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化学通报
Chemistry
主管 : 中国科学院
刊期 : 月刊主编 : 张德清
语种 : 中文主办 : 中国科学院化学研究所 中国化学会
ISSN : 0441-3776 CN : 11-1804/O6简介: 《化学通报》是中国化学会、中科院化学所联合主办的综合性学术期刊，以大专以上化学化工作者为主要读者对象，以反映国内外化学及交叉学科的进展，介绍新的知识和技术，报道最新科技成果为报道宗旨，为我国现代化建设服务。主要栏目：进展评述、知识介绍、研究快报、获奖介绍、化学史、信息服务。展开 >
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2019, 82(10): 867-877
摘要:
气凝胶具有低密度、低热导率、高比表面积及高孔隙率等优异性能，在隔热、传感、催化、吸附、储能等领域显示出良好的应用前景。但气凝胶的多孔网络结构也造成了其强度低和韧性差等问题，严重制约了气凝胶的实际应用，有机-无机复合是一种增强气凝胶力学性能的有效方法。而且，采用有机-无机复合方法制备气凝胶还可以赋予气凝胶阻燃等其他新颖的性能。本文综述了有机-无机复合气凝胶的新研究进展，分析其原理、合成方法及相关性能，指出了有机无机复合气凝胶的优势和存在问题并展望了未来的发展方向。
气凝胶具有低密度、低热导率、高比表面积及高孔隙率等优异性能，在隔热、传感、催化、吸附、储能等领域显示出良好的应用前景。但气凝胶的多孔网络结构也造成了其强度低和韧性差等问题，严重制约了气凝胶的实际应用，有机-无机复合是一种增强气凝胶力学性能的有效方法。而且，采用有机-无机复合方法制备气凝胶还可以赋予气凝胶阻燃等其他新颖的性能。本文综述了有机-无机复合气凝胶的新研究进展，分析其原理、合成方法及相关性能，指出了有机无机复合气凝胶的优势和存在问题并展望了未来的发展方向。
2019, 82(10): 878-885
摘要:
污染物富集分离是环境样品前处理过程中的关键环节，对污染物分析监测的准确性和灵敏性至关重要。目前，有效的富集分离仍然是环境分析的瓶颈问题。本文以水中典型的有机污染物六六六和无机污染物汞为对象，结合近期最新的研究报道，概述了水体环境中六六六和汞富集分离的研究新进展，就环境纳米材料在富集分离过程中的应用提出了存在的问题，并对其发展前景进行了展望。
污染物富集分离是环境样品前处理过程中的关键环节，对污染物分析监测的准确性和灵敏性至关重要。目前，有效的富集分离仍然是环境分析的瓶颈问题。本文以水中典型的有机污染物六六六和无机污染物汞为对象，结合近期最新的研究报道，概述了水体环境中六六六和汞富集分离的研究新进展，就环境纳米材料在富集分离过程中的应用提出了存在的问题，并对其发展前景进行了展望。
2019, 82(10): 886-892
摘要:
分子影像是近年出现并迅速发展的一个生物医学领域，在疾病的治疗与诊断中发挥着重要作用。同时它又是一门交叉学科，涉及化学、医学、生物、计算机科学、放射科学、材料科学等。分子影像的发展除了需要先进的成像设备外，最关键的是合成新型而高效的成像探针。目前，分子影像探针广泛应用于科学研究和临床，并且也取得了巨大进步。本文主要综述了5种常见的分子影像探针：超声成像探针、X-射线计算机断层成像探针、光学成像探针、核磁共振成像探针、正电子发射计算机断层扫描成像探针，并对分子影像探针的应用进行了概述，最后对分子影像探针的发展进行了展望。
分子影像是近年出现并迅速发展的一个生物医学领域，在疾病的治疗与诊断中发挥着重要作用。同时它又是一门交叉学科，涉及化学、医学、生物、计算机科学、放射科学、材料科学等。分子影像的发展除了需要先进的成像设备外，最关键的是合成新型而高效的成像探针。目前，分子影像探针广泛应用于科学研究和临床，并且也取得了巨大进步。本文主要综述了5种常见的分子影像探针：超声成像探针、X-射线计算机断层成像探针、光学成像探针、核磁共振成像探针、正电子发射计算机断层扫描成像探针，并对分子影像探针的应用进行了概述，最后对分子影像探针的发展进行了展望。
2019, 82(10): 893-898, 892
摘要:
量子点（QDs）是一种纳米发光粒子，具有优异的发光性能，在太阳能利用、荧光检测等方面具有广阔的应用前景。QDs与另一荧光团复合可构建比率荧光探针，实现可视化检测目标物并且提高了检测灵敏度。本文主要对QDs比率荧光探针的种类、构建方法和应用领域的研究进展进行综述，并对其中的不足进行分析，以期为研发具有优异性能的比率荧光探针提供借鉴。
量子点（QDs）是一种纳米发光粒子，具有优异的发光性能，在太阳能利用、荧光检测等方面具有广阔的应用前景。QDs与另一荧光团复合可构建比率荧光探针，实现可视化检测目标物并且提高了检测灵敏度。本文主要对QDs比率荧光探针的种类、构建方法和应用领域的研究进展进行综述，并对其中的不足进行分析，以期为研发具有优异性能的比率荧光探针提供借鉴。
