创新点

       本文介绍了一种新型负载型α-二亚胺镍催化剂，旨在研究其在乙烯聚合中的性能。通过调节配体上烷基醇链长，可调节镍活性中心与氯化镁载体表面的距离，进而有效调控载体诱导的空间位阻效应。该方法实现了从异相镍催化剂结构到聚合性能的调控。

研究背景

       聚烯烃作为一类广泛应用的高分子材料，主要通过过渡金属催化的烯烃配位聚合制备。后过渡金属催化剂因具有水氧敏感性低、耐受性良好等优势而广泛研究。在这一领域，大多数学术研究都集中在均相体系，对催化活性物种的结构及性质进行了详细的机理研究。而非均相催化剂更适合工业烯烃聚合，因为它们可以通过控制聚合物形态和防止反应器结垢。因此，开发高效、稳定的后过渡金属异相催化剂对于同时实现学术发展和工业要求至关重要。

重要内容

       基于上述背景，中国科学技术大学邹陈副研究员与河北工业大学/石河子大学刘宾元教授合作，设计、合成了一系列含有不同长度烷基醇链的二亚胺镍催化剂及其相应的MgCl₂负载型催化剂，系统开展了乙烯聚合性能研究。其中，烷基醇链作为间隔基，用于调控金属活性中心与载体表面之间的距离。通过改变烷基链长，研究团队实现了对活性中心与载体间距的调节，进而直接揭示了载体施加的空间位阻效应对乙烯聚合性能的影响规律（图1）。

图1 异相催化剂Ni1@MgCl₂-Ni1@MgCl₂催化原理示意图

文章报道了含不同烷基醇链长(n=0, 2, 4, 6, 10)的催化剂的合成方法和晶体结构(图2)。文章通过调节烷基醇链长意在研究空间距离与羟基的吸电子效应以及负载后载体的空间位阻效应的关系。

图2 (a)催化剂合成步骤；(b)Ni1晶体结构图；(c)Ni2晶体结构图

系统研究了含不同长度的烷基醇链作为间隔基的α-二亚胺镍配合物和相应的以氯化镁为载体的异相催化剂的乙烯聚合效果和聚合物的力学性能。结果表明，由于末端羟基对金属中心的吸电子效应，在烷基醇链长为4时，均相催化剂表现出最高的催化效果得到半结晶结构的聚乙烯。但随着烷基醇链进一步延长末端羟基的吸电子效应减弱，催化性能反而下降。相比于均相催化剂，由于载体表面的空间位阻效应，异相催化剂的活性提高了4倍，热稳定性也得到大幅度提高，具备优异的力学性能。此外，随着烷基醇链长的增加，载体表面的空间位阻对金属中心的调控作用减弱，聚合性能与相应均相催化剂趋于一致。

文章对比了均相与异相镍催化剂所制备聚乙烯的力学性能。异相催化剂Ni1@MgCl₂所制备的聚乙烯的拉伸强度显著优于均相体系。在较高温度下，异相催化剂合成的聚乙烯仍有良好的力学性能，而均相催化剂所制聚乙烯由于分子量下降难以成膜。

于帆博士研究生是该论文的第一作者，邹陈副研究员和刘宾元教授为通讯作者。

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