Self-assembly of [Pd6(L)4]8+-type macrocyclic complexes for fluorescent sensing of HSO3-
Xiaofei NIU, Ke WANG, Fengyan SONG, Shuyan YU
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240057
In this study, parallelogram-like macrocyclic supramolecular metallacycles [Pd6(bpy)6(L1)4](PF6)8 (1a) and [Pd6(bpy)6(L2)4](PF6)8 (2a), where HL1=1-(1H-pyrazole-4-yl)-4-(4-pyridyl)benzene, HL2=9-(1H-pyrazole-4-yl)-10-(4-pyridyl)anthracene, and bpy=2, 2'-bipyridine, are synthesized by reacting aryl pyrazole pyridine ligands with dipalla-dium corners in aqueous solutions via metal-directed hierarchical self-assembly. The structures of the supramolecular Pd parallelograms are confirmed through single-crystal X-ray diffraction. Notably, the two parallelogram metallacycles can be used as"turn-on"fluorescence sensors to detect HSO3- through a disassembly mechanism. In addition, the 1a-based sensor shows selective detection of HSO3- without interference from other anions. The detection limit was as low as 0.131 μmol·L-1. Furthermore, complex 1a presented the semiquantitative visual detection ability for HSO3- in the test trip mode via fluorescence changes.
关键词: self-assembly, supramolecular Pd parallelogram, fluorescence detection, supramolecular crystal, bisulfite probe
绿色碳源合成多响应碳量子点用于铁离子和L-抗坏血酸的检测
钟丽娜, 陈晶玲, 赵青华
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240280
以生物质橙子皮为原料,通过简单的一步水热法制备了橙子皮基碳量子点(orange peel-based carbon quantum dots,OP-CQDs),并用荧光分析法对其性质进行了研究。结果表明,OP-CQDs水溶性好、荧光强、在生理pH范围内性能稳定。OP-CQDs对铁离子(Fe3+)有特异性猝灭反应且灵敏度高,同时,L-抗坏血酸(L-ascorbic acid,L-AA)能够使OP-CQDs-Fe3+体系的荧光部分恢复,形成了“开-关-开”的荧光检测体系。Fe3+L-AA的检出限分别为1.1和31.8 μmol·L-1
关键词: 碳量子点, 荧光分析法, 绿色碳源, 铁离子, L-抗坏血酸
超短c轴盘簇L沸石介晶的晶种诱导合成:形貌控制、解耦机理和增强吸附
严珂欣, 叶兆祺, 孔令涛, 李贺, 杨雪, 张亚红, 张宏斌, 唐颐
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202308019
缩短沸石材料的微孔孔道能有效提升客体分子的扩散传质性能。但目前一维L沸石(LTL)的合成中,缩短其沿一维微孔孔道方向(c轴方向)的长度至20到50 nm仍是一个挑战。本文首次在简单无机体系中通过加入纳米棒簇状L沸石作为晶种,快速(仅需4 h)合成了一种新型的L沸石介观结构晶体,且无需外加任何晶化修饰剂与模板剂。该介晶呈现出一种由超薄(约29 nm)的圆盘纳米晶沿c轴定向堆叠而成的盘簇形貌。这一独特的晶种诱导策略能够有效解耦L沸石的成核和生长阶段,为精确调控每个阶段的晶化行为以获得所需形貌结构提供了更大的操作空间。通过分析合成体系中介观尺度的晶核和微观尺度的基本构建单元衍化规律,实现了对晶种具体作用及衍化规律的解构:晶种溶解出的环笼结构加速了凝胶有序化,缩短了诱导期;而晶种溶解后的残余部分为生长期提供了密集的初始晶核,导向了新型盘簇结构的形成。通过对沸石生长条件进行调节,证实了其生长期存在蠕虫状前驱颗粒组装的行为,并实现了对盘簇中圆盘沿c轴方向厚度在18到55 nm范围内的精细调控。此外,通过选择直径为0.43到4.5 nm的系列模型分子作为吸附质,证明了该超短c轴样品在气相和液相体系大幅增强的吸附应用潜力。样品在小分子的扩散速率和大分子在气相的吸附量方面确实具有优势。在实际应用中,该样品在芳烃的吸附和分离以及染料和蛋白质的吸附方面具有一定的优势。
关键词: L沸石, 晶化机理, 非经典晶化机理, 形貌调控, 吸附性能, 晶种法
Synthesis and third-order nonlinear optical property of Ti4L6 cage-based metal-organic framework
Ruiyan CHEN, Yanping HE, Jian ZHANG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250177