2019, 82(10): 899-908
摘要:
从孕烯醇酮出发，通过酯化反应在3-位羟基上引入不同结构酯链，再对20-位羰基进行结构修饰，合成了10个（20R）-孕甾-5-烯-20-（2-甲氧基苯甲酸酯）类化合物，并通过IR、NMR及HR-MS等进行结构表征。通过噻吩蓝比色（MTT）法体外测试了这些化合物及相应的中间体对人宫颈癌细胞（HeLa）、人肺癌细胞（A549）、人甲状腺癌细胞（TPC-1）、人鼻炎癌细胞（CNE-2）以及人正常肾上皮细胞（HEK-293T）的增殖生长抑制活性，结果显示，中间体2d和3d对A549的抑制效果显著，IC50达到了7.9和10.3 μmol/L，其对HEK-293T细胞无毒性。
从孕烯醇酮出发，通过酯化反应在3-位羟基上引入不同结构酯链，再对20-位羰基进行结构修饰，合成了10个（20R）-孕甾-5-烯-20-（2-甲氧基苯甲酸酯）类化合物，并通过IR、NMR及HR-MS等进行结构表征。通过噻吩蓝比色（MTT）法体外测试了这些化合物及相应的中间体对人宫颈癌细胞（HeLa）、人肺癌细胞（A549）、人甲状腺癌细胞（TPC-1）、人鼻炎癌细胞（CNE-2）以及人正常肾上皮细胞（HEK-293T）的增殖生长抑制活性，结果显示，中间体2d和3d对A549的抑制效果显著，IC50达到了7.9和10.3 μmol/L，其对HEK-293T细胞无毒性。
2019, 82(10): 909-916
摘要:
为了从苯并咪唑类衍生物中寻找新的活性化合物，以溴乙酸作为起始原料，设计合成了17个2-巯基苯并咪唑衍生物4a~4q。采用噻唑蓝（MTT）法测试了目标化合物对人宫颈癌细胞（HeLa）、人乳腺癌细胞（MCF-7）、人肝癌细胞（HepG2）、人非小细胞肺癌细胞（A549）的增殖抑制活性。结果显示，大部分化合物具有较好的抗肿瘤活性，其中，（（1H-苯并[d]咪唑-2-基）硫基）-1-（4-二苯甲基哌嗪-1-基）乙烷-1-酮（4l）对HepG2细胞的抑制活性最好，IC50值为12.62±0.78μmol/L，接近于对照药品吉非替尼（9.72±0.38μmol/L）。此外，利用分子对接方法对目标化合物的构效关系进行了讨论。
为了从苯并咪唑类衍生物中寻找新的活性化合物，以溴乙酸作为起始原料，设计合成了17个2-巯基苯并咪唑衍生物4a~4q。采用噻唑蓝（MTT）法测试了目标化合物对人宫颈癌细胞（HeLa）、人乳腺癌细胞（MCF-7）、人肝癌细胞（HepG2）、人非小细胞肺癌细胞（A549）的增殖抑制活性。结果显示，大部分化合物具有较好的抗肿瘤活性，其中，（（1H-苯并[d]咪唑-2-基）硫基）-1-（4-二苯甲基哌嗪-1-基）乙烷-1-酮（4l）对HepG2细胞的抑制活性最好，IC50值为12.62±0.78μmol/L，接近于对照药品吉非替尼（9.72±0.38μmol/L）。此外，利用分子对接方法对目标化合物的构效关系进行了讨论。
2019, 82(10): 917-925
摘要:
集落刺激因子-1受体激酶（CSF-1R）属于Ⅲ型受体酪氨酸激酶家族成员，其在调控单核巨噬细胞系中发挥重要作用。CSF-1R及其配体异常表达与肿瘤发展过程密切相关。因此，CSF-1R信号传导可成为抗肿瘤治疗的有吸引力的靶标。本文用比较分子场分析法（CoMFA）和比较分子相似性指数分析法（CoMSIA）研究了54个二氢嘧啶并[4，5-d]嘧啶类CSF-1R激酶抑制剂的三维定量构效关系（3D-QSAR）。基于配体叠合，CoMFA和CoMSIA模型的交叉验证系数（q2）分别为0.725和0.636，拟合验证系数（r2）分别为0.960和0.958，结果表明这两种模型均具有较好的预测能力。所建模型的等势图能直观反映分子不同取代基对活性的影响，其中立体场和疏水场对活性的贡献较大。通过分子对接研究显示，氨基酸残基Cys666、Asp796在配体和受体结合过程中产生作用，分子对接的结合模式与3D-QSAR得到的结果一致。这些信息为进一步优化CSF-1R激酶抑制剂提供了理论基础。
集落刺激因子-1受体激酶（CSF-1R）属于Ⅲ型受体酪氨酸激酶家族成员，其在调控单核巨噬细胞系中发挥重要作用。CSF-1R及其配体异常表达与肿瘤发展过程密切相关。因此，CSF-1R信号传导可成为抗肿瘤治疗的有吸引力的靶标。本文用比较分子场分析法（CoMFA）和比较分子相似性指数分析法（CoMSIA）研究了54个二氢嘧啶并[4，5-d]嘧啶类CSF-1R激酶抑制剂的三维定量构效关系（3D-QSAR）。基于配体叠合，CoMFA和CoMSIA模型的交叉验证系数（q2）分别为0.725和0.636，拟合验证系数（r2）分别为0.960和0.958，结果表明这两种模型均具有较好的预测能力。所建模型的等势图能直观反映分子不同取代基对活性的影响，其中立体场和疏水场对活性的贡献较大。通过分子对接研究显示，氨基酸残基Cys666、Asp796在配体和受体结合过程中产生作用，分子对接的结合模式与3D-QSAR得到的结果一致。这些信息为进一步优化CSF-1R激酶抑制剂提供了理论基础。
