含四烯基吡啶配体的Zn(Ⅱ)配位聚合物的合成、结构及其荧光性质
桑笑, 刘琦, 郎建平
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240158
在3,5‐二硝基苯甲酸(3,5‐HDNBA)、4‐吡唑羧酸(4‐H2PyC)或对乙基苯甲酸(4‐HEBA)存在下,Zn(NO3)2·6H2O与1,2,4,5‐四(4‐乙烯基吡啶基)苯(tkpvb)发生溶剂热反应,制备了[Zn(tkpvb)(3,5‐DNBA)2]n (CP1)、{[Zn(tkpvb)(4‐PyC)]·2H2O]}n (CP2)和{[Zn(tkpvb)0.5(4‐EBA)2]·H2O}n (CP3)三种Zn(Ⅱ)基配位聚合物(CPs)。通过红外光谱、元素分析、粉末X射线衍射和单晶X射线衍射对它们进行了结构表征。CP1具有一维“之”字形链状结构,CP2和 CP3则分别呈现六连接和四连接的三维拓扑结构。CP1~CP3均表现出光致发光现象,对无机金属离子有一定的响应性能。其中,Fe3+离子对CP1的荧光强度影响最大,检测限达到0.020 μmol·L-1。这可能是Fe3+与CP1中不配位的吡啶基之间的相互作用引起的。
关键词: 四烯基吡啶, 配位聚合物, 结构, 荧光, 金属离子检测
W/Cu/S簇基超分子大环及其三阶非线性光学性质
黄志文, 刘琦, 郎建平
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240184
以前驱簇[Et4N][Tp*WS3(CuCl)3]与三氟甲烷磺酸银(AgOTf)及3个有机桥联配体2,5-二(吡啶-4-基)噻吩(L1)、5,5'-双(4-吡啶基)-2, 2'-双噻吩(L2)和2,7-双(4-吡啶基)芘(L3)分别反应,得到了3个阳离子型W/Cu/S簇基超分子大环化合物[(Tp*WS3Cu3)2(μ-Cl)2(μ4-Cl)(L1)]2(OTf)2(1)、[(Tp*WS3Cu3)2(μ-Cl)2(μ4-Cl)(L2)]2(OTf)2·2CHCl3(2·2CHCl3)和[(Tp*WS3Cu3)2(μ-Cl)2(μ4-Cl)(L3)]2(OTf)2·2DMF (3·2DMF),其中Tp*=hydridotris (3,5-dimethylpyrazol-1-yl) borate。对3个化合物分别进行了单晶X射线衍射、核磁、质谱、红外光谱、紫外可见光谱和元素分析等结构表征。单晶X射线衍射结果表明,3个大环的主体均是由2个L1、L2和L3配体和3个氯桥连接的[(Tp*WS3Cu3)2(μ-Cl)2(μ4-Cl)]2+阳离子簇核组成。3个大环通过不同方式堆叠形成三维结构。核磁氢谱(1H NMR)和电喷雾飞行质谱(ESI-TOF MS)结果表明这些化合物在溶液中有较好的稳定性。Z扫描测试结果表明,3个化合物的溶液有一定的三阶非线性光学响应。
关键词: W/Cu/S簇, 组装, 超分子大环, 结构, 三阶非线性光学响应
高等学校应用化学专业理论与实验教学内容建议
张树永, 魏忠, 倪刚, 孙春艳, 李建平, 徐华龙, 韩喜江, 曹秋娥, 王彦广, 杨屹, 丁玉强, 张文清
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202404002
针对当前应用化学专业理论和实验教学内容与化学专业趋同,不适应应用型人才培养需要的问题,通过分析普通高等学校化学类专业教学质量国家标准、专业认证标准和专业特色发展的需要,提出了应用化学专业应该强化的理论和实验教学内容,并对应用化学专业的课程体系和实践教学提出了建议。对应用化学专业更好地培养应用型和应用研究型人才具有一定的参考意义。
关键词: 应用化学专业, 理论教学内容, 实验教学内容, 特色建设, 课程体系建议
Dual‐surface capped hydroxyapatite nano‐amendment with tuned alternate long‐short chain configuration for efficient adsorption towards multi‐heavy metal ions in complex‐contaminated systems
Mochou GAO, Shan MENG, Jinzhong ZHANG, Wenhua FENG, Shuo DONG, Jianping CHEN, Yanbao ZHAO, Laigui YU, Rongrong YING, Xueyan ZOU