Herein, we report the synthesis and third-order nonlinear optical (NLO) properties of a novel cage-based 2D metal-organic framework constructed from Ti4L6 (L4-=embonate) cage combined with Mg2+ and tris[4-(1H-imidazol-1-yl)phenyl]amine (tipa) ligand, whose molecular formula is (Me2CH2)2[Mg3(Ti4L6)(tipa)(H2O)12] (PTC-378). The Ti4L6 tetrahedral cages serve as robust building units, while the Mg2+ ions and tipa ligands provide structural stability and tunable optical properties. The resulting PTC-378 film exhibited intriguing third-order NLO property, which was systematically investigated using Z-scan techniques. Our results demonstrate that the synergistic interaction between Ti4L6 cages and π-conjugated ligands significantly enhances the NLO performance of the materials.
关键词: titanium-organic cage, metal-organic framework, crystal structure, nonlinear optics
Crystal structures and luminescent properties of two isostructural Zn(Ⅱ) complexes constructed from L-tert-leucine Schiff bases ligands
Xuebin XU, Jie CHEN, Gaofeng WANG, Shaofei SONG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250354
Two isostructural coordination polymers [Zn(L)(HCOO)]n (Zn-LFor) and [Zn(L)Cl]n (Zn-LCl) were synthesized by a hydrothermal method based on HL·NaX (HL=2-{[(pyridin-4-yl)methyl]amino}-3, 3-dimethylbutanoic acid, X-=HCOO-, Cl-). Zn-LFor and Zn-LCl belong to the orthorhombic system with space group P212121, which exhibit distorted square pyramidal structures. Interestingly, the values of the trigonality factor (τ5) are distinctively different. Zn-LCl has a τ5 value of 0.144, while the value of τ5 for Zn-LFor is only 0.089. Zn-LFor displayed an excellent fluorescence property, which can be used as a fluorescence probe to detect Cr2O72- in H2O solution with high selectivity and sensitivity, with a quenching constant (KSV) of 2.23×104 L·mol-1. The detection limit of Cr2O72- was calculated from the experimental data, and the value was 1.03 μmol·L-1.
关键词: Schiff bases, coordination polymer, Cr2O72-, luminescent property
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
化学“101计划”合成化学实验课程建设——L-脯氨酸催化的不对称Aldol缩合反应实验教学设计与实践
吴韶华, 鄢剑锋, 徐春发, 李远明, 杨凯, 林彩霞
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202511100
“L-脯氨酸催化的不对称Aldol缩合反应”实验是化学“101计划”合成化学实验课程中手性合成模块的实验项目,对应于不对称催化合成方法的教学。该实验将研究前沿“有机小分子催化不对称合成”融入本科实验教学,内容来源于2021年诺贝尔化学奖获得者Benjamin List在2000年发表的经典研究工作。本文详细介绍了该实验教学的设计与实施过程。通过精心教学设计,引导学生在掌握实验基础知识和基本技能的基础上,理解科学发现的逻辑,培养科学探究精神与创新思维,激发科研兴趣,从而提升基础化学学科人才培养质量。
关键词: 化学“101计划”, 合成化学实验, 课程建设, 教学设计, 不对称催化, 诺贝尔化学奖
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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