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综合评述
靛红亚胺参与构建手性3-氨基-2-吲哚酮骨架的研究进展
张俊伟, 吴昊, 陈哲, 金瑛, 姜英子
2019, 36(12): 1343-1360  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.12.190170
[摘要]  (45) [HTML全文] (45) [PDF 1246KB] (4)
摘要:
手性3-氨基-2-吲哚酮骨架广泛存在于许多药物分子以及天然产物中,具有较高的药用价值。靛红亚胺参与的不对称反应是合成手性3-氨基-2-吲哚酮衍生物的直接途径。本文围绕着不对称aza-Henry反应、不对称环化反应及其他不对称反应3个方面,综述了靛红亚胺参与构建手性3-氨基-2-吲哚酮衍生物的研究进展并进行了展望。
纤维素基超润湿材料在油/水分离应用中的研究进展
任金瓶, 陶芙蓉, 崔月芝, 刘利彬
2019, 36(12): 1361-1370  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.12.190107
[摘要]  (34) [HTML全文] (34) [PDF 892KB] (2)
摘要:
本文总结了纤维素基材料在油/水分离方面应用的研究进展。以不同润湿性表面在油/水分离中的应用为切入点,介绍了3种不同的纤维素基油/水分离材料,并结合作者所在课题组的研究工作,重点介绍了智能响应型油/水分离材料。同时也总结了纤维素基超润湿材料在油/水分离之外的应用。文章最后展望了纤维素基超润湿材料未来的研究方向并提出了亟待解决的问题。
研究论文
紫外辐照法合成环蕃醛
金振康, 刘和文
2019, 36(12): 1371-1375  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.12.190147
[摘要]  (37) [HTML全文] (37) [PDF 509KB] (4)
摘要:
利用254 nm紫外光对[2.2]对环蕃氯仿溶液进行辐照,得到两种主要产物4-醛基-[2.2]-对环蕃和4,4'-(乙基-1,2-二取代)二苯甲醛,利用核磁共振波谱仪(NMR)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术手段对产物的结构进行分析研究。同时对反应条件进行探究,发现当氯仿和水同时存在时才能生成醛基,并由此提出了提出了可能的反应机理:通过瑞默-提曼反应使CHCl2·自由基加成到苯环上并进一步生成醛基。
咔咯铁(Ⅲ)配合物与DNA的作用及其抗肿瘤活性
史蕾, 杨文聪, 沈淇, 尹伟, 霍朝晖, 司利平, 刘海洋
2019, 36(12): 1376-1386  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.12.190066
[摘要]  (30) [HTML全文] (30) [PDF 926KB] (4)
摘要:
本文合成了10-(4-吩噻嗪苯基)-5,15-二(五氟苯基)铁咔咯配合物(2-Fe)。在H2O2存在下,配合物2-Fe能有效抑制人肺癌细胞(A549)增殖。流式细胞术检测结果显示在H2O22-Fe共同作用下,A549细胞生长被阻滞在S期和G2期,且有63.76%发生细胞凋亡。Hoechst-33342细胞核染色实验观察到A549细胞核呈典型的凋亡形态学变化,同时细胞线粒体膜电势发生明显下降。2-Fe与小牛胸腺DNA(ct-DNA)以外部模式相结合,且能有效催化氧化断裂DNA,此过程中涉及的活性氧物种可能是单线态氧。
基于酰腙配体的双锡核二(2, 4-二氯苄基)锡配合物的合成、结构及生物活性
朱晴雯, 余浩田, 刘梦琴, 张复兴, 邝代治, 谭宇星, 蒋伍玖
2019, 36(12): 1387-1396  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.12.190100
[摘要]  (29) [HTML全文] (29) [PDF 739KB] (2)
摘要:
二(2,4-二氯苄基)二氯化锡分别与对甲氧基苯甲酰肼缩2-丁酮酸或2-噻吩酰肼缩2-丁酮酸酸反应,合成了两个二(2,4-二氯苄基)锡配合物(C1C2),通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、核磁共振波谱仪(NMR)、高分辨质谱仪(HRMS)以及X射线单晶衍射(SCXRD)等表征了配合物结构。两个配合物分子均为双锡核分子,以Sn2O2四元环为中心对称,且锡原子与配位原子形成七配位畸变五角双锥构型。配合物C1C2在空气氛围,120℃以下可稳定存在。配合物C1C2对人肺癌细胞(NCI-H460)、人肝癌细胞(HepG2)和人乳腺癌细胞(MCF7)均有较好的抑制作用,配合物C1略优于C2。配合物C1C2通过插入结合方式与小牛胸腺DNA相互作用,并且配合物C1与DNA的作用略强于C2
基于N, N'-双(3-吡啶基)-对苯二甲酰胺和1, 3, 5-苯三甲酸的二维Co(Ⅱ)金属有机骨架的合成、结构和磁性
王琦, 仝玉章, 贾晓普, 杨春, 王庆伦, 廖代正
2019, 36(12): 1397-1405  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.12.190125
[摘要]  (32) [HTML全文] (32) [PDF 687KB] (4)
摘要:
在水热条件下,基于配体NN'-双(3-吡啶基)-对苯二甲酰胺(3-bptpa)和1,3,5-苯三甲酸(1,3,5-H3btc),合成了一例具有二维格子结构的钴(Ⅱ)MOF[Co(3-bptpa)(1,3,5-Hbtc)]·2H2O(1),并进行了红外光谱(FT-IR)、元素分析(EDS)、差热-热重分析(DTA-TG)、X射线单晶衍射(XRD)和磁学表征。结果表明,每个1,3,5-Hbtc2-提供1个螯合配位羧基和1个桥连配位羧基与Co(Ⅱ)离子配位。中心对称的二聚体[Co(3-bptpa)(1,3,5-Hbtc)]2通过桥连配位的羧基连接成1D梯形链,相邻的梯形链通过3-bptpa与Co(Ⅱ)的配位作用连接为2D格子,从而形成CoN2O4变形八面体的配位构型。对配合物1在16~300 K的磁化率数据,使用八面体场下旋轨耦合的各向同性的单离子近似和分子场理论进行分析,Co(Ⅱ)离子表现强的旋轨耦合作用(λ=-100.4 cm-1),相邻的Co(Ⅱ)离子之间通过桥连配位的羧基传递弱的反铁磁相互作用(zj'=-0.618 cm-1)。
小角X光散射表征分散液中Nafion的微观结构
史册, 蔡雨阳, 崔凤超, 李云琦
2019, 36(12): 1406-1412  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.12.190222
[摘要]  (33) [HTML全文] (33) [PDF 719KB] (2)
摘要:
利用小角X光散射研究了全氟磺酸离子聚合物Nafion膜在不同比例的氮甲基甲酰胺和正丁醇混合溶剂中分散形成分散液的微观结构。研究表明,主链刚性和主-侧链亲疏水性的协同作用使分散液中的Nafion呈典型的棒状胶束结构。胶束的等效回转半径(Rg)对Nafion质量浓度表现出-0.42的标度,与聚电解质在无盐溶剂中的理论标度一致;而胶束间相关长度对Nafion质量浓度表现出-0.13的标度,与典型的中性聚合物溶液理论标度一致。极性低的正丁醇促进Nafion主链溶剂化并利于长胶束形成,而极性高的氮甲基甲酰胺则能促进Nafion分散。该研究将为理解Nafion分散液的性质以及湿法制备Nafion膜的微结构形成提供清晰指导。
钙蒙脱土吸附镧的影响因素及其应用
周凤珍, 李文秋, 王文静, 郭惠玲
2019, 36(12): 1413-1421  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.12.190077
[摘要]  (28) [HTML全文] (28) [PDF 1004KB] (2)
摘要:
以钙基蒙脱土(Ca-MMT)为载体,研究其对镧(La)的吸附。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和元素mapping分析、傅里叶红外光谱(FT-IR)、BET、X射线荧光光谱分析(XRF)对其晶型结构、表面形态、比表面积、化学结构进行表征,考察了La的初始浓度、pH值、温度对Ca-MMT吸附镧性能的影响,考察了载镧钙基蒙脱土(Ca-MMT@La)的除磷效果。结果表明:Ca-MMT投入量为10 g/L时,Ca-MMT的平衡吸附量随镧的初始浓度增加而增大,最大吸附量为49.62 mg/g;随着pH值增大,吸附能力增强,pH=6时为最佳pH吸附镧条件,吸附量为38.36 mg/g;随温度的升高,其吸附量先下降再上升,20℃吸附能力最大,吸附量为41.23 mg/g。Langmuir等温吸附方程推断其吸附属于单分子层吸附。Ca-MMT不具有吸附磷效果,而Ca-MMT@La对磷酸根有很强的吸附能力,吸附量为7.24 mg/g,除磷率为72.41%,其除磷率随含镧量增大而增大。
石墨烯/聚吡咯纳米纤维超级电容器电极材料的制备及其电化学性能
谢超, 洪国辉, 赵丽娜, 杨伟强, 王继库
2019, 36(12): 1422-1429  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.12.190272
[摘要]  (35) [HTML全文] (35) [PDF 962KB] (3)
摘要:
超级电容器因其具有较高的循环稳定性和较好的能量密度而成为储能器件中的研究热点,其电极材料及制备方法是决定超级电容器电化学性能的关键因素。本文以聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物(P123)为软模板,通过一步原位聚合法成功地制备了石墨烯/聚吡咯纳米纤维(GR/PPy NF)复合超级电容器电极材料。通过X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等对复合材料的结构和形态进行了系统的表征。利用电化学方法对GR/PPy NF复合电极材料的电化学性能进行了系统的分析。结果表明,在电流密度0.5 A/g下,纳米复合材料的比电容量高达969.5 F/g,在充放电600圈之后,仍可保留初始比电容的88%,展示了良好的电容性能及循环稳定性。GR/PPy NF制备简单,性能优异,是一种很有前途的能量转换/存储材料。
基体石墨的孔隙结构及其对单质Ag扩散的影响
樊鲁浩, 张驰, 焦增彤, 贺林峰, 祁美丽, 徐刚, 陈晓彤
2019, 36(12): 1430-1438  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.12.190106
[摘要]  (28) [HTML全文] (28) [PDF 947KB] (3)
摘要:
高温气冷堆燃料元件的基体石墨是一种多孔复合材料,是燃料元件的主要组成部分,其结构影响燃料元件的性能和裂变产物在燃料元件中的扩散。本文利用压汞法表征基体石墨的孔隙结构,并讨论了基体石墨制备工艺中最大压制压强与热处理过程对孔隙结构的影响。结果表明,基体石墨大孔孔径分布为600~1900 nm,高温热处理使基体石墨的总孔隙率、中值孔径、大孔孔容均减小;基体石墨热处理样品的大孔孔容随最大压制压强的增加而呈线性减少,热处理过程单质Ag在石墨基体中的扩散速度与大孔孔容变化具有正相关性。
离子选择性微电极用于原位测量离子扩散系数
何惠敏, 徐长山, 郑博文, 郭佳昕, 刘晓男, 程亮
2019, 36(12): 1439-1446  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.12.190111
[摘要]  (30) [HTML全文] (30) [PDF 666KB] (16)
摘要:
扩散系数是描述物质扩散过程的重要参数,而用膜池法、放射性或荧光示踪法、分子动力学模拟等现有方法无法原位进行生物体系中离子扩散系数的实时测量。本文利用离子选择性微电极响应迅速、高选择性、高灵敏度、高空间分辨率、对样品无污染等优势,通过分析单个植物细胞原生质体在培养液中破裂时所形成的离子浓度脉冲信号,建立了相应的点源扩散模型,推导出了描述离子浓度随时间变化的理论公式,并通过该公式对实验测得的脉冲信号进行拟合,得到了离子的扩散系数,从而建立了一种用离子选择性微电极原位测定离子扩散系数的新方法,并将其应用于芦荟细胞原生质体破裂时离子扩散系数的测定,得到了Ca2+、Na+和K+的扩散系数分别为(6.51±0.12)×10-6、(2.93±0.15)×10-5和(3.03±0.35)×10-5 cm2/s。对比发现,拟合得到的Ca2+、Na+和K+扩散系数均略高于已报道的数值(纯水中),这一现象的产生可能是因为原生质体是在低渗液中吸水膨胀,细胞膜内压力升高产生内外压力差,该压力差会加速细胞破裂时离子的扩散。这一方法对生物体系无干扰,较好地解决了生物体系中离子扩散系数原位实时测量的难题。
