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期刊信息

国内刊号:CN 22-1128/O6

国际刊号:ISSN 1000-0518

主 管:中国科学院

主 办:中国科学院长春应用化学研究所中国化学会

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磷酸铁锂电池低温性能的改性方法简述
胡晨,金翼,朱少青,徐晔,水江澜
应用化学    2020, 37 (4): 380-386.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.04.200005
摘要357)   HTML8)    PDF (1809KB)(275)   

LiFePO4电极材料具有比容量高、工作电压稳定、成本低及环境友好等优点,被视为理想的锂离子电池正极材料,是目前电动汽车主要正极材料之一。 然而在低温下LiFePO4电池性能显著降低,限制了其在冬季和高寒地区中的使用。 研究人员分析了低温下磷酸铁锂电池性能快速下降的原因,并提出解决办法。 本文概述了提高磷酸铁锂电池低温性能的4个方法:1)脉冲电流;2)电解液添加剂;3)表面包覆;4)体相掺杂。

卟啉框架材料在光催化领域的应用
王禹婷,杨天怡,章应辉
应用化学    2020, 37 (6): 611-619.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.06.190336
摘要275)   HTML3)    PDF (1753KB)(248)   

卟啉分子对可见光具有较强吸收能力,被广泛应用于光催化和光敏化材料的设计开发。 基于卟啉单元设计构筑框架结构材料,可以借助框架结构的大比表面积和可调控孔结构,实现对卟啉单元光物理化学性质的修饰和调控,达到提高材料光催化量子产率和光催化选择性的目的。 本文综述了卟啉基金属有机框架材料(MOFs)、卟啉基共价有机框架材料(COFs)、以及卟啉基多孔共价有机聚合物(COPs)在光催化领域的研究进展,通过归纳需要解决的关键问题,对卟啉框架材料的未来发展进行了展望。

静电纺丝纳米纤维在燃料电池质子交换膜中应用的研究进展
付凤艳,程敬泉
应用化学    2020, 37 (4): 405-415.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.04.190230
摘要248)   HTML1)    PDF (1867KB)(180)   

保护环境,开发环保型能源,对人类和社会具有重要意义。 质子交换膜燃料电池由于具有燃料转化率较高和无污染的优点,备受关注。 静电纺丝纳米纤维具有比表面积大、高孔隙率和三维的相互连通的网状结构等特点,可以在燃料电池质子交换膜中得到广泛应用。 静电纺丝纳米纤维类复合质子交换膜具有较高的质子传导率,较低的燃料渗透率,较好的化学稳定性能、热稳定性能和机械性能。 本文首先介绍了质子交换膜燃料电池,然后从不同的离子型聚合物基质复合质子交换膜的类别出发,介绍了静电纺丝纳米纤维在Nafion、磺化聚酰亚胺(SPI)、聚苯并咪唑(PBI)、磺化聚醚醚酮(SPEEK)等不同种类的离子型聚合物质子交换膜中的研究现状及作用机理,同时对静电纺丝纳米纤维在质子交换膜的应用方面存在的问题及应用前景做了评论和展望。

纳米银/二维石墨相氮化碳/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化降解抗生素
霍朝晖, 杨晓珊, 陈晓丽, 张刚, 尹伟, 曹曼丽, 史蕾, 邱燕璇
应用化学    2020, 37 (4): 471-480.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.04.190247
摘要236)   HTML3)    PDF (2025KB)(178)   

为优化石墨相氮化碳(g-C3N4)光催化剂的结构,改善其对污染物的降解性能,本文以三聚氰胺为前驱体,通过高温煅烧和热氧化剥离制备了二维石墨相氮化碳(2D-C3N4),并用光还原法一步合成纳米银/二维石墨相氮化碳/还原氧化石墨烯(Ag/2D-C3N4/rGO)复合光催化剂。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、光致发光光谱(PL)、X射线光电子能谱(XPS)、氮气吸附脱附等温曲线(BET)等对材料进行表征。 以头孢曲松钠为目标污染物,探究pH值、催化剂用量、头孢曲松钠初始浓度等因素对催化剂的吸附、降解性能的影响,并探究降解反应机理。 当pH=6.0,催化剂用量为0.3 g/L,头孢曲松钠初始浓度为10.0 mg/L时,复合材料对头孢曲松钠的降解率可达到89.1%。 催化剂的稳定性较强,具有实际应用价值,可用于处理含头孢类抗生素的废水。

分级纳米材料的结构、制备及其应用
樊哲,张盛盛,唐家豪,范萍
应用化学    2020, 37 (5): 489-501.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.05.190248
摘要199)   HTML3)    PDF (5325KB)(240)   

纳米材料因其独特的表面效应、体积效应和量子效应等特点,在化工、生物工程、医学和能源等领域有着广阔的应用。 由简单的低维纳米结构作为主要的构建单元并按照特定的排列方式组装成规整有序的三维结构,即分级纳米结构,已经开展了许多的研究。 本文综述了分级纳米结构的制备方法和微观结构,及其在污水处理、超级电容器、太阳能电池以及光催化等领域的应用。

过渡金属及其化合物应用于锂硫电池的研究进展
王春丽,孙连山,钟鸣,王立民,程勇
应用化学    2020, 37 (4): 387-404.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.04.190243
摘要196)   HTML3)    PDF (5784KB)(217)   