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240431
Hydroxyapatite nanoparticles (HAP NPs) were synthesized by a one‐step hydrothermal method. The surface of HAP NPs was grafted —SH and —COOH chelating groups via in situ surface‐modification with iminodiacetic acid (IDA) and 3‐mercaptopropyl trimethoxysilane (MPS) to afford dual surface‐capped nano‐amendment HAP‐IDA/MPS. The structure of HAP‐IDA/MPS was characterized, and its adsorption performance for Hg2+, Cu2+, Zn2+, Ni2+, Co2+, and Cd2+ was evaluated. The total adsorption capacity of 0.10 g HAP‐IDA/MPS nano‐amendment for Hg2+, Cu2+, Zn2+, Ni2+, Co2+, and Cd2+ with an initial mass concentration of 20 mg·L-1 reached 13.7 mg·g-1, about 4.3 times as much as that of HAP. Notably, HAP‐IDA/MPS nano‐amendment displayed the highest immobilization rate for Hg2+, possibly because of its chemical reaction with —SH to form sulfide, possessing the lowest solubility product constant among a variety of metal sulfides.
关键词: heavy metal, hydroxyapatite, nano‐amendment, configuration tuning, synergistic adsorption
有机膦配体保护的银硫醇团簇的室温固相合成、结构及其三阶非线性光学性质
金晓航, 刘琦, 郎建平
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250125
将[Ag9(Tab)8(MeCN)8]2(PF6)18·4MeCN(Tab=4-(三甲基铵)苯硫酚盐,MeCN=乙腈)与三苯基膦(L1)和二苯基-2-吡啶膦(L2)分别进行固相研磨反应,得到的固体粉末经溶剂溶解、离心分离后,通过溶剂扩散法结晶得到了2个膦配体保护的银硫醇团簇[Ag7(Tab)6(L1)6Cl](PF6)6·8DMF (1)和[Ag17(Tab)20(L2)2](PF6)17·32DMF (2)。对2个簇合物分别进行了单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、红外、紫外可见、热重和元素分析表征。单晶X射线衍射分析表明,2个簇合物均由有机磷配体和Tab配体共同保护,且簇合物2结构表面的二苯基-2-吡啶膦配体的P和N原子同时参与了配位。Z扫描技术测试结果表明2个簇合物在溶液中具有一定的三阶非线性光学响应。
关键词: 银硫醇簇, 室温固相合成, 膦配体, 三阶非线性光学响应
基于炔/硫环加成反应构筑W/Cu/S簇基超分子及其三阶非线性光学性质
王玉杰, 王劳棒, 张政, 刘琦, 郎建平
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250129
