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进展评述
典型锕系超分子组装体的构筑原理及研究进展
梅雷, 石伟群
2020, 83(5): 387-393
[摘要]  (2)
摘要:
锕系超分子化学是锕系元素化学的重要研究领域,可以为乏燃料后处理的配位化学基础研究提供重要信息,并为探索锕系功能材料在发光、传感、催化和分离等方面的功能应用提供关键材料体系。本文介绍了基于锕系金属离子的金属-有机超分子组装体这一新兴领域的最新研究进展。从锕系超分子组装体的构筑原理出发并结合笔者自身研究情况,对基于主客体准轮烷配体的锕系-轮烷配位聚合物、具有闭合结构的锕系配位组装体和基于超分子相互作用的锕系超分子聚合物这三类典型的锕系超分子组装体的研究进展进行了梳理和总结阐述。期望为未来新型锕系超分子组装体的设计合成提供参考,促进相关领域的进步和发展。
sp2碳连接的二维高分子:在原子分子尺度下的观察与研究
黄森鹤, 姜恺悦, 陈振营, 陆陈宝, 庄小东
2020, 83(5): 394-403
[摘要]  (2)
摘要:
二维聚合物在光电催化、能量存储和气体存储与分离等领域具有重要的应用潜力。其中,基于sp2杂化碳(Csp2)连接的二维聚合物具有独特的电学性质与化学性质。通过扫描隧道显微镜(STM)技术可以在Au(111)、Ag(111)、Cu(111)、Ru(111)、HOPG等晶格表面上进行原子尺度的精确聚合,这为构建Csp2相连的二维聚合物提供了有效的新策略。STM技术具有高分辨率能力,可用于表面二维聚合物的结构表征以及内在的光电磁性质的研究。本文将介绍基于STM技术对Csp2-Csp2连接的二维聚合物进行观察与研究的新进展。
铁基配合物在催化1,3-二烯单体均相配位-插入聚合中的应用
葛芳, 朱艳云, 咸漠, 王晓武
2020, 83(5): 404-417
[摘要]  (2)
摘要:
开发环境友好的催化剂非常迫切。铁元素含量丰富且无毒的双重特性与这种趋势完全一致。在过去的几十年中,基于结构明确的铁络合物的催化反应研究增长非常迅速。在Gibson和Brookhart聚合乙烯的开创性工作之后,越来越多研究者使用铁基催化体系进行1,3-二烯的配位-插入聚合反应。1,3-二烯的聚合具有广泛的工业应用范围。本文通过研究近年来开发的催化体系来更新该领域的研究进展。就活性和选择性(相关时)及其局限性而言,特别着重强调其配合物的结构和催化性能间的关系。
量子点及其在食品安全快速检测中的应用进展
陈亨业, 刘瑞, 付海燕, 佘远斌
2020, 83(5): 418-426
[摘要]  (2)
摘要:
食品中有害物质快速检测技术的发展,对食品安全和国民健康的意义重大。量子点作为一种具有超凡光电特性的纳米粒子,近年来已被广泛应用于食品安全快速检测领域。本文对量子点可视化传感器的检测机理及其对食品中农兽药、重金属等有害物的检测和食品非法添加物的无目标检测进行了综述,并对其存在的问题和未来的发展进行了探讨。
水环境中微塑料的样品采集与分析进展
郝双玲, 刘海成, 薛婷婷, 高闯闯
2020, 83(5): 427-433
[摘要]  (2)
摘要:
微塑料在环境中难以降解,可在水体、沉积物等环境介质中长期存在,并在水生生物体内积累,成为人们高度关注的环境问题之一。有关水环境中微塑料的污染研究尚处于起步阶段,快速、高效、准确的检测技术是水环境中微塑料研究的重要环节,对于优化研究路线、分析研究结果、总结微塑料污染规律至关重要。本文结合国内外微塑料污染研究进展,介绍了微塑料污染现状,并通过对环境样品中微塑料的采样、预处理以及定性定量分析方法的系统比较,总结了现行各种检测方法的优缺点及各自应用范围,最后指出了进一步研究的方向。
研究论文
温度对液态水结构的影响:中子及X射线散射研究
周永全, 山口敏男, 池田一贵, 房春晖, 吉田亨次, 张文倩, 朱发岩, 刘红艳, 王广国
2020, 83(5): 434-441
[摘要]  (2)
摘要:
采用中子散射和X射线散射研究了液态水在298~373 K温度范围内的结构,通过偏径向分布函数(PDF)、配位数分布(CN)、角分布(ADF)及空间密度分布(SDF)等讨论了温度对液态水结构的影响。整体来看,液态水具有“不规则四面体”氢键网络的短程有序结构,该有序度可延续到第三水合层。液态水分子的第一水合层中,围绕中心水分子约有4.8个水分子,然而其中仅有约3.3个水分子与中心水分子通过氢键相键合,约1/3进入到第一水合层的水分子并未与中心水分子直接键合,也正是这些间隙水分子的存在加剧了液态水结构的复杂性。温度对液态水的有序度存在一定的影响,在298~373 K的有限温度变化范围内,温度对液态水中氢键的键长、键角分布及第一水合层SDF的影响不大。从298K升温到373K,O(W)-O(W)距离仅增加0.03,氢键数目也仅有微小减少,温度对第二和第三水合层的影响则要显著很多。
新型香豆素类探针的合成及其高灵敏性和高选择性对纯水中Pd2+的荧光和比色检测
陈欣, 袁阳蕾, 张媛媛, 王红梅, 张莉, 陈清
2020, 83(5): 442-447,426
[摘要]  (4)
摘要:
本文设计并合成了一种新型香豆素类Pd2+荧光探针(化合物1)。它由香豆素和羧甲基羟胺基团组成,能实现纯水中Pd2+的高选择性和高灵敏性检测,检测限低至4.0 × 10-8mol/L,此外,该探针能在pH为4~9的范围内有效检测Pd2+
一种香豆素类荧光探针的合成及其性能研究
孙石丽, 张慧, 俞天智, 赵玉玲
2020, 83(5): 448-452
[摘要]  (3)
摘要:
本文设计合成了一种基于香豆素的荧光探针L,通过氢谱、质谱对其结构进行表征。该探针在DMSO/H2O(体积比9∶1)体系中对Co2+和Ni2+具有较好的选择性和灵敏度。Co2+和Ni2+的加入使得探针L的荧光发射发生猝灭,其他金属离子未对探针的荧光产生明显的影响。探针L与Co2+和Ni2+的配位比均为1:2,其对Co2+和Ni2+的检出限分别为1.002×10-7和9.78×10-6 mol/L,结合常数分别是1.06×106和9.84×105 L·mol-1
活性炭/有机质复合相变材料的热-电性能
徐众, 吴恩辉, 李军, 侯静, 黄平, 蒲权文
2020, 83(5): 453-458
[摘要]  (2)
摘要:
用活性炭(AC)作为支撑材料,石蜡(PW)、十六酸(PA)和硬脂酸(SA)作为相变主材,通过熔融共混法制备AC/PW、AC/PA和AC/SA复合相变材料,并考察了其热-电性能。结果表明,添加活性炭时有机质均不会泄漏;复合材料充-放热过程中温度场分布都比较均匀,热循环会使材料导热性能略有下降;此外,三种复合材料的电阻率均随压力增加而减小。
NaCl-KCl-H2O体系的体积性质及其与Pitzer模型的相关性研究
马修臻, 胡斌
2020, 83(5): 459-463
[摘要]  (3)
摘要:
本文用高精度数字式振荡管密度计测定了288~323K范围内NaCl-KCl混合溶液的密度,溶液的离子强度范围从0.1到4mol·kg-1。用密度实验值计算了三元体系的超额体积并拟合得到了实验温度和浓度范围内的Pitzer模型参数,模型计算值与实验值的偏差在±0.0004g·cm-3以内。用Pitzer模型计算了不同离子强度下三元体系在298.15K下的混合体积。
同结构GdIIIMII(M=Cu,Ni,Co,Fe,Mn)配合物磁性理论研究
罗树常, 孙小媛, 郑鹏飞, 刘翔宇, 黄仁义
2020, 83(5): 464-471
[摘要]  (2)
摘要:
基于DFT-BS方法,在不同泛函方法和基组下计算[CuIIGdIII{PyCO(OEt)Py C(OH)(OEt)Py}3]2+及3d-Gd异金属双核配合物的磁耦合常数,结果表明,PBE0/TZVP(Gd为SARC-ZDRA-TZVP)水平可用于描述其磁学性质。顺磁中心CuII、GdIII与桥联配位氧原子间存在较强的轨道相互作用,其磁轨道主要由GdIII的4fz3、4fz(x2-y2轨道、CuII的3dx2-y2轨道和桥联配位原子O的p轨道组成。顺磁中心CuII离子以自旋离域作用为主,GdIII离子以自旋极化作用为主,顺磁中心CuII自旋离域作用对桥联氧原子的影响大于顺磁中心GdIII的自旋极化作用。在同结构3d-Gd配合物中,随着MII离子未成对电子的增加,顺磁中心间ρHS2-ρBS2越大,顺磁中心MII和GdIII之间的反铁磁性贡献越大,其磁耦合常数越小。
研究简报
水滑石负载碘催化合成α-氨基腈类衍生物
李航, 周波, 王军, 龚维, 尹晓刚
2020, 83(5): 472-475
[摘要]  (2)
