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综合评述
昆虫信息素缓释技术的研究进展
严力, 李卓睿, 韩国志
2019, 36(10): 1099-1108  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.10.190057
[摘要]  (23) [HTML全文] (23) [PDF 1652KB] (6)
摘要:
昆虫信息素是一类由昆虫个体释放于体外来调节或诱发同种其它个体行为与反应的化学物质。近年来,应用昆虫信息素防治虫害是当前有机农业绿色防控的新技术之一。与传统农药防治虫害相比,信息素具有高效、无毒、不产生抗药性以及对天敌无害的特点。此外,昆虫信息素通常易降解且挥发性高。因此,基于信息素的缓释技术引起了科研工作者的广泛关注,是涵盖化学、材料与农业的新兴交叉学科。通过某种特定的方法或技术使昆虫信息素缓慢控制释放,既能有效防治虫害,减少农药使用,提升环境生态水平,同时也能促进区域环境化学品总量与农业成本的降低。本文详细综述了昆虫信息素缓释技术的最新研究进展并对发展前景进行了展望。
研究论文
溶菌酶响应纳米钻石载药体系制备及其与HepG2细胞作用
李林, 宋吉祥, 李英奇, 张彩凤
2019, 36(10): 1109-1117  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.10.190112
[摘要]  (34) [HTML全文] (34) [PDF 1154KB] (6)
摘要:
通过缩水甘油(GLY)与阿霉素(DOX)发生开环反应,赋予阿霉素活性羟基基团,以氨基己酸(ACA)为桥梁,通过共价键合方法将缩水甘油化阿霉素(GLY-DOX,GDOX)偶联于氨基己酸化纳米钻石(ND-ACA)载体上,获得具有溶菌酶响应特性的ND-ACA-GLY-DOX(NAGD)药物输送体系。采用荧光光谱法测定了ND表面偶联ACA和DOX的量分别为(185±10.0)μg/mg和(115±5.2)μg/mg。体外释药发现NAGD在生理环境(pH=7.4)中药物释放量很低,而在肿瘤细胞溶酶体环境中(溶菌酶存在下),酯键水解断裂,大量释放DOX。以肝癌细胞HepG2为模型,采用细胞形态测试法表明NAGD可有效杀死肿瘤细胞。上述研究结果表明,NAGD可作为一种良好的药物输送体系,并为共价偶联药物开拓新思维。
铝卟啉配合物催化二氧化碳与环氧丙烷共聚反应
郭洪辰, 秦玉升, 王献红, 王佛松
2019, 36(10): 1118-1127  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.10.190031
[摘要]  (14) [HTML全文] (14) [PDF 667KB] (2)
摘要:
铝卟啉是一类土壤环境友好的金属卟啉,尽管早在1978年Inoue就已经发现它可以催化CO2和环氧丙烷的共聚反应,但是该催化体系一直面临催化活性低、聚合物相对分子质量低等难题。本文通过改变铝卟啉催化剂配体中苯环上取代基的种类和位置,制备出中心金属电子环境差异化的铝卟啉,并以双三苯基膦氯化铵(PPNCl)为助催化剂,探讨其对CO2与环氧丙烷的共聚反应的催化行为。结果表明,当铝卟啉中苯环上2,4位同时被Cl-取代后,在90℃和3 MPa压力下,转化频率(TOF)达到2672 h-1。当利用离去能力较强的对甲苯磺酸基团(OTs-)作为铝卟啉的轴向配体,可以合成出数均相对分子质量达1.84×105的脂肪族聚碳酸酯。
自负载吡啶双亚胺酸酯钒(Ⅲ)催化剂的合成及催化乙烯聚合
梁姗姗, 刘恒, 胡雁鸣, 张学全
2019, 36(10): 1128-1134  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.10.190171
[摘要]  (13) [HTML全文] (13) [PDF 804KB] (2)
摘要:
合成了一系列自负载吡啶双亚胺酸酯钒(Ⅲ)催化剂(V(Ⅲ)),并通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、元素分析及核磁共振波谱仪(NMR)等技术手段对配合物进行了表征。在倍半乙基氯化铝(EASC)活化下,V(Ⅲ)催化剂对乙烯聚合表现出很高的催化活性(7.2~12.1 g/(mol·h·Pa)),且自负载基团的链长对催化剂的活性及所得聚合物的性质影响较小。同时,该类V催化剂催化乙烯与1-己烯共聚合性能良好,得到高相对分子质量(高达68.1×103)的聚合物。所得聚合物经扫描电子显微镜(SEM)表征,其微观结构为片层叠加结构。
高性能氢化星型聚(苯乙烯-b-丁二烯-b-苯乙烯)嵌段共聚物阴离子交换膜的制备、结构与性能
孟繁志, 赵忠夫, 刘伟, 张春庆, 陈平, 白振民, 师悦
2019, 36(10): 1135-1146  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.10.190068
[摘要]  (15) [HTML全文] (15) [PDF 944KB] (2)
摘要:
利用常压催化加氢法合成氢化星型聚(苯乙烯-b-丁二烯-b-苯乙烯)嵌段共聚物(HSBS),依次通过氯甲基化、季铵化和碱化反应,制备两种综合性能良好的碱性阴离子交换膜(AEMs),HSBS4303-OH和HSBS4402-OH(二者制备原料中苯乙烯质量分数分别为30%和40%)。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对AEMs的结构和制备过程进行表征,并对膜的离子电导率、吸水率、溶胀度、机械性能、微相结构和耐碱稳定性等进行系统地研究。结果表明,HSBS在90℃左右出现了对应于结晶结构的特征熔融峰,相较于SBS,其机械性能及尺寸稳定性显著提高。两种AEMs中,HSBS4402-OH的性能最佳,该膜的离子交换容量为1.99 mmol/g,30℃时的吸水率和溶胀度分别为27.65%和5.12%,80℃下的离子电导率高达86.8 mS/cm。在60℃下,采用2 mol/L NaOH溶液浸泡432 h后,该膜的离子电导率损失仅为8.3%。显而易见,本文方法能为碱性阴离子交换膜燃料电池提供很有前途的AEMs。
柱芳烃基多孔聚合物的制备及其吸附性能
王星月, 张世越, 曲卫东, 贡卫涛, 宁桂玲
2019, 36(10): 1147-1154  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.10.190070
[摘要]  (15) [HTML全文] (15) [PDF 866KB] (2)
摘要:
将柱[5]芳烃与1,3,5-三乙炔苯(TEB)通过Sonogashira偶联反应制备了一类新型多孔有机聚合物P[5]-TEB,进而通过脱甲基反应对其进行改性得到多羟基的多孔聚合物P[5]OH-TEB,对二者的物理化学性质和吸附性能进行研究。氮吸附测试表明,羟基的引入使P[5]OH-TEB的比表面积变大,同时引入微孔结构。染料吸附实验表明,两聚合物对亚甲基蓝吸附过程符合Langmuir模型,P[5]OH-TEB对亚甲基蓝有更大的吸附量;吸附动力学试验表明,吸附过程更符合拟二级动力学模型,属于化学吸附过程,改性之后P[5]OH-TEB有更快的吸附速率;选择性吸附实验表明,羟基引入聚合物后聚合物对阳离子染料的吸附性能提升,对阴离子染料的吸附效果变差。
柔性主链的支化结构对冲击硬化材料性能的影响
邓裕坤, 梁学称, 裴小鹏, 翟侃侃, 王超, 张百超, 白云刚, 张文德, 谭颖, 王丕新, 徐昆
2019, 36(10): 1155-1164  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.10.190026
[摘要]  (13) [HTML全文] (13) [PDF 823KB] (3)
摘要:
以羟基封端的二甲基甲基乙烯基(硅氧烷与聚硅氧烷)(C=C-PDMS-OH)为接枝主链,将单氢化端基二甲基硅氧烷(H-PDMS)作为接枝支链,通过卡斯特催化剂催化二者间的硅氢化反应形成具有瓶刷结构的柔性主链(Brush PDMS-OH)。再通过三甲氧基硼氧六环(TMOB)的动态交联和异佛尔酮二异氰酸酯扩链剂(IPDI)的稳态化学交联,制备主链带有支化链的冲击硬化材料(Brush Impact Hardening Polymer,B-IHP)。通过核磁共振波谱仪(NMR)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和流变仪等测试手段对材料结构和性能进行表征。结果表明,B-IHP具有良好的机械性能和冲击硬化性能,拉伸强度达到9.8 MPa,冲击硬化值达到3500以上。B-IHP具有良好的自愈合性能,愈合效率可达95%以上,愈合时间仅为6 h。该柔性主链的支化结构可以明显降低主链发生链缠结的相对分子质量阈值,提升材料的冲击硬化性能和自愈合能力。