以(Et4N)[Tp*WS3(CuCl)3] (A)(Tp*=三(3,5-二甲基吡唑)氢合硼酸根)为前驱簇,经Ag(OTf)脱氯后,分别与2种含炔基双齿吡啶配体1,3-双[4-(吡啶-4-基乙炔基)苯基]丙烷(L1)和1,3-双[4-(吡啶-4-基乙炔基)苯基]丙-2-酮(L2)进行自组装,构筑了2个W/Cu/S簇基超分子矩形大环化合物[(Tp*WS3Cu2Cl)4(L1)2]·6CH2Cl2 (1·6CH2Cl2)和[(Tp*WS3Cu2Cl)4(L2)2]·6CH2Cl2 (2·6CH2Cl2)。在构筑这2个簇合物的过程中,L1或L2中的1个炔基与前驱簇A中2个S发生了不多见的环加成反应,从而形成了1和2簇基超分子矩形大环。在1·6CH2Cl2和2·6CH2Cl2的反应体系中引入吡啶(Py)作为第二配体,获得了新型簇合物[Tp*WS3Cu3(μ3-Cl)(Py)3](OTf) (3)。通过单晶X射线衍射、电喷雾电离质谱、红外光谱、紫外可见光谱和元素分析对3个簇合物进行了系统表征。单晶X射线衍射结果表明,1·6CH2Cl2和2·6CH2Cl2均是由2个双齿配体(L1或L2)桥联4个[Tp*WS3Cu2Cl]簇单元形成的簇基超分子矩形大环。簇合物3含有3个吡啶分子配位的阳离子[Tp*WS3Cu3(μ3-Cl)]+类立方烷型结构。采用Z扫描法对簇合物1·6CH2Cl2、2·6CH2Cl2和3的溶液的三阶非线性光学(NLO)性质进行测试,结果表明它们具有良好的三阶NLO响应。
关键词: W/Cu/S簇, 炔/硫环加成反应, 超分子矩形大环, 三阶非线性光学响应
废弃医用口罩衍生的碳量子点增强BiOBr/g-C3N4 S型异质结光催化降解聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)
陈轼逸, 付家龙, 裘建平, 常国菊, 郝仕油
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100135
2019冠状病毒病(COVID-19)的大流行增加了医用口罩的需求,迄今为止,许多废弃口罩未经再处理就被丢弃,造成了环境的破坏。PET作为一种常用的塑料产品,其自然降解存在一定的障碍。在本研究中,通过简单的溶剂热法将废弃医用口罩转化为具有蓝色荧光发射的碳量子点(MCQDs),然后将其掺杂到BiOBr/g-C3N4复合材料中,构建S型异质结用于PET降解。密度泛函理论(DFT)计算表明,g-C3N4和BiOBr之间形成了界面电场(IEF)。研究结果表明,MCQDs作为电子传输和存储的助催化剂,促进了S型异质结进一步分离光生电子和空穴。左氧氟沙星(LEV)被用作分子探针,直观地比较了各种催化剂的催化活性。这些具有不同光催化活性的催化剂随后被用于降解PET。研究结果表明,BiOBr/g-C3N4/3MCQDs在海水中对于PET的降解效率为39.88% ± 1.04% (重量损失),比BiOBr/g-C3N4高1.37倍,并且优于大多数文献报道的结果。自由基捕获实验、静电场轨道阱高分辨率气相色谱质谱联用(HRGC-MS)和超高效液相色谱质谱联用(UPLC-MS)实验数据揭示并简要分析了PET光催化降解过程中的关键产物,以及PET光催化降解的相关机理。降解产物有望成为进一步生产聚合物和药物等的前体。本研究为开发用于PET生态友好降解的创新光催化剂提供了新的视角,有助于进一步减少微塑料(MPs)造成的环境损害,并提高资源的可持续性。
关键词: 废弃医用口罩, 光催化, 微塑料, PET降解, 碳量子点, S型异质结
4′-N,N-二乙氨基-3-羟基苯并黄酮激发态分子内质子转移机制的溶剂极性效应——实验和理论研究
姜羊林, 陈明卿, 梁民, 尧奕歌, 张燕, 王鹏, 张建平
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202309027
激发态分子内质子转移(ESIPT)反应是一种重要的基础光化学反应,通常发生在具有分子内氢键的发色团中。3-羟基黄酮类衍生物(3-HFs)由于其广泛的天然来源和对环境极度敏感的荧光发光特性而备受关注。与3-HFs相比,4′-N,N-二乙氨基-3-羟基黄酮(D-HBF)具有扩展的共轭体系和大幅红移的吸收特性,而最新研究表明,由于具有ESIPT特性,它可以用作环境极性敏感的生物荧光探针。本研究通过采用多种光谱和理论计算方法,系统研究了D-HBF在极性不同的三种非质子型溶剂(环己烷、乙醚和四氢呋喃)中的ESIPT反应机制。研究结果显示,在这三种溶剂中均能观测到D-HBF的ESIPT典型双发射峰,而这些峰的相对比率受溶剂极性的调控。荧光动力学分析揭示,随着溶剂极性的增加,激发态中正向和反向的质子转移反应速率都降低,同时反向质子转移变得更占优势。该研究还通过密度泛函理论和含时密度泛函理论计算,比较了三种溶剂中D-HBF的基态和激发态分子内氢键的键长和键角参数,确定了ESIPT反应是激发态分子内氢键增强机制。计算结果表明,增加溶剂极性会导致处于S1态的D-HBF分子的3-羟基伸缩振动红外吸收频率向高波数移动,这证明了相应的N*态的分子内氢键减弱。此外,电子密度分析显示,引入在4′-位的强给电子官能团(4′-N,N-二乙氨基)使得D-HBF在激发态下具有典型的分子内电荷转移特征。最后,势能曲线计算结果表明,在激发态下质子转移更容易发生,而溶剂极性增加会导致更高的质子转移势垒,从而阻碍了相应的ESIPT反应。吉布斯自由能分析进一步表明,溶剂极性增加使激发态快速质子转移更倾向于向N*态移动。这项研究为D-HBF类衍生物作为环境极性敏感的生物探针的应用提供了理论基础。
