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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
铝卟啉是一类土壤环境友好的金属卟啉,尽管早在1978年Inoue就已经发现它可以催化CO2和环氧丙烷的共聚反应,但是该催化体系一直面临催化活性低、聚合物相对分子质量低等难题。 本文通过改变铝卟啉催化剂配体中苯环上取代基的种类和位置,制备出中心金属电子环境差异化的铝卟啉,并以双三苯基膦氯化铵(PPNCl)为助催化剂,探讨其对CO2与环氧丙烷的共聚反应的催化行为。 结果表明,当铝卟啉中苯环上2,4位同时被Cl-取代后,在90 ℃和3 MPa压力下,转化频率(TOF)达到2672 h-1。 当利用离去能力较强的对甲苯磺酸基团(OTs-)作为铝卟啉的轴向配体,可以合成出数均相对分子质量达1.84×105的脂肪族聚碳酸酯。
采用室温合成法制备出一系列具有高发光效率和多色发光的CsPbX3钙钛矿量子点(PQDs),反应全过程快速简便,且通过调节不同的卤素组成(Cl,Br,I)可以实现CsPbX3 PQD的多色发光。 通过表征证明,CsPbX3 PQDs呈立方晶型,平均粒径约为10 nm,发射光谱覆盖可见光波长范围为410~630 nm,半峰宽14~38 nm,荧光量子产率10%~90%。 最后将CsPbX3 PQDs应用于发光二极管(LED)器件的制备中,在恒定电压下工作时,能保持LED器件的发光颜色、强度和颜色坐标不变。
草胺膦乙酰转移酶基因(PAT)是一种转基因植物的外源DNA片段。 本文以还原氧化石墨烯和纳米二氧化锆(nanoZrO2)的复合物作为固定DNA探针的平台,建立了一种灵敏地检测PAT基因的方法。 首先,氧化石墨烯直接在电极表面进行电化学还原,然后将一层nanoZrO2涂覆于其表面,利用DNA中的磷酸基团与nanoZrO2中氧的亲和作用固定DNA探针。 通过微分脉冲伏安法检测DNA探针与PAT基因片段的杂交,构建了用于检测PAT基因片段的电化学生物传感器。 该传感器具有稳定性好,重复性好的特点,可灵敏地检测转基因玉米中的PAT基因,检测限达2.0×10-15 mol/L。
发展了一种硝基烯烃与磺酰肼脱硝磺酰化反应合成(E)-β-烯基砜。 以四丁基碘化铵(TBAI)/过硫酸钾(K2S2O8)为催化氧化体系,多种硝基苯乙烯衍生物与取代磺酰肼发生自由基加成/脱硝基反应,以中等到良好的收率获得各种(E)-β-烯基砜。 反应具有底物适用范围广、反应操作简单、无金属催化及中性反应条件等优点,为含β-烯基砜类化合物的合成提供了一条高效、简单、环境友好的新途径。
以木犀草素为pH特性敏感物,碳纤维为导电基质,固体石蜡为粘合剂制成了木犀草素碳纤维酸度微电极,将该电极与自制导电凝胶型全固态微型Ag/AgCl电极和铂丝微电极联用,构成全固态酸度微电极组。 采用循环伏安法研究了该电极组对pH值为2.00~10.00的磷酸盐缓冲溶液有效酸度的响应,结果表明,循环伏安曲线上有一对可逆氧化还原峰,两峰的峰电势均随pH值呈线性变化,据此建立了方波伏安法测定溶液酸度的方法,氧化峰的峰电势(Epa)与pH的线性回归方程为:Epa(V)=-0.0567pH+0.603(r=0.999),体液中常见离子及蛋白质等不干扰测定。 该电极组微型、无毒、抗干扰能力强,应用于微量体表唾液和汗液酸度的测定,取得了令人满意的结果,为微量体液的实时、在体、现场检测提供了技术基础。