锂硫电池因具有高理论比容量和性价比,被认为是具有发展潜力的新型二次电池。 但是,作为活性物质的单质硫和反应产物是电子绝缘体,充放电过程的中间产物多硫化锂在电解液中易于溶解和迁移引起“穿梭效应”和一系列的副反应,造成活性物质利用率低,电池的电化学稳定性变差。 本文综述了近年来过渡金属纳米材料应用于锂硫电池的研究进展,重点介绍了材料的合成方法以及其抑制多硫化锂溶解并促进其转化的反应机理,并对锂硫电池正极载体材料的发展方向进行了展望。

卤化物钙钛矿微纳阵列的可控制备及应用
范黎明,王时茂,叶雨琪,丁博文,单雪燕,孟钢,方晓东
应用化学    2020, 37 (4): 367-379.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.04.190297
摘要191)   HTML3)    PDF (2011KB)(205)   

卤化物钙钛矿不仅具有光吸收系数高、激子束缚能低、载流子迁移率高等优异的光电性能,而且具有缺陷容忍度高、低温溶液法生长、带隙可调等传统半导体不具备的优点,迅速成为光电领域的研究热点之一。 在单个光电器件的基础上,开发阵列型器件将推动卤化物钙钛矿在(柔性)光电器件中的应用。 但卤化物钙钛矿因对常规有机溶剂较敏感而与现有光刻工艺不兼容,开发适合卤化物钙钛矿的微纳制作工艺尤为重要。 本文系统归纳了近年卤化物钙钛矿微纳阵列制备采用的各种策略和方法,分析了不同方法的优缺点和适用性,介绍了卤化物钙钛矿微纳阵列在光电领域的应用,并对该领域目前存在的问题及发展前景进行了展望,以期为新型卤化物钙钛矿光电器件的研究提供参考。

一种红光发射的粘度荧光探针
蔡丰泽, 徐永玲, 周乐, 许丙嵩, 陈浩, 孙建强, 李迪, 王慧
应用化学    2020, 37 (4): 440-446.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.04.190284
摘要185)   HTML3)    PDF (1844KB)(177)   

以三苯胺和苯并噻唑盐为原料,设计合成了一种具有红光发射特性的D-π-A型荧光粘度探针N-乙酸乙酯基-2-(4-甲酸甲酯基三苯胺-4'-乙烯基)苯并噻唑六氟磷酸盐(L),运用现代分析测试手段进行了系统地表征。 研究结果表明,探针L的最大发射波长为630 nm,能有效地降低生物背景,提高生物成像的信噪比。 该探针对粘度有很好的荧光响应,其荧光强度比值(I/I0)的对数与粘度的对数呈现很好的线性关系(R2=0.9934)。 此外,探针L对极性的敏感性小,且荧光信号不受生物分子的干扰。 生物学研究结果表明,探针L具有低的细胞毒性,可应用于细胞内微环境粘度的荧光成像。

硅烷基咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺离子液体气相色谱固定相的性能评价
马浩, 赵雪, 李坤兰, 邵国林, 安庆大, 杨丽玉, 魏立纲
应用化学    2020, 37 (4): 447-454.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.04.190231
摘要185)   HTML1)    PDF (660KB)(122)   

以双三氟甲烷磺酰亚胺离子([NTf2]-)为阴离子,合成阳离子烷基取代不同(C1、C2和C4)的硅烷基咪唑离子液体,以其为固定相制备气相色谱填充柱。 硅烷基咪唑离子液体为强极性固定相;阳离子结构影响固定相的热稳定性、极性和分离性能。 在这些离子液体固定相中,1-丁基-3-[(3-三甲氧基硅基)-丙基]咪唑双三氟甲烷磺酰亚胺([PBIM]NTf2)对Grob试剂分离性能较好。 利用溶剂化作用参数模型,评价[PBIM]NTf2固定相特性,研究固定相-组分分子之间相互作用机制;同时考察[PBIM]NTf2色谱柱对不同类型化合物的分离性能。 结果表明,[PBIM]NTf2固定相主要作用力是氢键碱性和偶极作用,对烷烃、醇、酯和胺等不同类型的样品组分表现出良好的分离能力。

镍钴氢氧化物的制备及其电化学性能
安露露, 米杰
应用化学    2020, 37 (5): 579-586.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.05.190315
摘要183)   HTML3)    PDF (2332KB)(139)   

采用化学共沉淀法成功制备了片状镍钴氢氧化物,并探究了不同镍钴物质的量比对样品形貌及电化学性能的影响。 通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)及比表面积孔径分析仪(BET)对样品的结构、形貌进行了表征,并利用循环伏安法、恒电流充放电法等对其电化学性能进行了分析。 结果表明,n(Ni):n(Co)=4:1的样品直接用作电极材料时,具有最好的电化学性能:在0.5 A/g的电流密度下拥有1852 F/g的高比容量;电流密度增大20倍时,仍拥有1330 F/g的高比容量。 以镍钴氢氧化物为正极,活性炭为负极组装的非对称式超级电容器在346 W/kg的功率密度下,能量密度达52 Wh/kg,在循环10000圈之后电容保持率为92%。 优异的电化学性能表明,片状镍钴氢氧化物是很有应用潜力的电极材料之一。

