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应用化学
Chinese Journal of Applied Chemistry
主管 : 中国科学院
刊期 : 月刊主编 : 张洪杰
语种 : 中文主办 : 中国化学会、中国科学院长春应用化学研究所
ISSN : 1000-0518 CN : 22-1128/O6简介: 《应用化学》创刊于 1983 年，是经国家科委批准向国内、国外公开发行的化学类综合性学术期刊。其中包括有机化学、无机化学、高分子化学、物理化学、分析化学，与材料科学、信息科学、能源科学、生命科学互相关联和渗透，涉及的专业面广。展开 >
《应用化学》主编由中国科学院院士张洪杰先生担任，编委会由85位科学家组成（包括30名中科院院士和工程院院士，4位国外专家）， 审稿队伍由全国各个重点院校和科研单位的上千名专家、教授、研究员组成。
办刊宗旨: 着重报道化学及交叉学科有应用前景的创新性基础科学研究和创造性科研技术成果，介绍该领域中的新发现、新理论、新方法、新技术、新产品及相关科技信息，为推动应用化学学科的发展、加强国内国际间的学术交流、人才培养和现代化建设服务。
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期刊内热点文章
2019, 36(1): 1-9
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180071
摘要:
有机发光二极管（OLEDs）作为新一代的显示技术，因其启亮电压低、厚度薄、能效高、响应速度快等优点，而被世界各国研究人员所关注。有机电致发光材料及器件的发展一直备受关注，根据发光机理的不同，有机发光材料可以分为荧光材料和磷光材料。蓝色荧光材料作为OLEDs发展中的重要部分，拥有磷光材料无法比拟的优势，近年来成为研究热点。本文介绍了近年来国内外蓝色延迟荧光材料的研究进展，并展望了其发展前景和趋势。
有机发光二极管（OLEDs）作为新一代的显示技术，因其启亮电压低、厚度薄、能效高、响应速度快等优点，而被世界各国研究人员所关注。有机电致发光材料及器件的发展一直备受关注，根据发光机理的不同，有机发光材料可以分为荧光材料和磷光材料。蓝色荧光材料作为OLEDs发展中的重要部分，拥有磷光材料无法比拟的优势，近年来成为研究热点。本文介绍了近年来国内外蓝色延迟荧光材料的研究进展，并展望了其发展前景和趋势。
2019, 36(1): 10-15
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180092
摘要:
芳甲酸氰基芳甲酯是重要的有机合成中间体，其现有合成方法采用剧毒氰化物为氰源来合成。本研究以K4[Fe（CN）6]为绿色氰化试剂，芳酰氯为原料，采用一锅两步反应合成芳甲酸氰基芳甲酯。通过改变第二步反应温度、反应时间、硼氢化钠和催化剂的用量获得最佳反应条件，以61.7%~80.3%的产率合成了10种芳甲酸氰基芳甲酯（2a~2j），产物结构通过傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、核磁共振波谱仪（NMR）分析确认。根据实验结果，提出了可能的反应机理。该法避免了对剧毒氰化剂的使用，具有产率高、操作简单、后处理方便等优点。
芳甲酸氰基芳甲酯是重要的有机合成中间体，其现有合成方法采用剧毒氰化物为氰源来合成。本研究以K4[Fe（CN）6]为绿色氰化试剂，芳酰氯为原料，采用一锅两步反应合成芳甲酸氰基芳甲酯。通过改变第二步反应温度、反应时间、硼氢化钠和催化剂的用量获得最佳反应条件，以61.7%~80.3%的产率合成了10种芳甲酸氰基芳甲酯（2a~2j），产物结构通过傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、核磁共振波谱仪（NMR）分析确认。根据实验结果，提出了可能的反应机理。该法避免了对剧毒氰化剂的使用，具有产率高、操作简单、后处理方便等优点。
2019, 36(1): 16-23
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180048
摘要:
发展了一种微波-超声复合场下绿色高效合成砜类化合物的简便方法。以芳甲基氯和苯亚磺酸钠为原料，以水为反应介质，在微波-超声复合场辅助下合成了一系列芳甲基苯基砜。通过考察微波功率、超声功率、原料投料比、溶剂体积和反应时间等因素的影响，得出了苄基氯与苯亚磺酸钠之间模型反应的最优反应条件：微波功率为40 W，超声功率为50 W，苄基氯与苯亚磺酸钠的摩尔配比为1：3，反应时间为5 min。在此条件下合成的苄基苯基砜产率为83%。相比常规油浴条件，在微波-超声复合场的强化下反应速率提升了约42倍。该方法具有较好的底物适应性，成功合成了23种砜类化合物。
发展了一种微波-超声复合场下绿色高效合成砜类化合物的简便方法。以芳甲基氯和苯亚磺酸钠为原料，以水为反应介质，在微波-超声复合场辅助下合成了一系列芳甲基苯基砜。通过考察微波功率、超声功率、原料投料比、溶剂体积和反应时间等因素的影响，得出了苄基氯与苯亚磺酸钠之间模型反应的最优反应条件：微波功率为40 W，超声功率为50 W，苄基氯与苯亚磺酸钠的摩尔配比为1：3，反应时间为5 min。在此条件下合成的苄基苯基砜产率为83%。相比常规油浴条件，在微波-超声复合场的强化下反应速率提升了约42倍。该方法具有较好的底物适应性，成功合成了23种砜类化合物。
2019, 36(1): 24-33
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180054
摘要:
柱芳烃是一类有别于冠醚、杯芳烃、葫芦脲等的柱状大环分子，具有独特的富电子空腔和口腔的可修饰性。它们可以包结多种有机污染物，对有机污染物的吸附和脱除具有广泛的应用前景。本文通过核磁共振和紫外滴定的方法首先研究了对硝基苯衍生物与甲氧基柱[5]芳烃（MeP5A）的包结行为，测定了包结常数。在此基础上，将MeP5A物理混合到聚丙烯酸酯（PA）乳液中，首先制备了甲氧基柱[5]芳烃/聚丙烯酸酯（MeP5A/PA）共混乳液，然后通过静电纺丝技术，得到了MeP5A/PA纳米纤维膜。采用红外光谱、扫描电子显微镜对MeP5A/PA纳米纤维膜的结构和形貌进行了表征。将MeP5A/PA纳米纤维膜用于4种对硝基苯衍生物的吸附实验。结果表明，对硝基苯乙腈显示出与MeP5A最强的包结作用，其Ka=（6.0±0.3）×102 L/mol，PA膜中引入MeP5A，增大了吸附量，但并未改变纤维状形貌。MeP5A/PA纳米纤维膜的最佳吸附平衡时间为2 h，且MeP5A/PA纳米纤维膜中MeP5A的含量越高，吸附量越大。但当吸附溶液中MeP5A浓度达到4 mmol/L时（对应的膜中含有的MeP5A物质的量为1.4×10-2 mmol），其吸附基本达到平衡，继续增加MeP5A物质的量，其吸附量变化不大。
