本网讯（物质科学与信息技术研究院 谭忱）近日，我校物质科学与信息技术研究院聚烯烃团队谭忱讲师与中国科学技术大学陈昶乐教授合作，在化学顶级期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上发表题目为“Outer-Shell Self-Supported Nickel Catalysts for the Synthesis of Polyolefin Composites”的研究论文。该论文第一作者为我校物质科学与信息技术研究院2020级硕士生李杰和中国科学技术大学博士生彭丹，通讯作者为我校谭忱讲师和中国科学技术大学陈昶乐教授。安徽大学为该论文第一单位。
聚烯烃材料的全球年产量高达近2亿吨，是石油化工、煤化工等行业的主要高分子类产品。在实际应用中，聚烯烃往往以复合材料的形式存在，从而实现其与别的材料的优势互补。原位烯烃聚合法可以实现分散相在聚烯烃基体中的均匀分散，是制备高性能聚烯烃复合材料的优选路线。该路线的实现离不开负载型的异相烯烃聚合催化剂。近几十年来，负载型过渡金属催化剂在原位制备聚烯烃复合材料中的应用得到了广泛研究。然而，催化剂的负载手段一直十分有限，且几乎全部建立在同一个思路上——通过共价键或次级键作用，使过渡金属催化剂分子结合在载体/改性载体的表面上。这些手段难以控制载体的表面基团对催化剂的结构和性能的影响，常常导致催化剂的性能在负载后出现难以预测的改变甚至发生失活。此外，为了在异相聚合中避免粘釜问题，往往需要使用能够在聚合过程中破碎的多孔载体。上述问题的存在，导致原位烯烃聚合法的应用范围受到了一定限制。
近日，我校谭忱讲师与中科大陈昶乐教授合作，制备了一系列壳层自负载型镍系烯烃聚合催化剂，通过α-二亚胺镍催化的离子簇型极性单体的沉淀聚合反应，在各种载体的表面上“沉积”了一层含有镍催化剂活性物种的聚烯烃离聚物壳层。这一策略使得催化剂分子与载体的表面之间不再有分子水平上的相互作用，削弱了载体种类对催化剂性能的影响，从而避免催化剂性能在负载后出现难以预测的改变。该类核壳型催化剂在乙烯单体的淤浆聚合、气相聚合中表现出高聚合活性、高分子量和可调节的熔点及支化度。与熔融共混法相比，通过原位聚合法得到的聚烯烃复合材料具有显著提升的机械性能，并在废弃物利用、浮力材料、电磁功能、阻燃、光降解聚合物等方面表现出优异的定制性能。此外，研究表明，除了填料的均匀分散之外，材料性能的改善还与较强的基体-填料界面相互作用有关。这种较强的相互作用得益于极性单体组分的增容作用。此外，该类镍催化剂还实现了良好的产物形貌控制，避免了聚合过程中的粘釜问题。
该工作得到了国家重点研发计划（2021YFA1501700）和国家自然科学基金（52025031, 22001004, 22261142664, U19B6001, U1904212）的支持。
