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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]  (8) [HTML全文] (8) [PDF 1110KB] (1)
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]  (4) [HTML全文] (4) [PDF 1091KB] (0)
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]  (6) [HTML全文] (6) [PDF 1117KB] (0)
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]  (6) [HTML全文] (6) [PDF 1066KB] (0)
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]  (4) [HTML全文] (4) [PDF 1036KB] (0)
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]  (5) [HTML全文] (5) [PDF 1168KB] (0)
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]  (4) [HTML全文] (4) [PDF 999KB] (0)
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
[摘要]  (4) [HTML全文] (4) [PDF 1085KB] (0)
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
[摘要]  (4) [HTML全文] (4) [PDF 1116KB] (0)
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
[摘要]  (8) [HTML全文] (8) [PDF 842KB] (0)
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
[摘要]  (4) [HTML全文] (4) [PDF 1085KB] (0)
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
[摘要]  (5) [HTML全文] (5) [PDF 1054KB] (0)
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
[摘要]  (8) [HTML全文] (8) [PDF 987KB] (0)
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。

综合评述
蓝色延迟荧光材料及器件的研究进展
刘伟强, 崔荣朕, 武瑞霞, 李云辉, 杨秀云, 周亮
2019, 36(1): 1-9  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180071
[摘要]  (113) [HTML全文] (113) [PDF 882KB] (113)
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。
研究论文
芳甲酸氰基芳甲酯的合成
周立王, 赵宙兴
2019, 36(1): 10-15  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180092
[摘要]  (80) [HTML全文] (80) [PDF 801KB] (80)
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。
微波-超声复合场辅助水介质砜类化合物合成
谷旭晗, 彭延庆, 黄兮, 王佳毅, 宋恭华
2019, 36(1): 16-23  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180048
[摘要]  (64) [HTML全文] (64) [PDF 750KB] (64)
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。
基于甲氧基柱[5]芳烃的聚丙烯酸酯有机膜对对硝基苯衍生物的吸附行为
夏冬冬, 侯亚奇, 潘倩霞, 何子慧, 杨建哲, 汪海波
2019, 36(1): 24-33  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180054
[摘要]  (86) [HTML全文] (86) [PDF 1306KB] (86)
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。
受荷叶自清洁效应启发的手术服表面改性与防污染性能
张哲烽, 黄小东, 闻利平
2019, 36(1): 34-40  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180323
[摘要]  (83) [HTML全文] (83) [PDF 1457KB] (83)
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))。
离子交换树脂去除模拟放射性废液中的铯
陈思璠, 尉继英, 赵璇
2019, 36(1): 41-50  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180033
[摘要]  (78) [HTML全文] (78) [PDF 845KB] (78)
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。
以短链季铵盐/脂肪酸盐为模板合成超微孔二氧化硅
王仁亮, 朱延美, 冀海伟
2019, 36(1): 51-57  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180069
[摘要]  (85) [HTML全文] (85) [PDF 1040KB] (85)
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。
负载1-丁基-3-甲基咪唑氯的固体炭磺酸催化水解纤维素
屈浩楠, 暴冲, 马文静, 马一鸣, 赵鹏, 王新海, 周艳梅
2019, 36(1): 58-64  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180049
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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。
泡沫状氮化碳的制备及其可见光分解水产氢性能
李靖娥, 陈烽, 兰富军, 赵才贤
2019, 36(1): 65-74  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180040
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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。
不同形貌氧化镍纳米材料的合成及其电化学性能
符婉琛, 李倩, 冯冬冬, 王伟
2019, 36(1): 75-82  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180034
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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%。
锌镁铝类水滑石负载碘氧化铋的制备与表征
李佳祁, 付大友, 袁东, 徐菁
2019, 36(1): 83-90  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180059
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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。
Ho3+掺杂铁酸铋的制备及光催化性
李文进, 姚威龙, 徐嘉鑫, 蒋琪英, 邓洪权
2019, 36(1): 91-96  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180080
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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。
碳纳米管负载四硝基金属酞菁-MnO2双催化剂催化氧还原性能
陈凤英, 李克智, 胡广志
2019, 36(1): 97-106  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180065
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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。
高温红外光谱电化学薄层池的制作与表征
朱云, 洪亮, 金葆康
2019, 36(1): 107-113  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180041
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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。
一种基于最小二乘法的石英晶体微分天平的谐振频率检测算法
刘振邦, 马英明, 王伟, 韩冬雪, 包宇, 董献堆
2019, 36(1): 114-119  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180321
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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。
研究简报
臭氧化合成聚乙二醇醛基衍生物
吕文强, 耿超, 徐经伟
2019, 36(1): 120-122  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.01.180212
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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%。