柱芳烃是一类有别于冠醚、杯芳烃、葫芦脲等的柱状大环分子，具有独特的富电子空腔和口腔的可修饰性。它们可以包结多种有机污染物，对有机污染物的吸附和脱除具有广泛的应用前景。本文通过核磁共振和紫外滴定的方法首先研究了对硝基苯衍生物与甲氧基柱[5]芳烃（MeP5A）的包结行为，测定了包结常数。在此基础上，将MeP5A物理混合到聚丙烯酸酯（PA）乳液中，首先制备了甲氧基柱[5]芳烃/聚丙烯酸酯（MeP5A/PA）共混乳液，然后通过静电纺丝技术，得到了MeP5A/PA纳米纤维膜。采用红外光谱、扫描电子显微镜对MeP5A/PA纳米纤维膜的结构和形貌进行了表征。将MeP5A/PA纳米纤维膜用于4种对硝基苯衍生物的吸附实验。结果表明，对硝基苯乙腈显示出与MeP5A最强的包结作用，其Ka=（6.0±0.3）×102 L/mol，PA膜中引入MeP5A，增大了吸附量，但并未改变纤维状形貌。MeP5A/PA纳米纤维膜的最佳吸附平衡时间为2 h，且MeP5A/PA纳米纤维膜中MeP5A的含量越高，吸附量越大。但当吸附溶液中MeP5A浓度达到4 mmol/L时（对应的膜中含有的MeP5A物质的量为1.4×10-2 mmol），其吸附基本达到平衡，继续增加MeP5A物质的量，其吸附量变化不大。
2019, 36(1): 34-40
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180323
摘要:
为了提升当前商用手术服在特殊医疗手术环境下屏蔽携带病原体的血液或体液的性能，降低医护人员与患者因接触携带病原体的血液或体液而交叉感染的风险，受荷叶自清洁效应的启发，本文采用表面双疏处理技术，用含氟双疏处理液对商用手术服表面改性，来提升当前商用手术服在特殊医疗手术环境下对污染物（水、油、血液）的屏蔽性能。扫描电子显微镜和元素分析表征确定了含氟聚合物被成功固定在手术服表面。对改性后的手术服的防水、防油、防血液污染性能检测发现：表面双疏改性可将手术服表面水接触角提升到（138±2）°，水滚动角降低至4.0°，表明其防水能力明显提升；改性后的手术服表面具有对油滴保持至少60 s不浸润，血液液滴在倾斜20.6°的改性手术服表面可快速滚落的特性，同时保持良好的透气性能（7.90 g/（min·m2））。
为了提升当前商用手术服在特殊医疗手术环境下屏蔽携带病原体的血液或体液的性能，降低医护人员与患者因接触携带病原体的血液或体液而交叉感染的风险，受荷叶自清洁效应的启发，本文采用表面双疏处理技术，用含氟双疏处理液对商用手术服表面改性，来提升当前商用手术服在特殊医疗手术环境下对污染物（水、油、血液）的屏蔽性能。扫描电子显微镜和元素分析表征确定了含氟聚合物被成功固定在手术服表面。对改性后的手术服的防水、防油、防血液污染性能检测发现：表面双疏改性可将手术服表面水接触角提升到（138±2）°，水滚动角降低至4.0°，表明其防水能力明显提升；改性后的手术服表面具有对油滴保持至少60 s不浸润，血液液滴在倾斜20.6°的改性手术服表面可快速滚落的特性，同时保持良好的透气性能（7.90 g/（min·m2））。
2019, 36(1): 41-50
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180033
摘要:
核电站放射性废液组成复杂，其中137Cs、90Sr和60Co是放射性废液处理的主要目标。本文采用稳定同位素模拟放射性废液，研究了Cs+离子在强酸性阳离子树脂IRN97中的交换等温线、动力学特性以及固定床穿透行为，探讨了共存的硼酸和Sr2+、Co2+等核素离子对Cs+离子交换行为的影响。结果表明，废液中存在的高浓度硼酸在一定程度上会减小树脂对Cs+的交换量；与共存的Sr2+和Co2+离子相比，虽然Cs+的交换速率快，但树脂对Sr2+和Co2+的选择性更高，因此在达到交换平衡状态下，Sr2+和Co2+的交换容量大于Cs+；在采用固定床吸附柱进行的动态吸附中，提高Cs+的进水浓度可以提高树脂的利用率。
核电站放射性废液组成复杂，其中137Cs、90Sr和60Co是放射性废液处理的主要目标。本文采用稳定同位素模拟放射性废液，研究了Cs+离子在强酸性阳离子树脂IRN97中的交换等温线、动力学特性以及固定床穿透行为，探讨了共存的硼酸和Sr2+、Co2+等核素离子对Cs+离子交换行为的影响。结果表明，废液中存在的高浓度硼酸在一定程度上会减小树脂对Cs+的交换量；与共存的Sr2+和Co2+离子相比，虽然Cs+的交换速率快，但树脂对Sr2+和Co2+的选择性更高，因此在达到交换平衡状态下，Sr2+和Co2+的交换容量大于Cs+；在采用固定床吸附柱进行的动态吸附中，提高Cs+的进水浓度可以提高树脂的利用率。
2019, 36(1): 51-57
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180069
摘要:
超微孔材料具有1~2 nm的孔径，在分离、催化应用中有望展现出择形催化的能力。寻找经济、简便的合成超微孔材料的表面活性剂体系是一项有意义的工作。本研究以短链季铵盐（十烷基三甲基溴化铵，记为C10TAB）和不同链长脂肪酸酸盐混合胶束为模板剂，硅酸钠为硅源，成功制备出高度有序超微孔SiO2。通过小角X射线衍射、N2吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等技术手段对产品的结构和性能进行了表征。结果表明，合成体系中脂肪酸盐碳链长、加入量、晶化温度等对产物孔道有序性有很大影响。当选择正辛酸钠（SO）为助表面活性剂，当n（C10TAB）：n（Na2SiO3）：n（SO）：n（H2O）=1：1.5：0.3：800，晶化温度为80℃时，可以得到高度有序超微孔SiO2。煅烧后样品比表面积为1300 m2/g，孔体积0.49 cm3/g，孔径分布在1.90 nm。
超微孔材料具有1~2 nm的孔径，在分离、催化应用中有望展现出择形催化的能力。寻找经济、简便的合成超微孔材料的表面活性剂体系是一项有意义的工作。本研究以短链季铵盐（十烷基三甲基溴化铵，记为C10TAB）和不同链长脂肪酸酸盐混合胶束为模板剂，硅酸钠为硅源，成功制备出高度有序超微孔SiO2。通过小角X射线衍射、N2吸附-脱附、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等技术手段对产品的结构和性能进行了表征。结果表明，合成体系中脂肪酸盐碳链长、加入量、晶化温度等对产物孔道有序性有很大影响。当选择正辛酸钠（SO）为助表面活性剂，当n（C10TAB）：n（Na2SiO3）：n（SO）：n（H2O）=1：1.5：0.3：800，晶化温度为80℃时，可以得到高度有序超微孔SiO2。煅烧后样品比表面积为1300 m2/g，孔体积0.49 cm3/g，孔径分布在1.90 nm。
2019, 36(1): 58-64
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180049
摘要:
纤维素作为可再生资源，其催化水解得到的平台化合物对缓解能源压力具有重要的意义。本文以生物质竹子为原料选择700℃预碳化、150℃磺化得到的固体炭磺酸为基体，负载1-丁基-3-甲基咪唑氯后得到离子液体功能化固体炭磺酸催化剂。结果表明，催化剂最优条件下水解纤维素得到的总还原糖产率相对于固体炭磺酸提升了15.2%，循环使用后，依然表现出良好的催化性能。
