tin個或幾個超級電容器通過一定的方式連接起來持續釋放幾毫秒至幾秒的大電 流，放電之后，再由低功率的電源對其充電。3.   市場分析：根據IDTechEX數據統計，2014年超級電容器全球市場規模為11 億美元，預計到2018年，超級電容器全球市場規模將達到32億美元，年復合 增長率為31%,并預測將會以此速度預計到2018年，超級電容器全球市場規模 將達到32億美元，年復合增長率為31%,并預測將會以此速度繼續增長。我國 將“超級電容器關鍵材料的研究和制備技術"列入到《國家中長期科學和技 術發展綱要(2006-2020年)》，作為能源領域中的前沿技術之一。有數據顯示， 2015年國內超電市場規模已經超過了 70億元，因此，在這樣的一個大背景下， 研究新材料以開發具有超高能量密度的超級電容器具有非常大的市場前景。

我校協同育人企業天津騰領電子科技有限公司基于自研國產化工業控制系統開發了設施農業管控系統，利用邊云協同控制架構，集成以大模型驅動的作物生長監測、環境精準調控、水肥綜合管理等技術裝備。項目已在多地開展應用，開發了“認領一塊地”等商業模式。2025年4月7日，天津電視臺新聞頻道《都市報道60分》以《物聯網遇上菜籃子 解鎖開心農場》為題進行了報道。

該技術采用共沉積+剝離+破碎法制備非晶合金粉末，擺脫了水霧法對非晶成形能力的限制，適用于可以與鐵、鈷、鎳一起共沉積元素合金體系非晶合金粉末的生產。該粉末適合用于磁性材料、催化劑等領域。 該成果已申請一系列（鎳基、鐵基、鈷基的非晶電鍍，非晶粉末，催化電極等）發明專利，已有部分取得授權。

在傳統貴金屬（金、銀等）之外發掘出具有高性能等離激元效應的非金屬新材料，是當前等離激元學基礎研究及應用研發的一個熱點與難點。金屬氧化物半導體材料具有豐富可調的光、電、熱、磁等性質，對其采取氫化處理可有效修飾其電子結構，從而獲得豐富可調的等離激元效應；此處的一個關鍵性挑戰在于如何顯著提高金屬氧化物半導體材料內稟的低自由載流子濃度。基于該研究團隊新近發展的、理論模擬計算指導下的電子-質子協同摻氫策略，在本工作中研究人員采用簡便易行的金屬-酸溶液原位聯合處理方法實現了金屬氧化物MoO3半導體材料在溫和條件下的可控加氫（即實現了“本征半導體→準金屬”的可控相變），從而突破性地大幅提升了該材料中的自由載流子濃度。研究表明，氫化后的MoO3材料中自由電子濃度與貴金屬相當（譬如H1.68MoO3：~1021cm-3；Au/Ag：~1022cm-3），這使得該材料的等離激元共振響應從近紅外區移至可見光區，且兼具強增益及可調性。結合第一性原理模擬計算和以超快光譜為主的多種物性表征，研究人員進一步揭示出該協同摻氫所導致的準金屬能帶結構及相應的等離激元動力學性質。作為效果驗證，研究人員在一系列表面增強拉曼光譜（SERS）實驗中證實該材料表面等離激元局域強場可使吸附的羅丹明6G染料分子的SERS增強因子高達1.1×107（相較于一般半導體的104?5和貴金屬的107?8），檢測靈敏限低至納摩量級（1×10-9mol L-1）。 這項工作創新性地發展出一種調控非金屬半導體材料系統中自由載流子濃度的一般性策略，不僅低成本地實現了具有強且可調的等離激元效應的準金屬相材料，而且顯著地拓寬了半導體材料物化性質的可變范圍，為新型金屬氧化物功能材料的設計提供了嶄新的思路和指導。

項目成果/簡介:在傳統貴金屬（金、銀等）之外發掘出具有高性能等離激元效應的非金屬新材料，是當前等離激元學基礎研究及應用研發的一個熱點與難點。金屬氧化物半導體材料具有豐富可調的光、電、熱、磁等性質，對其采取氫化處理可有效修飾其電子結構，從而獲得豐富可調的等離激元效應；此處的一個關鍵性挑戰在于如何顯著提高金屬氧化物半導體材料內稟的低自由載流子濃度。基于該研究團隊新近發展的、理論模擬計算指導下的電子-質子協同摻氫策略，在本工作中研究人員采用簡便易行的金屬-酸溶液原位聯合處理方法實現了金屬氧化物MoO3半導體材料在溫和條件下的可控加氫（即實現了“本征半導體→準金屬”的可控相變），從而突破性地大幅提升了該材料中的自由載流子濃度。研究表明，氫化后的MoO3材料中自由電子濃度與貴金屬相當（譬如H1.68MoO3：~1021cm-3；Au/Ag：~1022cm-3），這使得該材料的等離激元共振響應從近紅外區移至可見光區，且兼具強增益及可調性。結合第一性原理模擬計算和以超快光譜為主的多種物性表征，研究人員進一步揭示出該協同摻氫所導致的準金屬能帶結構及相應的等離激元動力學性質。作為效果驗證，研究人員在一系列表面增強拉曼光譜（SERS）實驗中證實該材料表面等離激元局域強場可使吸附的羅丹明6G染料分子的SERS增強因子高達1.1×107（相較于一般半導體的104?5和貴金屬的107?8），檢測靈敏限低至納摩量級（1×10-9mol L-1）。 這項工作創新性地發展出一種調控非金屬半導體材料系統中自由載流子濃度的一般性策略，不僅低成本地實現了具有強且可調的等離激元效應的準金屬相材料，而且顯著地拓寬了半導體材料物化性質的可變范圍，為新型金屬氧化物功能材料的設計提供了嶄新的思路和指導。