基于金属配体的嵌段共聚物材料的制备及其性能研究的任务书.docx

基于金属配体的嵌段共聚物材料的制备及其性能研究的任务书
任务书
一、任务背景及意义
随着全球经济的快速发展，人类社会对高性能新材料的需求不断增加。广泛应用于能源、环保、生活等领域的高分子材料，因其可通过改变其化学结构和形态微观结构来实现性能的调控，成为新材料开发的热点之一。
其中，金属配体嵌段共聚物材料因其优良的力学性能、导电性能和光电性能等特性，在能源转化、功能材料、光电子学等方面具有广泛的应用前景。利用金属配体的配位作用，结合嵌段共聚物的自组织特性，可以调控材料的化学结构和形态微观结构，从而得到物理化学性能优秀的材料，具有广阔的应用前景。
本次课题旨在通过制备不同金属配体的嵌段共聚物材料，研究其结构与性能之间的关系，探究金属配体对材料化学性质和物理性质的影响机制，探索一种新型金属配体嵌段共聚物材料的制备方法，以期为高性能新材料的研究提供一种新的理论理念和技术途径。
二、研究目标及内容
1.研究不同金属配体嵌段共聚物的制备方法，优化合成工艺，获取高质量并具有一定结构特殊性质的材料；
2.通过理化方法表征嵌段共聚物材料的化学和物理性质，探究金属配体对材料微观结构和物理性能的影响机理；
3.开展嵌段共聚物材料的应用研究，评估其在能源等领域的应用前景。
具体研究内容如下：
(1)通过合成化学方法制备不同金属配体嵌段共聚物，比较其制备工艺的差异及对材料性质的影响；
(2)通过核磁共振(NMR)、红外光谱(FT-IR)等手段分析金属配体在嵌段共聚物材料中的存在状态及分布情况；
(3)利用热重分析(TGA)、差示扫描量热(DSC)、动态力学热分析(DMA)等手段研究材料的热性能、相变行为和力学性能；
(4)通过电化学测试、光谱测试等方法研究材料的电性能、光电性能；
(5)开展嵌段共聚物材料在太阳能电池、荧光材料、气体分离、光催化等领域的应用研究。
三、研究方案及时间计划
本次课题研究计划时长为两年，下面是具体时间计划：
第一年：
1.1-3个月，阅读相关文献，了解嵌段共聚物材料的研究现状、金属配体的配位作用及其嵌段共聚物中的应用；
2.3-6个月，优化嵌段共聚物材料的制备方法，比较不同合成方法对材料性能的影响；
3.7-9个月，通过NMR、FT-IR等手段分析金属配体在嵌段共聚物材料中的存在状态及分布情况；
4.10-12个月，通过TGA、DSC、DMA等热物性能测试，研究材料的热性能和相变行为。
第二年：
1.1-3个月，通过电化学测试、光谱测试等方法研究材料的电性能、光电性能；
2.4-6个月，开展嵌段共聚物材料在太阳能电池、荧光材料、气体分离、光催化等领域的应用研究；
3.7-9个月，对前面实验结果进行综合分析，尝试寻找嵌段共聚物材料结构与性能之间的规律；
4.10-12个月，完成论文撰写及答辩。
四、研究经费
本课题研究经费预算为100万元，其中：
1.材料采购：30万元；
2.设备及维修：40万元；
3.差旅及交流费用：20万元；
4.论文发表费用：10万元。
五、预期成果
1.以第一作者身份在高影响因子杂志上发表研究论文2-3篇；
2.提交申请一项国家专利；
3.在相关学术会议上做2-3次口头报告；
4.为高分子材料研究提供新的理论思路和方法；
5.为相关领域的应用提供新型高性能材料。
六、参考文献
1.C.Adachi,M.Yoshida,N.Ikeda,K.Higaki,J.Mater.Chem.C,2019,7,12326-12332.
2.Y.Zheng,Y.Zhang,X.Chen,Z.Cui,Y.Chen,Chem.Commun.,2017,53,2734-2737.
3.J.Wu,R.Chawla,M.S.P.Shaffer,Polym.Chem.,2018,9,5450-5456.
4.L.Zhao,K.Chen,X.Zhang,J.Mater.Sci.,2017,52,6943–6956.
5.A.K.Bose,M.Hoffman,Chem.Mater.,2019,31,3567-3579.