纤维素作为可再生资源，其催化水解得到的平台化合物对缓解能源压力具有重要的意义。本文以生物质竹子为原料选择700℃预碳化、150℃磺化得到的固体炭磺酸为基体，负载1-丁基-3-甲基咪唑氯后得到离子液体功能化固体炭磺酸催化剂。结果表明，催化剂最优条件下水解纤维素得到的总还原糖产率相对于固体炭磺酸提升了15.2%，循环使用后，依然表现出良好的催化性能。
2019, 36(1): 65-74
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180040
摘要:
以三聚氰胺为前驱体，价格低廉、来源广泛的海泡石作为硬模板，制备出具有特殊空腔结构的泡沫状氮化碳。通过透射电子显微镜、X射线粉末衍射、傅里叶变换红外光谱、N2吸附-脱附、紫外可见漫反射光谱及荧光光谱等手段对样品的表面形貌和结构等物理性质进行表征，以光解水产氢性能考察其光催化活性，并通过电化学测试手段考察其光生电荷传输和分离情况。结果表明，聚多巴胺能起到粘接剂作用，改善了前驱体与模板的结合，制备出的泡沫状氮化碳具有更大的比表面积；随模板用量增加，氮化碳的比表面积增大，当聚多巴胺改性海泡石与三聚氰胺质量比为2：1时，泡沬状氮化碳比表面积可达389.2 m2/g，其可见光产氢速率约为1061.87 μmol/（g·h），较体相氮化碳和未经多巴胺改性海泡石制备的氮化碳分别提高了7和2.6倍。这表明大比表面积的泡沫状氮化碳为光催化反应提供了更多的活性位点，改善了多相光催化反应的传质扩散过程，提高了光生电子-空穴的分离效率，其特殊的空腔结构能有效地提高光的利用率，从而提高其光催化活性。
以三聚氰胺为前驱体，价格低廉、来源广泛的海泡石作为硬模板，制备出具有特殊空腔结构的泡沫状氮化碳。通过透射电子显微镜、X射线粉末衍射、傅里叶变换红外光谱、N2吸附-脱附、紫外可见漫反射光谱及荧光光谱等手段对样品的表面形貌和结构等物理性质进行表征，以光解水产氢性能考察其光催化活性，并通过电化学测试手段考察其光生电荷传输和分离情况。结果表明，聚多巴胺能起到粘接剂作用，改善了前驱体与模板的结合，制备出的泡沫状氮化碳具有更大的比表面积；随模板用量增加，氮化碳的比表面积增大，当聚多巴胺改性海泡石与三聚氰胺质量比为2：1时，泡沬状氮化碳比表面积可达389.2 m2/g，其可见光产氢速率约为1061.87 μmol/（g·h），较体相氮化碳和未经多巴胺改性海泡石制备的氮化碳分别提高了7和2.6倍。这表明大比表面积的泡沫状氮化碳为光催化反应提供了更多的活性位点，改善了多相光催化反应的传质扩散过程，提高了光生电子-空穴的分离效率，其特殊的空腔结构能有效地提高光的利用率，从而提高其光催化活性。
2019, 36(1): 75-82
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180034
摘要:
以水-乙二醇为溶剂，以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为表面活性剂，采用溶剂热法合成了NiO纳米片，NiO纳米薄片通过自组装形成花状结构。改变反应温度和溶剂，制备了NiO纳米立方体颗粒和NiO纳米球形颗粒。用合成的NiO纳米材料制备工作电极，在6 mol/L的KOH溶液中利用三电极体系进行了电化学性能测试。在电化学性能测试中进行了循环伏安测试、恒电流充放电测试和电化学阻抗谱（EIS）测试。结果表明，NiO纳米片的比电容最高（在电流密度为0.5 A/g时比电容值为402 F/g），倍率性能最佳（0.5 A/g增加至4 A/g时有80.1%的电容保持率）。在电流密度为4 A/g时对NiO纳米片进行1000次恒流充放电循环测试，比电容损失了9.7%。
以水-乙二醇为溶剂，以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为表面活性剂，采用溶剂热法合成了NiO纳米片，NiO纳米薄片通过自组装形成花状结构。改变反应温度和溶剂，制备了NiO纳米立方体颗粒和NiO纳米球形颗粒。用合成的NiO纳米材料制备工作电极，在6 mol/L的KOH溶液中利用三电极体系进行了电化学性能测试。在电化学性能测试中进行了循环伏安测试、恒电流充放电测试和电化学阻抗谱（EIS）测试。结果表明，NiO纳米片的比电容最高（在电流密度为0.5 A/g时比电容值为402 F/g），倍率性能最佳（0.5 A/g增加至4 A/g时有80.1%的电容保持率）。在电流密度为4 A/g时对NiO纳米片进行1000次恒流充放电循环测试，比电容损失了9.7%。
2019, 36(1): 83-90
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180059
摘要:
采用水热法将碘氧化铋（BiOI）负载到锌镁铝类水滑石（ZnMgAl-HTLCs）上制备得到BiOI/ZnMgAl-HTLCs可见光催化剂。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等技术手段考察了BiOI负载质量分数、反应温度、反应时间及加料顺序等因素对BiOI/ZnMgAl-HTLCs光催化剂结构及形貌的影响。结果表明，在制备BiOI/ZnMgAl-HTLCs材料中先加入锌镁铝类水滑石，负载质量分数为40%的BiOI，反应温度为140℃，反应时间为24 h，可以得到结晶度高和形貌较好的BiOI/ZnMgAl-HTLCs。
采用水热法将碘氧化铋（BiOI）负载到锌镁铝类水滑石（ZnMgAl-HTLCs）上制备得到BiOI/ZnMgAl-HTLCs可见光催化剂。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等技术手段考察了BiOI负载质量分数、反应温度、反应时间及加料顺序等因素对BiOI/ZnMgAl-HTLCs光催化剂结构及形貌的影响。结果表明，在制备BiOI/ZnMgAl-HTLCs材料中先加入锌镁铝类水滑石，负载质量分数为40%的BiOI，反应温度为140℃，反应时间为24 h，可以得到结晶度高和形貌较好的BiOI/ZnMgAl-HTLCs。
2019, 36(1): 91-96
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180080
摘要:
为提高铁酸铋磁性和光催化性能，通过低温热分解前驱体快速制备出可磁分离回收的Ho3+掺杂铁酸铋复合物Bi0.95Ho0.05FeO3纳米颗粒，并用X粉末衍射仪（XRD）、傅里叶红外变换光谱仪（FT-IR）、紫外可见漫反射光谱仪（DRS），磁强计（VSM）和Zeta电位仪等多种手段对物相和性质进行表征，同时以甲基橙（MO）为降解模型，考察溶液的酸碱性和常见无机阴离子共存下其光催化性能。结果显示，产物以R3c相铁酸铋为主，带隙为1.90 eV，Ho3+掺杂后使铁酸铋的磁性增强了4倍，催化性能提高30%。而该催化剂的催化性能受降解溶液本身酸碱性以及共存阴离子的氧化性与酸碱性的影响。另外，对该催化剂的回收也进行了研究。结果表明，所得催化剂可通过磁分离回收，从而反复利用。