基于抗菌肽的智能型抗菌涂层研究进展
孙振龙, 闫顺杰, 周容涛, 张桢焱, 欧阳兆飞, 朱雪真, 殷敬华
应用化学    2020, 37 (8): 865-876.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.08.200145
摘要176)      PDF (1753KB)(113)   
抗菌肽作为一种高效、广谱、不致细菌耐药性的抗菌物质受到科研人员的广泛关注。 在生物材料表面制备抗菌肽基涂层是减少器械相关细菌感染的有效途径。 然而传统抗菌肽释放型涂层受限于抗菌肽存储量,抗菌时效短;抗菌肽直接固定涂层易遭受死细菌对杀菌性能的掩蔽。 另外,生物材料使用场景的多变性和复杂性,强烈要求材料的正常服役和抗感染性能具有高度可调控性。 将刺激响应聚合物与现有的抗菌策略相结合,并通过精巧的设计来构建智能型抗肽涂层平台,对于获取优异的抗菌特性和丰富体系的使用场景具有重要意义。 本文综述了智能型抗菌肽涂层的研究进展,阐述了构建释放型和非释放型涂层的主要策略,分析了刺激响应聚合物在抗菌体系中的作用及角色,探讨了智能抗菌肽涂层在正常服役和感染应对阶段的功能转换设计,并对智能型抗菌肽涂层的未来发展做出展望。
二维材料插层改性方法研究进展
王蕾, 宫勇吉
应用化学    2020, 37 (8): 855-864.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.08.200086
摘要173)      PDF (1627KB)(120)   
二维材料凭借其独特的电学、光学、磁学等性质引起了广泛关注,如何处理二维材料使其改性是目前的研究热点。 插层方法是目前调控二维材料性质的主要方法之一。 插层过程中,客体粒子插入主体材料的范德华层间,造成二维材料物理与化学性质的变化。 气相、液相、固相插层均可以使二维材料的性质得到提升。 本文主要介绍二维材料插层方法,分析其不同优势和限制条件,并展望如何综合应用插层方法更好地提升二维材料电学、光学等性能。
二次包覆法制备煤沥青基硅/碳复合物及其锂离子电池性能
王金莹, 曲江英, 李杰兰, 汤占磊, 臧云浩, 王涛, 顾建峰, 周钢, 高峰
应用化学    2020, 37 (5): 562-569.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.05.190306
摘要165)   HTML1)    PDF (1781KB)(141)   

本文采用市售纳米硅为硅源,以软化点低、得碳率高、价格便宜的煤沥青作为碳源,通过两步包覆法制备了煤沥青基硅/碳(Si/C/C)复合物,并研究其作为锂离子电池负极材料的电化学性能。 结果表明,所得复合物的粒径在300~350 nm间,Si纳米粒子被C包覆并相互连结成C-Si-C网络结构,其中Si含量为27%的硅/碳复合物(Si/C/C-27%)作为锂电池电极材料表现了良好的储锂性能。 在0.1 A/g的小电流密度下,Si/C/C-27%的放电比容量为1281 mA·h/g;在3 A/g的大电流密度下,其放电比容量仍能保持在582 mA·h/g,表现了良好的倍率性能。Si/C/C-27%在2 A/g的电流密度下经过100次的循环后其比容量保持率为76.61%,表现了良好的循环稳定性。 相比于煤沥青基碳的一次包覆所得的硅/碳复合材料(Si/C),Si/C/C有效提高了Si纳米粒子的导电性并抑制了其在嵌锂和脱锂过程中的体积膨胀。 本文提出的二次包覆的新方法为制备具有优异电化学性能的锂离子电池负极材料提供了新的研究思路。

发展生物安全材料学,筑牢中国国家安全城墙
唐东升, 崔建勋, 梁刚豪, 喻盈捷, 周惠玲, 魏登帅, 肖海华
应用化学    2020, 37 (9): 985-993.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200225
摘要164)      PDF (633KB)(109)   
生物安全问题已经成为全世界面临的重大生存和发展威胁之一。 在当前我国常态化抗击新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情的背景下,生物安全的战略地位不断提升,它不仅是对国家安全体系组成元素的不断丰富,而且也将增强我国应对突发公共卫生事件的能力,更是保障国家生物安全的必然选择。 然而,骤然爆发的COVID-19疫情,揭示了世界各国生物安全还存在漏洞。 我国疫情初期,抗疫一线防护装备严重缺乏,检测、监控手段薄弱等,其部分原因是我国生物安全相关的材料研发有所欠缺。 利用新材料来防范生物安全威胁和应对生物安全风险因子,发展生物安全材料学,加强生物安全材料学科建设及人才培养,促进生物安全材料学的发展,具有重大意义。 生物安全材料学的发展,必将满足人民健康、国家战略和国防需求,为我国国家安全提供保障。
通过调控肿瘤代谢增强T细胞抗肿瘤活性
张思佳, 徐彩娜, 陈杰, 田华雨, 陈学思
应用化学    2020, 37 (9): 977-984.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200164
摘要160)      PDF (801KB)(106)   
肿瘤免疫治疗是一种新型的癌症治疗方法。 然而,现阶段肿瘤免疫疗法的临床响应率低等问题严重制约了其进一步应用。 其根本原因在于肿瘤组织免疫抑制微环境限制了T细胞的抗肿瘤活性,而肿瘤组织代谢改变在肿瘤免疫抑制微环境形成过程中起关键作用。 本文重点总结了通过调控肿瘤的有氧糖酵解、氨基酸代谢和脂肪酸代谢增强T细胞的抗肿瘤活性。 最后,提出当前肿瘤代谢调控研究方面仍然存在的问题,并对纳米载体在肿瘤代谢领域的发展前景进行了展望。
可见光诱导的烯炔和多氟烷基卤环化合成含氟异喹啉酮
王硕文, 刘缘, 徐振华, 曾蓉, 陈义, 唐石
应用化学    2020, 37 (4): 424-432.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.04.190140
摘要153)   HTML2)    PDF (2269KB)(135)   

