1.加成型液体硅橡胶

加成型液体硅橡胶（ALSR）广泛应用于航空航天、新能源汽车等关键领域，但其易燃特性制约了其在高温、富氧等苛刻环境下的安全使用。现有阻燃技术往往难以兼顾材料的良好加工性能与长期稳定阻燃需求。近日，我校材料科学与工程学院、辽宁省橡胶重点实验室方庆红教授团队，通过学科交叉与协同创新，成功构建了富含高浓度氧空位的Co/CeO₂复合纳米填料（下图），首次将其作为高效阻燃体系应用于ALSR材料中。研究表明，仅添加1.0 phr的Co/CeO₂，即可显著提升ALSR的耐热性能及阻燃效能。实验表明，该复合材料在氮气与空气气氛下经800 ℃高温热解后，残炭率分别提升18.7%和24.3%。同时，材料火灾危险性显著降低：峰值热释放速率、总热释放量、烟雾生成速率、总烟雾生成量以及一氧化碳与二氧化碳生成量分别下降32.95%、35.56%、56.05%、49.66%、78.13%和30.09%。极限氧指数提升至31.5%，并成功通过UL-94 V-0级阻燃认证。该研究发展了一种高效、低添加量的新型阻燃策略，为面向极端环境下高安全性聚合物材料的设计与开发提供了重要支撑。

图 Co/CeO₂复合纳米填料结构表征

图 富氧空位Co/CeO₂对ALSR性能增强及机理示意图

如上图所示，Co/CeO₂提升ALSR耐热与阻燃的机理可概括为以下协同过程：在燃烧过程中，Co/CeO₂通过吸附热氧，阻断氧气与ALSR热解释放的可燃挥发物（如烷烃、烯烃等）接触，抑制气相燃烧反应；其表面丰富氧空位可捕获并淬灭·H、·OH等关键自由基，直接中断燃烧链反应。这种耗氧、自由基淬灭与催化交联的协同机制，共同构筑了材料优异的热稳定性和阻燃性能。

2026年1月6日，该研究成果以“Dual improvement in thermal stability and flame retardancy of addition-cure liquid silicone rubber mediated by oxygen vacancy-rich fillers”为题近期发表在《Chemical Engineering Journal》杂志，沈阳化工大学2023级博士研究生邢月为第一作者，沈阳化工大学方庆红教授、康海澜教授为论文共同通讯作者。

2.Co₃O₄-MnO₂异质界面调控驱动挥发性有机物净化

2025年12月15日，环境与安全工程学院张学军教授、刘威副教授团队在Chemical Engineering Journal （2026, 527, 171899.）期刊上发表挥发性有机物催化净化最新研究成果，题为“Cu-modified Co₃O₄-MnO₂ interfaces enable sustained lattice oxygen activation for catalytic toluene mineralization” (DOI: 10.1016/j.cej.2025.171899)。本研究制备了Cu修饰的Co₃O₄@MnO₂核壳结构催化剂，通过提升晶格氧活化能力和加速氧循环，实现甲苯在217 °C深度氧化并规避苯酚中间体。我校为本研究第一完成单位，理学院刘威副教授为第一作者，环境与安全工程学院陈希副教授和张学军教授为共同通讯作者。

图 Cu修饰的Co₃O₄-MnO₂界面增强甲苯催化氧化的机理

本研究发现Cu²⁺取代MnO₂壳层中的部分Mn离子后增强了Co₃O₄-MnO₂界面效应，强界面效应稳定了Co₃O₄核的结构，优化了界面电子排布，诱导了界面缺陷形成，最终增强了催化剂的低温还原性能，并促进界面邻近区域氧物种的活化。得益于此，甲苯氧化反应能垒显著降低，甲苯90%转化率的温度从Co₃O₄@MnO₂的247 °C降至Co₃O₄@Cu-MnO₂的217 °C。Co₃O₄@Cu-MnO₂可在230 °C时实现甲苯的完全氧化。原位DRIFTS、GC-MS揭示了甲苯在Co₃O₄@Cu-MnO₂表面的氧化遵循着甲苯→苯甲醇→苯甲醛→苯甲酸→马来酸酐→CO₂+H₂O的路径，完全规避了苯酚中间体的生成。该工作阐明了“界面缺陷-晶格氧活化-MvK循环”机制，为VOCs净化催化剂设计提供新思路。

图 Cu修饰Co₃O₄@MnO₂催化甲苯氧化的性能和稳定性

3.MoO₃@Fe₃(MoO₄)₃核壳异质结构材料用于三甲胺检测

针对食品安全领域腐败标志物三甲胺（TMA）检测中存在的灵敏度低、响应速度慢等技术瓶颈，我校化学工程学院伞晓广教授、孟丹教授团队成功设计并构建了MoO₃@Fe₃(MoO₄)₃核壳异质结构材料，系统探究了该材料对痕量TMA的气敏性能及作用机制。研究表明，这种核壳异质结构可有效调控MoO₃的电子结构，显著增强敏感材料表面Lewis酸性；同时，异质界面显著提升氧空位浓度，为气体吸附与表面反应提供了丰富充足的活性位点。此外，界面电荷转移效率的提升与材料的带隙剪裁，进一步强化了材料对TMA分子的吸附能力。