为提高铁酸铋磁性和光催化性能，通过低温热分解前驱体快速制备出可磁分离回收的Ho3+掺杂铁酸铋复合物Bi0.95Ho0.05FeO3纳米颗粒，并用X粉末衍射仪（XRD）、傅里叶红外变换光谱仪（FT-IR）、紫外可见漫反射光谱仪（DRS），磁强计（VSM）和Zeta电位仪等多种手段对物相和性质进行表征，同时以甲基橙（MO）为降解模型，考察溶液的酸碱性和常见无机阴离子共存下其光催化性能。结果显示，产物以R3c相铁酸铋为主，带隙为1.90 eV，Ho3+掺杂后使铁酸铋的磁性增强了4倍，催化性能提高30%。而该催化剂的催化性能受降解溶液本身酸碱性以及共存阴离子的氧化性与酸碱性的影响。另外，对该催化剂的回收也进行了研究。结果表明，所得催化剂可通过磁分离回收，从而反复利用。
2019, 36(1): 97-106
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180065
摘要:
过渡金属酞菁具有很高的氧还原催化活性，MnO2对氧还原反应有催化作用，但是将过渡金属酞菁和MnO2作为氧还原反应的双催化剂的研究较少。本文采用苯酐-尿素法合成了碳纳米管（CNT）负载四硝基金属酞菁（TNMPc）组装体，联合γ-MnO2作为氧还原反应的双催化剂。借助循环伏安法对双催化剂的配比进行优化，得到二者的最佳比例。研究了四硝基金属酞菁的中心金属离子对最佳比例双催化剂催化性能的影响和双催化剂的抗甲醇性能，结果表明，双催化剂对氧还原反应的催化能力主要受到金属离子本性的影响，双催化剂对氧还原反应的催化效率顺序为CNT/TNFePc-MnO2 > CNT/TNCoPc-MnO2 > CNT/TNNiPc-MnO2 > CNT/TNCuPc-MnO2；4种双催化剂均具有较好的抗甲醇中毒性能。
过渡金属酞菁具有很高的氧还原催化活性，MnO2对氧还原反应有催化作用，但是将过渡金属酞菁和MnO2作为氧还原反应的双催化剂的研究较少。本文采用苯酐-尿素法合成了碳纳米管（CNT）负载四硝基金属酞菁（TNMPc）组装体，联合γ-MnO2作为氧还原反应的双催化剂。借助循环伏安法对双催化剂的配比进行优化，得到二者的最佳比例。研究了四硝基金属酞菁的中心金属离子对最佳比例双催化剂催化性能的影响和双催化剂的抗甲醇性能，结果表明，双催化剂对氧还原反应的催化能力主要受到金属离子本性的影响，双催化剂对氧还原反应的催化效率顺序为CNT/TNFePc-MnO2 > CNT/TNCoPc-MnO2 > CNT/TNNiPc-MnO2 > CNT/TNCuPc-MnO2；4种双催化剂均具有较好的抗甲醇中毒性能。
2019, 36(1): 107-113
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180041
摘要:
为了拓宽光谱电化学研究范围，开展高温下电化学反应过程，本文研制了一种高温红外光谱电化学薄层池（HTC）。研制的HTC清洗方便，操作简单，适用于水体系和有机体系。该HTC可在室温至373 K（根据溶剂沸点，控温精度为±0.5 K）温度范围内使用，具有良好的电化学性能，红外光谱采集谱图清晰信噪比好。利用铁氰化钾水溶液和对苯醌离子液体溶液的红外光谱电化学行为对HTC进行了表征，得到较满意的结果。
为了拓宽光谱电化学研究范围，开展高温下电化学反应过程，本文研制了一种高温红外光谱电化学薄层池（HTC）。研制的HTC清洗方便，操作简单，适用于水体系和有机体系。该HTC可在室温至373 K（根据溶剂沸点，控温精度为±0.5 K）温度范围内使用，具有良好的电化学性能，红外光谱采集谱图清晰信噪比好。利用铁氰化钾水溶液和对苯醌离子液体溶液的红外光谱电化学行为对HTC进行了表征，得到较满意的结果。
2019, 36(1): 114-119
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180321
摘要:
阻抗型石英晶体微天平，具有适用范围广、获取参数多等优点，但通过阻抗分析方法获取石英晶体谐振频率耗时较长，实时性差。针对这一问题，对采用最小二乘法进行二次拟合的计算过程进行了深入的分析，对其中的关键步骤进行了改进，提出了一种适用于石英晶体谐振频率测量的快速检测算法，通过对测得数据的坐标系进行调整，降低了拟合过程中的数据运算量。经实验验证，与传统拟合算法相比，该算法计算谐振频率的效率提升4倍，并且得到了更高的计算精度，具有很高的实用价值。
阻抗型石英晶体微天平，具有适用范围广、获取参数多等优点，但通过阻抗分析方法获取石英晶体谐振频率耗时较长，实时性差。针对这一问题，对采用最小二乘法进行二次拟合的计算过程进行了深入的分析，对其中的关键步骤进行了改进，提出了一种适用于石英晶体谐振频率测量的快速检测算法，通过对测得数据的坐标系进行调整，降低了拟合过程中的数据运算量。经实验验证，与传统拟合算法相比，该算法计算谐振频率的效率提升4倍，并且得到了更高的计算精度，具有很高的实用价值。
2019, 36(1): 120-122
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180212
摘要:
以甲氧基聚乙二醇为原料，通过烯烃化得到甲氧基聚乙二醇烯烃，最后经臭氧化反应得到甲氧基聚乙二醇醛基衍生物。通过核磁共振波谱仪（NMR）和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）对产物的结构和性能进行了表征。结果表明，该方法合成的产物纯度高，无副产物，甲氧基聚乙二醇乙醛和聚乙二醇丙醛的产率分别高达98%和99%，取代度分别为90.87%~99.91%和98%~100%。
以甲氧基聚乙二醇为原料，通过烯烃化得到甲氧基聚乙二醇烯烃，最后经臭氧化反应得到甲氧基聚乙二醇醛基衍生物。通过核磁共振波谱仪（NMR）和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）对产物的结构和性能进行了表征。结果表明，该方法合成的产物纯度高，无副产物，甲氧基聚乙二醇乙醛和聚乙二醇丙醛的产率分别高达98%和99%，取代度分别为90.87%~99.91%和98%~100%。
2018, 35(12): 1399-1410
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.12.180012
摘要:
富含邻苯二酚基团聚合物具有优异的生物相容性、耐水性和粘附性能, 被广泛应用于胶黏剂、水凝胶、防污涂层、自修复材料、生物医用材料等领域。本文概述了含邻苯二酚基团聚合物的研究进展, 重点介绍了含邻苯二酚基团聚合物的合成方法、化学结构和性能, 以及其应用和前景。
富含邻苯二酚基团聚合物具有优异的生物相容性、耐水性和粘附性能, 被广泛应用于胶黏剂、水凝胶、防污涂层、自修复材料、生物医用材料等领域。本文概述了含邻苯二酚基团聚合物的研究进展, 重点介绍了含邻苯二酚基团聚合物的合成方法、化学结构和性能, 以及其应用和前景。
2018, 35(12): 1411-1419