发展了一种可见光诱导的1,7-烯炔与全氟烷基卤串联原子转移自由基加成(ATRA)/环化合成含氟2,4-二氢异喹啉-2(1H)-酮的反应。以多氟烷基碘或溴为自由基前体,面式-三( 2-苯基吡啶)合铱(摩尔分数1%)为光敏剂,在5 W蓝光发光二极管(LED)照射下,多种苯桥联1,7-烯炔顺利发生串联(ATRA)/环化反应,以中等到优秀(62%~84%)的产率合成了一系列多氟化异喹啉酮衍生物。 此合成方法反应条件温和、清洁、高效且底物适用范围广,为具有潜在药用价值的多氟化2,4-二氢异喹啉-2(1H)-酮的合成提供新的途径。

基于铁、钴、镍金属磷化物纳米催化剂的碱性条件下电解水制氢的研究进展
蒙阳, 杨婵, 彭娟
应用化学    2020, 37 (7): 733-745.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.07.200058
摘要149)      PDF (1310KB)(137)   
过渡金属磷化物(TMPs)因其导电性好、稳定性高而被广泛认为是电解水析氢反应(HER)的优异电催化材料。 本文主要围绕基于过渡金属Ni、Co、Fe磷化物纳米材料的合成、表征、以及在碱性介质中的电催化HER性能等方面展开。 从中得出结论,在一定范围内,TMPs体系中富磷相越多,其在碱性电解液中的HER活性越高。 为以后的研究提供了方向。
2-巯基苯并咪唑保护的铜纳米团簇的制备及银离子检测
蔡志锋, 陈思颖, 庞姝琳, 宋爽, 贾康, 毛钰瑾, 田芳, 张彩凤
应用化学    2020, 37 (5): 587-594.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.05.190312
摘要147)   HTML2)    PDF (1940KB)(113)   

以2-巯基苯并咪唑为保护剂,聚乙烯吡咯烷酮为稳定剂,水合肼为还原剂,“一锅法”合成2-巯基苯并咪唑保护的,高稳定性、强荧光、大斯托克斯位移的铜纳米团簇(Cu NCs),并用于检测水样中的银离子含量。 采用透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对铜纳米团簇的结构进行表征,通过荧光光谱和紫外可见光谱对其光学性能进行研究。 研究表明:该铜纳米团簇的最大激发和发射波长分别为340和558 nm,在日光灯和紫外灯下分别为无色和橙色。 Cu NCs具有较高的分散性,尺寸大小为2~3 nm。 在最佳反应条件下,铜纳米团簇可以选择性地被银离子猝灭,且灵敏度高,线性范围为1~40 μmol/L,检测限为0.5 μmol/L。 该方法用于检测实际水样(自来水、湖水)中银离子的浓度,结果令人满意,表明在环境监测中有非常高的应用价值。

高强度聚乙烯醇/聚苯胺/聚吡咯/TiO 2导电杂化水凝胶的制备与性能
佘小红, 杜娟, 王璐珮, 朱雯莉, 杨巧玲, 邹智挥
应用化学    2020, 37 (5): 541-546.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.05.190267
摘要140)   HTML1)    PDF (1197KB)(104)   

本文以聚乙烯醇(PVA)、苯胺(ANI)、吡咯(Py)及钛酸丁酯(TBOT)为原料,通过溶胶-凝胶法、原位氧化聚合法及冷冻-融溶法一步得到聚乙烯醇/聚苯胺/聚吡咯/TiO2(PVA/PANI/PPy/TiO2)杂化水凝胶。 结果表明,该杂化水凝胶具有优异的力学性能和导电性能。 当n(ANI):n(Py)=8:2(TBOT体积为100 μL)时,其压缩强度高达2.45 MPa。 同时,在外加电源的作用下,该凝胶能够使灯泡发光。 当n(ANI):n(Py)=2:8(TBOT体积为150 μL)时,杂化水凝胶的电导率(0.25 S/m)最好。 该杂化水凝胶有望广泛地应用在柔性可穿戴电子器件、安全离子电池、传感器和生物器件等领域。

紫外光固化水性油墨及墨膜耐磨性能
侯成敏,张伟,夏卫民,张治发,寇艳萍
应用化学    2020, 37 (4): 464-470.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.04.190257
摘要139)   HTML2)    PDF (663KB)(118)   

传统紫外光固化(UV)油墨具有粘度低、固化速度快、应用范围广等优点。 但存在使用少量有机溶剂、交联程度低等缺陷。 本文通过自由基聚合制备的苯乙烯丙烯酸共聚物与甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)反应制备水性预聚物。 通过甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和乙二胺反应制备了含有四丙烯酸官能团的活性稀释剂。 最后,通过水性预聚物、活性稀释剂、光引发剂以及少量溶剂制备了UV光固化水性油墨。 探讨了光引发剂的种类和质量分数、预聚物的相对分子质量和质量分数、活性稀释剂的结构和质量分数对UV油墨的光固化速度以及耐磨度的影响。 当预聚物的数均相对分子质量为1.98×105且质量分数为30%、光引发剂质量分数为4%、活性稀释剂的官能团数目为4且质量分数为40%的UV水性油墨的光固化速率为1 s,经50次磨损质量损失为9%。 该方法所制得的UV水性油墨可用于柔版印刷、凹印、数字印刷等。

聚乙二醇/氮化硼复合材料相变导热性能及其结晶行为
何玉芳, 颜品萍, 黄宝铨, 罗富彬, 李红周, 钱庆荣, 陈庆华
应用化学    2020, 37 (6): 650-657.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.06.200031
摘要138)   HTML1)    PDF (1746KB)(77)   