协效阻燃聚丙烯的阻燃性能
刘懿德, 陈嘉炼, 李红周, 杨松伟, 罗富彬, 陈庆华
2019, 36(10): 1165-1171  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.10.190184
[摘要]  (13) [HTML全文] (13) [PDF 985KB] (2)
摘要:
本文研究了以聚磷酸铵(APP)为主阻燃剂,次磷酸铝(AHP)和三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为辅阻燃剂的协效阻燃体系对聚丙烯(PP)阻燃性能的影响。采用垂直燃烧测试、极限氧指数(LOI)测试、热重分析、锥形量热仪测试、扫描电子显微镜分析等技术手段对所制备的阻燃样品进行了阻燃性能分析。结果表明:单独添加任一质量分数30%阻燃剂,均不能使PP获得良好的阻燃性能;当阻燃剂总质量分数保持在30%,m(APP):m(AHP):m(MCA)=4:1:1时获得理想阻燃效果,此时阻燃PP的LOI为33%,垂直燃烧测试达到Ⅴ-0级,热释放速率峰值(PHRR)从765.7 kW/m2降为122.7 kW/m2
2-(芘-1-基)-1, 8-萘啶的合成、理论计算及超快三阶非线性光学响应
孙金鱼, 王桂林, 石玉芳, 刘成琪, 赵明根
2019, 36(10): 1172-1178  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.10.190035
[摘要]  (14) [HTML全文] (14) [PDF 736KB] (1)
摘要:
合成了一个供体-受体(D-A)型含芘萘啶衍生物2-(芘-1-基)-1,8-萘啶(PN)。通过核磁共振波谱(NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、液-质联用仪(LC-MS)表征了其结构。通过电子光谱和Z-扫描技术方法分别研究了化合物PN的线性光学性质和三阶非线性光学吸收,采用综合热分析方法测定了它的热稳定性。结果表明,在532 nm、180 fs条件下,PN的三阶非线性吸收行为为反饱和吸收,其吸收系数为β=9.0×10-14 m/W,显示出超快三阶非线性光学响应。运用密度泛函理论方法计算了分子轨道能量、极化率和超极化率,结果表明电子转移能够在分子内部进行。2-(芘-1-基)-1,8-萘啶的紫外光谱在450 nm以上无吸收,在非线性光学吸收、激光防护、吸收型光开关或双稳器件等方面可作备选材料。
胍基硅前驱体的合成及应用
马潇, 许从应, 许东升, 丁玉强, 金成刚, 季佩宇
2019, 36(10): 1179-1185  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.10.190050
[摘要]  (16) [HTML全文] (16) [PDF 717KB] (1)
摘要:
以胍基取代的二甲基二氯硅烷与胺基锂反应合成了3种硅基化合物,使用核磁共振、高分辨质谱、元素分析对化合物结构进行了表征,通过热重分析(TGA)研究了化合物的热稳定性、挥发性、蒸汽压等性能。3种化合物均具有良好的热稳定性及挥发性,无明显热分解过程,固体残留小于1%,接近纯挥发过程,最高蒸汽压在3600~5300 Pa,满足前驱体使用要求。以二甲基-胍基-甲乙胺基-硅烷为前驱体,采用螺旋波等离子体气相沉积(HWPCVD)工艺制备了硅基薄膜,使用X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)分析了薄膜的化学组成和膜表面结构,XPS分析结果证实该薄膜为Si、N、C组成,实验结果表明,该类胍基硅化合物可作为硅基化学气相沉积(CVD)前驱体材料应用于集成电路制造。