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.12.180186
摘要:
三维光学断层成像(Three Dimensional Optical Tomography Imaging)是以光学探针标记的分子或细胞为成像源，在外部光源的激发下产生发射光，通过测量组织边界处的光强，结合光子在组织中的传播模型，来重建出组织内部发射光分布图像以及组织光学参数。三维光学断层成像能够提供目标物在生物体内的分布信息，克服平面成像的局限性。因此，在肿瘤检测、基因表达、蛋白质分子检测、揭示机体功能变化等方面有着很大的应用潜力。本文总结了光学相干断层成像(Optical Coherence Tomography，OCT)、荧光分子断层成像(Fluorescent Molecular Tomography，FMT)、生物自发光断层成像(Bioluminescence Tomography，BLT)、切伦科夫荧光断层成像(Cerenkov Luminescence Tomography，CLT)等三维光学断层活体成像技术的新进展，分析了其在实际应用中所面临的技术挑战并探讨了相应的解决方案。
三维光学断层成像(Three Dimensional Optical Tomography Imaging)是以光学探针标记的分子或细胞为成像源，在外部光源的激发下产生发射光，通过测量组织边界处的光强，结合光子在组织中的传播模型，来重建出组织内部发射光分布图像以及组织光学参数。三维光学断层成像能够提供目标物在生物体内的分布信息，克服平面成像的局限性。因此，在肿瘤检测、基因表达、蛋白质分子检测、揭示机体功能变化等方面有着很大的应用潜力。本文总结了光学相干断层成像(Optical Coherence Tomography，OCT)、荧光分子断层成像(Fluorescent Molecular Tomography，FMT)、生物自发光断层成像(Bioluminescence Tomography，BLT)、切伦科夫荧光断层成像(Cerenkov Luminescence Tomography，CLT)等三维光学断层活体成像技术的新进展，分析了其在实际应用中所面临的技术挑战并探讨了相应的解决方案。
2018, 35(12): 1420-1426
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.12.180075
摘要:
设计并合成了2种柱状相结构的聚苯乙烯-b-聚乳酸(PS-b-PLA)两嵌段共聚物，并表征了它们在化学图案上的引导自组装行为。在辛酸亚锡(Sn (Oct)2)催化下，采用羟基官能化的聚苯乙烯(PS-OH)大分子引发剂分别引发外消旋丙交酯(rac-LA)和左旋丙交酯(L-LA)开环聚合，制备了两个相对分子质量相近但构型不同的PS-b-PLA:PS-b-PDLLA和PS-b-PLLA。通过核磁共振波谱仪(NMR)、凝胶渗透色谱仪(GPC)、示差扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、小角X射线衍射仪(SAXS)等测试手段对两个嵌段共聚物的性质进行了表征。然后，将PS-b-PDLLA和PS-b-PLLA薄膜在六方点阵化学图案模板上加热引导自组装，得到长程有序排列的六方柱状相结构。相对于柱状相的PS-b-PLLA，柱状相的PS-b-PDLLA具有较大的拉伸比例，可以在更大的周期范围内组装出规整的六方结构。这一结果与层状相PS-b-PDLLA和PS-b-PLLA薄膜在线性化学图案上组装的结果相似。
设计并合成了2种柱状相结构的聚苯乙烯-b-聚乳酸(PS-b-PLA)两嵌段共聚物，并表征了它们在化学图案上的引导自组装行为。在辛酸亚锡(Sn (Oct)2)催化下，采用羟基官能化的聚苯乙烯(PS-OH)大分子引发剂分别引发外消旋丙交酯(rac-LA)和左旋丙交酯(L-LA)开环聚合，制备了两个相对分子质量相近但构型不同的PS-b-PLA:PS-b-PDLLA和PS-b-PLLA。通过核磁共振波谱仪(NMR)、凝胶渗透色谱仪(GPC)、示差扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)、小角X射线衍射仪(SAXS)等测试手段对两个嵌段共聚物的性质进行了表征。然后，将PS-b-PDLLA和PS-b-PLLA薄膜在六方点阵化学图案模板上加热引导自组装，得到长程有序排列的六方柱状相结构。相对于柱状相的PS-b-PLLA，柱状相的PS-b-PDLLA具有较大的拉伸比例，可以在更大的周期范围内组装出规整的六方结构。这一结果与层状相PS-b-PDLLA和PS-b-PLLA薄膜在线性化学图案上组装的结果相似。
2018, 35(12): 1427-1433
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.12.180038
摘要:
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种重要的透明高分子材料, 但是PMMA的易燃性限制了其应用。本工作在纳米二氧化硅表面接枝含磷阻燃剂9, 10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO), 并用于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的改性。极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)和锥形量热(CCT)测试结果表明, 制备的PMMA复合材料的阻燃性能大幅度提高, 这主要归因于纳米粒子和含磷阻燃剂的协同阻燃作用, 形成致密的炭保护层结构。同时, 二氧化硅接枝DOPO的加入可以保持PMMA良好的透明性, 这有利于材料在光学透明性要求较高的领域的应用。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是一种重要的透明高分子材料, 但是PMMA的易燃性限制了其应用。本工作在纳米二氧化硅表面接枝含磷阻燃剂9, 10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO), 并用于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的改性。极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)和锥形量热(CCT)测试结果表明, 制备的PMMA复合材料的阻燃性能大幅度提高, 这主要归因于纳米粒子和含磷阻燃剂的协同阻燃作用, 形成致密的炭保护层结构。同时, 二氧化硅接枝DOPO的加入可以保持PMMA良好的透明性, 这有利于材料在光学透明性要求较高的领域的应用。
2018, 35(12): 1434-1441
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.12.180014
摘要:
选取十二烷基硫酸钠(SDS), 辛基苯基聚氧乙烯醚(OP-10)为复合乳化剂, 过硫酸钾(KPS)为引发剂, 将2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯(PFM)与丙烯酸酯类单体采用预乳化-半连续种子乳液聚合法进行乳液共聚, 再将羟基螺吡喃(SPOH)与乳液进行物理共混, 制得光致变色含氟丙烯酸酯乳液。通过多种表征手段研究丙烯酸正丁酯(n-BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)软硬单体的质量比, SPOH的用量对聚合反应和乳胶膜性能的影响。结果表明, 加入含氟单体后乳胶膜与水、油的接触角提高, 热稳定性提高; 加入SPOH的质量分数为1.25%时, 乳胶膜具有较好的光致变色性能。
选取十二烷基硫酸钠(SDS), 辛基苯基聚氧乙烯醚(OP-10)为复合乳化剂, 过硫酸钾(KPS)为引发剂, 将2-(全氟己基)乙基甲基丙烯酸酯(PFM)与丙烯酸酯类单体采用预乳化-半连续种子乳液聚合法进行乳液共聚, 再将羟基螺吡喃(SPOH)与乳液进行物理共混, 制得光致变色含氟丙烯酸酯乳液。通过多种表征手段研究丙烯酸正丁酯(n-BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)软硬单体的质量比, SPOH的用量对聚合反应和乳胶膜性能的影响。结果表明, 加入含氟单体后乳胶膜与水、油的接触角提高, 热稳定性提高; 加入SPOH的质量分数为1.25%时, 乳胶膜具有较好的光致变色性能。
2018, 35(12): 1442-1448
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.12.180102
摘要:
通过等电点法实现了血红蛋白(Hb)与光敏剂药物七甲川花菁类小分子：11-氯-1，1'-二正丙基-3，3，3'，3'-四甲基-10，12-三亚甲基吲哚三碳花青碘盐(IR780)的共担载，并研究了Hb供氧治疗与光动力治疗的联合治疗效果。通过透射电子显微镜和动态光散射研究了Hb/IR780复合药物载体的形貌与稳定性，证明了药物载体在生理条件下能够稳定存在。通过对药物在体外溶液和细胞水平的活性氧(ROS)检测，验证了Hb供氧能够有效地促进光敏剂ROS的产生，并且细胞毒性实验也证实了Hb/IR780复合药物载体拥有比单组份IR780药物更明显的肿瘤细胞杀伤效果。
通过等电点法实现了血红蛋白(Hb)与光敏剂药物七甲川花菁类小分子：11-氯-1，1'-二正丙基-3，3，3'，3'-四甲基-10，12-三亚甲基吲哚三碳花青碘盐(IR780)的共担载，并研究了Hb供氧治疗与光动力治疗的联合治疗效果。通过透射电子显微镜和动态光散射研究了Hb/IR780复合药物载体的形貌与稳定性，证明了药物载体在生理条件下能够稳定存在。通过对药物在体外溶液和细胞水平的活性氧(ROS)检测，验证了Hb供氧能够有效地促进光敏剂ROS的产生，并且细胞毒性实验也证实了Hb/IR780复合药物载体拥有比单组份IR780药物更明显的肿瘤细胞杀伤效果。
2018, 35(12): 1449-1456
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.12.180055
摘要:
采用等体积浸渍法制备了以分子筛为载体的铜基无汞催化剂(Cu/HY), 在固定床反应器中, 考察了Cu/HY催化剂用于乙炔氢氯化反应制取氯乙烯的催化性能, 并采用扫描电子显微镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、电感耦合等离子光谱(ICP-AES)、氮气吸脱附(BET)、热重分析(TG)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征手段对反应前后的催化剂进行了表征和分析。结果表明, 反应温度为160℃, 常压, 空速为120 h-1, V(HCl)/V(C2H2)=1.25, Cu的负载质量分数为15%时, Cu/HY催化剂的乙炔氢氯化性能最佳, 乙炔转化率可达84%, 氯乙烯选择性始终大于95%, 且具有较好的稳定性; 通过表征分析, 认为催化剂表面形成积碳, 铜活性物种的还原、团聚和流失是导致Cu/HY催化剂活性下降的主要原因。
采用等体积浸渍法制备了以分子筛为载体的铜基无汞催化剂(Cu/HY), 在固定床反应器中, 考察了Cu/HY催化剂用于乙炔氢氯化反应制取氯乙烯的催化性能, 并采用扫描电子显微镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、电感耦合等离子光谱(ICP-AES)、氮气吸脱附(BET)、热重分析(TG)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征手段对反应前后的催化剂进行了表征和分析。结果表明, 反应温度为160℃, 常压, 空速为120 h-1, V(HCl)/V(C2H2)=1.25, Cu的负载质量分数为15%时, Cu/HY催化剂的乙炔氢氯化性能最佳, 乙炔转化率可达84%, 氯乙烯选择性始终大于95%, 且具有较好的稳定性; 通过表征分析, 认为催化剂表面形成积碳, 铜活性物种的还原、团聚和流失是导致Cu/HY催化剂活性下降的主要原因。
2018, 35(12): 1457-1461
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.12.180015
摘要:
为了得到稳定性更好、活性更高的烯烃复分解催化剂，本文采用有机合成的方法，以钌卡宾烯烃复分解催化剂为主体，用锌卟啉进行修饰，得到锌卟啉修饰的Grubbs-Hoveyda型双核钌卡宾烯烃复分解反应催化剂，产物结构使用核磁共振方法进行表征。用0.1%化学计量催化剂催化几种代表性底物闭环复分解(RCM)反应产率能达到95%，对于特定的交叉烯烃复分解反应(CM)，延长反应时间也能得到93%的较高产率。研究结果为Grubbs-Hoveyda催化剂的修饰提供了新方法和理论依据。
为了得到稳定性更好、活性更高的烯烃复分解催化剂，本文采用有机合成的方法，以钌卡宾烯烃复分解催化剂为主体，用锌卟啉进行修饰，得到锌卟啉修饰的Grubbs-Hoveyda型双核钌卡宾烯烃复分解反应催化剂，产物结构使用核磁共振方法进行表征。用0.1%化学计量催化剂催化几种代表性底物闭环复分解(RCM)反应产率能达到95%，对于特定的交叉烯烃复分解反应(CM)，延长反应时间也能得到93%的较高产率。研究结果为Grubbs-Hoveyda催化剂的修饰提供了新方法和理论依据。
2018, 35(12): 1462-1469
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.12.180010
摘要:
低相对分子质量凝胶作为治理原油泄漏的材料具有一些优异的性能，但其在水油相中的成胶规律仍不明确，本文以有机酸及有机胺为原料设计合成了一系列有机盐。通过核磁共振波谱仪（NMR）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和倒挂实验等技术手段表征了有机盐的结构和成胶性能。结果表明，有机盐A3C3（A3：肉桂酸；C3：月桂胺）在室温下能使原油形成稳定凝胶，成胶溶度为质量分数6%，该分子在溶剂中自组装形成树枝状三维网状结构。凝胶的形成需要分子间π-π堆积作用、氢键、静电作用和范德华力等多种作用力协同作用，分子间的π-π堆积作用有利于凝胶的形成，含有多个苯环的凝胶因子更易在芳香族溶剂中形成凝胶。这些成胶规律对处理原油泄漏的低相对分子质量凝胶因子的设计合成具有实际的指导意义。
低相对分子质量凝胶作为治理原油泄漏的材料具有一些优异的性能，但其在水油相中的成胶规律仍不明确，本文以有机酸及有机胺为原料设计合成了一系列有机盐。通过核磁共振波谱仪（NMR）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）和倒挂实验等技术手段表征了有机盐的结构和成胶性能。结果表明，有机盐A3C3（A3：肉桂酸；C3：月桂胺）在室温下能使原油形成稳定凝胶，成胶溶度为质量分数6%，该分子在溶剂中自组装形成树枝状三维网状结构。凝胶的形成需要分子间π-π堆积作用、氢键、静电作用和范德华力等多种作用力协同作用，分子间的π-π堆积作用有利于凝胶的形成，含有多个苯环的凝胶因子更易在芳香族溶剂中形成凝胶。这些成胶规律对处理原油泄漏的低相对分子质量凝胶因子的设计合成具有实际的指导意义。
2018, 35(12): 1470-1477
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.12.180029
摘要:
低温氧化是注空气采油及原位燃烧采油技术中的重要化学反应，为深入认识原油在有氧环境下复杂热反应过程中的低温氧化特性，我们采用热重/差热分析法（TG/DTA）研究了线性升温和等温条件下马瑞（Merey）原油的热反应行为。结果表明，Merey原油在空气及线性升温条件下的受热过程分4个阶段：气化段、低温氧化段、热解段和高温氧化段；相邻阶段的物理、化学主导过程的重叠增加了分析原油热反应特征的难度。升温速率提高，气化段和低温氧化段的终止温度不变；热解段和高温氧化段的终止温度以及热解段的峰温随升温速率的增加而升高。N2气与空气下Merey原油的热重/微分热重（TG/DTG）数据对比表明，升温速率越高，空气下的高温氧化段与热解段重叠程度越大，这有利于燃烧但会降低原油采收率。空气下等温时的TG/DTA结果表明随升温速率增加，升温至300℃时的失重率降低，不利于原油轻组分的气化。反应温度越高，气化过程时间越长，失重分数越大。Merey原油在低于300℃时低温氧化反应不是主导反应。
低温氧化是注空气采油及原位燃烧采油技术中的重要化学反应，为深入认识原油在有氧环境下复杂热反应过程中的低温氧化特性，我们采用热重/差热分析法（TG/DTA）研究了线性升温和等温条件下马瑞（Merey）原油的热反应行为。结果表明，Merey原油在空气及线性升温条件下的受热过程分4个阶段：气化段、低温氧化段、热解段和高温氧化段；相邻阶段的物理、化学主导过程的重叠增加了分析原油热反应特征的难度。升温速率提高，气化段和低温氧化段的终止温度不变；热解段和高温氧化段的终止温度以及热解段的峰温随升温速率的增加而升高。N2气与空气下Merey原油的热重/微分热重（TG/DTG）数据对比表明，升温速率越高，空气下的高温氧化段与热解段重叠程度越大，这有利于燃烧但会降低原油采收率。空气下等温时的TG/DTA结果表明随升温速率增加，升温至300℃时的失重率降低，不利于原油轻组分的气化。反应温度越高，气化过程时间越长，失重分数越大。Merey原油在低于300℃时低温氧化反应不是主导反应。
2018, 35(12): 1478-1484
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.12.180046
摘要:
脂肪酸囊泡（FAV）是一类重要的纳米容器，然而其形成pH范围较窄且偏碱性环境，限制了其应用。本文将共轭亚油酸（CLA）与海藻酸钠（SA）在近中性环境下共同自组装囊泡化纳米容器并提高其膜稳定性。动态激光光散射（DLS）和透射电子显微镜（TEM）结果表明，当SA质量分数为25%~50%时复合体系可在近中性条件下自组装形成50~250 nm尺寸的囊泡化纳米容器，且pH=7.4时随着质量分数增加囊泡化纳米容器直径增大。根据SA和CLA在中性环境的物种存在形式推测，二者通过氢键作用驱动形成囊泡化纳米容器。体外模拟释放实验表明，囊泡化纳米容器具有较高包覆率和较优缓释效果，有望应用于药物传输领域。
脂肪酸囊泡（FAV）是一类重要的纳米容器，然而其形成pH范围较窄且偏碱性环境，限制了其应用。本文将共轭亚油酸（CLA）与海藻酸钠（SA）在近中性环境下共同自组装囊泡化纳米容器并提高其膜稳定性。动态激光光散射（DLS）和透射电子显微镜（TEM）结果表明，当SA质量分数为25%~50%时复合体系可在近中性条件下自组装形成50~250 nm尺寸的囊泡化纳米容器，且pH=7.4时随着质量分数增加囊泡化纳米容器直径增大。根据SA和CLA在中性环境的物种存在形式推测，二者通过氢键作用驱动形成囊泡化纳米容器。体外模拟释放实验表明，囊泡化纳米容器具有较高包覆率和较优缓释效果，有望应用于药物传输领域。
2018, 35(12): 1485-1491
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.12.180064
摘要:
纳米技术的发展使得纳米材料可以通过不同的表面包覆和修饰而在生物医药中发挥应用。构建简单、经济、药物释放可控的生物相容性纳米药物仍是纳米生物化学领域的重点。我们构建的纳米载药体系（DDS）以NaYF4：Yb/Tm上转换纳米粒子为载体，在其表面通过光致断键型小分子4，5-二甲氧基-2-硝基苯基乙酮（DMNPE）连接一段短单链DNA，利用DNA链式扩增技术（HCR）来调节纳米粒子最终修饰的双链DNA的总量，从而控制对抗癌药物阿霉素（Dox）的担载量，在980 nm激光照射下上转换纳米粒子发射可切断DMNPE连接的近紫外光，协同胞内DNA酶的作用达到对药物的可控释放。由于近红外光照对生物组织具有较好的穿透能力，此体系能够对病灶位置有更好的光靶向性从而减少药物的毒副作用。
纳米技术的发展使得纳米材料可以通过不同的表面包覆和修饰而在生物医药中发挥应用。构建简单、经济、药物释放可控的生物相容性纳米药物仍是纳米生物化学领域的重点。我们构建的纳米载药体系（DDS）以NaYF4：Yb/Tm上转换纳米粒子为载体，在其表面通过光致断键型小分子4，5-二甲氧基-2-硝基苯基乙酮（DMNPE）连接一段短单链DNA，利用DNA链式扩增技术（HCR）来调节纳米粒子最终修饰的双链DNA的总量，从而控制对抗癌药物阿霉素（Dox）的担载量，在980 nm激光照射下上转换纳米粒子发射可切断DMNPE连接的近紫外光，协同胞内DNA酶的作用达到对药物的可控释放。由于近红外光照对生物组织具有较好的穿透能力，此体系能够对病灶位置有更好的光靶向性从而减少药物的毒副作用。
2018, 35(12): 1492-1496
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.12.180057