本文采用熔融共混浇筑的方法制备了聚乙二醇/氮化硼(PEG/BN)相变复合材料,并研究了不同尺度片状BN对相变复合材料导热性能和结晶行为的影响。 通过扫描电子显微镜(SEM)、热常数分析仪、红外热成像分析仪和差示扫描量热仪(DSC)研究了相变复合材料的微观形貌、导热系数和相变过程,并利用莫志深法对DSC结果进行了非等温结晶动力学分析。 结果表明,较大片状直径(50 μm)的BN可以更有效地提高聚乙二醇的导热系数,当BN填料质量分数为40%时,相变复合材料的导热系数可达到5.04 W/(m·K)。 在快速降温条件下,片径为50 μm的BN填料可以缩短PEG的半结晶时间,提高结晶速率,使相变复合材料具有较大的相变焓。

黄原胶和瓜尔胶混合溶液及其硼砂交联体系的流变性能
范亮姣, 田玉芹, 钱钦, 陈雷, 郭宏伟, 辛爱渊, 侯万国
应用化学    2020, 37 (5): 531-540.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.05.190293
摘要133)   HTML3)    PDF (965KB)(112)   

本文研究了黄原胶(XG)和瓜尔胶(GG)的混合溶液及其硼砂(B)交联体系的流变性,考察了XG/GG间的“协同增效作用”以及溶液组成、pH和电解质(NaCl和CaCl2)对其流变性的影响。 结果表明,所有溶液体系均为假塑型流体,其流变曲线可用Herschel-Bulkley和Casson模型描述。 XG和GG复配具有明显的“协同增粘效应”,在XG占两聚合物的质量分数w(XG)为20%和90%时协同增粘效应最强,其“协同增粘率”(Rm)分别约为42%和34%。 硼砂(B)可交联XG/GG混合溶液,其交联增粘效果随w(XG)的减小和硼砂质量浓度ρ(B)的增大而增大;在w(XG)=50%和ρ(B)=1.00 g/L时,“交联增粘率”可达85%。 在所研究的pH值范围(6.2~10.0)内,XG/GG混合溶液的流变性基本无变化,而XG/GG/B交联体系(w(XG)=50%和ρ(B)=0.75~1.00 g/L)的表观粘度随pH值增大先升高后降低,pH=9.0时出现最大值,交联增粘率达107%。 电解质可使XG/GG/B交联溶液(w(XG)=10%和ρ(B)=0.50 g/L)体系的粘度大幅下降,且CaCl2的影响明显高于NaCl,表明交联结构的耐盐能力较差。 这些结果加深了对XG/GG混合溶液流变性的认识,可为其实际应用(如在强化采油中的应用)提供依据。

K-Means聚类分析法筛选柠檬香茅茎叶差异蛋白及鉴定
黄惠明, 李珊珊, 李海明, 吴水金, 李跃森, 林洪涛, 郑开斌
应用化学    2020, 37 (4): 455-463.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.04.190249
摘要133)   HTML1)    PDF (1795KB)(102)   

柠檬香茅含有大量的香茅精油,运用十分广泛,然而其茎、叶的精油含量却相差悬殊。 为探索柠檬香茅精油代谢相关的蛋白途径,本文对柠檬香茅旗叶、成熟叶及茎秆等材料进行精油含量、总蛋白含量测定及双向凝胶电泳(2-DE)表达谱分析,运用k-means聚类分析方法对2-DE电泳中差异蛋白斑点的丰度、等电点和相对分子质量进行聚类分析和讨论,结果表明,旗叶和茎秆上调表达的蛋白质斑点的聚类对于相对分子质量变化敏感,成熟叶上调表达蛋白质斑点对于丰度的变化较为敏感。 预测了精油代谢功能相关的蛋白质斑点15个,挖取预测蛋白质斑点通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF/TOF-MS)成功鉴定了9个蛋白质。 本研究为柠檬香茅精油的蛋白代谢途径提供新的基础信息及研究思路。

碱催化醛、丙二腈和邻苯二甲酰肼的三组分反应合成酞嗪衍生物
陈晨, 阮鸿力, 吕乐, 宋芷熙, 吕成伟, 安悦
应用化学    2020, 37 (5): 502-511.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.05.190311
摘要125)   HTML2)    PDF (636KB)(149)   

经过实验验证引入水有利于芳香醛、丙二腈和邻苯二甲酰肼三组分的反应进行,催化量的有机碱三乙胺(Et3N)或无机碱磷酸氢二钾(K2HPO4·3H2O)可以在常规条件下促进该反应。本文以39%~97%的产率合成一系列1H-吡唑[1,2-b]酞嗪-5,10-二酮衍生物。 两种催化剂均溶于水,因此,反应结束后催化剂的分离与产物提纯简便易行。 此方法具有反应条件温和、绿色环保、操作简单、后处理方便等特点。

纤维素凝胶电解质及其在超级电容器中的应用
张晓博, 辛海瑛, 许爽, 张兴海, 王丽秋
应用化学    2020, 37 (5): 547-554.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.05.190327
摘要122)   HTML2)    PDF (953KB)(96)   

