-
-
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。
期刊内检索
期刊内热点文章
栏目
2020, 37(9): 977-984
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200164
摘要:
肿瘤免疫治疗是一种新型的癌症治疗方法。然而，现阶段肿瘤免疫疗法的临床响应率低等问题严重制约了其进一步应用。其根本原因在于肿瘤组织免疫抑制微环境限制了T细胞的抗肿瘤活性，而肿瘤组织代谢改变在肿瘤免疫抑制微环境形成过程中起关键作用。本文重点总结了通过调控肿瘤的有氧糖酵解、氨基酸代谢和脂肪酸代谢增强T细胞的抗肿瘤活性。最后，提出当前肿瘤代谢调控研究方面仍然存在的问题，并对纳米载体在肿瘤代谢领域的发展前景进行了展望。
肿瘤免疫治疗是一种新型的癌症治疗方法。然而，现阶段肿瘤免疫疗法的临床响应率低等问题严重制约了其进一步应用。其根本原因在于肿瘤组织免疫抑制微环境限制了T细胞的抗肿瘤活性，而肿瘤组织代谢改变在肿瘤免疫抑制微环境形成过程中起关键作用。本文重点总结了通过调控肿瘤的有氧糖酵解、氨基酸代谢和脂肪酸代谢增强T细胞的抗肿瘤活性。最后，提出当前肿瘤代谢调控研究方面仍然存在的问题，并对纳米载体在肿瘤代谢领域的发展前景进行了展望。
2020, 37(9): 985-993
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200225
摘要:
生物安全问题已经成为全世界面临的重大生存和发展威胁之一。在当前我国常态化抗击新型冠状病毒肺炎（COVID-19）疫情的背景下，生物安全的战略地位不断提升，它不仅是对国家安全体系组成元素的不断丰富，而且也将增强我国应对突发公共卫生事件的能力，更是保障国家生物安全的必然选择。然而，骤然爆发的COVID-19疫情，揭示了世界各国生物安全还存在漏洞。我国疫情初期，抗疫一线防护装备严重缺乏，检测、监控手段薄弱等，其部分原因是我国生物安全相关的材料研发有所欠缺。利用新材料来防范生物安全威胁和应对生物安全风险因子，发展生物安全材料学，加强生物安全材料学科建设及人才培养，促进生物安全材料学的发展，具有重大意义。生物安全材料学的发展，必将满足人民健康、国家战略和国防需求，为我国国家安全提供保障。
生物安全问题已经成为全世界面临的重大生存和发展威胁之一。在当前我国常态化抗击新型冠状病毒肺炎（COVID-19）疫情的背景下，生物安全的战略地位不断提升，它不仅是对国家安全体系组成元素的不断丰富，而且也将增强我国应对突发公共卫生事件的能力，更是保障国家生物安全的必然选择。然而，骤然爆发的COVID-19疫情，揭示了世界各国生物安全还存在漏洞。我国疫情初期，抗疫一线防护装备严重缺乏，检测、监控手段薄弱等，其部分原因是我国生物安全相关的材料研发有所欠缺。利用新材料来防范生物安全威胁和应对生物安全风险因子，发展生物安全材料学，加强生物安全材料学科建设及人才培养，促进生物安全材料学的发展，具有重大意义。生物安全材料学的发展，必将满足人民健康、国家战略和国防需求，为我国国家安全提供保障。
2020, 37(9): 994-1002
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200040
摘要:
合成出了一系列含苯并咪唑/芳氧甲基骨架的3，6-二取代三唑并噻二唑衍生物3a~3l，其结构经傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、核磁共振波谱仪（NMR）和元素分析得以确认。评价了它们对细胞分裂周期25B磷酸酶（Cdc25B）/蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B）的抑制活性，讨论了构效关系。生物活性测试结果显示，化合物3a对Cdc25B和PTP1B的抑制活性最高，其半数抑制浓度（IC50）值分别为（0.46±0.02）μg/mL和（1.77±0.40）μg/mL。所得研究结果为开发新型Cdc25B/PTP1B抑制剂提供了参考依据。
合成出了一系列含苯并咪唑/芳氧甲基骨架的3，6-二取代三唑并噻二唑衍生物3a~3l，其结构经傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、核磁共振波谱仪（NMR）和元素分析得以确认。评价了它们对细胞分裂周期25B磷酸酶（Cdc25B）/蛋白酪氨酸磷酸酶1B（PTP1B）的抑制活性，讨论了构效关系。生物活性测试结果显示，化合物3a对Cdc25B和PTP1B的抑制活性最高，其半数抑制浓度（IC50）值分别为（0.46±0.02）μg/mL和（1.77±0.40）μg/mL。所得研究结果为开发新型Cdc25B/PTP1B抑制剂提供了参考依据。
2020, 37(9): 1003-1009
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200100
摘要:
具有癌细胞靶向性的荧光纳米探针在生物分析、生物医学和临床诊断等领域有着重要的应用前景。本文基于碳量子点的低毒性、低成本、环境友好、制备方法简单及高发光特性等优点，采用水热法合成了表面富含氨基的荧光碳量子点（CDs），进一步通过1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）缩合的方法，将叶酸（FA）分子中的羧基与其共价连接，从而得到叶酸共价修饰的碳量子点复合材料（FA-CDs）。通过将该复合材料分别与海拉（Hela）和小鼠胚胎成纤维（NIH-3T3）细胞共培养，发现该复合材料能够特异性识别并标记癌细胞，且制备的该复合材料具有低毒性和高发光性等优点。该工作对癌细胞的早期诊断具有重要意义。
具有癌细胞靶向性的荧光纳米探针在生物分析、生物医学和临床诊断等领域有着重要的应用前景。本文基于碳量子点的低毒性、低成本、环境友好、制备方法简单及高发光特性等优点，采用水热法合成了表面富含氨基的荧光碳量子点（CDs），进一步通过1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）缩合的方法，将叶酸（FA）分子中的羧基与其共价连接，从而得到叶酸共价修饰的碳量子点复合材料（FA-CDs）。通过将该复合材料分别与海拉（Hela）和小鼠胚胎成纤维（NIH-3T3）细胞共培养，发现该复合材料能够特异性识别并标记癌细胞，且制备的该复合材料具有低毒性和高发光性等优点。该工作对癌细胞的早期诊断具有重要意义。