2019, 82(10): 926-936
摘要:
随着有机磷化合物（OPs）的广泛应用，其在越来越多的环境介质中被检测出来。大多数OPs具有毒性，但人们缺乏快速且有效的预测手段来对毒性进行评估。本文将结合E-Dragon软件计算的分子描述符，采用不同的QSAR模型对36个OPs的毒性进行预测。文中采用后退法作为描述符筛选方法，以均方根误差（RMSE）作为评价标准，共找到14个对线性核函数支持向量机（SVM）模型贡献较大的描述符；在最终得到的SVM模型交叉验证结果中，计算值与实际值的相关系数为0.913，均方根误差为0.388；外部测试验证结果中，平均相对误差为9.10%。此外，采用多元线性回归（MLR）、人工神经网络（ANN）以及偏最小二乘回归（PLS）模型对OPs的毒性进行预测，交叉验证结果显示，三个模型的计算值与实际值的相关系数分别为0.878、0.686与0.620，没有SVM模型的预测能力好。因此采用线性核函数的SVM模型对OPs进行毒性预测是一个行之有效的方法。
随着有机磷化合物（OPs）的广泛应用，其在越来越多的环境介质中被检测出来。大多数OPs具有毒性，但人们缺乏快速且有效的预测手段来对毒性进行评估。本文将结合E-Dragon软件计算的分子描述符，采用不同的QSAR模型对36个OPs的毒性进行预测。文中采用后退法作为描述符筛选方法，以均方根误差（RMSE）作为评价标准，共找到14个对线性核函数支持向量机（SVM）模型贡献较大的描述符；在最终得到的SVM模型交叉验证结果中，计算值与实际值的相关系数为0.913，均方根误差为0.388；外部测试验证结果中，平均相对误差为9.10%。此外，采用多元线性回归（MLR）、人工神经网络（ANN）以及偏最小二乘回归（PLS）模型对OPs的毒性进行预测，交叉验证结果显示，三个模型的计算值与实际值的相关系数分别为0.878、0.686与0.620，没有SVM模型的预测能力好。因此采用线性核函数的SVM模型对OPs进行毒性预测是一个行之有效的方法。
2019, 82(10): 937-941
摘要:
以TiO2为载体负载双金属活性组分Ni-Co，采用浸渍法制备催化剂，用于糠醛催化加氢生成环戊酮和环戊醇的反应，并探讨了Ni-Co负载量、反应时间、反应温度、反应压力对产物的影响。通过XRD、BET、H2-TPR、SEM等表征方法对催化剂的构成及反应机理进行了讨论。结果表明，Ni和Co质量比1：1制备的催化剂10% Ni-10% Co-TiO2，其在优化反应条件下催化糠醛加氢生成环戊酮和环戊醇的产率分别为53.4%和17.1%。
以TiO2为载体负载双金属活性组分Ni-Co，采用浸渍法制备催化剂，用于糠醛催化加氢生成环戊酮和环戊醇的反应，并探讨了Ni-Co负载量、反应时间、反应温度、反应压力对产物的影响。通过XRD、BET、H2-TPR、SEM等表征方法对催化剂的构成及反应机理进行了讨论。结果表明，Ni和Co质量比1：1制备的催化剂10% Ni-10% Co-TiO2，其在优化反应条件下催化糠醛加氢生成环戊酮和环戊醇的产率分别为53.4%和17.1%。
2019, 82(10): 942-945
摘要:
二氢吡唑是一类含有多种生物活性的五元氮杂环化合物，广泛存在于各种活性天然产物结构中。本文由4-氟苯乙酮和N-甲基哌嗪经取代反应后，再与2-噻吩甲醛发生羟醛缩合生成哌嗪取代噻吩查尔酮（2）。化合物2与水合肼环化得到中间体化合物3，最后经磺酰氯衍生化，合成得到8个未见报道的3-芳基-5-噻吩基二氢吡唑磺胺衍生物（4a~4h），其结构均经IR、1H NMR和13C NMR确证。采用小鼠巨噬细胞Raw264.7模型初步测试了衍生物的抗炎活性，结果表明，化合物4a、4e和4h具有潜在的体外抗炎活性，特别是化合物4a抑制NO生成的IC50值为12.64μmol/L，与阳性对照药地塞米松活性相当。
二氢吡唑是一类含有多种生物活性的五元氮杂环化合物，广泛存在于各种活性天然产物结构中。本文由4-氟苯乙酮和N-甲基哌嗪经取代反应后，再与2-噻吩甲醛发生羟醛缩合生成哌嗪取代噻吩查尔酮（2）。化合物2与水合肼环化得到中间体化合物3，最后经磺酰氯衍生化，合成得到8个未见报道的3-芳基-5-噻吩基二氢吡唑磺胺衍生物（4a~4h），其结构均经IR、1H NMR和13C NMR确证。采用小鼠巨噬细胞Raw264.7模型初步测试了衍生物的抗炎活性，结果表明，化合物4a、4e和4h具有潜在的体外抗炎活性，特别是化合物4a抑制NO生成的IC50值为12.64μmol/L，与阳性对照药地塞米松活性相当。
2019, 82(10): 946-949
摘要:
基于比较分子力场分析（CoMFA）方法建立21种新型三唑并噻二唑衍生物对蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B（PTP1B）的抑制活性（pMP）的三维定量构效关系（3D-QSAR）。训练集中17个化合物用于建立预测模型，测试集5个化合物作为模型验证。已建立的CoMFA模型的交叉验证系数（Rcv2）、非交叉验证系数（R2）分别为0.432、0.975，说明所建模型具有较强的稳定性和良好的预测能力。该模型中立体场、静电场贡献率依次为59.2%、40.8%，表明影响抑制活性（pMP）的主要因素是取代基的空间位阻及疏水性，其次是取代基的氢键及配位作用。基于此研究结果，设计了3个具有较高抑制活性的新化合物，有待医学实验验证。
基于比较分子力场分析（CoMFA）方法建立21种新型三唑并噻二唑衍生物对蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B（PTP1B）的抑制活性（pMP）的三维定量构效关系（3D-QSAR）。训练集中17个化合物用于建立预测模型，测试集5个化合物作为模型验证。已建立的CoMFA模型的交叉验证系数（Rcv2）、非交叉验证系数（R2）分别为0.432、0.975，说明所建模型具有较强的稳定性和良好的预测能力。该模型中立体场、静电场贡献率依次为59.2%、40.8%，表明影响抑制活性（pMP）的主要因素是取代基的空间位阻及疏水性，其次是取代基的氢键及配位作用。基于此研究结果，设计了3个具有较高抑制活性的新化合物，有待医学实验验证。
2019, 82(10): 950-953
摘要:
从实验数据确定反应速率方程是化学动力学的重要内容之一。物理化学教材与文献中多依据反应物浓度或者分压进行直线拟合，这些方法的数据处理工作量大。很多化学反应是通过测量系统的物理性质来研究化学反应动力学过程，在教材和文献中缺少从物理性质直接拟合得到速率方程的普遍适用的方法。本文提出了一种由浓度-时间数据或物理性质-时间数据直接曲线拟合得到简单级数反应速率方程的新方法，通过曲线拟合同时求出反应级数与速率常数，利用实例对简单级数反应进行了验证。本文提出的方法是化学动力学"速率方程的确定"内容的创新，对确定简单级数反应速率方程具有重要意义。
从实验数据确定反应速率方程是化学动力学的重要内容之一。物理化学教材与文献中多依据反应物浓度或者分压进行直线拟合，这些方法的数据处理工作量大。很多化学反应是通过测量系统的物理性质来研究化学反应动力学过程，在教材和文献中缺少从物理性质直接拟合得到速率方程的普遍适用的方法。本文提出了一种由浓度-时间数据或物理性质-时间数据直接曲线拟合得到简单级数反应速率方程的新方法，通过曲线拟合同时求出反应级数与速率常数，利用实例对简单级数反应进行了验证。本文提出的方法是化学动力学"速率方程的确定"内容的创新，对确定简单级数反应速率方程具有重要意义。
2019, 82(10): 954-959
摘要:
2004年石墨烯的出现倾覆了二维碳材料不能稳定存在的传统理论，创建了从零维到三维的碳范式。通过对石墨烯发现史的考证可知，19世纪40年代，科学家们对氧化石墨进行了大量的研究。这些研究促进了石墨烯的发现。20世纪50年代，理论物理学家就对石墨烯的存在做出了理论假设。至20世纪80年代，科学家对碳的同素异形体进行了大量的探索，为制备单层石墨烯不懈奋斗。经历了多次的失败后，研究者最终在2004年成功制备出石墨烯并研究其特性。石墨烯的发现带来了人们科学认识上的转变，同时也带来了技术领域的突破。
2004年石墨烯的出现倾覆了二维碳材料不能稳定存在的传统理论，创建了从零维到三维的碳范式。通过对石墨烯发现史的考证可知，19世纪40年代，科学家们对氧化石墨进行了大量的研究。这些研究促进了石墨烯的发现。20世纪50年代，理论物理学家就对石墨烯的存在做出了理论假设。至20世纪80年代，科学家对碳的同素异形体进行了大量的探索，为制备单层石墨烯不懈奋斗。经历了多次的失败后，研究者最终在2004年成功制备出石墨烯并研究其特性。石墨烯的发现带来了人们科学认识上的转变，同时也带来了技术领域的突破。
2019, 82(5): 387-398
摘要:
在高压（一万到百万大气压）下物质的组成、结构、化学反应都可以发生前所未知的巨大变化。运用高压合成目标产物，表征高压下的物质结构与反应过程是高压化学研究的主要问题。一般而言，高压下不饱和化合物倾向于聚合形成高密度饱和共价键体系；反应中分子与原子扩散严重受限，常形成亚稳态化合物；反应物的空间晶体结构、官能团性质、反应体系的温度、静水压效果都对反应有显著影响。对高压下分子化学反应的研究需要综合运用晶体学、谱学、化学等实验手段和热力学、动力学等方面的理论计算相互验证，进而建立理论，深入极端条件化学的星辰大海。
在高压（一万到百万大气压）下物质的组成、结构、化学反应都可以发生前所未知的巨大变化。运用高压合成目标产物，表征高压下的物质结构与反应过程是高压化学研究的主要问题。一般而言，高压下不饱和化合物倾向于聚合形成高密度饱和共价键体系；反应中分子与原子扩散严重受限，常形成亚稳态化合物；反应物的空间晶体结构、官能团性质、反应体系的温度、静水压效果都对反应有显著影响。对高压下分子化学反应的研究需要综合运用晶体学、谱学、化学等实验手段和热力学、动力学等方面的理论计算相互验证，进而建立理论，深入极端条件化学的星辰大海。