新型离子液体1-烷基-3-甲基咪唑苯甲酰基三氟硼酸盐的合成与性质
郭一江, 陈庆德, 沈兴海
2019, 36(10): 1186-1193  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.10.190163
[摘要]  (16) [HTML全文] (16) [PDF 592KB] (1)
摘要:
合成了新型离子液体1-烷基-3-甲基咪唑苯甲酰基三氟硼酸盐[Cnmim](n=4,6,8),并通过NMR、差热、热重等方法研究了其基础物化性质。结果发现,3种离子液体的分解温度在200℃左右;随着阳离子碳链的增长,离子液体的粘度、熔点逐渐升高,并从亲水性变为疏水性。尤其是疏水性的[C6mim]和[C8mim]在与水长时间的混合中表现出较好的稳定性,基本解决了四氟硼酸盐离子液体亲水性强、BF4-易水解的缺点,有望用于乏燃料后处理并提高临界安全。
硫化氢对活性炭脱除单质汞的影响
洪东阳, 周劲松, 周启昕
2019, 36(10): 1194-1201  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.10.190007
[摘要]  (19) [HTML全文] (19) [PDF 764KB] (2)
摘要:
H2S是煤气中的含硫成分,活性炭能否催化氧化煤气中的H2S形成活性硫,以促进H2S和Hg0的协同脱除是值得研究的。本文首先通过程序升温脱附和热力学分析了低温情况下H2S对活性炭脱除Hg0的影响。在较低吸附温度130℃下,H2S不仅不能作为硫源,还使活性炭对Hg0的吸附显著减弱,这主要是由于H2S对活性炭表面的吸附氧的消耗以及H2S对含氧官能团的氧的取代反应造成的。在此基础上,进一步研究了高温下H2S对活性炭的影响,高温也不能使活性炭有效渗入单质硫。所以无论低温还是高温情况下,利用H2S作为硫源使Hg0以HgS的形式脱除并不是活性炭脱汞的可行手段。本文揭示了较宽的温度范围内H2S对单纯的活性炭脱除Hg0的影响机理,能为用于煤气脱汞的活性炭的设计以及作为负载时机理研究提供支持作用。
石墨烯迷你马达的自组装制备及其乙醇驱动运动和油品吸附性能
赵佳欣, 谢亚桥, 李杰兰, 徐子迪, 高峰, 曲江英
2019, 36(10): 1202-1210  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.10.190039
[摘要]  (18) [HTML全文] (18) [PDF 1099KB] (1)
摘要:
石墨烯三维(3D)宏观体多集中在厘米尺度并为实心对称结构,且存在"小尺寸"和"低密度"难以协调的矛盾。本文以氧化石墨烯为前驱体、苯胺为交联剂,在电动搅拌下通过剪切力驱动聚集和毛细管力干燥协同自组装制备球状氧化石墨烯水凝胶,经过高温还原得到石墨烯迷你马达。所得石墨烯迷你马达具有尺寸小(直径2~5 mm)、密度低(0.2~0.7 g/cm3)、内部空心结构以及疏水亲油的性能。上述结构特征赋予其乙醇驱动运动和油品吸附性能。研究表明,充分浸泡乙醇的石墨烯迷你马达在水中可以展现出自转速度3 r/s的无规则快速运动;对水中植物油的饱和吸附量约为794.9 mg/g。
直接甲醇燃料电池甲醇传质过程分析及浓度控制策略
邓光荣, 梁亮, 李晨阳, 刘长鹏, 葛君杰, 邢巍
2019, 36(10): 1211-1220  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.10.190052
[摘要]  (19) [HTML全文] (19) [PDF 645KB] (1)
摘要:
甲醇溶液浓度对于直接甲醇燃料电池(DMFC)的性能具有重要影响。本文旨在建立一种能在电源系统中有效控制甲醇浓度的策略。通过构建电池内甲醇物料守恒和热守恒方程,确定了基于电量和温度这两个参数的甲醇浓度控制策略。通过测试温度-浓度关系验证了控制策略的可行性。结果表明,采用该策略,DMFC电源系统稳定运行超过420 min;合适的甲醇浓度范围为0.70~0.87 mol/L。该策略完成了甲醇浓度控制的目标,并将在电源系统中发挥重要作用。

综合评述
膀胱癌液体活检的研究进展