摘要:
以水滑石(LDHs)负载碘(I2/LDHs)为催化剂,芳香醛、芳香胺和三甲基硅氰(TMSCN)为原料,合成了10种α-氨基腈类衍生物,其结构经1H NMR确认。优化反应条件为:n苯甲醛n苯胺nTMSCN=1.0:1.0:1.4,水滑石负载碘10(mol)%作催化剂,甲醇为溶剂,搅拌反应10min,收率最高可达98.3%。
化学教学
近似计算的普适性:一元弱酸的滴定突跃范围
柳青, 王海水
2020, 83(5): 476-479
[摘要]  (2)
摘要:
突跃范围是选择指示剂的主要依据,也是决定能否准确滴定的重要条件。滴定一元弱酸HB溶液时,计量点前(滴定分数a=0.999),许多溶液中cHB与[OH-]或cHB与[H+]具有相同数量级,因此通用教科书介绍的近似式pH=pKa+lg(cB-)/(cHB)存在较大局限性。本文新推导出了满足误差要求(在±0.02pH以内)的适用滴定各种浓度一元弱酸HB的pH的近似公式。计量点前,溶液酸性情形(pKa≤4.0),溶液[H+]=10-3cKa/c+2Ka;溶液碱性情形(pKa>4.0),溶液[H+]=cKa+√cKacKa+8×10-8/2000c。计量点后(a=1.001),考虑弱碱B-对溶液pH影响,则有溶液[H+]=-cKa+√cKacKa+8×10-8/2000c
中国化学会青年化学奖获奖者专栏
血清白蛋白:用于肿瘤精准诊疗的多元化载体
施德太, 贺晓鹏
2020, 83(3): 195-208
[摘要]  (394) [HTML全文] (394) [PDF 16007KB] (394)
摘要:
血清白蛋白(Serum Albumin)作为一种天然生物大分子,能够在血液中长期循环并通过血清白蛋白受体转运进入肿瘤细胞。近年来血清白蛋白作为一种极具临床转化前景的生物载体,被广泛应用于与诊疗试剂共价或非共价结合,从而实现精准、有效的肿瘤诊疗。本文就血清白蛋白在肿瘤诊疗领域的最新进展进行总结与讨论,并就基于血清白蛋白为载体的诊疗试剂未来发展方向进行了展望。
进展评述
单活泼氢手性配体生成的原位镁催化剂及其在不对称合成中的应用
王林清, 杨东旭, 王锐
2020, 83(3): 209-217
[摘要]  (68) [HTML全文] (68) [PDF 7707KB] (68)
摘要:
本文对原位镁催化剂近年的工作进行了总结,对由单活泼氢手性配体生成的原位镁催化剂在不对称合成中的应用进行了系统归纳和分类。介绍了由单氮氢键、单酚羟基和单醇羟基构成的手性配体的设计和发展及其在原位镁催化剂中的应用,实现了多种类型的不对称催化反应过程和化学键的形成方式。对于原位镁催化策略的进一步探索,将有助于研究和推广更多类型廉价环保金属资源催化的化学转化过程。
石墨相氮化碳量子点的制备及应用的研究进展
王庆, 陈宇飞, 李萍, 程健
2020, 83(3): 218-225, 264
[摘要]  (68) [HTML全文] (68) [PDF 6761KB] (68)
摘要:
近年来,石墨相氮化碳(g-C3N4)因其稳定的物理化学性能和良好的生物相容性而受到研究者关注。与块体g-C3N4相比,石墨相氮化碳量子点(g-CNQDs)尺寸更小、荧光效率更高,且具有量子限域效应,因此拥有特殊的理化性质与更好的光催化性能。本文主要从g-CNQDs的制备策略和应用展开讨论,着重综述了微波辅助法、低温固相法、热化学腐蚀法和电化学刻蚀法制备g-CNQDs,以及g-CNQDs在催化剂、离子检测、生物传感与诊疗等领域的最新应用研究进展;指出了目前g-CNQDs在性质、制备和应用等研究方面的重点和难点;最后对g-CNQDs存在的问题和未来的发展方向作出了展望。
退役三元动力电池回收利用进展
李浩强, 范茂松, 何鹏琛, 汪浩, 刘晶冰
2020, 83(3): 226-231
[摘要]  (79) [HTML全文] (79) [PDF 1390KB] (79)
摘要:
退役三元动力电池中含有大量的钴、锂、镍、锰等高价值金属元素。将退役动力电池进行回收利用,可以有效缓解动力电池退役带来的回收和环境污染压力,从而提高资源利用率和经济效益。本文拟对退役三元动力电池回收利用的国内外技术研究现状进行阐述,着重介绍湿法冶金技术,包括预处理技术和浸出、化学沉淀和溶剂萃取等二次处理技术,并与干法冶金作对比,对其方法及优缺点进行了详细介绍和比较。该研究可以为改进退役三元动力电池回收工艺提供指导,进一步促进工业化的实现。