2019, 82(5): 399-403
摘要:
富勒烯有着独特的球形结构，这一结构赋予其优异的光电及生物性能，在生物医药领域备受关注。环糊精具有良好的水溶性和生物相容性，锥筒状结构赋予其特异性包合作用，在主客体化学中有着非常重要的地位。富勒烯/环糊精的复合物，结合了富勒烯和环糊精的优势，在DNA切割、光动力学疗法、药物载体等领域发挥了重要作用。本文从富勒烯与环糊精体系的构筑出发，介绍了富勒烯/环糊精非共价包合物及共价偶联物在生物医药领域应用的研究进展，并对富勒烯/环糊精复合物的应用进行了展望，为构建新型富勒烯/环糊精复合物提供参考。
富勒烯有着独特的球形结构，这一结构赋予其优异的光电及生物性能，在生物医药领域备受关注。环糊精具有良好的水溶性和生物相容性，锥筒状结构赋予其特异性包合作用，在主客体化学中有着非常重要的地位。富勒烯/环糊精的复合物，结合了富勒烯和环糊精的优势，在DNA切割、光动力学疗法、药物载体等领域发挥了重要作用。本文从富勒烯与环糊精体系的构筑出发，介绍了富勒烯/环糊精非共价包合物及共价偶联物在生物医药领域应用的研究进展，并对富勒烯/环糊精复合物的应用进行了展望，为构建新型富勒烯/环糊精复合物提供参考。
2019, 82(5): 404-414
摘要:
本文主要对Ni催化的Suzuki偶联反应的发展历程和近年来碳卤键断裂类、碳氧键断裂类、碳碳键断裂类、碳氮键断裂类和碳硫键断裂类Ni催化Suzuki偶联反应进行总结。通过近十年研究，各类新型催化剂、配体、添加剂不断被开发，使反应活性大为提高，反应条件越来越温和。对目前认为Ni催化的Suzuki偶联反应的机理进行了梳理，发现Ni催化的Suzuki偶联反应催化剂循环方式有两种，即Ni（0）/Ni（Ⅱ）循环和Ni（Ⅰ）/Ni（Ⅲ）循环。因此，本文认为研究和发展价廉的金属Ni催化剂是研究Suzuki偶联反应的一个重要方向，未来Ni催化Suzuki偶联反应的研究将会集中在机理探究、新型催化剂和配体设计、多类型碳碳键构建（Csp2-Csp3、Csp3-Csp3）以及广泛底物的不对称Ni催化的Suzuki偶联反应。
本文主要对Ni催化的Suzuki偶联反应的发展历程和近年来碳卤键断裂类、碳氧键断裂类、碳碳键断裂类、碳氮键断裂类和碳硫键断裂类Ni催化Suzuki偶联反应进行总结。通过近十年研究，各类新型催化剂、配体、添加剂不断被开发，使反应活性大为提高，反应条件越来越温和。对目前认为Ni催化的Suzuki偶联反应的机理进行了梳理，发现Ni催化的Suzuki偶联反应催化剂循环方式有两种，即Ni（0）/Ni（Ⅱ）循环和Ni（Ⅰ）/Ni（Ⅲ）循环。因此，本文认为研究和发展价廉的金属Ni催化剂是研究Suzuki偶联反应的一个重要方向，未来Ni催化Suzuki偶联反应的研究将会集中在机理探究、新型催化剂和配体设计、多类型碳碳键构建（Csp2-Csp3、Csp3-Csp3）以及广泛底物的不对称Ni催化的Suzuki偶联反应。
2019, 82(5): 415-423
摘要:
如何有效地去除废水中的染料一直是材料和环境科学的热门方向。对比传统的吸附法、浓缩过滤法等，光催化降解染料技术由于其特有的环保性、简便性、安全性和无二次污染性等优点引起了更广泛的关注。众多光催化剂中，杂多酸因特殊的"笼形"结构、可"调谐"的电子性质、无毒性、富氧表面、价廉、出色的氧化还原能力等特点而具有巨大应用潜力。本文介绍了最近几年的杂多酸型光催化的研究进展，按方法将它们归类为改性法和负载法，并又细分它们为取代型杂多酸、改变反荷离子型杂多酸、有机无机改性法、硅酸盐负载法、二氧化钛负载法和石墨烯负载法。主要改进方向是提高杂多酸的水溶性、拓宽光吸收活性、增大比表面积、提高回收性等。对不同催化剂体系下的合成条件、催化机理等进行总结与分析，并展望了未来的发展趋势。
如何有效地去除废水中的染料一直是材料和环境科学的热门方向。对比传统的吸附法、浓缩过滤法等，光催化降解染料技术由于其特有的环保性、简便性、安全性和无二次污染性等优点引起了更广泛的关注。众多光催化剂中，杂多酸因特殊的"笼形"结构、可"调谐"的电子性质、无毒性、富氧表面、价廉、出色的氧化还原能力等特点而具有巨大应用潜力。本文介绍了最近几年的杂多酸型光催化的研究进展，按方法将它们归类为改性法和负载法，并又细分它们为取代型杂多酸、改变反荷离子型杂多酸、有机无机改性法、硅酸盐负载法、二氧化钛负载法和石墨烯负载法。主要改进方向是提高杂多酸的水溶性、拓宽光吸收活性、增大比表面积、提高回收性等。对不同催化剂体系下的合成条件、催化机理等进行总结与分析，并展望了未来的发展趋势。
2019, 82(5): 424-430
摘要:
采用高能球磨法通过不同球磨时间制备xLiF-（Ni1/6Co1/6Mn4/6）3O4新型正极材料，并对材料进行石墨烯复合改性，提高其性能。结合X-射线衍射、扫描电镜、电化学性能测试和X-射线电子能谱对所制备的正极材料性能进行表征。结果表明，球磨24h的产物的放电比容量最高，为157.3mAh·g-1。此外，正极材料添加石墨烯能改善其电化学性能，当石墨烯复合量为20%，在室温、0.05C（1C=250mAh·g-1）、1.5~4.8V下，材料首圈的放电比容量为235mAh·g-1，相较于无石墨烯的材料，在1C和5C倍率下，放电比容量分别提高到151和114 mAh·g-1。文中还分析了正极材料放电容量随截止电压的变化，确定了复合正极材料在高电压下有获得更高放电容量的潜力。
采用高能球磨法通过不同球磨时间制备xLiF-（Ni1/6Co1/6Mn4/6）3O4新型正极材料，并对材料进行石墨烯复合改性，提高其性能。结合X-射线衍射、扫描电镜、电化学性能测试和X-射线电子能谱对所制备的正极材料性能进行表征。结果表明，球磨24h的产物的放电比容量最高，为157.3mAh·g-1。此外，正极材料添加石墨烯能改善其电化学性能，当石墨烯复合量为20%，在室温、0.05C（1C=250mAh·g-1）、1.5~4.8V下，材料首圈的放电比容量为235mAh·g-1，相较于无石墨烯的材料，在1C和5C倍率下，放电比容量分别提高到151和114 mAh·g-1。文中还分析了正极材料放电容量随截止电压的变化，确定了复合正极材料在高电压下有获得更高放电容量的潜力。
2019, 82(5): 431-435
摘要:
以废旧手机锂离子电池回收的负极石墨粉制备的氧化石墨烯（GO）和苯胺单体为原料，利用GO活化H2O2产生的·OH为氧化剂，采用原位复合法制备了不同质量比的石墨烯/聚苯胺复合材料，通过FT-IR、XRD和SEM对其进行了表征，并利用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等对其电化学性能进行测试。结果表明，该类石墨烯/聚苯胺复合材料具有良好的电化学性能，当电流密度为100mA/g时，质量比为1：10制备的石墨烯/聚苯胺复合材料（rGO/PANI-10）的比电容达到481F/g，较石墨烯比容量（161F/g）提高了199%，较聚苯胺比容量（351F/g）提高了37%；在500mA/g电流密度下，rGO/PANI-10充放电循环1000圈后，电容保持率为77%，表现出较好的循环稳定性。
以废旧手机锂离子电池回收的负极石墨粉制备的氧化石墨烯（GO）和苯胺单体为原料，利用GO活化H2O2产生的·OH为氧化剂，采用原位复合法制备了不同质量比的石墨烯/聚苯胺复合材料，通过FT-IR、XRD和SEM对其进行了表征，并利用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等对其电化学性能进行测试。结果表明，该类石墨烯/聚苯胺复合材料具有良好的电化学性能，当电流密度为100mA/g时，质量比为1：10制备的石墨烯/聚苯胺复合材料（rGO/PANI-10）的比电容达到481F/g，较石墨烯比容量（161F/g）提高了199%，较聚苯胺比容量（351F/g）提高了37%；在500mA/g电流密度下，rGO/PANI-10充放电循环1000圈后，电容保持率为77%，表现出较好的循环稳定性。
2019, 82(5): 436-440
摘要:
以五水合硝酸铋和氯化钾为原料，通过水热法合成了BiOCl光催化剂，并对其结构进行表征，考察了前驱体的pH对催化剂结构和降解8-羟基喹啉活性的影响。结果表明，随前驱体pH的增加，催化剂[001]晶面暴露程度下降，带隙能减小，且催化反应活性降低，这可归因于低的带隙能和高的光生载流子复合效率。进一步考察降解体系pH对催化剂反应活性的影响，结果表明，降解体系pH影响8-羟基喹啉在催化剂表面的吸附行为，进而影响催化剂的反应活性。
以五水合硝酸铋和氯化钾为原料，通过水热法合成了BiOCl光催化剂，并对其结构进行表征，考察了前驱体的pH对催化剂结构和降解8-羟基喹啉活性的影响。结果表明，随前驱体pH的增加，催化剂[001]晶面暴露程度下降，带隙能减小，且催化反应活性降低，这可归因于低的带隙能和高的光生载流子复合效率。进一步考察降解体系pH对催化剂反应活性的影响，结果表明，降解体系pH影响8-羟基喹啉在催化剂表面的吸附行为，进而影响催化剂的反应活性。
2019, 82(5): 441-445
摘要:
本文以CeCl3·7H2O、Eu2O3、C2H2O4·2H2O为原料，制备了铈铕草酸盐沉淀，该沉淀经高温煅烧获得铈铕氧化物前驱体；以Ar气为载气、CS2为硫源对铈铕氧化物前驱体进行硫化合成了Eu2+掺杂的γ-Ce2S3。Eu2+掺杂能够明显降低γ-Ce2S3的合成温度，Eu2+/Ce3+为0.03时，在900℃硫化150min即可获得纯相的γ-Ce2S3，与不掺杂时合成γ-Ce2S3的温度相比降低了300℃左右；同时，Eu2+掺杂能够提升γ-Ce2S3的抗氧化能力，氧化气氛下，Eu2+/Ce3+比例为0.03的样品其氧化放热峰温度由不掺杂时的490.6℃提高至553.3℃。