关键词: 4′-N,N-二乙氨基-3-羟基苯并黄酮, 激发态分子内质子转移, 密度泛函理论/含时密度泛函理论, 溶剂极性效应, 荧光动力学
《大学化学》引领应用化学专业的改革与发展
张树永, 王彦广, 杨屹, 徐华龙, 丁玉强, 张文清, 倪刚, 曹秋娥, 李建平, 孙春艳, 韩喜江
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202508013
本文是《大学化学》期刊创刊40周年纪念论文。论文简要回顾了我国应用化学专业的发展简史,通过1990-1999年期间《大学化学》发表的论文,梳理了当时对应用化学专业的专业属性、人才培养目标、就业面向、培养规范和建设思路的认识;同时基于2010年特别是2017年以来的《大学化学》论文,分析了新时代对应用化学专业属性、培养目标、就业面向的新认识,以及专业建设规范和建设思路方面的新进展,明确了当前开展应用化学专业建设的重点。自创刊以来,《大学化学》期刊在应用化学专业发展的进程中发挥了引领作用。
关键词: 应用化学专业, 发展简史, 研究进展, 重点工作
2-Cyanobenzyl-substituted [FeFe]-hydrogenase compounds: Preparation, characterization, and photocatalytic H2-production performance
Ruilong WANG, Jinlong MAO, Guoxia JIN, Jianping MA, Haiying WANG, Jie QIN
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250376
Two [FeFe]-hydrogenase compounds with 2-cyanobenzyl groups, {Fe2[(SCH2CH3)(SR)](CO)6} (1 or 1′, which are the crystalline states from petroleum ether and dichloromethane solution, respectively) and {Fe2[(SCH2CH3)(SR)](CO)5(PPh3)} (2) (R=2-cyanobenzyl), were synthesized and characterized by infrared spectroscopy, UV-Vis spectroscopy, single-crystal diffraction, powder X-ray diffraction, etc. Their performances as photocatalysts for H2 production through water splitting were evaluated. The results showed that 316.8 μmol of H2 was produced on compound 1 after 3 h of illumination, with a catalytic efficiency of 25.1 μmol·mg-1·h-1 and a turnover number (TON) of 36.8. The replacement of carbonyl with PPh3 could significantly improve the catalytic performance of the complex, and 705.0 μmol of H2 was produced on 2 after 3 h of illumination, with a catalytic efficiency of 37.9 μmol·mg-1·h-1 and a TON of 81.8.
关键词: [FeFe]-hydrogenase, photocatalysis, water splitting, hydrogen production

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