吡啶配体调控W/Cu/S团簇超分子的结构多样性
李雨欣, 周梦琦, 郎飞帆, 倪春燕, 吴冰, 郎建平
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20260126
以(Et4N)[Tp*WS3] (A,Tp*=三(3,5‐二甲基吡唑)氢合硼酸根)为前驱物,与[Cu(CH3CN)4]PF6及3种吡啶类配体[3-吡啶甲醛(L1)、4-(2-氨乙基)吡啶(L2)、3-(4-吡啶基)丙酸(L3)]在丙酮(AC)或N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中反应,并在使用L3配体时额外引入桥联离子I-,得到了3种结构各异的W/Cu/S团簇,即[Tp*WS3Cu3(L1)3(μ3-AC)](PF6)2 (1)、[Tp*WS3Cu2(L2)(μ2-DMF)]2(PF6)2·2DMF (2·2DMF)和[Tp*WS3Cu3(μ4-I)0.5(L3)2]2(PF6)3·2AC (3·2AC)。通过单晶X射线衍射、电喷雾电离质谱等对这3个团簇进行了结构表征。结果表明,团簇1中[Tp*WS3Cu3(L1)3(μ3-AC)]2+阳离子具有畸变立方烷结构。团簇2·2DMF中[Tp*WS3Cu2(L2)(μ2-DMF)]22+阳离子是由1对L2配体桥联2个缺口立方烷单元[Tp*WS3Cu2(μ2-DMF)]+形成的双缺口立方烷结构。团簇3中[Tp*WS3Cu3(μ4-I)0.5(L3)2]23+阳离子是由μ4-I-桥联2个[Tp*WS3Cu3(L3)2]2+缺口立方烷单元形成的双立方烷结构。采用Z扫描法对团簇1、2·2DMF和3·2AC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团簇, 超分子, 配体调控, 三阶非线性光学响应
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
基于W18O49/rGO复合物的高效光热催化CO2环加成
程若霖, 王悦, 牛玺尧, 梁华根, 刘玲, 陆诗建
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240424
通过原位溶剂热法构建了富含氧空位的缺陷氧化钨(W18O49)/还原氧化石墨烯(rGO)复合光热催化剂。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外可见漫反射光谱等对复合催化剂的组成与结构进行了详细表征。在常压、不外加热源、光照下,W18O49/rGO复合光热催化剂具有优异的CO2环加成反应活性,展现出最高95%的碳酸苯乙烯酯产率(173 mmol·g-1·h-1),并在多次循环实验中具有不错的循环稳定性。上述结果表明rGO的引入扩充了W18O49/rGO复合光热催化剂的比表面积、提高其对CO2的吸附容量、增加其光吸收和光生电荷传输效率,通过光催化与热催化的耦合作用显著提升了催化性能。
关键词: 二氧化碳环加成, 光催化, 光热效应, 缺陷氧化钨, 还原氧化石墨烯
阳光下的礼物:维生素D
邢宇琨, 解笑瑜, 陈方方
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202402006
维生素D,被誉为“阳光维生素”,在维护人体健康中具有不可或缺的作用。本文从化学角度出发,生动形象地介绍了维生素D的形成过程、发现过程、其在生物学上的功能以及在日常生活中的应用。通过深入了解维生素D,我们能更好地认识并学会如何合理利用这一重要营养素来维护自身健康。
关键词: 维生素D, 分子结构, 骨质疏松, 佝偻病
查理与3D打印巧克力工厂
郭玥汐, 李朝阳, 代婧伟
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309067
以《查理与巧克力工厂》小说为背景,简要介绍巧克力的化学成分。通过通俗易懂的方式介绍几种主流的3D打印技术及其原理,讨论食品3D打印在食品制造业的应用优势。同时,重点介绍巧克力3D打印的历史沿革、工作原理与口感风味。本文将日常生活中熟悉的食品与新颖的科学前沿结合,轻松易懂、易于阅读,充分达到大众科普的目的。
关键词: 3D打印, 食品3D打印, 巧克力生产
D-氨基酸与镜像蛋白质
郑直, 刘飞扬, 赵军龙
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202505017
镜像蛋白质由D-氨基酸及甘氨酸构成,表现出与天然蛋白质截然不同的结构与功能,近年来引起了广泛关注。本文从生命同手性起源假说切入,介绍了镜像氨基酸及蛋白质的合成技术与应用场景,旨在让读者看到镜像分子对于社会发展的积极作用的同时,也能警惕镜像生命带来的潜在风险,做到理性看待镜像分子技术的发展。