摘要:
稀土元素钪（Sc）在相关原料中含量低，伴生杂质元素多，回收困难。针对这一问题，本文系统对比了直链三烷基氧化膦（Cyanex 923）、2-乙基己基磷酸单-2-乙基己基酯（P507）、环烷酸在硫酸体系中对Sc的萃取、分离和反萃。Cyanex 923在高酸度下能完全萃取Sc，而环烷酸和P507则在低酸度下有较高萃取率。Cyanex 923分离Sc与锆（Zr）、钛（Ti）的最佳水相酸度为1 mol/L，分离系数分别为5.6和10.6。P507在水相H+浓度为2 mol/L时对Sc/Zr、Sc/Ti有最大分离系数，分别是21和59.7。虽然P507有更好的分离效果，但难以反萃。3种萃取剂中仅有Cyanex 923能被有效反萃，在反酸H+浓度为0.4 mol/L时有最大反萃率。因此，Cyanex 923更适合从含Sc二次资源浸出液中分离回收Sc。
稀土元素钪（Sc）在相关原料中含量低，伴生杂质元素多，回收困难。针对这一问题，本文系统对比了直链三烷基氧化膦（Cyanex 923）、2-乙基己基磷酸单-2-乙基己基酯（P507）、环烷酸在硫酸体系中对Sc的萃取、分离和反萃。Cyanex 923在高酸度下能完全萃取Sc，而环烷酸和P507则在低酸度下有较高萃取率。Cyanex 923分离Sc与锆（Zr）、钛（Ti）的最佳水相酸度为1 mol/L，分离系数分别为5.6和10.6。P507在水相H+浓度为2 mol/L时对Sc/Zr、Sc/Ti有最大分离系数，分别是21和59.7。虽然P507有更好的分离效果，但难以反萃。3种萃取剂中仅有Cyanex 923能被有效反萃，在反酸H+浓度为0.4 mol/L时有最大反萃率。因此，Cyanex 923更适合从含Sc二次资源浸出液中分离回收Sc。
2018, 35(12): 1497-1506
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.12.180016
摘要:
采用等体积浸渍煅烧法制备钴改性活性焦（Co-AC），并采用BET、XRD等分析手段进行表征。利用固定床吸附实验台，研究了模拟煤气（N2、H2、CO、H2S）气氛下汞的吸附特性，重点关注H2S对汞吸附的影响。结果表明，5%负载量的Co-AC在120℃和H2S作用下具有优异的脱汞能力，2 h内平均脱汞效率高达97.8%。此外基于密度泛函理论，首先计算了H2S、HS及S在Co3O4（110）表面的吸附能及键长，通过比较H-S键键长的变化得出H2S会逐步解离成HS与S，然后将优化后的S-Co3O4（110）作为Hg的吸附基底，研究其吸附特性，得出Hg与S反应生成稳定的HgS，吸附能为-3.503 eV，证明了汞的吸附遵循Eley-Rideal机制。Co-AC吸附剂在高温下脱汞性能受到极大的抑制，因为随吸附温度升高，表面活性硫的减少及硫和汞的反应平衡常数下降显著，导致汞的脱除能力下降。本文采用了实验加模拟的手段，探明了H2S存在时Hg0在钴基吸附剂表面的反应机理，为协同脱除煤气中的H2S和Hg0提供了理论指导。
采用等体积浸渍煅烧法制备钴改性活性焦（Co-AC），并采用BET、XRD等分析手段进行表征。利用固定床吸附实验台，研究了模拟煤气（N2、H2、CO、H2S）气氛下汞的吸附特性，重点关注H2S对汞吸附的影响。结果表明，5%负载量的Co-AC在120℃和H2S作用下具有优异的脱汞能力，2 h内平均脱汞效率高达97.8%。此外基于密度泛函理论，首先计算了H2S、HS及S在Co3O4（110）表面的吸附能及键长，通过比较H-S键键长的变化得出H2S会逐步解离成HS与S，然后将优化后的S-Co3O4（110）作为Hg的吸附基底，研究其吸附特性，得出Hg与S反应生成稳定的HgS，吸附能为-3.503 eV，证明了汞的吸附遵循Eley-Rideal机制。Co-AC吸附剂在高温下脱汞性能受到极大的抑制，因为随吸附温度升高，表面活性硫的减少及硫和汞的反应平衡常数下降显著，导致汞的脱除能力下降。本文采用了实验加模拟的手段，探明了H2S存在时Hg0在钴基吸附剂表面的反应机理，为协同脱除煤气中的H2S和Hg0提供了理论指导。
2018, 35(12): 1507-1513
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.12.180020
摘要:
稻壳基活性炭（RH-AC）具有天然的多级孔道结构，是由稻壳碳化和活化两步得到的。用RH-AC和锰酸锂（LMO）混合制备复合电极，以锂片为对电极，组装半电池进行恒流充放电测试。实验发现：含有质量分数为5%的RH-AC与90.5%的LMO的复合电极（RH-AC5）在5C电流密度循环100圈后比容量为89.3 mA·h/g，容量保持率高于89%，远优于纯锰酸锂电极。采用循环伏安法计算出的锂离子扩散系数，及利用交流阻抗测试拟合后得到的结果进一步验证了该结论。
稻壳基活性炭（RH-AC）具有天然的多级孔道结构，是由稻壳碳化和活化两步得到的。用RH-AC和锰酸锂（LMO）混合制备复合电极，以锂片为对电极，组装半电池进行恒流充放电测试。实验发现：含有质量分数为5%的RH-AC与90.5%的LMO的复合电极（RH-AC5）在5C电流密度循环100圈后比容量为89.3 mA·h/g，容量保持率高于89%，远优于纯锰酸锂电极。采用循环伏安法计算出的锂离子扩散系数，及利用交流阻抗测试拟合后得到的结果进一步验证了该结论。
2018, 35(12): 1514-1520
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.12.180026
摘要:
为了方便地检测环境样品中的硫化氢，利用香豆素酰肼肟配体构建了一个基于其铜配合物的可再生高选择性的硫化氢荧光探针（1-Cu2+）。顺磁性Cu2+的荧光猝灭作用使探针的荧光很弱。Na2S溶液的加入可显著增强其荧光，其它常见阴离子（F-，Cl-，Br-，I-，CO32-，HPO42-，H2PO4-，NO2-，NO3-，SO42-，CH3COO-，N3-，S2O32-，CN-）对配合物探针的荧光影响很小，共存时也不会干扰探针对硫化氢的增强响应。Cu2+的加入能够再生探针（1-Cu2+），通过依次加入Cu2+和S2-，可重复地检测S2-。该探针响应时间快（~5 s），在0.5~5.0 μmol/L的范围内对H2S响应呈线性，检测限低至37 nmol/L。
为了方便地检测环境样品中的硫化氢，利用香豆素酰肼肟配体构建了一个基于其铜配合物的可再生高选择性的硫化氢荧光探针（1-Cu2+）。顺磁性Cu2+的荧光猝灭作用使探针的荧光很弱。Na2S溶液的加入可显著增强其荧光，其它常见阴离子（F-，Cl-，Br-，I-，CO32-，HPO42-，H2PO4-，NO2-，NO3-，SO42-，CH3COO-，N3-，S2O32-，CN-）对配合物探针的荧光影响很小，共存时也不会干扰探针对硫化氢的增强响应。Cu2+的加入能够再生探针（1-Cu2+），通过依次加入Cu2+和S2-，可重复地检测S2-。该探针响应时间快（~5 s），在0.5~5.0 μmol/L的范围内对H2S响应呈线性，检测限低至37 nmol/L。