基于上述作用机理，团队优化后的MoO₃@Fe₃(MoO₄)₃传感器展现出优异气敏性能：在200°C条件下，对10 ppm TMA的响应值高达69.4，较纯MoO₃传感器提升约12.6倍，理论检测限低至1.1 ppb，同时具备出色的选择性、重复性与长期稳定性。在实际应用场景验证中，该传感器成功实现对虾储存过程的实时监测，可灵敏追踪TMA的释放动态，准确反映海鲜品质变化，为食品新鲜度的无损评价提供了可靠技术手段。

图 气敏性能与机理研究

2025年12月3日，相关研究成果以“Heterointerface-dominated MoO₃@Fe₃(MoO₄)₃ nanorods with oxygen vacancy for boosting trace trimethylamine detection”为题，发表于《Chemical Engineering Journal》。我校为论文第一完成单位，化学工程学院孟丹教授为第一作者，伞晓广教授、张磊讲师与中国科学院过程工程研究所齐健青年研究员为共同通讯作者。

该研究不仅为TMA高灵敏检测提供了新型材料与创新策略，也为构建智能化、实时化食品安全监测体系提供了关键技术支撑，具有重要的科学价值与广阔的应用前景。

4.改性氧化钨基光致变色材料

2025年11月17日，化学工程学院王康军教授团队在Chemical Engineering Journal发表题为“Z-Scheme 3D/0D TiO₂:N@WO₃ heterojunction interface drived sensitive photochromism and adjustable self-bleaching kinetics for advanced optical information storage media”的研究论文。沈阳化工大学王方可项目副教授为本研究第一作者，王康军教授、郑鹏副教授为通讯作者。沈阳化工大学为第一单位。WO₃基光致变色材料具备优异的化学稳定性、价格低廉等优势，在智能窗、防伪验证、光信息存储等领域应用前景广阔。然而，较慢的着色速度、漂白过程难以控制等缺陷限制其实际应用，着色速度低源于W⁵⁺较低的光还原活性；自漂白过程可控性差是由于W⁵⁺与氧气的反应活性较弱。因此，如何有效提升WO₃的着色与自漂白动力学性能，成为当前亟需解决的关键问题。

图 TiO₂:N@WO₃复合材料的的光致变色行为和可调的自漂白动力学，以及相应的紫外光照射下的局域结构演变行为

为应对上述挑战，化学工程学院绿色催化材料与过程技术研究团队开发了一种具备具备灵敏光响应与可控自漂白行为的Z型3D/0D TiO₂:N@WO₃异质结界面。该界面由零维纳米结构氧化钨（0D WO₃）与三维纳米结构的氮掺杂二氧化钛（3D TiO₂:N）构成（TiO₂:N@WO₃）。原位光照表征技术与理论模拟结果表明，该异质结界面不仅有效地促进了光生载流子的分离，且氮元素的供电子特性显著加速了光生电子的局域化行为，二者协同促进W⁵⁺的形成，大幅提升了氧化钨的光致变色速度。在低功率紫外光辐照下，TiO₂:N@WO₃可在几乎瞬间（约1秒）由黄色变为深蓝色。此外，3D TiO₂:N不仅有效抑制了0D WO₃的自发团聚，更重要的是显著增强了氧气分子的吸附能力，从而将自漂白时间从24小时大幅缩短至仅120秒，提升了自漂白动力学可控性。

5.水系锌离子电池正极材料

2025年11月14日，辽宁省无机分子基化学重点实验室朱明昌、吴双妍团队在Chemical Engineering Journal期刊报道了题为“Rational engineering of cyano-functionalized 2D coordination polymers for high redox activity cathode in aqueous zinc-ion batteries”的水系锌离子电池正极材料最新成果。沈阳化工大学为本研究第一完成单位，环境与安全工程学院朱明昌教授、化学工程学院吴双妍副教授和华北电力大学刘景维副教授为共同通讯作者，化学工程学院硕士研究生孔维乐为第一作者。

水系锌离子电池（AZIBs）作为一种新兴的储能技术，相较于传统锂离子电池，具备本征安全性高、成本效益突出以及环境友好等显著优势。然而，其实际应用受到缺乏高容量、长循环寿命与高性能正极材料的制约。为此，本研究提出了一种创新的分子设计策略，采用氰基功能化的二维配位聚合物（2D M-BLB）作为AZIBs正极材料。通过将3,5-双（咪唑-1-基）苯甲腈配体与过渡金属离子（Zn²⁺、Mn²⁺、Co²⁺）配位，构建了具有起伏层状结构的二维材料，该结构不仅为Zn²⁺的快速扩散提供了开放通道，还暴露出丰富的活性位点。氰基的高电负性与多电子氧化还原能力协同作用，赋予M-BLB优异的循环稳定性与高比容量。

图 二维M-BLB的合成及其作为正极时的储锌机理示意图

值得注意的是，具有更大层间距的Zn-BLB正极展现出尤为突出的电化学性能，这得益于其在电解质中良好的结构稳定性及有效的Zn²⁺嵌入/脱出动力学。在0.8–1.9 V电压窗口下，Zn-BLB在100 mA g⁻¹电流密度下可提供350.2 mAh g⁻¹的高可逆比容量，并在500 mA g⁻¹下循环1000次后仍保持稳定的电化学性能。该研究通过将氰基精准引入二维配位聚合物骨架，展示了一种提升电荷存储能力的有效策略，为设计具有可调控电子/离子传输路径的高性能AZIBs正极提供了分子层面的理论框架。