2020, 37(9): 1010-1021
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200042
摘要:
目前，心血管疾病是世界上导致死亡的主要病因，而氧化应激损伤是心血管疾病的重要发病机制之一。本研究旨在探讨二硫化钼（MoS2）纳米材料在心肌细胞受到氧化应激损伤时的抗氧化保护作用。我们通过一步水热法合成了具备类抗氧化酶活性的MoS2纳米材料。通过MTT比色法、细胞内凋亡、细胞内活性氧（ROS）检测及Western Blot等实验证实MoS2纳米材料（100 μg/mL）可以很好地保护H9c2心肌细胞免受双氧水（H2O2）诱导的氧化应激损伤。同时，还促进了H9c2心肌细胞的增殖。本研究显示了MoS2纳米材料可用于构建针对氧化应激损伤引起的心血管疾病的抗氧化剂防御，为纳米药物在抗心肌氧化损伤研发提供实验数据及理论依据。
目前，心血管疾病是世界上导致死亡的主要病因，而氧化应激损伤是心血管疾病的重要发病机制之一。本研究旨在探讨二硫化钼（MoS2）纳米材料在心肌细胞受到氧化应激损伤时的抗氧化保护作用。我们通过一步水热法合成了具备类抗氧化酶活性的MoS2纳米材料。通过MTT比色法、细胞内凋亡、细胞内活性氧（ROS）检测及Western Blot等实验证实MoS2纳米材料（100 μg/mL）可以很好地保护H9c2心肌细胞免受双氧水（H2O2）诱导的氧化应激损伤。同时，还促进了H9c2心肌细胞的增殖。本研究显示了MoS2纳米材料可用于构建针对氧化应激损伤引起的心血管疾病的抗氧化剂防御，为纳米药物在抗心肌氧化损伤研发提供实验数据及理论依据。
2020, 37(9): 1022-1029
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200015
摘要:
设计合成了两种以咔唑为给体单元，苯并噻二唑为受体单元的分子内电荷转移化合物((E)-4-((4-(4-(9H-咔唑-9-基)苯乙烯基)苯基)乙炔基)-7-溴苯[c][1, 2, 5]噻二唑(CzPB-Br)和4，7-双((4-((E)-4-(9H-咔唑-9-基)苯乙烯基)苯基)乙炔基)苯[c][1, 2, 5]噻二唑(CzPBPCz))。研究了紫外、荧光等光物理性质，发现CzPB-Br和CzPBPCz的溶液态在可见区域404和442 nm有明显特征紫外可见吸收峰，同时在557和588 nm处有明显的荧光发射。结合理论计算考察了共轭长度对两种化合物性能的影响。两个化合物利用给-受分子间的偶极-偶极、π-π等相互作用，通过良溶剂向不良溶剂扩散和热饱和溶液析出的自组装方法，分别获得了一维微米线、多边形微米片等聚集态结构。其中，一维的微米线宽度为1~2 μm，长度可达100 μm以上。一维微米线和多边形微米片分别在515和568 nm处显示出了较强的发光，同时还显示出了光波导的特征，为获得高性能低维有机光电纳米材料提供了新思路。
设计合成了两种以咔唑为给体单元，苯并噻二唑为受体单元的分子内电荷转移化合物((E)-4-((4-(4-(9H-咔唑-9-基)苯乙烯基)苯基)乙炔基)-7-溴苯[c][1, 2, 5]噻二唑(CzPB-Br)和4，7-双((4-((E)-4-(9H-咔唑-9-基)苯乙烯基)苯基)乙炔基)苯[c][1, 2, 5]噻二唑(CzPBPCz))。研究了紫外、荧光等光物理性质，发现CzPB-Br和CzPBPCz的溶液态在可见区域404和442 nm有明显特征紫外可见吸收峰，同时在557和588 nm处有明显的荧光发射。结合理论计算考察了共轭长度对两种化合物性能的影响。两个化合物利用给-受分子间的偶极-偶极、π-π等相互作用，通过良溶剂向不良溶剂扩散和热饱和溶液析出的自组装方法，分别获得了一维微米线、多边形微米片等聚集态结构。其中，一维的微米线宽度为1~2 μm，长度可达100 μm以上。一维微米线和多边形微米片分别在515和568 nm处显示出了较强的发光，同时还显示出了光波导的特征，为获得高性能低维有机光电纳米材料提供了新思路。
2020, 37(9): 1030-1037
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200047
摘要:
以热氧化剥离法得到的超薄石墨相氮化碳(g-C3N4)纳米片为载体，首次在室温条件下，制备了系列Ag3PO4量子点/g-C3N4纳米片复合光催化剂；通过透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、荧光光谱(PL)，对复合光催化剂的形貌、结构和光学性质进行了表征，考察了系列光催化剂对苯甲醇的光催化选择性氧化性能。结果表明，粒径为3~5 nm Ag3PO4颗粒均匀分散g-C3N4纳米片上，结晶度良好。以乙腈为溶剂时，当m(Ag3PO4)/m(g-C3N4)=0.6时，苯甲醇具有32.1%的最大转化率，对产物苯甲醛具有90%的最高选择性；活性物种捕捉实验结果表明，该催化氧化反应的主要活性物是光生空穴的氧化作用，能带计算结果表明，该复合催化剂结构具有合适的苯甲醇的氧化电位而选择性生成苯甲醛。
以热氧化剥离法得到的超薄石墨相氮化碳(g-C3N4)纳米片为载体，首次在室温条件下，制备了系列Ag3PO4量子点/g-C3N4纳米片复合光催化剂；通过透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、荧光光谱(PL)，对复合光催化剂的形貌、结构和光学性质进行了表征，考察了系列光催化剂对苯甲醇的光催化选择性氧化性能。结果表明，粒径为3~5 nm Ag3PO4颗粒均匀分散g-C3N4纳米片上，结晶度良好。以乙腈为溶剂时，当m(Ag3PO4)/m(g-C3N4)=0.6时，苯甲醇具有32.1%的最大转化率，对产物苯甲醛具有90%的最高选择性；活性物种捕捉实验结果表明，该催化氧化反应的主要活性物是光生空穴的氧化作用，能带计算结果表明，该复合催化剂结构具有合适的苯甲醇的氧化电位而选择性生成苯甲醛。
2020, 37(9): 1038-1047
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200055
摘要:
通过化学键接的方式，将酸性离子液体(ILs)分别负载于两种不同的硅基载体上，成功制备了SBA-15-ILs(SILs)与Zr-Ce-SBA-15-ILs(ZCSILs)等两种固载化酸性离子液体。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG-DTG)、X射线衍射仪(XRD)、N2吸附-脱附比表面仪(BET)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)与有机元素分析仪(OEA)等对所制备催化剂的物化性能进行了表征，并进一步研究了其在甲醛-苯酚合成二羟基二苯基甲烷(双酚F，BPF)中的催化活性。结果表明：短孔道的ZCSILs具有较高比表面积、较多的离子液体负载量和相对优异的催化活性。当m(催化剂)/m(甲醛)=0.36，n(苯酚)/n(甲醛)=30，反应时间90 min、反应温度90℃时，BPF收率可达95.6%，对4，4'-BPF的选择性达到44.8%，且所制备的ZCSILs重复使用5次后，依然显示优异的催化活性。
通过化学键接的方式，将酸性离子液体(ILs)分别负载于两种不同的硅基载体上，成功制备了SBA-15-ILs(SILs)与Zr-Ce-SBA-15-ILs(ZCSILs)等两种固载化酸性离子液体。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG-DTG)、X射线衍射仪(XRD)、N2吸附-脱附比表面仪(BET)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)与有机元素分析仪(OEA)等对所制备催化剂的物化性能进行了表征，并进一步研究了其在甲醛-苯酚合成二羟基二苯基甲烷(双酚F，BPF)中的催化活性。结果表明：短孔道的ZCSILs具有较高比表面积、较多的离子液体负载量和相对优异的催化活性。当m(催化剂)/m(甲醛)=0.36，n(苯酚)/n(甲醛)=30，反应时间90 min、反应温度90℃时，BPF收率可达95.6%，对4，4'-BPF的选择性达到44.8%，且所制备的ZCSILs重复使用5次后，依然显示优异的催化活性。
2020, 37(9): 1056-1061
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200066
摘要:
研究了一种先通过机械球磨和水热法制得的亚微米红磷，再通过球磨亚微米红磷与石墨得到的块状亚微米红磷/石墨复合材料（smRP/G），并利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱分析（XPS）、循环伏安法（CV）等手段其进行了表征。相对比普通红磷，亚微米红磷更容易通过球磨与石墨复合，能有效提升石墨材料的储锂容量。为红磷在锂离子电池负极材料上的应用提供了一种思路。在少量添加红磷的条件下，当红磷质量分数为3%时smRP/G表现最佳（3% smRP/G）。在100 mA/g电流密度下展示出了1417 mA·h/g的首次放电容量，首次库伦效率67.4%。并在循环200圈后依然保持着700 mA·h/g的可逆循环容量。
研究了一种先通过机械球磨和水热法制得的亚微米红磷，再通过球磨亚微米红磷与石墨得到的块状亚微米红磷/石墨复合材料（smRP/G），并利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱分析（XPS）、循环伏安法（CV）等手段其进行了表征。相对比普通红磷，亚微米红磷更容易通过球磨与石墨复合，能有效提升石墨材料的储锂容量。为红磷在锂离子电池负极材料上的应用提供了一种思路。在少量添加红磷的条件下，当红磷质量分数为3%时smRP/G表现最佳（3% smRP/G）。在100 mA/g电流密度下展示出了1417 mA·h/g的首次放电容量，首次库伦效率67.4%。并在循环200圈后依然保持着700 mA·h/g的可逆循环容量。
2020, 37(9): 1062-1068
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200076
摘要:
探索了以植物活性成分儿茶素作为还原剂和保护剂一步水热法合成儿茶素-银纳米复合材料，并进一步测试了纳米复合材料的抑菌活性。紫外可见吸收光谱（UV-Vis）和红外光谱（FTIR）测定证明制备得到了儿茶素包裹的银纳米粒子。透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）结果显示银纳米粒子的平均粒径为22.7 nm，并具有面心立方晶体结构。抑菌活性实验结果表明，儿茶素-银纳米复合粒子对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及白色念球菌都有很强抑制作用，尤其对白色念球菌的抑制作用最强，其最低抑制浓度（MIC）和最低杀菌浓度（MBC）分别为19.63和39.26 μg/mL。儿茶素-银纳米粒子强抑菌活性可归因于其表面银离子的持续释放，有望应用于长效抑菌制剂产品。
探索了以植物活性成分儿茶素作为还原剂和保护剂一步水热法合成儿茶素-银纳米复合材料，并进一步测试了纳米复合材料的抑菌活性。紫外可见吸收光谱（UV-Vis）和红外光谱（FTIR）测定证明制备得到了儿茶素包裹的银纳米粒子。透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）结果显示银纳米粒子的平均粒径为22.7 nm，并具有面心立方晶体结构。抑菌活性实验结果表明，儿茶素-银纳米复合粒子对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌以及白色念球菌都有很强抑制作用，尤其对白色念球菌的抑制作用最强，其最低抑制浓度（MIC）和最低杀菌浓度（MBC）分别为19.63和39.26 μg/mL。儿茶素-银纳米粒子强抑菌活性可归因于其表面银离子的持续释放，有望应用于长效抑菌制剂产品。
2020, 37(9): 1069-1075
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200045
摘要:
作为检测槲皮素的有效途径，在荧光法中如何通过简单的方法合成性能优良的荧光探针具有重要的意义。本文以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为保护剂，抗坏血酸为还原剂，化学还原法合成PVP保护的分散性好、稳定性高、强荧光的铜纳米团簇（PVP-Cu NCs）。样品表现出良好的水溶性，光稳定性和强离子稳定性。通过紫外可见光谱（UV-Vis）、分子荧光光谱、透射电子显微镜（TEM）和X射线光电子能谱分析（XPS）对铜纳米团簇的光学性质和结构进行了分析。结果表明：该铜纳米团簇的最大激发和发射波长分别为366和429 nm，平均粒径大小为2 nm。基于槲皮素对该铜纳米团簇的猝灭作用，构建了一种可用于检测槲皮素的荧光传感器。该传感体系检测槲皮素的线性范围为0.1~0.9 μmol/L和15~60 μmol/L，检测限为0.053 μmol/L（S/N=3）。该传感器对槲皮素的检测具有很高的灵敏度和良好的选择性，可用于实际样品中槲皮素的检测。
作为检测槲皮素的有效途径，在荧光法中如何通过简单的方法合成性能优良的荧光探针具有重要的意义。本文以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为保护剂，抗坏血酸为还原剂，化学还原法合成PVP保护的分散性好、稳定性高、强荧光的铜纳米团簇（PVP-Cu NCs）。样品表现出良好的水溶性，光稳定性和强离子稳定性。通过紫外可见光谱（UV-Vis）、分子荧光光谱、透射电子显微镜（TEM）和X射线光电子能谱分析（XPS）对铜纳米团簇的光学性质和结构进行了分析。结果表明：该铜纳米团簇的最大激发和发射波长分别为366和429 nm，平均粒径大小为2 nm。基于槲皮素对该铜纳米团簇的猝灭作用，构建了一种可用于检测槲皮素的荧光传感器。该传感体系检测槲皮素的线性范围为0.1~0.9 μmol/L和15~60 μmol/L，检测限为0.053 μmol/L（S/N=3）。该传感器对槲皮素的检测具有很高的灵敏度和良好的选择性，可用于实际样品中槲皮素的检测。
2020, 37(9): 1076-1086
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200028
摘要:
本文以磁性氧化石墨烯/MIL-101（Cr）复合材料为载体，以Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）模板，多巴胺（DA）为功能单体，采用表面印迹技术成功制备一种对Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）具有高选择吸附性能的磁性离子印迹聚合物。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和振动样品磁强计等技术对该磁性离子印迹聚合物的形貌、粒径大小和磁性能进行表征。详细探讨了该磁性离子印迹聚合物对Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的吸附动力学、等温吸附性能及吸附选择性，结果表明该磁性离子印迹聚合物对Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）最大吸附量分别为144.92和322.58 mg/g。优化了磁固相萃取条件，该磁性离子印迹聚合物成功用于水样中微量Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的分离和检测，Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的回收率分别为81.99%~89.91%和81.24%~95.15%。
本文以磁性氧化石墨烯/MIL-101（Cr）复合材料为载体，以Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）模板，多巴胺（DA）为功能单体，采用表面印迹技术成功制备一种对Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）具有高选择吸附性能的磁性离子印迹聚合物。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和振动样品磁强计等技术对该磁性离子印迹聚合物的形貌、粒径大小和磁性能进行表征。详细探讨了该磁性离子印迹聚合物对Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的吸附动力学、等温吸附性能及吸附选择性，结果表明该磁性离子印迹聚合物对Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）最大吸附量分别为144.92和322.58 mg/g。优化了磁固相萃取条件，该磁性离子印迹聚合物成功用于水样中微量Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的分离和检测，Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的回收率分别为81.99%~89.91%和81.24%~95.15%。
2020, 37(9): 1087-1092
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200026
摘要:
以中速定量滤纸作为基纸，依次用作为基纸改性剂的十六烷基三甲基溴化铵（质量分数0.5%）和作为显色剂的二甲酚橙（质量分数0.2%）浸泡、晾干，制成亚铈试纸。用1.000×10-5~1.000 mol/L的Ce3+标准溶液分别浸泡该试纸，制成11种颜色的标准比色卡。建立了强酸性Ce4+/Ce3+混合液中Ce3+浓度的半定量试纸测定法。将本法应用于再生电解液和模拟有机合成液中Ce3+浓度的测定，表明只需用质量分数20%的六次甲基四胺缓冲溶液将试液调整至pH值5.0~6.0，结果准确度良好，共存的Ce4+、对苯二酚、对羟基苯甲醛、1，10-二羟基蒽醌等组分均不产生干扰。该试纸具有制作方法简单、廉价易得、检测快速、易操作等优点，可应用于生产流程中Ce3+浓度的快速检测。
以中速定量滤纸作为基纸，依次用作为基纸改性剂的十六烷基三甲基溴化铵（质量分数0.5%）和作为显色剂的二甲酚橙（质量分数0.2%）浸泡、晾干，制成亚铈试纸。用1.000×10-5~1.000 mol/L的Ce3+标准溶液分别浸泡该试纸，制成11种颜色的标准比色卡。建立了强酸性Ce4+/Ce3+混合液中Ce3+浓度的半定量试纸测定法。将本法应用于再生电解液和模拟有机合成液中Ce3+浓度的测定，表明只需用质量分数20%的六次甲基四胺缓冲溶液将试液调整至pH值5.0~6.0，结果准确度良好，共存的Ce4+、对苯二酚、对羟基苯甲醛、1，10-二羟基蒽醌等组分均不产生干扰。该试纸具有制作方法简单、廉价易得、检测快速、易操作等优点，可应用于生产流程中Ce3+浓度的快速检测。