研究论文
熔融盐法制备富氧空位TiO2纳米片及其光催化性能
杜梦凡, 陈啟荣, 邹钰, 杨凯萌, 胡舰心, 孟祥福
2020, 83(3): 232-239
[摘要]  (65) [HTML全文] (65) [PDF 17089KB] (65)
摘要:
氧空位缺陷对半导体材料性能的积极作用引起人们越来越多的关注。本文中,以TiCl4在三氟乙酸中的水解产物为前驱体,通过一步熔融盐法成功合成了具有富氧空位的蓝色TiO2纳米片。由于熔融盐低的氧分压,使前驱体在煅烧过程中消耗了TiO2中的晶格氧从而产生大量的氧空位和Ti3+。紫外-可见漫反射光谱测试表明,蓝色TiO2纳米片的带隙宽度减小至2.69eV,光吸收范围从紫外光区拓宽到可见光区。所制备的蓝色TiO2纳米片表现出优异的光催化活性,在全光谱照射下,对若丹明B的光降解速率是纯TiO2的47.3倍。同时,形成的晶格氟掺杂能有效地稳定氧空位,极大地提高了光生载流子的分离效率。本工作为在半导体氧化物材料内构建氧空位提供了新的思路。
三足苯甲酰基硫脲类离子受体的合成及识别性能
曹成, 仇满红, 尤兴梅, 卢蓓蓓, 籍向东
2020, 83(3): 246-252
[摘要]  (63) [HTML全文] (63) [PDF 12601KB] (63)
摘要:
本文设计并合成了两种新型含酰基硫脲结构单元的三足受体12,并对其结构进行了表征确证。研究表明该类受体化合物对F-、Ac-和CN-表现出良好的紫外识别能力,由于受体1分子内电荷转移作用较强,故对阴离子表现出裸眼识别性能。紫外滴定表明,该类化合物对F-和CN-具有更好的结合能力;核磁滴定表明,阴离子通过分子间氢键与受体化合物结合形成主客体配合物,在高浓度F-时受体化合物发生脱质子行为。此外,该类化合物对Hg2+具有一定的荧光选择性识别能力。
Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)配合物的合成、抗肿瘤作用及其对细胞周期分布的影响
江名, 盖爽爽, 蓝峻峰, 文胜, 蒋才云, 覃逸明
2020, 83(3): 253-257
[摘要]  (55) [HTML全文] (55) [PDF 7747KB] (55)
摘要:
以2-氨基-5-氯苯酚和2-喹啉甲醛合成的席夫碱作为配体,分别与氯化镍、氯化铜反应合成了2个金属配合物C1C2,其结构通过单晶X-射线衍射进行了解析。采用MTT法测试了配合物C1C2对不同人肝癌细胞系和正常肝细胞系HL-7702增殖抑制活性,结果表明C1C2对人肝癌细胞系的抑制活性均优于顺铂,且对正常肝细胞系HL-7702的毒性要弱于顺铂。通过活性氧实验、细胞周期等实验,可以推断出配合物C1C2抗肿瘤机制是通过产生活性氧造成肿瘤细胞的氧化损伤,以及使细胞周期停滞在G0/G1期阻滞细胞复制。
C2轴手性硫脲的合成及其微波辅助下催化Biginelli反应性能
秦婷, 陈平平, 莫丽, 李淼, 陈治明
2020, 83(3): 258-264
[摘要]  (61) [HTML全文] (61) [PDF 1199KB] (61)
摘要:
本文合成了三种具有轴手性联芳基骨架的多手性中心、多氢键的结构对称型多活性中心硫脲催化剂,并将其应用于催化Biginelli反应合成3,4-二氢嘧啶硫酮。结果表明,所合成的新型轴手性硫脲均表现出良好的催化作用,能有效地提高Biginelli反应的收率和对映选择性。
羟基自由基与N6, N6-二甲基腺嘌呤反应机理研究
严钱钱, 吴丽丹, 曾志虹, 曾楠
2020, 83(3): 265-271
[摘要]  (43) [HTML全文] (43) [PDF 8904KB] (43)
摘要:
N6N6-二甲基腺嘌呤(DMAP)是生物分子的组成部分,在决定生物分子的活性和构型性能方面起到了重要作用。羟基自由基(·OH)可与DMAP反应,改变其结构,从而影响它的生物功能。因此有必要了解DMAP与·OH反应的具体过程。本文运用量子化学方法从理论上研究了·OH与DMAP的反应机理。根据反应的能垒及产物的稳定性,DMAP与·OH最可能的反应是·OH夺取DMAP的N(6)甲基H、N(9)H以及·OH加成到DMAP的C(8)位。N(6)位的甲基化提高了腺嘌呤的反应活性,也影响了其与·OH的反应机理。