以壳寡糖为原料,采用一锅法合成壳寡糖氨基硫脲,然后再与吡啶甲醛经缩合反应合成壳寡糖氨基硫脲席夫碱,最后与铜离子发生配位反应合成目标化合物壳寡糖氨基硫脲席夫碱铜。 采用红外光谱仪(FTIR)、紫外可见光谱仪(UV-Vis)、核磁共振波谱仪(NMR)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和热重-差热分析(TG-DTA)对壳寡糖衍生物进行结构表征。 同时采用体外菌丝生长速率法测定壳寡糖及其衍生物对辣椒疫霉菌、烟草黑胫菌、禾谷镰刀菌的体外抗真菌活性。 结果表明,壳寡糖氨基硫脲席夫碱铜质量浓度为1.0 g/L时,对辣椒疫霉、烟草黑胫、禾谷镰刀菌的抑菌率分别为74.19%、56.60%和66.60%,均优于壳寡糖。
将杯[4]醌(Calix[4]quinone,C4Q)通过灌注法与有序介孔炭CMK-3制备成纳米复合材料,可抑制其在常规有机电解液中的溶解。 为了进一步提升其电化学性能,本文在C4Q/CMK-3复合材料中加入单壁碳纳米管(SWCNTs),减少了CMK-3的用量,并代替导电炭黑Super-P作为导电剂,通过脱泡搅拌法制备了C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料。 研究表明,当m(C4Q)：m(CMK-3)：m(SWCNTs)为1：1：1时,电化学性能最佳,0.1 C电流密度下循环100圈后,电池的容量保持为238.7 mA·h/g,当电流密度增大到1 C时,放电容量仍有260 mA·h/g,这是由于SWCNTs在复合材料C4Q/CMK-3中构建了三维导电网络,增强了电极的稳定性,降低了电池内阻,从而提升了电池的循环性能与倍率性能。
二茂铁是合成新颖有机功能材料的基本单元之一。 本文设计并合成了两个基于二茂铁的同分异构查尔酮衍生物:1-二茂铁基-3-(噻吩-2-基)丙烯酮(a)和1-二茂铁基-3-(噻吩-3-基)丙烯酮(b)。 采用超快激光Z-扫描技术(脉宽180 fs,波长532 nm)测定了化合物a和b的三阶非线性光学性质。 结果表明,化合物a吸收系数β=-2.1×10-12 m/W,折射率n2=1.9×10-19 m2/W,分子超极化率γ=5.37×10-32 esu;化合物b:β=-1.2×10-13 m/W,n2=2.0×10-19 m2/W,γ=4.48×10-32 esu。 说明在飞秒激光激发下,电荷转移能够在化合物a和b分子内部快速进行,二者均具有优异的超快三阶非线性光学响应。 在B3LYP/6-311+G(d,p)理论水平下,计算了化合物a和b分子轨道能量、极化率和各基团在前线分子轨道中的占有率。 理论计算结果显示,二茂铁基团在化合物a和b前线分子轨道中占有率分别为97%和98%,对两化合物的非线性光学性能起主导作用。
采用溶胶-凝胶法、一锅反应法制备了负载纳米TiO2和Fe3O4的凹凸棒黏土(TiO2-Fe3O4-ATP)吸附剂,并进行了模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附及脱附性能的研究。 通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和EDS等分析方法对ATP负载纳米TiO2-Fe3O4前后结构进行了表征,考察了物料配比及吸附时间、pH值、温度、投加量和初始质量浓度对Cr(Ⅵ)吸附率的影响。 结果表明,吸附剂在Ti元素含量与负载总量的摩尔比为3：4时吸附效果最佳。 当吸附剂质量为0.6 g,Cr(Ⅵ)离子初始质量浓度小于0.8 mg/L时,pH=6,温度20 ℃,吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附率为79.8%。 TiO2-Fe3O4-ATP吸附剂对Cr(Ⅵ)离子吸附满足Freundlich模型。 在20~40 ℃ 条件下,吸附过程ΔG<0、ΔS=-43.55 J/(mol·K)、ΔH=-14.36 kJ/mol,表明该吸附是个自发、熵减、放热的过程。 吸附过程符合准二级动力学模型,吸附速率控制步骤以表面化学反应为主。 TiO2-Fe3O4-ATP吸附剂在循环使用4次后,吸附率仍能达到65%以上。