关键词: 镜像蛋白质, D-氨基酸, 同手性, 镜像生命
W18O49/NH2-UiO-66复合催化剂的高效光催化CO2环加成
程若霖, 王浩然, 任静, 马莹莹, 梁华根
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230349
以2-氨基对苯二甲酸(H2ATA)为配体,通过溶剂热法合成了Zr基MOF:NH2-UiO-66,继而以氯化钨为前驱体,通过溶剂热法实现了富含氧空位的缺陷氧化钨(W18O49)在NH2-UiO-66上的原位生长,构建了具有典型Ⅱ型异质结的复合光催化剂W18O49/NH2-UiO-66。通过粉末X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和紫外可见漫反射光谱对催化剂的组成与结构进行了表征。在室温常压、模拟太阳光下,以氧化苯乙烯为模型底物,对所有样品的光催化活性进行了考察,W18O49/NH2-UiO-66展现了最高的碳酸苯乙烯酯产率(58 mmol·g-1·h-1)。
关键词: CO2环加成, 光催化, W18O49, 金属有机骨架
Gd3+掺杂Sc2W3O12: Eu3+红色荧光粉的制备及其发光性能
赵炎, 王佳旭, 李忠辉, 刘长立, 赵星胜, 周恒为, 蒋小康
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240316
采用溶胶-凝胶法制备Eu3+离子掺杂Sc2W3O12红色荧光粉,并通过Gd3+掺杂降低Sc2W3O12基质晶体结构的对称性,增强荧光粉的发光强度。结果显示,Gd3+的掺入并没有改变Sc2W3O12的晶体结构;随着Gd3+掺杂浓度的递增,晶格畸变加剧,来源于Eu3+的 5D0→7F2(612 nm)发光强度显著增强,Gd3+最佳掺杂浓度为0.25,其发光强度为单掺Eu3+的1.95倍,色坐标为(0.613 4,0.350 3),与标准红光色坐标(0.670,0.330)较为接近。此外,荧光粉具有一定的热稳定性,即当温度达到498 K时,Gd3+离子掺杂浓度为0.25时制备的样品荧光强度与未掺杂Gd3+离子的样品相比得到了提升,是室温下的53%,其激活能为0.104 1 eV。
关键词: 溶胶-凝胶法, Sc2W3O12, 红色荧光粉, Gd3+掺杂
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
超薄2D/2D NiPS3/C3N5异质结的界面工程促进光催化产氢
胡佳伟, 夏楷, 杨奥, 张志豪, 肖雯, 刘超, 张勤芳
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202305043
探索高效水分解光催化剂具有获得氢能源的巨大潜力。调控异质结界面可以有效地促进电荷载流子的分离和太阳能的利用,从而提高光催化活性。本工作使用了一种机械混合辅助自组装方法来构建NiPS3 (NPS)纳米片(NSs)/C3N5 (CN) NSs (NPS/CN)异质结,即在二维(2D) CN NSs表面紧密沉积2D NPS NSs以形成2D/2D异质结构。在可见光下,通过在去离子水和海水中分解水生成氢气来评价样品的光催化性能。与CN NSs和NPS NSs相比,NPS/CN复合材料显示出较高的光催化产氢(PHE)活性,这是由于光捕获能力增加和异质结形成的协同作用所致。然而,过量的NPS NSs沉积在CN NSs表面会降低NPS/CN中CN NSs组分的光吸收,从而降低NPS/CN复合材料的PHE活性。这表明,NPS/CN复合材料要获得良好的光催化活性,需要两个组分之间适当的质量比。优化后的光催化剂(3-NPS/CN)具有良好的结构稳定性,在可见光下PHE效率最高,为47.71 μmol∙h−1,是CN NSs的2385.50倍。此外,3-NPS/CN在海水中也表现出良好的PHE活性,反应速率为8.99 μmol∙h−1。采用光电化学、稳态光致发光(PL)、时间分辨光致发光(TR-PL)、稳态表面光电压(SPV)和时间分辨表面光电压(TPV)技术研究了不同光催化剂上的电荷分离和迁移。根据表征结果提出了一种可能的PHE机理。在NPS/CN光催化剂中,由于CN NSs和NPS NSs之间的电位差和强的界面电子耦合,光生电子从CN NSs的导带迅速迁移到NPS NSs的导带。然后,聚积在NPS NSs组份导带上的光生电子可以有效地还原质子生成氢气分子。同时,在三乙醇胺(TEOA)分子存在下,CN NSs和NPS NSs的价带上的光生空穴被消耗。本研究提供了一种简单的2D/2D异质结构光催化剂制备方法,该方法对于构建高效二维异质结光催化剂在能源领域中的应用具有重要价值。
关键词: C3N5纳米片, NiPS3纳米片, 光催化, 产氢, 异质结

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