阴离子型接枝微粒PDAC/PSA的制备及对谷氨酸的吸附性能初探
胡译之, 李延斌, 余佳照, 何红芳
2020, 83(3): 272-276
[摘要]  (58) [HTML全文] (58) [PDF 2154KB] (58)
摘要:
采用自由基聚合法在溶液聚合体系中将功能单体丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)接枝于聚苯乙烯伯胺微球(PSA)表面,制备了接枝微粒PDAC/PSA,考察了主要因素对接枝聚合的影响,并初步探究了其对L-谷氨酸的吸附特性。结果表明,在反应温度25℃、单体质量分数为6%、引发剂占单体质量的1.2%的条件下,可制得接枝度为431mg/g的接枝微粒,其对L-谷氨酸的吸附量达140mg/g。
其它
Synthesis and Evaluation of Dicoumarin Acylhydrazone Derivatives as Fluorescent Probes for Cu2+
Haina Wang, Hui Zhang, Tianzhi Yu, Yuling Zhao
2020, 83(3): 240-245, 252
[摘要]  (61) [HTML全文] (61) [PDF 9703KB] (61)
摘要:
Two fluorescent probes, (N1'E, N3'E)-N1', N3'-bis((7-N, N-diethylaminocoumarin-3-yl)methylene) malonohydrazide and (N1'E, N4'E)-N1', N4'-bis((7-N, N-diethylaminocoumarin-3-yl)methylene) succinohydrazide, bearing acylhydrazone group as binding site and coumarin group as the fluorescence signal group were synthesized and characterized by conventional techniques. These probes showed notable fluorescence turn-off response for Cu2+ over other metals ions. The probes and Cu2+ formed 1:2 coordination complexes according to spectroscopy data and Job's plots. Further study demonstrated that the detection limit of Cu2+ for the probes was as low as 10-9 mol/L.
化学教学
一种确定氧化数的新方法
张国艳, 权新军
2020, 83(3): 277-281
[摘要]  (55) [HTML全文] (55) [PDF 1165KB] (55)
摘要:
氧化数是元素的重要性质,在无机化学中应用广泛。长期以来,确定元素氧化数主要根据桐山良一和鲍林等建立的规则,这些规则对于氧化数概念在化学中的推广普及起了很大的作用,但在遇到结构复杂或未知化合物时有时仍然会出现问题。本文根据IUPAC的氧化数定义提出,氧化数完全取决于成键两原子之间的电子供需关系,元素的最高正氧化数受到其原子价层电子数的限制,而元素的最低负氧化数受到同周期稀有气体元素外层电子数与其价层电子数差值的限制,据此建立了确定元素氧化数的新方法,该方法既不需要考虑分子结构,也不依赖元素氧化数的习惯规定,符合氧化数概念提出的初衷,简便易行,例外情况少,不仅适合大学化学教学,也适合中学化学教学。
化学史
波义耳微粒哲学与道尔顿原子论之比较
邢进, 袁振东
2020, 83(3): 282-287
[摘要]  (51) [HTML全文] (51) [PDF 1252KB] (51)
摘要:
波义耳微粒哲学与道尔顿原子论是原子论思想发展历程上的两种具有代表性的理论,通过对比二者的思想基础及其时代动因、方法论基础以及对万物本原、物质层次和物质变化原因等的解释,可以发现思想基础在一定程度上决定着科学理论发展的进路,科学进步亦显示时代的发展。