4-羟基香豆素类化合物与4-羟基喹啉酮类化合物是一类重要的有机杂环化合物,因为其良好的生理活性,被广泛应用于抗菌、抗炎、抗HIV、抗肿瘤等药物结构中。 本文用4-羟基香豆素类化合物或4-羟基喹啉酮类化合物作为底物、以硫磺粉(S)为硫源、以碘苯类衍生物作为芳基源,在氯化铜催化作用下合成了3-芳硫基-4-羟基香豆素类化合物和3-芳硫基-4-羟基喹啉酮类化合物。 该方法使用环境友好的硫磺粉为硫源替代有机硫,操作简单、无污染、成本低廉,为该类化合物的绿色合成提供了新的方案。
有机物对水体的污染严重威胁生态环境安全和人类健康。 如何有效控制和消除水体系中的有机污染物是当前全球性热点问题之一,基于多孔材料的高效吸附是处理水体有机污染的有效方法。 多孔有机聚合物(Porous Organic Polymers,POPs)具有比表面积高、物理化学稳定性好、易修饰等特点,作为新型吸附剂在处理水体系有机污染方面具有广阔的应用前景。 本文综述了近10年来新型多孔有机聚合物对水体系中有机溶剂、农药与杀虫剂、有机染料等污染物的吸附分离研究进展。
薄膜基荧光传感因灵敏度高、可采集信号丰富、实时检测性好和易于器件化等优点备受人们关注,特别是随着微纳米加工、集成制造和物联网技术的发展应用,薄膜基荧光传感器研究已经成为传感器研究的一个重要领域,呈现出广阔的发展前景。 结合课题组工作,本文简要讨论了基于小分子化合物的薄膜基荧光气体传感器在隐藏爆炸物、毒品、挥发性有机污染物检测/监测,重大疾病早期诊断等领域的应用探索。 在此基础上,指出了薄膜基荧光传感器发展面临的问题,评述了薄膜基荧光传感器研究和应用的前景。
高分子热活化延迟荧光材料能够利用热活化的反向系间窜越过程将三线态激子转变为单线态激子而发出荧光,理论上可以实现100%的内量子效率,突破了传统高分子荧光材料内量子效率不超过25%的极限,因而代表了未来低成本高效率高分子发光材料的发展方向。 近年来,高分子热活化延迟荧光材料在分子设计方面取得了重要进展,形成了主链型、侧链型和树枝状高分子热活化延迟荧光材料等材料体系,同时其器件性能得到了大幅提升,部分材料的器件效率达到了高分子磷光材料的水平。 本文从材料和器件两个方面,围绕高分子热活化延迟荧光材料的分子结构、光物理特性和器件性能,总结和评述了国内外研究者在该领域方向的研究进展,并分析了未来发展面临的机遇和挑战。
由于金属纳米晶表面等离子共振产生的热电子效应,金属/半导体异质纳米晶的可控合成对于增强半导体光催化与光电催化性能具有显著的促进作用。 本综述阐述了热电子产生与驰豫的微观机制,探讨了影响热电子在金属-半导体异质纳米晶中界面传递效率的关键因素及异质界面调控合成的重要性,简要介绍了热电子注入效应在光催化与光电催化制备太阳能燃料研究中的应用进展,分析了目前存在的主要问题并对该领域未来的发展趋势进行了展望。
水合肼还原金属主要用于制备金属纳米颗粒、回收废液中的金属元素以及乏燃料后处理。 本文对水合肼作为还原剂的液相还原法制备纳米金属材料、金属离子的回收利用及乏燃料后处理等方面的研究进展作了比较全面的综述,并对液相还原法在酸性和碱性情况下,水合肼还原金属存在的差异及有关的机理、特点、影响因素等进行了分析和总结,以期为该领域研究人员在控制制备金属形状、选择实验条件、金属离子回收尤其是乏燃料处理方面提供参考。
可再生清洁能源的开发和利用对人类社会的可持续发展具有重要意义。 基于动电效应的纳米孔道能量转换系统将流体机械能转化为电能,有望应用于微型电源部件、自驱动纳米机器、微机电体系等领域,为清洁能源发电系统的开发提供了全新的选择。 纳米孔道中的机械能-电能转换过程涉及固体孔道与流体界面间的相互作用,合理设计孔道界面的微观结构,对其进行化学修饰及探讨界面间的相互作用,是提高能量转换效率和输出功率的关键。 近年来,随着纳米技术的迅猛发展及人们对界面物理化学的深入研究,纳米孔道结构和纳流体发电体系能被更精准地设计和集成。 本文主要介绍了基于动电效应的纳米孔道能量转换系统的基本概念,重点关注了纳米孔道中动电效应的最新研究进展,并对该领域进行了展望,为纳米孔道动电效应能量转换系统、纳米发电机、自驱动纳米机器、可穿戴器件等领域的进一步发展和应用提供参考。