曾波, 杨雁冰, 梁玲, 袁荃
2019, 36(4): 367-378  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.04.180412
[摘要]  (211) [HTML全文] (211) [PDF 1110KB] (211)
摘要:
膀胱癌是一种高发病率和致死率的恶性肿瘤疾病,通常情况下在中后期才能被诊断出来,给患者带来了巨大的身心伤害。膀胱镜检查是膀胱癌诊断的金标准,但这种方法具有一定的侵入性,并且在膀胱癌的早期诊断中,灵敏度和特异性较低,容易出现较高的假阳性率。膀胱癌的发生会对血液和尿液的成分产生直接影响,因此非侵入性的液体活检将为膀胱癌的早期诊断带来新的检测方法。本篇综述介绍了基于液体活检的膀胱癌诊断方法的发展进程。首先,对膀胱癌的主要标志物进行了简单介绍。其次,重点总结了以液体(如尿液和血液)为检测对象的膀胱癌诊断方法和诊断机制。除此之外,我们对膀胱癌液体活检面临的机遇和挑战进行了阐述。我们希望这篇综述将为膀胱癌的液体活检提供指导。
电化学发光传感器在农业传感领域中的研究进展
张家一, 罗莉君, 刘晓红, 李丽波, 成亮, 曹大威, 由天艳
2019, 36(4): 379-391  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.04.180417
[摘要]  (179) [HTML全文] (179) [PDF 1091KB] (179)
摘要:
基于电化学发光(ECL)分析法构建的电化学发光传感器具有灵敏度高、背景信号低、操作简单的优点,因此,它在农业、工业、环境、临床和食品等领域具有广泛的应用前景。本文主要综述了电化学发光传感器检测农药残留和真菌毒素的应用及其相应的检测性能,分析了电化学发光传感器在农业传感领域的研究现状,并阐述了未来电化学发光传感器的发展趋势。
富勒烯硫化反应进展
吴胜莉, 李宗军, 高翔
2019, 36(4): 392-401  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.04.180369
[摘要]  (170) [HTML全文] (170) [PDF 1117KB] (170)
摘要:
富勒烯官能化研究是富勒烯化学的重要组成部分。近年来,随着富勒烯化学研究的深入发展,许多新颖富勒烯衍生物被陆续合成出来,并在生物医学和有机太阳能电池方面显示出良好的应用潜力。与快速发展的富勒烯化学相比,富勒烯硫化反应研究进展较慢,近年来逐步引起广泛兴趣。在此,我们结合本课题组开展的工作,对富勒烯硫化反应的最新进展进行总结。
研究论文
标签谷胱甘肽S-转移酶的二价亲和标记试剂的制备与应用
卢进鹏, 夏超, 周伟, 李亚平, 胡小蕾, 廖飞, 杨晓兰
2019, 36(4): 402-413  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.04.180269
[摘要]  (190) [HTML全文] (190) [PDF 1066KB] (190)
摘要:
设计合成融合表达标签谷胱甘肽S-转移酶(GST)的二价亲和标记试剂,用于功能化磁珠后位点选择性固定化标签GST,为磁分离筛选配体混合物库提供固定化融合靶蛋白的候选方案。为减少疏水配体在标签GST活性位点的结合,需同时占据标签GST双活性中心内疏水结合位点并发生共价修饰的二价亲和标记试剂。以双苯环为疏水定位基、溴乙酰基为巯基修饰基团、羧基为连接官能团得单价标记试剂,以二乙基三胺为连接臂将单价标记试剂与连接臂两端伯胺连接得标签GST的对称二价亲和标记试剂,再以线性三胺连接臂中间的氨基与羧基磁珠偶联得功能化磁珠。表征目标化合物对标签GST的标记动力学、结合比;功能化磁珠对标签GST的不可逆固定化动力学和固载容量,及将磁珠表面二价亲和标记试剂转变成还原型谷胱甘肽(GSH)加合物后对标签GST可逆固定化的效果;以碱性磷酸酶及疏水荧光配体为模型考察磁珠固定化标签GST后的非特异结合。目标化合物对标签GST半抑制浓度为(22±0.2)μmol/L,其与GSH的饱和加合物半抑制浓度为(0.41±0.06)μmol/L,二者与标签GST二聚体结合比接近1:1。功能化磁珠对标签GST不可逆及可逆固定化的容量均接近25 mg/g磁珠。偶联GST的磁珠对蛋白非特异吸附很弱,再进一步用单价亲和标记试剂和GSH加合物封闭固定化标签GST剩余的活性位点后对疏水小分子也无显著结合。结果表明,所设计二价亲和标记试剂功能化磁珠适合用于标签GST及其融合表达蛋白的位点选择性固定化。
