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综述
溶剂型智能驱动材料的研究进展
张大杰, 刘捷, 陈波, 王京霞, 江雷
2018, 76(6): 425-435  doi: 10.6023/A18010035
[摘要]  (84) [HTML全文] (84) [PDF 14552KB] (84)
摘要:
智能驱动材料可对光、电、温度、溶剂、湿度等外界刺激做出可控的力学响应,并将这些能量转化为机械能而被广泛关注.溶剂型驱动材料是基于简单的湿度或溶剂气氛变化将化学能转换成机械能,并在机械发电、微型器件制备等方面具有重要的潜在应用.本文综述了溶剂型智能驱动材料的驱动类型、驱动原理,性能及其相关应用进展,并对溶剂型智能驱动材料在未来人工智能方面的应用前景进行了展望.
研究通讯
气相中铜催化的脱羧碘化反应
尹欣驰, 江游, 楚士颖, 翁国锋, 方向, 潘远江
2018, 76(6): 436-439  doi: 10.6023/A18020080
[摘要]  (75) [HTML全文] (75) [PDF 532KB] (75)
摘要:
提供了一种通过电喷雾电离质谱在气相中对一类有机铜配体复合物的合成方法.通过碰撞诱导解离和分子-离子反应,在离子阱质量分析器中完成了气相中铜催化的脱羧碘化反应.羧酸(RCOOH)作为反应物最终通过碰撞诱导解离技术和分子-离子反应转化为碘代烃(RI).在整个反应过程中,观察到了铜的价态变化,由此也对羧酸的脱羧碘化反应的反应机理进行了解释.同时,不同的羧酸和双氮配体也适用于该反应体系.该方法检测了一类有机铜复合物的气相反应活性,并对液相中铜催化的脱羧碘化反应的反应机理研究提供了重要信息.
饱和开链醚的氧化碳氢炔基化研究
关弘浩, 陈磊, 刘磊
2018, 76(6): 440-444  doi: 10.6023/A18030083
[摘要]  (98) [HTML全文] (98) [PDF 478KB] (98)
摘要:
首次报道了饱和开链醚和末端炔的交叉脱氢偶联.在Ph3CCl/GaCl3介导的温和氧化条件下,饱和开链醚与一系列芳基和烷基末端炔在室温可发生交叉脱氢偶联,反应收率高达73%.鉴于烷基乙炔反应效率较低的问题,还报道了Ph3CCl/GaCl3介导的饱和开链醚和一系列烷基取代的炔基硼试剂的氧化偶联,并获得了较好的反应收率.
研究论文
硼桥联三氮杂环卡宾配位的铁分子氮配合物:合成、表征和反应性质研究
凡一明, 程骏, 高亚飞, 施敏, 邓亮
2018, 76(6): 445-452  doi: 10.6023/A18030095
[摘要]  (81) [HTML全文] (81) [PDF 736KB] (81)
摘要:
研究了氮上取代基为1-金刚烷基的苯基硼桥联三氮杂环卡宾配体在铁促进的氮气活化转化反应中的应用.通过苯基硼桥联三氮杂环卡宾亚铁氯化物[PhB(AdIm)3FeCl](1)在氮气氛下与KC8反应合成了一价铁分子氮配合物[PhB(AdIm)3Fe(N2)](2).进一步通过2与KC8和18-C-6的反应合成了零价铁分子氮配合物[K(18-C-6)(THF)]-[PhB(AdIm)3Fe(N2)](4).这些配合物均通过核磁共振、紫外吸收光谱、红外光谱、元素分析等表征,其中配合物24的结构经单晶X射线衍射表征确定.配合物24的N—N伸缩振动频率分别为1928和1807 cm-1,均为同价态铁末端分子氮配合物最低值.在过量KC8和Me3SiCl存在下,配合物124均可催化N2的还原硅基化反应,生成N(SiMe33.催化体系的TON可达87.
高稳定性和水溶性的共轭聚电解质/单壁碳纳米管复合物的制备和表征
朱明晶, 彭娟, 唐萍, 邱枫
2018, 76(6): 453-459  doi: 10.6023/A18030090
[摘要]  (79) [HTML全文] (79) [PDF 2689KB] (79)
摘要:
单壁碳纳米管(SWNTs)的分散性是影响其走向大规模应用的一个重要因素.尤其为满足未来绿色化学的要求,制备环保、稳定、均匀分散的单壁碳纳米管水溶液尤为重要.基于此,我们利用一种水溶性的共轭聚电解质聚(3-甲基咪唑盐己基噻吩)(P3MHT),来分散单壁碳纳米管.通过紫外-可见光谱仪、荧光光谱仪、透射电子显微镜、纳米粒度-Zeta电位分析仪、热重分析仪等仪器对制备的聚噻吩/碳纳米管复合物进行表征,结果表明聚噻吩主链与碳纳米管通过π-π相互作用形成电荷转移复合物,聚噻吩侧链上的离子基团则赋予复合物良好的水溶性,从而均匀分散碳纳米管.与常用于分散碳纳米管的小分子表面活性剂十二烷基硫酸钠相比,相同质量的P3MHT可明显提高碳纳米管在水相中的溶度和均匀分散性.该复合物溶液具有非常高的稳定性,在静置6个月后复合物分散性基本保持不变.