以纸浆为原料制备得到一种粘胶液,经静置水化交联,得到一种纤维素凝胶电解质(XWD-NaOH);添加亚铁氰化钾,使获得的新型纤维素凝胶电解质(XWD-NaOH-K4[Fe(CN)6])呈现良好的氧化还原活性,电导率达15.3 mS/cm;与XWD-NaOH相比,XWD-NaOH-K4[Fe(CN)6] 电解质超级电容器,在0.5 A/g电流密度下,比电容、功率密度和能量密度分别提高了57%、111%和 214%,并且体系具有更低的内阻、电荷转移电阻及高的循环稳定性。

pH可逆激活型不对称菁光敏剂的光动力杀菌活性
赵凯超, 赵旭, 严秀平
应用化学    2020, 37 (6): 620-626.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.06.200092
摘要121)   HTML3)    PDF (4431KB)(107)   

研究了一种pH可逆激活型不对称菁(Acy)的光动力杀菌性能。 结果表明,Acy在细菌所处弱酸性微环境和808 nm激光照射下可特异性激活产生单线态氧,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均展现出了很好的光动力杀菌效果,而在正常体液条件下无明显的抗菌作用。 这种可特异性激活的光动力特性使得Acy避免了传统光敏剂因缺乏细菌特应性而产生的非特异性损伤,在细菌感染的特异性治疗方面展现出了良好的应用前景。

Keggin型多酸基晶态材料的合成及催化性能
张转芳, 郑建华, 辛建娇, 赵楠, 陈洁, 许芮
应用化学    2020, 37 (4): 481-488.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.04.190268
摘要118)   HTML1)    PDF (1313KB)(109)   

通过引入Keggin型多酸离子[PW12O40]3-到Co-bbp(bbp:3,5-双(4-吡啶基)吡啶)体系中,在水热条件下合成一个新的物质Co{bbp}2(H2O)4(HPW12O40)(1)。 通过X射线单晶衍射(CDD)分析表明该化合物为单斜晶系,C2空间群。 所呈现的结构由金属Co和有机配体bbp配合形成金属-有机单体,然后通过配体间的ππ键堆积成二维层状框架结构,多酸[PW12O40]3-作为模板嵌入框架的空穴内,形成一个以多酸为模板超分子化合物。 通过研究化合物1的催化性质,结果发现其对罗丹明B(RhB)具有很好的催化降解能力(可见光照120 min后降解率为94%),并且可以电催化亚硝酸根(NO2-)和抗坏血酸(AA),是一个具有多功能的催化剂。

磺酰脲类化合物在水稻田中的除草性能
孟凡飞,魏巍,周沙,周莎,李正名
应用化学    2020, 37 (4): 416-423.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.04.190263
摘要116)   HTML1)    PDF (644KB)(105)   

水稻是我国重要的粮食作物,但杂草对水稻的产量和品质产生了严重影响。 化学防除是治理水稻田杂草最有效的途径。 文中设计合成了苯环2,6-取代和2,5-取代两个系列磺酰脲类化合物,并通过核磁共振波谱仪(NMR)和高分辨质谱仪(HRMS)等对其进行了结构表征。 通过水稻田除草活性和安全性测试发现化合物在水稻田中具有较好的除草活性,尤其是化合物10a对水稻田中的主要杂草稗草和醴肠除草活性(目测初筛防效大于90%)优于对照药醚苯磺隆和氯磺隆,安全性与之相当。

改性HZSM-5沸石分子筛对五氧化二氮硝化甲苯的影响
洪钟, 吕早生, 程广斌
应用化学    2020, 37 (6): 635-641.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.06.190338
摘要116)   HTML2)    PDF (594KB)(73)   

五氧化二氮(N2O5)作为一种新型绿色硝化剂,可替代传统高污染的混酸,然而N2O5直接硝化收率较低。 本文使用3种方法对HZSM-5沸石分子筛Z5进行改性,将催化剂用于N2O5硝化甲苯,并使用吡啶红外(FT-IR)、X射线衍射(XRD)进行表征。 实验表明:引入催化剂后,一硝基甲苯收率明显提升,其中浸渍法(IM)改性效果优于离子交换法,Cu-Z5-IM(Z5为HZSM-5沸石)的活性最高,一硝基甲苯产率达到了67.7%,相比未改性(45.2%)提高了22.5% ;经过5种不同浓度NaOH改性后,得出0.2 mol/L改性浓度最佳,硝化产率达到了58.5%。

基于一锅法的磺化聚砜质子交换膜的性能
乔宗文, 赵本波
应用化学    2020, 37 (6): 658-665.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.06.190355
摘要114)   HTML1)    PDF (919KB)(81)   

以双酚A型聚砜(PSF)为基质材料,通过傅-克烷基化反应在PSF主链引入—NCO活性基团,制备乙基异氰酸化聚砜(PS-SA)。 在制备PS-SA的基础上,采用两步一锅法,PS-SA与2-萘酚-6,8-二磺酸钾通过亲核取代反应,制备一种侧链含有萘环的萘磺酸型磺化聚砜PS-NS,充分表征聚合物的化学结构,以溶液浇注的方法制备质子交换膜,研究了温度对PS-NS膜的吸水率(WU,Water Uptaking)、吸水溶胀性(Swelling Ratio)、质子传导率(Proton Conductivity)等基本性能的影响。 结果表明,PS-NS膜由于亲水基团距离较远,能够很容易形成相分离结构,所制备的质子交换膜高WU下尺寸稳定性仍然很高,其中PS-NS-4膜(磺酸基团键合量为1.42 mmol/g)在25和85 ℃的WU高达27.2%和40.3%,但是相应的吸水溶胀性仅为25.2%和57.2%,与相同条件下Nafion115膜的性能十分接近。

二维水滑石纳米片对氧化铝/聚酰亚胺复合薄膜耐电晕性能的影响
马平川, 马莉莉, 杨正慧, 郭海泉, 高连勋
应用化学    2020, 37 (6): 666-672.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.06.190354
摘要113)   HTML2)    PDF (1903KB)(93)   