采用水热法,以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、非离子型表面活性剂聚乙二醇8000(PEG8000)、阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)及SDS与CTAB耦合修饰Bi2O2CO3。 系统地研究了表面活性剂种类及用量对Bi2O2CO3晶面、形貌、光吸收特性及光催化降解效率的影响。 以紫外光下降解罗丹明B(RhB),考察样品的光催化性能。 结果表明,当Bi盐投加量为6 mmol(2.9106 g)时,SDS对Bi2O2CO3的修饰对其光催化活性有所抑制;0.6 g CTAB修饰Bi2O2CO3能有效提高其光催化活性;0.3 g SDS与CTAB耦合修饰Bi2O2CO3就能有效提高其光催化活性;0.3 g PEG8000修饰Bi2O2CO3也能使其光催化活性有所提高。
羟基苯甲酸类化合物用途广泛,极性较强,在复杂水溶液体系中这些类似物的分离纯化与分析非常困难。 本文以磁性Fe3O4纳米颗粒为载体,没食子酸(GA)为模板分子,制备了磁性表面分子印迹聚合物(MIP)。 利用透射电子显微镜、红外光谱、磁强测定等检测手段对MIP进行了结构表征。 并对其吸附性能进行研究,比较了该MIP对GA及其它3种结构类似物的吸附性能差异。 结果表明,制备的以GA为模板的磁性分子印迹聚合物为核壳球形结构,键合牢固,对GA的吸附动力学符合准二级动力学方程模型,吸附过程属于Langmuir单分子层吸附。 该聚合物对GA表现出优异的选择性识别能力,其吸附量(318 K时37.736 mg/g)远远高于结构类似物。 该磁性分子印迹聚合物对模板分子不仅具有特异识别能力,而且能够磁控分离,分离效率高,可用于固相萃取。
随着电子产品向着智能化、微型化和便携化的方向发展,亟需发展与之匹配的高效柔性储能器件。 超级电容器由于功率密度高、循环寿命长、安全无污染、易于实现其柔性化等特点,近年来引起人们的广泛关注。 石墨烯材料具有极高的比表面积、优异的电化学性能和良好的机械稳定性,被广泛作为柔性全固态超级电容器的电极材料。 本文简要介绍了石墨烯电极材料的制备方法,并总结了其在柔性全固态超级电容器中的最新研究进展,探讨了其发展前景和面临的挑战。
综述了新型过渡金属碳化物和/或氮化物(MXenes)二维纳米材料的合成及其在电化学能源存储与转换中应用的研究进展,这些应用可以分为如下三类:二次电池、超级电容器以及电化学催化。 由于具有二维结构、金属导电性、亲水性表面以及其它优点,MXene二维纳米材料在这些应用领域展示了良好的性能,而且还可以通过嵌入、复合、掺杂、组装等方法来进一步提高其电化学性能。 本文为新型MXenes以及相关材料的开发、合成和应用提供了思路,这种新型MXenes 材料可以用于能量存储与转换、电子和催化等领域。
核酸适配体是指通过体外筛选技术从核酸文库中筛选出来,能够高特异性、高亲和力识别靶标物的寡核苷酸序列,具有靶标类型广泛、合成简单、相对分子质量小、化学稳定性高、易于进行生物化学修饰等优点。 核酸适配体能够通过折叠成特定的二维或三维构型与靶标物特异性结合,加上合适的信号转导机制,为重要靶标物的研究提供理想的分子识别与分子检测探针。 荧光检测技术具有高灵敏、高分辨率、易于实现多元分析等优点。 将核酸适配体的分子识别特性与荧光优异的光学检测性能相结合,在生命科学研究领域有着广泛的应用空间。 本文主要综述了核酸适配体荧光探针常见的分子设计和信号响应方式,及其在细胞成像、亚细胞成像中的应用研究,并对核酸适配体探针目前面临的一些挑战进行了讨论,最后对其未来的发展方向进行了展望。