本文以CeCl3·7H2O、Eu2O3、C2H2O4·2H2O为原料，制备了铈铕草酸盐沉淀，该沉淀经高温煅烧获得铈铕氧化物前驱体；以Ar气为载气、CS2为硫源对铈铕氧化物前驱体进行硫化合成了Eu2+掺杂的γ-Ce2S3。Eu2+掺杂能够明显降低γ-Ce2S3的合成温度，Eu2+/Ce3+为0.03时，在900℃硫化150min即可获得纯相的γ-Ce2S3，与不掺杂时合成γ-Ce2S3的温度相比降低了300℃左右；同时，Eu2+掺杂能够提升γ-Ce2S3的抗氧化能力，氧化气氛下，Eu2+/Ce3+比例为0.03的样品其氧化放热峰温度由不掺杂时的490.6℃提高至553.3℃。
2019, 82(5): 446-451
摘要:
苯丙酸类化合物是G蛋白偶联受体40（GPR40）潜在的生物活性药物。本文基于比较分子力场分析法（CoMFA）和比较分子相似性指数分析法（CoMSIA），分别建立了40个已知活性的GPR40受体苯丙酸类激动剂的三维定量构效关系（3D-QSAR）模型，研究该类激动剂与生物活性之间的关系。CoMFA和CoMSIA模型的交叉验证系数（q2）分别为0.527和0.500，拟合验证系数（r2）分别为0.901和0.860，两个3D-QSAR模型预测值与实验值基本一致，表明模型具有良好的可信度和预测能力。根据两个3D-QSAR模型提供的立体场、静电场、疏水场、氢键供体场和氢键受体场所提供的信息提出优化该类抑制剂结构的药物设计思路，为指导设计更高活性的GPR40激动剂以及GRR40新分子激动活性的预测提供理论依据。
苯丙酸类化合物是G蛋白偶联受体40（GPR40）潜在的生物活性药物。本文基于比较分子力场分析法（CoMFA）和比较分子相似性指数分析法（CoMSIA），分别建立了40个已知活性的GPR40受体苯丙酸类激动剂的三维定量构效关系（3D-QSAR）模型，研究该类激动剂与生物活性之间的关系。CoMFA和CoMSIA模型的交叉验证系数（q2）分别为0.527和0.500，拟合验证系数（r2）分别为0.901和0.860，两个3D-QSAR模型预测值与实验值基本一致，表明模型具有良好的可信度和预测能力。根据两个3D-QSAR模型提供的立体场、静电场、疏水场、氢键供体场和氢键受体场所提供的信息提出优化该类抑制剂结构的药物设计思路，为指导设计更高活性的GPR40激动剂以及GRR40新分子激动活性的预测提供理论依据。
2019, 82(5): 452-456
摘要:
本文对三种体系的漆酶热失活动力学进行了研究，并对动力学参数进行了相应的分析。结果显示，漆酶在纯水溶液中的失活符合一级动力学模型，其失活方程为lnA=-0.1353t-2.2522。在有毒有机物体系（2，4-二氯酚和吲哚溶液）中漆酶的失活仍符合一级失活动力学模型，失活速率常数减小，但半衰期增大。在极性溶液（乙醇）中，漆酶的反应速率常数最小，可能是因为漆酶分子内部作用力的变化导致了漆酶反应变缓；在非极性体系（异辛烷溶液）中，水-疏水体系减少了对酶的伤害，利于酶的稳定，延长了漆酶半衰期；极性或非极性体系中的漆酶失活均符合一级动力学失活模型。
本文对三种体系的漆酶热失活动力学进行了研究，并对动力学参数进行了相应的分析。结果显示，漆酶在纯水溶液中的失活符合一级动力学模型，其失活方程为lnA=-0.1353t-2.2522。在有毒有机物体系（2，4-二氯酚和吲哚溶液）中漆酶的失活仍符合一级失活动力学模型，失活速率常数减小，但半衰期增大。在极性溶液（乙醇）中，漆酶的反应速率常数最小，可能是因为漆酶分子内部作用力的变化导致了漆酶反应变缓；在非极性体系（异辛烷溶液）中，水-疏水体系减少了对酶的伤害，利于酶的稳定，延长了漆酶半衰期；极性或非极性体系中的漆酶失活均符合一级动力学失活模型。
2019, 82(5): 457-462
摘要:
以双酚A型聚砜（PS）为基础，与自制的1，4-二氯甲氧基丁烷反应制备氯甲基化聚砜（CPS），接着与2-萘酚-6，8-二磺酸钾（NSK）进行亲核取代反应制备萘磺酸型侧链磺化聚砜（PS-NS）。采用溶液浇注法制备相应的质子交换膜（PEMs），结合前期研究的脂肪磺酸型侧链磺化聚砜（PS-ES）和苯磺酸型侧链磺化聚砜（PS-BS）PEMs，考察侧链结构对PEMs的吸水率、吸水溶胀率和尺寸稳定性的影响关系。结果表明，与主链型芳香聚合物PEMs相比，3种侧链型磺化聚砜PEMs由于亲水基团远离疏水主链，能够形成类似于Nafion膜的相分离结构，在高吸水率下保持更好的尺寸稳定性；在相同的离子交换膜容量（IEC）下，PS-ES、PS-BS和PS-NS膜随着侧链刚性苯环数目的增加，侧链的运动能力减弱，导致PEMs的尺寸稳定性增加，相应的质子传导率减小；PS-ES膜在25℃和85℃的质子传导率分别达到0.072和0.141 S/cm，PS-NS在25℃和85℃的尺寸溶胀性仅为21.8%和51.5%，性能与商业化的Nafion115膜十分接近。