将二维层状材料水滑石剥离为二维纳米片分散液,向其中加入纳米氧化铝,并进行聚酰亚胺(PI)的原位聚合,构筑PI/水滑石纳米片/氧化铝纳米粒子三元复合薄膜。 结果表明,在PI薄膜中同时加入质量分数为10%氧化铝和2%水滑石纳米片,比仅加入质量分数为10%氧化铝时的耐电晕时间(180 min)提高了12倍,拉伸强度提高了37.8%。 聚合物中同时加入纳米片、纳米粒子两种不同形貌填料,能够同时提升复合材料的耐电晕性能和机械性能。

无金属可见光诱导原子转移自由基聚合法制备聚丙烯酰胺@氧化石墨烯/纳米钯复合物修饰电极及其对乙醇的检测
王伟, 李娟, 白茹, 韩珍, 冯雪薇, 孙越
应用化学    2020, 37 (5): 595-603.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.05.190299
摘要110)   HTML1)    PDF (948KB)(119)   

在金电极表面,用无金属可见光诱导原子转移自由基聚合(MVL ATRP)的方法制备聚丙烯酰胺@氧化石墨烯/纳米钯复合物修饰电极(Au/PAM@GO/Pd)。 采用电化学循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱法(EDS)对Au/PAM@GO/Pd电极进行表征,结果表明在金电极表面成功制备了复合物。 利用Au/PAM@GO/Pd电极作为电化学传感器,该传感器能成功地检测溶液中的乙醇。 在最佳条件下,利用差分脉冲伏安法(DPV)该传感器检测乙醇的线性范围为1.0×10-8~1.0 mol/L,检出限(S/N=3)为1.3×10-9 mol/L,线性相关系数为0.996。

短孔道介孔分子筛Zr-Ce-SBA-15固载酸性离子液体催化合成双酚F
刘宁, 王丹凤, 伍素云, 刘水林, 付琳, 刘跃进
应用化学    2020, 37 (9): 1038-1047.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200055
摘要109)      PDF (2522KB)(96)   
通过化学键接的方式,将酸性离子液体(ILs)分别负载于两种不同的硅基载体上,成功制备了SBA-15-ILs(SILs)与Zr-Ce-SBA-15-ILs(ZCSILs)等两种固载化酸性离子液体。 通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG-DTG)、X射线衍射仪(XRD)、N 2吸附-脱附比表面仪(BET)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)与有机元素分析仪(OEA)等对所制备催化剂的物化性能进行了表征,并进一步研究了其在甲醛-苯酚合成二羟基二苯基甲烷(双酚F,BPF)中的催化活性。 结果表明:短孔道的ZCSILs具有较高比表面积、较多的离子液体负载量和相对优异的催化活性。 当 m(催化剂)/ m(甲醛)=0.36, n(苯酚)/ n(甲醛)=30,反应时间90 min、反应温度90 ℃时,BPF收率可达95.6%,对4,4′-BPF的选择性达到44.8%,且所制备的ZCSILs重复使用5次后,依然显示优异的催化活性。
亚铈试纸的设计与制作
崔媛, 周靓, 赫春香
应用化学    2020, 37 (9): 1087-1092.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200026
摘要107)      PDF (3472KB)(55)   
以中速定量滤纸作为基纸,依次用作为基纸改性剂的十六烷基三甲基溴化铵(质量分数0.5%)和作为显色剂的二甲酚橙(质量分数0.2%)浸泡、晾干,制成亚铈试纸。 用1.000×10 -5~1.000 mol/L的Ce 3+标准溶液分别浸泡该试纸,制成11种颜色的标准比色卡。 建立了强酸性Ce 4+/Ce 3+混合液中Ce 3+浓度的半定量试纸测定法。 将本法应用于再生电解液和模拟有机合成液中Ce 3+ 浓度的测定,表明只需用质量分数20%的六次甲基四胺缓冲溶液将试液调整至pH值5.0~6.0,结果准确度良好,共存的Ce 4+、对苯二酚、对羟基苯甲醛、1,10-二羟基蒽醌等组分均不产生干扰。 该试纸具有制作方法简单、廉价易得、检测快速、易操作等优点,可应用于生产流程中Ce 3+浓度的快速检测。
快速扫描量热法研究聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯的结晶和熔融行为
苗中硕,门永锋
应用化学    2020, 37 (6): 642-649.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.06.190359
摘要107)   HTML2)    PDF (2162KB)(76)   

采用快速扫描量热法(FSC)结合传统的差示扫描量热仪(DSC)考察了聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲醇酯(PCT)聚酯在接近玻璃化转变(Tg)和熔融温度(Tm)范围(100~270 ℃)的结晶和熔融行为。 较大过冷度时PCT聚酯结晶较快,FSC有效地抑制降温过程结晶的发生,而较低过冷度下传统DSC可以避免样品降解对实验结果的影响,二者的结合能很好地对PCT聚酯结晶动力学进行测量,实验结果表明在175 ℃时结晶速率最快。 并且利用Flash DSC对等温结晶温度下形成的片晶熔点进行加热速率的相关测量,在熔融动力学建模的基础上进行校准,以确定零加热速率下片晶的熔点。 Hoffman-Weeks方程中Tm与结晶温度(Tc)的线性关系与Tc=Tm的交点给出了PCT晶体的平衡熔融温度$T_m^o$为315 ℃。