2020, 37(9): 1093-1098
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200077
摘要:
金属空气电池的负极与电解液在停机期间一直接触发生腐蚀反应，这严重影响了金属空气电池的保质期。通过对常规金属空气电池结构简单改进，利用启普发生器原理解决金属空气电池的停机腐蚀问题。以铝箔为负极搭建结构改进前后的金属空气电池单池进行间断性恒流放电来测试电池停机寿命，并通过失重实验、析氢损耗测试实验对电池负极的停机腐蚀情况进行定量研究。结果显示，当负极为0.25 mm厚铝箔时，金属空气电池结构改进前后的停机寿命分别为4和21 d；改进结构后的金属空气电池负极在相同时间内的停机腐蚀量远小于常规金属空气电池负极；对单池而言，产生固液分离所需的氢气只需要消耗约0.0380 g的铝，约为一般商用铝负极的0.038%。
金属空气电池的负极与电解液在停机期间一直接触发生腐蚀反应，这严重影响了金属空气电池的保质期。通过对常规金属空气电池结构简单改进，利用启普发生器原理解决金属空气电池的停机腐蚀问题。以铝箔为负极搭建结构改进前后的金属空气电池单池进行间断性恒流放电来测试电池停机寿命，并通过失重实验、析氢损耗测试实验对电池负极的停机腐蚀情况进行定量研究。结果显示，当负极为0.25 mm厚铝箔时，金属空气电池结构改进前后的停机寿命分别为4和21 d；改进结构后的金属空气电池负极在相同时间内的停机腐蚀量远小于常规金属空气电池负极；对单池而言，产生固液分离所需的氢气只需要消耗约0.0380 g的铝，约为一般商用铝负极的0.038%。
2020, 37(9): 1048-1055
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.09.200085
摘要:
NH3 plays an important role in human production and life, but the main way to produce NH3 is still the high energy consumption and high pollution Haber-Bosch process. Electrocatalytic N2 reduction reaction (ENRR) is considered to be an effective alternative method, however highly efficient catalyst is still a challenging as a result of high bond energy of N≡N. Here, we report an electrocatalyst of polyvalent MnOx/C which is designed via simple redox reaction for highly efficient production of ammonia (with yield up to 7.8 μgNH3/(h·mgcat) and Faradic efficiency (FE) up to 9.2%) from nitrogen reduction reaction (NRR). The high NRR performance of polyvalent MnOx/C mainly originates from a synergistic effect among different valence states (Mn2+, Mn3+, Mn4+) of Mn for NRR.
NH3 plays an important role in human production and life, but the main way to produce NH3 is still the high energy consumption and high pollution Haber-Bosch process. Electrocatalytic N2 reduction reaction (ENRR) is considered to be an effective alternative method, however highly efficient catalyst is still a challenging as a result of high bond energy of N≡N. Here, we report an electrocatalyst of polyvalent MnOx/C which is designed via simple redox reaction for highly efficient production of ammonia (with yield up to 7.8 μgNH3/(h·mgcat) and Faradic efficiency (FE) up to 9.2%) from nitrogen reduction reaction (NRR). The high NRR performance of polyvalent MnOx/C mainly originates from a synergistic effect among different valence states (Mn2+, Mn3+, Mn4+) of Mn for NRR.
栏目
2020, 37(3): 245-255
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.03.190350
摘要:
稀土元素是一个包含了由钪、钇与镧系共17种元素的系列统称，它们既具有本质上的物理化学相似性，也具有各自独特和多样的电子结构。从化学水平上讲，稀土离子的特性决定了稀土永磁、磁致冷、超导、热释电、光学制冷、非线性光学、催化等高新技术应用的本质；从材料水平上讲，稀土功能材料是实现这些技术应用的基础。从科技发展要求来讲，稀土功能材料的研发是实现稀土资源高质量发展的最重要途径。本文从稀土离子特性出发，利用轨道杂化模型构建稀土离子与稀土功能材料之间的基本关系，总结了近年来不同应用领域中稀土离子在稀土功能材料的组成设计与性能优化方面的研究进展。