沸石咪唑酯骨架-67高效催化L-丙交酯的开环聚合反应
朱晨阳, 罗志雄, 陈宬, ChaemchuenSomboon, VerpoortFrancis
2019, 36(4): 414-422  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.04.180398
[摘要]  (211) [HTML全文] (211) [PDF 1036KB] (211)
摘要:
为了探究沸石咪唑酯骨架材料(Zeolitic Imidazolate Frameworks,ZIFs)结构中的金属单元对其催化活性的影响,我们采用室温法合成了ZIF-8、Zn/Co-ZIF和ZIF-67,并用其催化L-丙交酯的本体开环聚合反应。在相同的反应条件下,ZIF-67具有最高的催化活性。与2-甲基咪唑(配体)作为催化剂相比,ZIF-67催化得到的聚乳酸具有高度全同立构结构。此外,基质辅助激光解吸-飞行时间(MALDI-TOF)质谱表明,ZIF-67催化得到的聚乳酸主要为线状结构。经过3次循环反应后,ZIF-67的催化活性没有明显降低。
小分子优先结晶构筑聚合物/非富勒烯共混体系互穿网络结构
衣彦林, 梁秋菊, 李令东, 刘剑刚, 韩艳春
2019, 36(4): 423-430  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.04.180404
[摘要]  (195) [HTML全文] (195) [PDF 1168KB] (195)
摘要:
非富勒烯小分子受体(SMAs)有序聚集决定聚合物/非富勒烯共混体系光伏电池的双分子复合几率。然而,由于非对称相分离聚合物趋于优先形成网络,抑制小分子受体分子结晶。在聚[(2,6-(4,8-二(5-(2-乙基己基噻吩-2-基)苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩))-alt-(5,5-(1',3'-二-2-噻吩基-5',7'-二(2-乙基己基)苯并[1',2'-c:4',5'-c']二噻吩-4,8-二酮))](PBDB-T)/9-二(2-亚甲基(3-(1,1-二氰基亚甲基)-6,7-二氟-茚酮))-5,5,11,11-四(4-己基苯基)-二噻吩并[2,3-d:2',3'-d']-s-引达省[1,2-b:5,6-b']二噻吩(IT-4F)共混体系,四氢呋喃蒸汽处理可提高IT-4F结晶性,150℃热退火可提高PBDB-T的结晶性。因此,依次利用蒸汽退火和热退火处理薄膜,诱导小分子先结晶、聚合物后结晶,从而降低PBDB-T对小分子扩散的限制,构建高结晶互穿网络结构。形貌优化后降低了双分子复合,器件光电转换效率从5.95%提高至7.18%。
Au/聚4-乙烯基吡啶-b-聚乙二醇嵌段聚合物刷的合成及其pH响应行为
杨木泉, 肖凌宇, 张旋, 颜悦
2019, 36(4): 431-439  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.04.180360
[摘要]  (191) [HTML全文] (191) [PDF 999KB] (191)
摘要:
作为受限高分子体系的一个经典模型,高分子刷在胶体稳定、聚合物链的自组装以及摩擦学等方面具有潜在的应用价值。本文通过原子转移自由基聚合(ATRP)和点击化学(Click Chemistry)方法在金(Au)基底表面制备了pH响应性聚4-乙烯基吡啶-b-聚乙二醇(P4VP-b-PEG)嵌段聚合物刷。通过频率-耗散型石英微天平(QCM-D)、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)等技术手段分别对Au/P4VP-b-PEG聚合物刷经不同pH值溶液处理后的形态变化、表面组成和表面形貌进行了进一步深入研究。结果表明,用不同pH值溶液处理P4VP-b-PEG嵌段聚合物刷后,该聚合物刷呈现刺激响应规律。当pH=1.5时,P4VP链段质子化,由于静电排斥作用使P4VP-b-PEG链段呈伸展构象;当pH=11.5时,P4VP链段去质子化,并且由于失去部分结合水,P4VP-b-PEG链段呈塌缩构象。