基于偶氮苯酚类的比色传感器识别阴离子
林声声, 何清运, 周嘉敏, 招铭朋, 冯宗财, 余彪, 宋秀美
2019, 36(12): 1447-1455  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.12.190084
[摘要]  (28) [HTML全文] (28) [PDF 895KB] (4)
摘要:
设计合成了3个含酚羟基数量不同的偶氮苯化合物S1、S2和S3作为传感分子,研究S1、S2和S3对阴离子的比色识别,并探讨传感分子的结构与识别阴离子能力之间的联系。结果表明:传感分子S1、S2和S3对F-、H2PO4-和AcO-比色识别灵敏度高。在CH3CN中S1、S2和S3的F-检测限达到1.25×10-7~3.62×10-7 mol/L,S2、S3对H2PO4-和AcO-的检测限也达同一数量级。S1、S2和S3对阴离子F-、H2PO4-和AcO-比色识别能力取决于阴离子的空间构型、电荷密度和碱性共同作用的结果。1H NMR滴定结果表明,识别机理是S1、S2和S3的酚羟基与阴离子形成了分子间的氢键。
一种钌(Ⅱ)配合物荧光探针用于半胱氨酸和高半胱氨酸的检测
刘学文, 唐裕才
2019, 36(12): 1456-1461  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.12.190099
[摘要]  (31) [HTML全文] (31) [PDF 708KB] (2)
摘要:
为了检测半胱氨酸和高半胱氨酸,本文合成了一种基于钌(Ⅱ)配合物的荧光探针。结果表明,该探针可实现对半胱氨酸和高半胱氨酸的较好的灵敏性和选择性检测。在优化的实验条件下,5~35 μmol/L浓度区间,探针的荧光强度与半胱氨酸和高半胱氨酸浓度呈良好的线性关系。其检测限分别为0.60和0.78 μmol/L。该研究为基于钌(Ⅱ)配合物的荧光探针定量检测生物活性分子提供了一种有用的方法。
研究简报
低相对分子质量有机酸对α-FeO(OH)吸附As(Ⅲ)的影响
叶欣, 周惠琼, 蒲金国, 朱霞萍
2019, 36(12): 1462-1464  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.12.190133
[摘要]  (47) [HTML全文] (47) [PDF 587KB] (4)
摘要:
制备并表征了α-FeO(OH),探究了4种低相对分子质量有机酸(LMW)对α-FeO(OH)吸附As(Ⅲ)的影响,并阐明了机理。单一和混合LMW对α-FeO(OH)吸附As(Ⅲ)均有抑制作用,4种LMW的影响大小顺序为:草酸(OA)>柠檬酸(CA)>乳酸(LA)、水杨酸(SA)。混合LMW的影响为:OA会加剧CA对α-FeO(OH)吸附As(Ⅲ)的影响,而SA几乎不起作用。当ρ(As(Ⅲ))较低,LMW通过与α-FeO(OH)的静电引力、与α-FeO(OH)表面的铁离子形成配合物、生成沉淀从而影响α-FeO(OH)对As(Ⅲ)的吸附;当ρ(As(Ⅲ))较高,LMW还通过阻碍As(Ⅲ)在α-FeO(OH)上的扩散和沉淀作用产生影响。实验结果为土壤中As(Ⅲ)的迁移转化、污染治理提供技术支撑。

综合评述
金属有机骨架材料MIL-101及其改性材料去除环境污染物的研究进展
于航, 王茜子, 朱绪娅, 刘夏晴, 杨慧, 李凤祥
2019, 36(11): 1221-1236  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190146
[摘要]  (354) [HTML全文] (354) [PDF 812KB] (354)
摘要:
目前我国水环境以及空气面临着严峻的污染形势,许多危害人身体健康的污染物亟待治理。金属有机骨架作为目前新兴的多孔材料,具有高孔隙率、高比表面积、结构可调性以及不饱和金属位点等特点。这使得金属有机骨架材料具有一定的环境污染物去除能力。围绕对苯二甲酸铬金属有机骨架材料(MIL-101)及其功能化修饰的改性材料的结构信息展开,总结了材料的主要合成方法,对功能化修饰的方法和原理进行分析,重点分析了这种材料在环境污染物去除等方面的应用研究进展,包括它在重金属离子、农药、抗生素、有机染料、碘离子等污染物的吸附处理领域的应用,以及在污染物的监测和环境风险预警方面的应用潜力。指出了材料在制备成本、反复利用次数、污染物后续处理等方面仍然存在的问题。
研究论文
4种低密度聚乙烯树脂的链结构及其性能
李沛, 张嘉琪, 刘巍, 陈全, 唐毓婧, 姬相玲, 薛彦虎, 孙广平
2019, 36(11): 1237-1247  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190115
[摘要]  (331) [HTML全文] (331) [PDF 822KB] (331)
摘要:
选用4种商品化的具有不同熔体流动速率的低密度聚乙烯(LDPE),利用高温凝胶渗透色谱仪(HT-GPC)、碳核磁共振谱仪(13C NMR)、差示扫描量热仪(DSC)和流变仪研究其链结构特点及其流变性能。按照相对分子质量的差异分成两组,D-1和Q-1,D-3和Y-1,每组的两个样品具有相近的平均相对分子质量。13C NMR的结果表明,4种LDPE都既含有短链支化又含有长链支化,且短链支化含量均高于长链支化含量;而短链支化中丁基含量最多。连续自成核退火热分级(SSA)结果表明,树脂中均含有不同长度的可结晶的亚甲基序列,即每种树脂分子链内的短链支化分布不均匀。探讨了相对分子质量及其分布、亚甲基序列长度及其分布、支化含量、结晶度等因素对树脂熔融行为、流变行为和薄膜力学性能的影响,发现Q-1的低相对分子质量尾端和Y-1的长链支化含量均影响熔体流动速率,平均亚甲基序列长度决定熔融峰的位置,结晶度直接影响薄膜的力学性能。基于上述结果,建立结构与性能的关联。
耐紫外光老化CO2共聚物的合成与性能
蔡毅, 郭洪辰, 曹瀚, 高凤翔, 周庆海, 王献红
2019, 36(11): 1248-1256  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190210
[摘要]  (325) [HTML全文] (325) [PDF 710KB] (325)
摘要:
CO2基塑料(PPC)是通过CO2与环氧丙烷共聚所得的生物降解高分子,由于PPC的耐紫外老化性能较差,随紫外线的照射不仅PPC的相对分子质量快速下降,且其拉伸强度和断裂伸长率等力学性能也迅速降低,而农用地膜长期处于紫外线照射的环境中,因此亟待改善PPC的耐紫外老化性能。本文设计合成了含紫外吸收基团的单体2-羟基-4(2,3-环氧丙氧基)二苯甲酮(HEB),与CO2和环氧丙烷进行三元共聚制备了耐紫外光老化的CO2共聚物(PPCH)。在保证PPCH相对分子质量不低于5.0×104的前提下,PPCH中HEB单元的摩尔分数最高可达0.32%,相应地其玻璃化转变温度(Tg)和起始热分解温度(Td-5%)分别为26.7和216.9℃,拉伸强度达到30.97 MPa。普通PPC经过240 h的紫外辐照后,其数均相对分子质量下降了67.8%,相应地其拉伸强度和断裂伸长率分别下降了10.1%和40.1%。即使PPCH中的HEB摩尔分数仅为0.06%,经过240 h辐照后其数均相对分子质量仅下降了6.2%,相应地其拉伸强度和断裂伸长率也仅分别下降了1.7%和13.3%,证明PPCH具有较强的耐紫外老化性能,原因在于其主链含有HEB单元,对紫外光具有较好的吸收性能。PPCH的紫外吸收性能随HEB单元在聚合物中含量的增加而增强,因此随着共聚物中引入的HEB单元含量增加,PPCH的相对分子质量和力学性能的保持率均得到了大幅度提高。另一方面,对PPCH共聚物与相同二羟基二苯甲酮(BP)含量的PPC/BP共混物进行120 h的50℃热水萃取实验,PPCH显示出稳定的紫外光吸收性能,而PPC/BP共混物的紫外吸收性能随热水萃取时间的增长而快速下降,表明三元共聚反应能够有效解决普通共混物面临的小分子紫外吸收剂的外迁移问题。
