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
(m+n+…)还是[m+n+…]环加成?
杨占会, 许家喜
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202406032
学术界在表述环加成反应时,(m + n + …)和[m + n + …]环加成混用,不利于准确的学术交流。本文介绍了国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)规定的两种环加成反应表述方式,指明了它们的准确含义和使用环境。
关键词: 有机化学, 环加成反应, 原子个数, 电子个数, 高阶环加成
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
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
C60-MoP-C纳米花范德瓦耳斯异质结及其电催化析氢性能
李文江, 关平丽, 余锐, 程源晟, 魏先文
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230289
采用气固法制备了磷化钼-碳纳米花(MoP-CFs),通过简单的超声自组装将C60修饰在MoP-CFs表面,形成范德瓦耳斯异质结。研究其电催化析氢性能发现,C60的修饰能够有效降低电催化析氢过电位。其中,10% C60-MoP-CFs样品(10%为C60的质量分数)表现出最佳催化活性,在酸性和碱性条件下达到10 mA·cm-2的电流密度时,所需要的过电位分别为158和157 mV,并且具有至少20 h的电催化稳定性。C60与MoP-CFs之间强电子耦合作用促进电子由C60迁移到MoP-CFs表面,有助于减小电荷传输阻力,加快电催化析氢界面反应动力学过程。
关键词: 富勒烯, 能量转换, 多相催化, 电化学制氢, 绿色化学
在过渡金属催化剂上的CC键断裂以实现生物质的升级
卢卓然, 李圣凯, 逯宇轩, 王双印, 邹雨芹
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202306003
将当前能源生产和消费结构从过度依赖化石能源转变为高效利用可再生能源,是解决能源危机、实现碳中和的有效途径。生物质是最有前途的可再生能源之一,可以取代化石燃料以获得有价值的有机化合物。近年来,大力利用生物质能已成为一种必然趋势。用于生物质转化的传统热化学催化方法通常需要高温、高压等恶劣条件,甚至还需要外部氢或氧源。相比之下,在相对温和的条件下进行的生物质有机分子电催化转化为生产高价值化学品提供了一种绿色高效的策略。特别是,通过C―C键裂解将生物质衍生的分子转化为高价值的短链化学品至关重要。近年来,大量的研究证明过渡金属(TM)电催化剂由于其丰富的三维电子结构和独特的eg轨道增强了过渡金属-氧之间的共价键合,从而在有机物的C―C键断裂中起着至关重要的作用。此外,TM电催化剂的配位环境或电子结构会影响产物的选择性。毫无疑问,明确的反应活性位点和途径有助于深入理解催化剂结构与反应活性之间的构效关系。然而,TM电催化剂介导的生物质衍生有机分子的C―C键裂解反应用于生物质升级的研究目前尚处于起步阶段,其反应机理和催化反应过程尚不清楚。因此,有必要在原子水平上系统地了解电催化剂在C―C键裂解过程中的作用。在本综述中,我们首先依次介绍了广泛研究的TM电催化剂介导的生物质衍生有机分子(包括甘油、环己醇、木质素和糠醛)的C―C键裂解反应,并给出了一些典型的例子和相应的反应途径。然后,系统回顾了过渡金属化合物催化C―C键裂解的反应机理,揭示了界面行为,并构建了TM电催化剂的结构与裂解反应活性之间的构效关系。最后,我们简要总结了上述内容,并强调了在TM电催化剂上研究C―C键裂解的挑战和展望。我们期望这项工作可以为生物质的可控转化和合理设计C―C键裂解的TM电催化剂提供指导。
关键词: 电催化生物质升级, C―C键断裂, 电催化, 过渡金属催化剂
多级Ag/Bi/氮空位g-C3N4/Ti3C2Tx肖特基结的构筑及其全光谱催化性能
王敏, 辛德华, 石雅宁, 朱文垚, 张苑群, 章薇
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230477
采用原位溶剂热反应制备多级Ag/Bi/Nv-g-C3N4(氮空位-g-C3N4)/Ti3C2Tx肖特基结,并对其物相组成和晶体结构、微观形貌和孔结构、表面元素组成和化学态、光学和光电化学性质进行了表征。由于Ag、Bi和Ti3C2Tx协同的表面等离激元共振效应,Ag/Bi/Nv-g-C3N4/Ti3C2Tx表现出全光谱吸收特性。由载流子浓度差驱动的界面极化电荷转移诱导形成的肖特基结,显著提高了光生载流子(包括热电子和热空穴)的分离效率和利用率。因此,与Nv-g-C3N4、Ti3C2Tx、Ag/Nv-g-C3N4、Bi/Nv-g-C3N4和Ag/Bi/Nv-g-C3N4相比,Ag/Bi/Nv-g-C3N4/Ti3C2Tx表现出显著增强的全光谱催化活性,其在可见光和近红外光照射下光催化降解四环素的反应速率常数分别为0.033和0.008 6 min-1,为对比样品的10~2.1倍和8.6~1.8倍。
关键词: 肖特基结, 表面等离激元共振, 全光谱催化, 盐酸四环素
通过自由基历程烯烃1,2-双官能团化反应同时构建C—O键和C—X键研究进展
吴丹清, 刘佳俊, 李天宇, 徐大振, 苗志伟
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202403087
通过自由基途径的烯烃1,2-双官能团化反应是有机合成中从烯烃直接构建C—X (X = C, N, O…)键的重要手段,其优点包括良好的区域选择性、步骤经济性和原子经济性,符合绿色化学的发展要求。含有碳-氧键的有机功能化合物种类很多,发展简单高效构建碳-氧键的合成方法是有机化学家广泛关注的研究领域。本文综述了在构建碳-氧键的同时,构建碳-碳键、碳-氮键、碳-硫键和碳-卤键的反应研究进程,并对该领域的未来发展方向进行了展望。
关键词: 烯烃, 1,2-双官能团化, 碳-氧键构建, 区域选择性, 研究进展, 自由基历程

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