末端四苯乙烯荧光团标记法研究双亲性嵌段聚合物的自组装行为
程金华, 姜鸿基
2019, 36(4): 440-450  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.04.180207
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摘要:
以四苯乙烯类分子2-溴-2-甲基-丙酸-3-(4-三苯乙烯基-苯氧基)-丙醇酯(E)作为引发剂,N-异丙基丙烯酰胺和苯乙烯为原料,通过活性自由基聚合,合成了末端具有聚集诱导发光(AIE)活性发光体的双亲性嵌段聚合物G。详细研究了AIE活性引发剂E和嵌段聚合物G在不同状态下的光物理行为差异。结果表明,在相同浓度条件下,随着温度的升高,引发剂E分散液的荧光强度不断下降。而嵌段聚合物的荧光强度先上升,当温度超过37℃后,嵌段聚合物的荧光强度不断下降。同样地,通过改变引发剂E和嵌段聚合物G在四氢呋喃和水混合溶剂中的浓度发现,随着浓度的减小,引发剂E的荧光强度不断下降,而嵌段聚合物分散液在改变分散液浓度时荧光强度的变化规律和改变温度时荧光强度的变化趋势相似。通过监控双亲性嵌段聚合物末端挂接的AIE活性发光分子发光性质的变化可以间接表征其聚集态结构的变化。
利用呋喃/马来酰亚胺Diels-Alder反应实现聚甲基丙烯酸丁酯/聚苯乙烯合金相容
叶霖, 张少锋, 闵嘉康, 马丽, 唐涛
2019, 36(4): 451-458  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.04.180300
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摘要:
利用呋喃和马来酰亚胺之间的可逆Diels-Alder反应,对不相容的聚甲基丙烯酸正丁酯(Poly(n-butyl methacrylate),PBMA)/聚苯乙烯(Polystyrene,PS)合金进行了增容研究。首先,通过原子转移自由基聚合(ATRP)共聚合成侧基含呋喃基团的聚甲基丙烯酸正丁酯(P(BMA-co-FMA)),并通过后反应改性合成侧基含马来酰亚胺基团的聚苯乙烯(MPS),然后利用呋喃和马来酰亚胺基团之间的Diels-Alder反应促使该共混物中两种高分子的相容性得到明显改善,本实验通过核磁共振波谱仪(NMR)表征验证了功能化高分子及其共混物中的Diels-Alder反应,并通过透射电子显微镜观测相分离结构变化和差示扫描量热法测定相变温度证明了相容性的明显改善。共混物可以进行热塑性加工,且其相形态和力学性能可以通过控制反应时间予以调节,三点弯曲试验发现随着反应时间的延长共混物逐渐由韧性材料向脆性材料转变。
一维发光镉配位聚合物的合成、晶体结构及识别性能
唐静, 林肖漪, 周文艳, 黄秋颖
2019, 36(4): 459-464  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.04.180264
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摘要:
采用芳香取代的咪唑二羧酸配体2-(对氰基)苯基-4,5-咪唑二羧酸(p-CNPhH3IDC),在含氮螯合配体2,2'-联吡啶(2,2'-bipy)的存在下,利用水热反应,制备了一个具有混合配体的一维链状配位聚合物:[Cd(p-CNPhHIDC)(2,2'-bipy)]n1)。通过元素分析、傅里叶变换红外光谱仪以及单晶X射线衍射等技术手段研究了配位聚合物1的结构和性能。结果表明,该配位聚合物稳定性较好,在231.6℃前结构稳定。经乙睛、甲醇、乙醛等溶剂浸泡后,配位聚合物1的荧光强度发生了一定程度的减弱(乙醛和CH2Cl2)或增强(DMF、硝基苯、丙酮),仅有吡啶溶剂使其荧光发射波长发生了60 nm的蓝移,显示其对吡啶有比较好的识别作用。
高分散纳米银催化剂一锅高效催化生物质基甘油和苯胺合成3-甲基吲哚