基于碳量子点的稳定高效全色随机激光
郗梓帆, 袁方龙, 王子飞, 李淑花, 范楼珍
2018, 76(6): 460-466  doi: 10.6023/A18020048
[摘要]  (93) [HTML全文] (93) [PDF 3203KB] (93)
摘要:
以本征态发光的高量子产率的碳量子点为激光增益介质,Au-Ag双金属多孔纳米线为散射颗粒,在纳秒激光的脉冲下,首次实现了基于碳量子点的全色随机激光.其中,蓝、绿、红三基色的发射半峰宽分别为2.5、1.9、2.3 nm,阈值分别为0.27、0.21、0.58 MW/cm2.激光照射60 min后,随机激光体系依然能保持良好的稳定性.将蓝、绿、红三色碳量子点以一定比例混合后,在高于阈值的泵浦功率下,首次实现了基于碳量子点的白光激光,为下一代的激光显示技术提供了新的可能.
石墨毡载纳米δ-MnO2高性能除铵净水材料研究
孙梦佳, 吴天怡, 李天玉, 郭风巧, 唐阳, 莫恒亮, 杨志涛, 万平玉
2018, 76(6): 467-474  doi: 10.6023/A18020069
[摘要]  (82) [HTML全文] (82) [PDF 3551KB] (82)
摘要:
首先制备了α-MnO2纳米花簇、β-MnO2纳米针和δ-MnO2微米颗粒三种不同晶型的MnO2粉末材料,对其结构、形貌及吸附除铵能力进行了表征和测试.结果表明,层间距(7.2Å)大于NH4+直径(2.96Å)和水合NH4+直径(6.62Å)的δ-MnO2相比其他两种晶型的MnO2有更高的NH4+吸附量;接着研究采用KMnO4原位氧化还原法在石墨毡(GF)上直接生长超薄δ-MnO2纳米片(MnO2NPs)阵列构筑了石墨毡载纳米MnO2(MnO2NPs/GF)多级结构材料,制备简单,无须成型造粒就可直接用作除铵净水材料,研究结果表明,MnO2NPs/GF不仅具有较高的吸附量(15 mg·g-1)与良好的选择性,同时还展现了优异的快速吸附和稳定的循环使用性能.MnO2NPs/GF对水中NH4+的吸附符合准二级动力学模型,其吸附等温线符合Langmuir吸附等温式,是吸附-离子交换法除铵的理想材料.
实验与理论研究G-四链体中鸟嘌呤自由基阳离子脱质子反应
王英辉, 节家龙, 赵红梅, 白羽, 秦佩萱, 宋迪
2018, 76(6): 475-482  doi: 10.6023/A17120557
[摘要]  (81) [HTML全文] (81) [PDF 1318KB] (81)
摘要:
G-四链体传输空穴的特殊性质使其有望应用于发展分子电子器件.由于鸟嘌呤自由基阳离子(G·+)脱质子反应会中断空穴传递,影响传递效率,我们对G-四链体AG3(T2AG33中G·+脱质子过程展开了理论与实验的研究.根据瞬态紫外可见吸收光谱,确定了脱质子产物是G(N(2)-H)·;通过测量不同温度下G·+脱N(2)-H质子的速率常数,得到脱质子活化能为20.0±1.0 kJ/mol.进而,采用显性水和连续溶剂化模型相结合的方法模拟G-四链体中G·+脱质子环境,在M062X/6-31G(d)水平上得到了脱质子势垒(26.4 kJ/mol).结合实验值,理论计算的势能面描述了G-四链体中G·+脱N2-H的过程.这些结果为G-四链体在电子器件方面的应用提供了重要依据和指导.
限域单分子层冰-水两相平衡体系的分子动力学模拟
杜涵, 梁洪涛, 杨洋
2018, 76(6): 483-490  doi: 10.6023/A18040128
[摘要]  (86) [HTML全文] (86) [PDF 3453KB] (86)
摘要:
限域水因有极其丰富的结构物相变化而成为近年来水科学研究的一个热点.然而,不同相限域水之间的相平衡结构与性质却鲜有报道.论文提出一套分子动力学模拟技术,可实现纳米尺度限域条件下冰和水的不同结构相间形成的低维固-液界面(线)的平衡态模拟.应用此模拟技术,我们探索了0.65 nm限域尺寸、5000 bar限域压强条件下,单分子层厚度的冰-水(固-液)两相平衡,计算了该平衡体系一系列热力学量在界线附近的分布.平衡态的分子模拟结果直观地展示了粗糙型固-液界线的热毛细涨落、界线固-液结构转变的微观机制、以及缺陷在固-液相变区附近的形成与输运.各种热力学量分布函数呈现了二维限域冰-水共存界面(线)的特殊性质,如:相平衡区域的尺寸异于块体材料固-液界面,固-液界线处于切向压缩状态等.