稀土元素是一个包含了由钪、钇与镧系共17种元素的系列统称，它们既具有本质上的物理化学相似性，也具有各自独特和多样的电子结构。从化学水平上讲，稀土离子的特性决定了稀土永磁、磁致冷、超导、热释电、光学制冷、非线性光学、催化等高新技术应用的本质；从材料水平上讲，稀土功能材料是实现这些技术应用的基础。从科技发展要求来讲，稀土功能材料的研发是实现稀土资源高质量发展的最重要途径。本文从稀土离子特性出发，利用轨道杂化模型构建稀土离子与稀土功能材料之间的基本关系，总结了近年来不同应用领域中稀土离子在稀土功能材料的组成设计与性能优化方面的研究进展。
2020, 37(3): 256-263
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.03.190265
摘要:
利用太阳能和半导体光催化剂，将CO2光催化还原转变成碳氢燃料，是缓解温室效应、全球变暖、环境污染和能源危机等一系列问题的理想途径。本文对氧空位增强的光催化还原CO2反应机理进行归纳，并分别针对还原产物为C1和C2组分的光催化体系进行概括总结。作为CO2光催化还原过程的第一步，CO2捕获光催化剂导带上的电子生成CO2·-是反应的速控步骤。氧空位的引入及其带来的金属配位不饱和点，利于CO2捕获电子生成CO2·-，进而促进CO2光催化还原过程。最后，提出当前氧空位增强光催化还原CO2过程仍然存在的问题，且对发展前景进行展望。
利用太阳能和半导体光催化剂，将CO2光催化还原转变成碳氢燃料，是缓解温室效应、全球变暖、环境污染和能源危机等一系列问题的理想途径。本文对氧空位增强的光催化还原CO2反应机理进行归纳，并分别针对还原产物为C1和C2组分的光催化体系进行概括总结。作为CO2光催化还原过程的第一步，CO2捕获光催化剂导带上的电子生成CO2·-是反应的速控步骤。氧空位的引入及其带来的金属配位不饱和点，利于CO2捕获电子生成CO2·-，进而促进CO2光催化还原过程。最后，提出当前氧空位增强光催化还原CO2过程仍然存在的问题，且对发展前景进行展望。
2020, 37(3): 264-270
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.03.190271
摘要:
卟啉在结构上可视为是由4个吡咯类亚甲基的α-碳原子通过次甲基桥互联而形成的大分子杂环化合物，具有高度共轭结构。随着卟啉与金属的配合物即金属卟啉的催化特性受到广泛关注，取代卟啉的高效合成日益显示出重要的学术和应用价值。但是现有的丙酸法和乙酸/硝基苯法存在卟啉收率低、环境污染严重等问题，导致取代卟啉的成本居高不下，限制了其广泛应用。本文利用乙酸/氧气法，在120℃下控制反应物浓度为0.24 mol/L，并在反应第一阶段（前30 min）通入氧气，得到四（4-溴苯基）卟啉（化合物d），产率高达53.8%。该方法是高效合成取代卟啉的新方法，卟啉骨架形成和氧化两个反应同时进行，方法简单、绿色且收率高，有望大幅度降低取代卟啉的合成成本。
卟啉在结构上可视为是由4个吡咯类亚甲基的α-碳原子通过次甲基桥互联而形成的大分子杂环化合物，具有高度共轭结构。随着卟啉与金属的配合物即金属卟啉的催化特性受到广泛关注，取代卟啉的高效合成日益显示出重要的学术和应用价值。但是现有的丙酸法和乙酸/硝基苯法存在卟啉收率低、环境污染严重等问题，导致取代卟啉的成本居高不下，限制了其广泛应用。本文利用乙酸/氧气法，在120℃下控制反应物浓度为0.24 mol/L，并在反应第一阶段（前30 min）通入氧气，得到四（4-溴苯基）卟啉（化合物d），产率高达53.8%。该方法是高效合成取代卟啉的新方法，卟啉骨架形成和氧化两个反应同时进行，方法简单、绿色且收率高，有望大幅度降低取代卟啉的合成成本。
2020, 37(3): 271-279
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.03.190242
摘要:
为筛选环境友好的新型双子表面活性剂，以水杨酸为原料设计合成了5个羧酸盐型双子表面活性剂EODPN1-EODPN5[2，2'-（1，2-CH2CH2-二-O-）-二-（4-CnH2n+1COPhCOONa），n=5，7，9，11和13]，并通过核磁共振波谱仪（NMR）和傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）等对目标产物进行了结构表征。探究了EODPN作为表面活性剂的性能，并利用Gibbs表面吸附方程，通过理论计算得到相关热力学参数，结果表明，目标分子具有优异的表面活性，临界胶束浓度（CMC）值低（最低达0.4 mmol/L），表面张力性能优良（最低达29.74 mN/m），单位面积表面吸附量（Γ）高（最高达3.37×10-6 mol/m2）。通过改变疏水基烷基碳链的长度，优化了EODPN的表面活性和自组装能力，筛选出EODPN4为最佳的表面活性剂。借助EODPN4能与铜离子稳定结合，实现了表面活性剂含量的检测。
为筛选环境友好的新型双子表面活性剂，以水杨酸为原料设计合成了5个羧酸盐型双子表面活性剂EODPN1-EODPN5[2，2'-（1，2-CH2CH2-二-O-）-二-（4-CnH2n+1COPhCOONa），n=5，7，9，11和13]，并通过核磁共振波谱仪（NMR）和傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）等对目标产物进行了结构表征。探究了EODPN作为表面活性剂的性能，并利用Gibbs表面吸附方程，通过理论计算得到相关热力学参数，结果表明，目标分子具有优异的表面活性，临界胶束浓度（CMC）值低（最低达0.4 mmol/L），表面张力性能优良（最低达29.74 mN/m），单位面积表面吸附量（Γ）高（最高达3.37×10-6 mol/m2）。通过改变疏水基烷基碳链的长度，优化了EODPN的表面活性和自组装能力，筛选出EODPN4为最佳的表面活性剂。借助EODPN4能与铜离子稳定结合，实现了表面活性剂含量的检测。
2020, 37(3): 293-300
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.03.190283
摘要:
三醋酸纤维素（CTA）是一种高强度的天然高分子衍生物，对其进行表面接枝改性将扩展其在物质分离、吸附、检测等领域的广泛应用，但是化学接枝改性CTA比较困难。本文结合辐射引发接枝和可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合方法，成功地在CTA膜表面可控接枝了聚甲基丙烯酸缩水甘油酯（PGMA）。研究了吸收剂量、单体GMA质量分数和RAFT试剂含量等因素对接枝率的影响，采用傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）和接触角技术手段对CTA膜接枝前后的结构、形貌和表面性质进行了表征。实验结果表明，为了得到较高的接枝率，同时又保持较好的形貌，合适的条件为：吸收剂量为10~12 kGy，GMA质量分数为30%，RAFT试剂与GMA的物质的量比为1：400；在不同条件下得到的最高接枝率为41%，接枝聚合物相对分子质量分布最低为1.33。此外，接枝PGMA后的CTA膜疏水性增加。该工作提供了可控接枝CTA的简便方法，与传统辐射接枝相比，RAFT辅助辐射接枝反应更加可控，得到的PGMA接枝链更加均匀，有利于根据实际应用来控制接枝率和进行后续的功能修饰。
三醋酸纤维素（CTA）是一种高强度的天然高分子衍生物，对其进行表面接枝改性将扩展其在物质分离、吸附、检测等领域的广泛应用，但是化学接枝改性CTA比较困难。本文结合辐射引发接枝和可逆加成-断裂链转移（RAFT）聚合方法，成功地在CTA膜表面可控接枝了聚甲基丙烯酸缩水甘油酯（PGMA）。研究了吸收剂量、单体GMA质量分数和RAFT试剂含量等因素对接枝率的影响，采用傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）和接触角技术手段对CTA膜接枝前后的结构、形貌和表面性质进行了表征。实验结果表明，为了得到较高的接枝率，同时又保持较好的形貌，合适的条件为：吸收剂量为10~12 kGy，GMA质量分数为30%，RAFT试剂与GMA的物质的量比为1：400；在不同条件下得到的最高接枝率为41%，接枝聚合物相对分子质量分布最低为1.33。此外，接枝PGMA后的CTA膜疏水性增加。该工作提供了可控接枝CTA的简便方法，与传统辐射接枝相比，RAFT辅助辐射接枝反应更加可控，得到的PGMA接枝链更加均匀，有利于根据实际应用来控制接枝率和进行后续的功能修饰。
2020, 37(3): 301-306
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.03.190225
摘要:
将氢氧化镁（Mg（OH）2）凝胶沉积到棉纤维上，以提高棉纤维表面粗糙度和阻燃性能，随后将含有Mg（OH）2的棉纤维浸渍到聚二甲基硅氧烷（PDMS）溶液，获得阻燃超疏水棉织物。并对棉纤维进行了傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、疏水性、热稳定性、阻燃性能和耐久性测试。结果表明，Mg（OH）2负载到织物上，使得织物表面具有一定的微/纳米结构，形成了粗糙涂层。当Mg（OH）2浓度为1.0 mol/L时，Mg（OH）2/PDMS改性的织物接触角（CA）可达158°，极限氧指数（LOI）提升至24.5%，导热系数为0.0525 W/（m·K），具有超疏水和阻燃性能。整理后织物经过20次洗涤，100次磨擦，极端条件处理后，CA仍大于150°，LOI值高于23%，显示了较好的耐久性。
将氢氧化镁（Mg（OH）2）凝胶沉积到棉纤维上，以提高棉纤维表面粗糙度和阻燃性能，随后将含有Mg（OH）2的棉纤维浸渍到聚二甲基硅氧烷（PDMS）溶液，获得阻燃超疏水棉织物。并对棉纤维进行了傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、疏水性、热稳定性、阻燃性能和耐久性测试。结果表明，Mg（OH）2负载到织物上，使得织物表面具有一定的微/纳米结构，形成了粗糙涂层。当Mg（OH）2浓度为1.0 mol/L时，Mg（OH）2/PDMS改性的织物接触角（CA）可达158°，极限氧指数（LOI）提升至24.5%，导热系数为0.0525 W/（m·K），具有超疏水和阻燃性能。整理后织物经过20次洗涤，100次磨擦，极端条件处理后，CA仍大于150°，LOI值高于23%，显示了较好的耐久性。
2020, 37(3): 307-313
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.03.190233
摘要:
聚甲基膦酸乙二醇酯（PEMP）作为一种良好的阻燃剂，具有无毒、低烟、含磷量高、阻燃效果好的优点。γ-Al2O3是催化乙二醇（EG）和甲基磷酸二甲酯（DMMP）缩合生成PEMP的良好催化剂。但是由于γ-Al2O3容易吸附CO2和水分，降低其催化活性，所以使用前需要活化。活化温度影响着γ-Al2O3的催化活性。本文分别在300、400、500、600、700和800℃不同温度下对γ-Al2O3进行活化，用X射线粉末衍射（XRD）分析了γ-Al2O3晶型变化、用低温氮吸附比表面积测试法（BET法）测量了γ-Al2O3比表面积、孔径和孔容积，用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析了红外吸收变化，用吡啶吸附-FTIR测定了γ-Al2O3的Brønsted酸位点与Lewis酸位点相对含量。比较了不同温度下活化的γ-Al2O3催化合成PEMP产品的纯度和粘度，找到了γ-Al2O3催化合成PEMP的适宜活化温度为400~600℃。此时，γ-Al2O3属于典型的γ-Al2O3晶型，比表面积较大，孔径较小，所得PEMP产品纯度最高。
聚甲基膦酸乙二醇酯（PEMP）作为一种良好的阻燃剂，具有无毒、低烟、含磷量高、阻燃效果好的优点。γ-Al2O3是催化乙二醇（EG）和甲基磷酸二甲酯（DMMP）缩合生成PEMP的良好催化剂。但是由于γ-Al2O3容易吸附CO2和水分，降低其催化活性，所以使用前需要活化。活化温度影响着γ-Al2O3的催化活性。本文分别在300、400、500、600、700和800℃不同温度下对γ-Al2O3进行活化，用X射线粉末衍射（XRD）分析了γ-Al2O3晶型变化、用低温氮吸附比表面积测试法（BET法）测量了γ-Al2O3比表面积、孔径和孔容积，用傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析了红外吸收变化，用吡啶吸附-FTIR测定了γ-Al2O3的Brønsted酸位点与Lewis酸位点相对含量。比较了不同温度下活化的γ-Al2O3催化合成PEMP产品的纯度和粘度，找到了γ-Al2O3催化合成PEMP的适宜活化温度为400~600℃。此时，γ-Al2O3属于典型的γ-Al2O3晶型，比表面积较大，孔径较小，所得PEMP产品纯度最高。