郝文文, 赵丹, 李延春, 楚文玲, 吕成伟, 石雷
2019, 36(4): 465-473  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.04.180265
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摘要:
将ZnO改性的高分散纳米银催化剂(Ag/SiO2-ZnO)成功地用于生物质基甘油与苯胺一锅高效合成3-甲基吲哚的反应中。通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、氨气和二氧化碳程序升温脱附(NH3-TPD或CO2-TPD)、热重(TG)分析和电感耦合等离子体(ICP)发射光谱技术手段研究了银基催化剂的结构和性能。结果表明,向Ag/SiO2-ZnO催化剂加入ZnO助剂能增强银与载体之间的相互作用,使银粒子可以牢固地锚定在SiO2-ZnO载体上,不仅提高了银的分散度,而且有效抑制了反应过程中银纳米粒子的聚集或烧结。此外,ZnO还能显著增加银基催化剂的酸性位点及碱性位点,这对甘油氢解生成1,2-丙二醇非常有利,明显促进了3-甲基吲哚的合成。反应16 h,3-甲基吲哚收率高达64%,催化剂重复使用4次,收率仅降低4%。另外,提出了甘油和苯胺在Ag/SiO2-ZnO催化剂上合成3-甲基吲哚的机理,其中1,2-丙二醇是制备3-甲基吲哚的中间体。
BiOCl/蒙脱土复合光催化剂的制备及其光催化活性
毛晓明, 唐鑫, 李敏, 李慧, 梁亚琴, 李燕
2019, 36(4): 474-481  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.04.180236
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摘要:
为优化BiOCl光催化剂的结构,改善其对有机污染物的吸附性能,进而提高光催化反应活性,采用超声辅助化学沉淀法制备了BiOCl/蒙脱土(MMT)复合光催化剂,并考察了MMT质量分数(w(MMT))对复合光催化剂结构及光催化反应活性的影响。X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)等的表征结果表明,所得催化剂呈微球状结构,禁带宽度为3.24 eV。随着w(MMT)的增加,催化剂的微球状结构逐渐被破坏,但带隙能未发生明显变化。以8-羟基喹啉为目标物考察了复合催化剂的吸附及光催化反应活性。结果表明,随着w(MMT)增加,催化剂对8-羟基喹啉的吸附和光催化氧化活性逐渐增加,这可归因于与MMT的复合增大了比表面积并降低了光生载流子复合效率。当w(MMT)为15%时,催化剂的吸附及光催化性能达到最佳,光照50 min后,8-羟基喹啉的降解率达到85.6%,矿化率达到51.0%。光生空穴和超氧自由基负离子为主要的氧化活性物种。复合催化剂还可高效降解邻苯二酚和对氨基苯甲酸。同时,复合光催化剂表现出较强的化学稳定性,表明其具有较强的实际应用价值,可用于处理含有机酚类污染物的工业废水。
氯化钠模板诱导木质素基多孔炭的制备及其超级电容器性能
谢亚桥, 赵佳欣, 李杰兰, 徐子迪, 曲江英, 田运齐, 高峰
2019, 36(4): 482-488  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.04.180294
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摘要:
以木质素为碳源,氯化钠为模板,通过低温回流使木质素包覆在氯化钠外层,高温煅烧获得木质素基多孔炭,研究了其作为电极材料在超级电容器中的应用。结果表明,改变煅烧温度可调控所得样品的孔结构,其比表面积在548~600 m2/g之间可变,且随着煅烧温度升高,比表面积和孔体积先增大后减少。700℃煅烧所得样品具有最大的比表面积,并表现出最高的电容性能,其在6 mol/L KOH电解液中比电容可达252 F/g,有效面积电容高达31.2 μF/cm2,模板氯化钠可清洗分离并可循环利用。提出了一种废弃物高附加值制备超级电容器用多孔炭的绿色方法。