酚类衍生物的美白和抗氧化活性
金宇婷, 支德福, 郭永泰, 隋悦, 孙蕾, 王倩, 赵龙铉, 赵春晖
2019, 36(11): 1257-1265  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190139
[摘要]  (334) [HTML全文] (334) [PDF 651KB] (334)
摘要:
一系列酚类衍生物被合成,采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、核磁共振波谱仪(NMR)和电喷雾质谱(ESI-MS)等波谱技术对其进行了结构表征,并对其进行美白活性测试。结果表明,HB-1(0.229±0.026)、HB-3a(0.829±0.135)、HB-3b(0.446±0.047)、HMB-3a(1.747±0.215)、HMB-3b(1.307±0.058)和HPE-4b(2.501±0.261)对酪氨酸酶抑制作用明显优于阳性对照物α-熊果苷(3.60±0.029)。对显示出美白活性的化合物的抗氧化活性测试结果表明,HB-3b和HMB-3a抗氧化活性与阳性对照物槲皮素和番茄红素相当。因此该类化合物今后可作为美白剂和抗氧化剂加以开发利用。
铜催化对亚甲基苯醌/偶氮试剂/水三组分反应合成苯并呋喃-2-酮类化合物
盛回香, 余健, 王硕文, 徐振华, 唐石
2019, 36(11): 1266-1274  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190078
[摘要]  (327) [HTML全文] (327) [PDF 878KB] (327)
摘要:
发展了一种高效、简便的潜在生物活性的含氰苯并呋喃-2-酮类化合物的合成新方法。以廉价碘化亚酮为催化剂,锌粉为添加剂,催化对亚甲基苯醌与1,1-偶氮双(环己烷甲腈)和H2O三组分反应,经历1,6-共轭加成/芳构化,惰性碳-碳键断裂,以及后续的串联自由基插氰/环化及水解等步骤,"一锅法"快速合成了一系列含氰苯并呋喃酮结构的化合物。为含氰苯并呋喃酮类化合物的合成提供一条简便而高效的途径,同时也为对亚甲基苯醌类化合物的高值化应用提供一个新的思路。
钨酸铋量子点和纳米片修饰石墨相氮化碳复合催化剂的制备及其可见光催化活性增强
李靖, 吴海波, 王瑜, 杨华美, 宋明, 堵锡华, 张永才
2019, 36(11): 1275-1285  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190046
[摘要]  (325) [HTML全文] (325) [PDF 1246KB] (325)
摘要:
利用超声-水热法、使用油酸钠辅助合成钨酸铋(Bi2WO6)量子点/纳米片修饰的石墨相氮化碳(g-C3N4)(Bi2WO6/g-C3N4)复合光催化剂。通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、N2吸附-脱附等技术手段获得Bi2WO6/g-C3N4催化剂的组成、结构和光吸收性能,分析合成机理。以罗丹明B(RhB)水溶液为模拟污染物,考察Bi2WO6/g-C3N4复合催化剂的可见光催化活性。结果表明:g-C3N4和Bi2WO6的质量比为3:7的Bi2WO6/g-C3N4-30具有最有效的异质界面,电化学阻抗和光电流测试结果显示该催化剂的光生载流子传输速率快、复合率低,可见光照射120 min对RhB的降解率达到95.8%;通过活性物质捕捉实验获知光生空穴是光催化反应中的主要活性物质,分析异质界面对光催化活性的影响,进而提出光催化反应机理。
金属卟啉/MgAl水滑石催化醇选择性氧化制备羰基化合物
陈川, 徐迎迪, 薛叙明, 周鹏鹏
2019, 36(11): 1286-1293  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190073
[摘要]  (333) [HTML全文] (333) [PDF 664KB] (333)
摘要:
将MgAl水滑石引入到金属四苯基卟啉(MTPPs,M=Co,Fe,Mn,Ni)催化氧化体系中,实现了醇的选择性氧化。结果表明,在分子氧/异丁醛体系中,CoTPP在苯甲醇氧化制苯甲醛反应中表现出优异的催化活性,MgAl水滑石添加剂可有效地提高醛的选择性。在苯甲醇1 mmol、乙腈2 mL、CoTPP 5 mg、MgAl水滑石18 mg、异丁醛5 mmol、反应温度60℃、氧气气氛下反应2 h,苯甲醇的转化率和苯甲醛的选择性分别达到94%和92%。另外,此催化体系在其它醇类化合物的氧化反应中也具有较好催化活性。
CTAB-P123辅助制备有序介孔KF/Al-Ce-SBA-15固体碱及其催化性能
刘宁, 刘水林, 伍素云, 唐新德, 吴智, 李爱阳
2019, 36(11): 1294-1300  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190081
[摘要]  (325) [HTML全文] (325) [PDF 941KB] (325)
摘要:
为了缩短有序介孔氧化硅(SBA-15)基固体碱催化剂的工艺流程,制备长程有序介孔固体碱,本文以十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)-三嵌段表面活性剂P123为模板剂,以KF为改性剂,两步法合成有序介孔KF/Al-Ce-SBA-15(KF/ACS)固体碱催化剂,采用小角X射线衍射(小角XRD)、N2吸附-脱附曲线、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等手段,对催化剂的结构与性能进行表征,并研究了其在合成丙二醇甲醚(PM)中的催化性能。当n(Al)/n(Ce)=0.12,KF的质量分数为10%时,KF/ACS催化剂不仅能够保持长程有序介孔结构,并且显示出强碱性能。在催化甲醇与环氧丙烷(PO)合成PM的反应中,PM的收率达到92.0%,1-甲氧基-2-丙醇(PPM)选择性达到96.1%以上,并能有效抑制二丙二醇甲醚等副产物。
不同波长的光对生物柴油氧化安定性的影响
王友昊, 李法社, 王文超, 陈煜
2019, 36(11): 1301-1307  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190041
[摘要]  (325) [HTML全文] (325) [PDF 638KB] (325)
摘要:
为了研究光对生物柴油氧化安定性的影响,以小桐子生物柴油为研究对象,在20℃下用不同波长的光照射处理48 h,并对处理后的样品进行氧化安定性分析。结果表明,不同波长的光对生物柴油氧化的促进作用是不同的,以紫光为代表的短波长光对小桐子油生物柴油氧化的促进作用最强,其诱导期由5.12 h降至2.65 h,减少48%;波长较长的红光对生物柴油氧化的促进作用最弱,其诱导期降至4.61 h,减少10%。对不同波长的光处理的生物柴油进行酸值滴定、成分分析和紫外表征,结果表明,随着光波长的减小,生物柴油的酸值从0.2577 mg/g增加到0.3438 mg/g;含有两个碳碳双键的亚油酸甲酯的相对含量降低;共轭双键的吸收峰增大。说明光波长越短,对生物柴油氧化的促进作用越强。
环保型阻垢剂对水垢的抑制及其相互作用模拟
郑丹丹, 张颖
2019, 36(11): 1308-1316  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190089
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摘要:
为解决聚天冬氨酸(PASP)在高钙离子质量浓度下阻垢效果不佳及分散氧化铁效果差的问题,通过对中间体聚琥珀酰亚胺(PSI)开环改性将酪氨酸(Tyr)接枝到PASP的侧链,合成了具有羧基、氨基、酰胺基、酚羟基等多种功能性官能团的环保型阻垢剂——酪氨酸/聚天冬氨酸共聚物(Tyr-PASP)。静态阻垢实验表明Tyr-PASP对水垢的抑制能力明显优于PASP。当n(Tyr):n(PSI)=1:1时,Tyr-PASP对CaCO3表现出最佳的抑制效果,且质量浓度为4 mg/L时阻垢效率达到了100%,在5 mg/L时,对CaSO4的抑制效率也达到100%。添加Tyr-PASP后,水垢晶形从稳定的方解石和文石变成了不稳定的球霰石,形貌也变得松散。分子动力学模拟表明,Tyr-PASP和方解石之间的相互作用是放热的,并且远高于传统的吸附能,静电力在Tyr/PASP和方解石之间的结合中起主要作用。此外,Tyr-PASP对氧化铁的分散效果显著提高。