硅土/酚酞聚芳醚砜复合材料的制备及性能
高丽敏, 李璐, 周光远, 王红华, 朱忠丽
应用化学    2020, 37 (5): 524-530.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.05.190346
摘要106)   HTML1)    PDF (1844KB)(96)   

使用γ-氨丙基三乙氧基硅烷对硅土进行功能化改性,将功能化的硅土掺入酚酞聚芳醚砜(PES-C)中制备复合材料,并对其热学性能、力学性能及阻隔性能进行表征分析。 结果表明,γ-氨丙基三乙氧基硅烷使硅土片层的层间距变大,使硅土处于半剥离状态,且通过溶液共混将表面修饰的片层硅土掺杂于PES-C中更有利于PES-C分子链的插入。 所制备的复合材料的T-5%T-10%Tmax分别提升了10.2、10和3.9 ℃。 另外,复合材料的拉伸强度提升8.4 MPa,断裂伸长率提升2.4%,模量提升560.7 MPa。 复合材料的氧气渗透系数($P_{O_{2}}$)降低77.4%。

3,6-二取代三唑并噻二唑衍生物的合成及其对细胞分裂周期25B磷酸酶和蛋白酪氨酸磷酸酶1B抑制活性评价
李英俊, 杨鸿境, 曹欣, 高立信, 靳焜, 盛丽, 刘季红, 刘雪洁, 李佳
应用化学    2020, 37 (9): 994-1002.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200040
摘要106)      PDF (1396KB)(74)   
合成出了一系列含苯并咪唑/芳氧甲基骨架的3,6-二取代三唑并噻二唑衍生物3a~3l,其结构经傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振波谱仪(NMR)和元素分析得以确认。 评价了它们对细胞分裂周期25B磷酸酶(Cdc25B)/蛋白酪氨酸磷酸酶1B(PTP1B)的抑制活性,讨论了构效关系。 生物活性测试结果显示,化合物3a对Cdc25B和PTP1B的抑制活性最高,其半数抑制浓度(IC 50)值分别为(0.46±0.02) μg/mL和(1.77±0.40) μg/mL。 所得研究结果为开发新型Cdc25B/PTP1B抑制剂提供了参考依据。
红磷/石墨复合材料的制备及电化学性能
陶承业, 杨占旭, 李玥
应用化学    2020, 37 (9): 1056-1061.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200066
摘要104)      PDF (2953KB)(75)   
研究了一种先通过机械球磨和水热法制得的亚微米红磷,再通过球磨亚微米红磷与石墨得到的块状亚微米红磷/石墨复合材料(smRP/G),并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)、循环伏安法(CV)等手段其进行了表征。 相对比普通红磷,亚微米红磷更容易通过球磨与石墨复合,能有效提升石墨材料的储锂容量。 为红磷在锂离子电池负极材料上的应用提供了一种思路。 在少量添加红磷的条件下,当红磷质量分数为3%时smRP/G表现最佳(3%smRP/G)。 在100 mA/g电流密度下展示出了1417 mA·h/g的首次放电容量,首次库伦效率67.4%。 并在循环200圈后依然保持着700 mA·h/g的可逆循环容量。
N-羟基邻苯二甲酰亚胺引发的聚乙烯熔融接枝反应
文亮, 杨华伟, 石恒冲, 栾世方, 殷敬华, 施德安
应用化学    2020, 37 (5): 518-523.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.05.190361
摘要104)   HTML1)    PDF (616KB)(81)   

研究了N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NOP)用于引发4种卤胺类前驱单体包括甲基丙烯酰胺(MA)、N-叔丁基丙烯酰胺(N-t-BuA)、马来酰亚胺(MI)和N,N-二烯丙基三聚氰胺(NDAM)与线性低密度聚乙烯(LLDPE)的熔融接枝聚合反应,并将其与工业上普遍应用的有机过氧化物(过氧化二异丙苯,DCP)引发法作对比。 在接枝效率方面,NOP的引发效率与单体的分子结构和投料量密切相关。 这4种单体中,N-t-BuA的接枝效率最高,与DCP法的差异在2.5%~16.0%之间;MI的接枝效率最低,比DCP法低55%。 在副反应控制方面,实时扭矩、凝胶含量和熔融指数测试证实NOP引发体系中聚乙烯交联副反应程度明显低于DCP,接枝反应更加可控。

具有染料选择吸附性的衍生于沸石咪唑酯骨架-67的NiCo-层状双氢氧化物设计与合成
林泳岑, 董雪, 马玉芹, 赵朗
应用化学    2020, 37 (6): 683-694.   DOI: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.06.190330
摘要104)   HTML1)    PDF (1977KB)(119)   

以沸石咪唑类金属有机骨架(ZIF-67)为模板合成了一种新型的中空吸附剂NiCo-LDH@ZIF-67,该吸附剂对甲基橙具有良好的选择吸附性以及可循环性。 通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱、电子能谱和氮气吸附-脱附等手段对样品进行了表征。 研究了溶液的pH值、甲基橙的初始浓度以及染料与吸附剂作用时间对NiCo-LDH@ZIF-67吸附性能的影响。 结果表明,该吸附剂对甲基橙的吸附动力学符合准二级动力学模型,且吸附等温线符合朗缪尔方程。 当pH值等于4, 吸附时间15 min,吸附剂用量为2400 mg/L时,该吸附剂对甲基橙的最大吸附量可达1766 mg/g,高于之前文献报道的类似吸附剂。 此外,NiCo-LDH@ZIF-67能从甲基橙和亚甲基蓝的混合溶液中选择性吸附甲基橙。