以双酚A型聚砜（PS）为基础，与自制的1，4-二氯甲氧基丁烷反应制备氯甲基化聚砜（CPS），接着与2-萘酚-6，8-二磺酸钾（NSK）进行亲核取代反应制备萘磺酸型侧链磺化聚砜（PS-NS）。采用溶液浇注法制备相应的质子交换膜（PEMs），结合前期研究的脂肪磺酸型侧链磺化聚砜（PS-ES）和苯磺酸型侧链磺化聚砜（PS-BS）PEMs，考察侧链结构对PEMs的吸水率、吸水溶胀率和尺寸稳定性的影响关系。结果表明，与主链型芳香聚合物PEMs相比，3种侧链型磺化聚砜PEMs由于亲水基团远离疏水主链，能够形成类似于Nafion膜的相分离结构，在高吸水率下保持更好的尺寸稳定性；在相同的离子交换膜容量（IEC）下，PS-ES、PS-BS和PS-NS膜随着侧链刚性苯环数目的增加，侧链的运动能力减弱，导致PEMs的尺寸稳定性增加，相应的质子传导率减小；PS-ES膜在25℃和85℃的质子传导率分别达到0.072和0.141 S/cm，PS-NS在25℃和85℃的尺寸溶胀性仅为21.8%和51.5%，性能与商业化的Nafion115膜十分接近。
2019, 82(5): 463-467
摘要:
通过研究比较不同处理工艺对页岩气压裂采出水的效果，设计出电絮凝-O3联合处理采出水的工艺。以化学需氧量（COD）、总悬浮物（TSS）为指标，讨论电絮凝-O3联合工艺处理页岩气压裂采出水过程中pH、电流密度、电极间距、电解时间以及O3通气量的影响。结果表明，当pH=8.0、电流密度为1250A/m2、极板间距为2cm、电解时间6min、O3通气量为40L/h时，COD去除率为98.3%，TSS的去除率为95.9%，经过电絮凝-O3联合处理后的采出水的色度、浊度、oil及NH4-N等污染指标都达到了国家排放标准。
通过研究比较不同处理工艺对页岩气压裂采出水的效果，设计出电絮凝-O3联合处理采出水的工艺。以化学需氧量（COD）、总悬浮物（TSS）为指标，讨论电絮凝-O3联合工艺处理页岩气压裂采出水过程中pH、电流密度、电极间距、电解时间以及O3通气量的影响。结果表明，当pH=8.0、电流密度为1250A/m2、极板间距为2cm、电解时间6min、O3通气量为40L/h时，COD去除率为98.3%，TSS的去除率为95.9%，经过电絮凝-O3联合处理后的采出水的色度、浊度、oil及NH4-N等污染指标都达到了国家排放标准。
2019, 82(5): 468-471
摘要:
以氟磺酸为催化剂，通过成环反应合成出蒄中引入氮原子的目标化合物，并对产物进行了结构表征。对该化合物的性质测试表明，其可以作为发光器件分子用于制备电致发光材料。
以氟磺酸为催化剂，通过成环反应合成出蒄中引入氮原子的目标化合物，并对产物进行了结构表征。对该化合物的性质测试表明，其可以作为发光器件分子用于制备电致发光材料。
2019, 82(5): 472-475
摘要:
以二苯并呋喃-4-硼酸为原料，与邻溴碘苯发生Suzuki偶联，经丁基锂锂化后与Ph2PCl反应，再经醋酸钯催化关环等步骤，合成了5-苯基-5H-苯并[2, 3]磷杂吲哚[4，5-b]苯并呋喃4和5，并利用核磁共振和高分辨质谱等手段对其进行结构确证。利用紫外光谱、荧光光谱以及热重分析等手段研究了它们的光物理性能，结果表明，该类化合物显现在有机电致发光材料领域应用的潜力。
以二苯并呋喃-4-硼酸为原料，与邻溴碘苯发生Suzuki偶联，经丁基锂锂化后与Ph2PCl反应，再经醋酸钯催化关环等步骤，合成了5-苯基-5H-苯并[2, 3]磷杂吲哚[4，5-b]苯并呋喃4和5，并利用核磁共振和高分辨质谱等手段对其进行结构确证。利用紫外光谱、荧光光谱以及热重分析等手段研究了它们的光物理性能，结果表明，该类化合物显现在有机电致发光材料领域应用的潜力。
2019, 82(5): 476-479
摘要:
本文合成了一种新型蛋氨酸衍生物酸洗缓蚀剂，运用红外光谱及核磁共振氢谱对其结构进行了鉴定。采用失重法和电化学法研究了在0.5mol·L-1硫酸介质中其对碳钢试片的缓蚀性能，并通过吸附等温模型对缓蚀机理进行初步的探讨。结果表明，蛋氨酸衍生物的缓蚀效率约为90%，整体用量适中，是一种有望得到良好应用的绿色缓蚀剂。电化学分析表明，蛋氨酸衍生物为混合型缓蚀剂，其通过增大金属表面的电荷转移电阻而降低电化学腐蚀速率。
本文合成了一种新型蛋氨酸衍生物酸洗缓蚀剂，运用红外光谱及核磁共振氢谱对其结构进行了鉴定。采用失重法和电化学法研究了在0.5mol·L-1硫酸介质中其对碳钢试片的缓蚀性能，并通过吸附等温模型对缓蚀机理进行初步的探讨。结果表明，蛋氨酸衍生物的缓蚀效率约为90%，整体用量适中，是一种有望得到良好应用的绿色缓蚀剂。电化学分析表明，蛋氨酸衍生物为混合型缓蚀剂，其通过增大金属表面的电荷转移电阻而降低电化学腐蚀速率。