聚吡咯改性炭载Pd催化剂促进甲酸电氧化
于彦存, 王显, 葛君杰, 刘长鹏, 邢巍
2019, 36(11): 1317-1322  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190065
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摘要:
直接甲酸燃料电池(DFAFC)阳极活性炭载Pd催化剂活性组分易聚集,分散差且存在炭载体的电腐蚀作用,造成催化活性低稳定性差。为解决上述问题,本文通过调控炭载Pd催化剂的载体改善催化活性和稳定性。采用低温化学氧化法制备了聚吡咯(PPy)与活性炭复合材料,在聚合过程中加入活性炭,经过高温热解聚吡咯形成复合碳载体负载Pd催化剂,并表征了热解聚吡咯碳修饰催化剂表面形貌,发现聚吡咯修饰后的催化剂载体表面氮元素以吡咯氮的形式存在,催化剂活性组分Pd纳米粒子可稳定在2.25 nm。通过甲酸电催化氧化性能测试,结果表明,Pd单位质量比活性比Pd/C催化剂提高了2.5倍。
基于玉米秸秆合成的多孔生物质炭材料及其电化学储能
邓筠飞, 杜卫民, 王梦瑶, 位庆贺
2019, 36(11): 1323-1332  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190102
[摘要]  (348) [HTML全文] (348) [PDF 1148KB] (348)
摘要:
以玉米秸秆为原料,合成了高比表面积(2167 m2/g)的多孔生物质炭材料。优化实验条件即可获得性能最佳的生物质炭电极材料,其在电流密度为1 A/g时的比电容高达390 F/g。更重要的是,以所得最佳多孔生物质炭为电极材料,3 mol/L的KOH溶液为电解质,组装了液相对称超级电容器。该超级电容器在功率密度为818 W/kg时,其能量密度高达7 Wh/kg,在循环10000圈后的电容保持率为91.1%。同时,将两个这种超级电容器串联充电之后,能够点亮15个LED灯并驱动小风扇正常工作。这些结果表明,将基于玉米秸秆的多孔生物质炭作为先进电极材料应用于超级电容器具有较大的实际应用价值。
2-异戊基环戊酮虚拟模板印迹微球的制备及其吸附性能
宋俊杰, 龚梦婷, 田海希, 李辉, 黄信慧, 邹灵敏, 韦永庆
2019, 36(11): 1333-1342  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190127
[摘要]  (329) [HTML全文] (329) [PDF 763KB] (329)
摘要:
以2-异戊基环戊酮为虚拟模板,采用沉淀聚合法制备了粒径20~50 μm的分子印迹微球。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)研究了分子印迹微球的表面化学特征及粒径分布,测试了印迹聚合物对玫瑰醚的吸附动力学、等温吸附性能及吸附选择性。考察了分子印迹固相萃取玫瑰醚的应用效能。结果表明:分子印迹聚合物(MIPs)对玫瑰醚的吸附可在25 min达到平衡,具有较快的吸附动力学,一级动力学模型更适合描述其吸附动力学行为。Freundlich模型最适合描述MIPs对玫瑰醚的等温吸附行为,聚合物材料最大的印迹位点数目为149.3 μmol/g。聚合物对玫瑰醚的平均吸附能为166 kJ/mol,表明主要为化学吸附。虚拟模板印迹聚合物对玫瑰醚的选择因子相对于香叶醇和香茅醇分别为3.710和5.636,且对含玫瑰醚的混合物中的目标化合物仍具有较高的选择吸附能力(竞争吸附量为18.02 mg/g)。在优化洗涤(1 mL乙腈+1 mL乙腈和水混合溶剂(体积比9.5:0.5)+2 mL乙腈、甲醇和水混合溶剂(体积比8:1:2)和洗脱(3 mL甲醇和醋酸混合溶剂(体积比9:1))条件下,通过分子印迹固相萃取可实现玫瑰醚的有效分离和富集,回收率为96.23%。