2020, 37(3): 314-321
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.03.190278
摘要:
以蒸馏后的乙烯焦油重组分为原料，采用交联-磺化法制备了乙烯焦油炭磺酸。利用红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、热重分析（TGA-DTG）、扫描电子显微镜（SEM）等手段对该催化剂进行结构和性能表征。结果表明，该催化剂呈现无定形石墨碳结构，且具有较高的酸量（4.20 mmol/g），表面的磺酸官能团是其关键活性中心。并将该催化剂用于果糖脱水合成5-羟甲基糠醛（5-HMF）的反应，在130℃反应140 min，催化剂用量0.3 g、溶剂用量8 mL及助剂用量0.3 g的条件下，果糖转化率和5-HMF产率分别为96.2%和52.1%，分离得到的5-HMF纯度可达97.0%。催化剂循环使用5次后，果糖的转化率和5-HMF的产率分别保持在85.1%和40.8%以上。
以蒸馏后的乙烯焦油重组分为原料，采用交联-磺化法制备了乙烯焦油炭磺酸。利用红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、热重分析（TGA-DTG）、扫描电子显微镜（SEM）等手段对该催化剂进行结构和性能表征。结果表明，该催化剂呈现无定形石墨碳结构，且具有较高的酸量（4.20 mmol/g），表面的磺酸官能团是其关键活性中心。并将该催化剂用于果糖脱水合成5-羟甲基糠醛（5-HMF）的反应，在130℃反应140 min，催化剂用量0.3 g、溶剂用量8 mL及助剂用量0.3 g的条件下，果糖转化率和5-HMF产率分别为96.2%和52.1%，分离得到的5-HMF纯度可达97.0%。催化剂循环使用5次后，果糖的转化率和5-HMF的产率分别保持在85.1%和40.8%以上。
2020, 37(3): 322-331
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.03.190192
摘要:
采用傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、N2吸脱附、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）揭示了微波辅助-KOH处理对活性炭的物理化学性能的影响规律。结果表明，活性炭表面的含氧基团的种类增加，微孔明显减少，中大孔的比例增大。通过浸渍-原位还原方法制备了Pt、Pd、Ru、Rh负载微波辅助-KOH处理活性炭催化剂，并对其催化p-叔丁基-α-甲基肉桂醛选择性加氢性能进行了研究。发现Pt具有优异的C═O加氢选择性，而Pd具有优良的C═C加氢选择性。进一步研究了Pd-Pt双组分催化剂催化p-叔丁基-α-甲基肉桂醛加氢产物分布，随着Pt含量的增加，C═O选择性逐步提高，C═C选择性逐渐下降，且当m（Pd）：m（Pt）=4：1时，其催化剂的催化性能最佳。
采用傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、N2吸脱附、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）揭示了微波辅助-KOH处理对活性炭的物理化学性能的影响规律。结果表明，活性炭表面的含氧基团的种类增加，微孔明显减少，中大孔的比例增大。通过浸渍-原位还原方法制备了Pt、Pd、Ru、Rh负载微波辅助-KOH处理活性炭催化剂，并对其催化p-叔丁基-α-甲基肉桂醛选择性加氢性能进行了研究。发现Pt具有优异的C═O加氢选择性，而Pd具有优良的C═C加氢选择性。进一步研究了Pd-Pt双组分催化剂催化p-叔丁基-α-甲基肉桂醛加氢产物分布，随着Pt含量的增加，C═O选择性逐步提高，C═C选择性逐渐下降，且当m（Pd）：m（Pt）=4：1时，其催化剂的催化性能最佳。
2020, 37(3): 332-339
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.03.190286
摘要:
以2，6-二甲氧基苯甲酸为起始原料得到氨基噻二唑衍生物，通过Gattermann反应合成一种杂环芳族卤化物2-氯-5-（3-氯-2，6-二甲氧基苯基）-1，3，4-噻二唑（L），利用核磁共振波谱仪（NMR）和高分辨率质谱仪（HRMS）等测试手段确定了结构，并将其用作小分子荧光探针检测2，4，6-三硝基苯酚（TNP），系统地研究了其荧光特性，并且结合理论计算，探究了其可能的猝灭机制。研究结果表明，探针L对TNP具有高选择性、高灵敏度、抗干扰能力强，在较宽的pH值范围内，仍然表现出良好的荧光性能。具有较低的检测限（4.2×10-7 mol/L），可用于实际水样中TNP的检测。
以2，6-二甲氧基苯甲酸为起始原料得到氨基噻二唑衍生物，通过Gattermann反应合成一种杂环芳族卤化物2-氯-5-（3-氯-2，6-二甲氧基苯基）-1，3，4-噻二唑（L），利用核磁共振波谱仪（NMR）和高分辨率质谱仪（HRMS）等测试手段确定了结构，并将其用作小分子荧光探针检测2，4，6-三硝基苯酚（TNP），系统地研究了其荧光特性，并且结合理论计算，探究了其可能的猝灭机制。研究结果表明，探针L对TNP具有高选择性、高灵敏度、抗干扰能力强，在较宽的pH值范围内，仍然表现出良好的荧光性能。具有较低的检测限（4.2×10-7 mol/L），可用于实际水样中TNP的检测。
2020, 37(3): 340-349
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.03.190175
摘要:
为提高ZnO的光催化性和稳定性，扩展对光的吸收范围，以乙二胺四乙酸（H4EDTA）为配体形成配位前驱体，通过低温热分解配位前驱体法制备了Gd3+掺杂ZnO复合物Zn1-xGdxO2（x=0~0.1）纳米颗粒。采用X射线粉末衍射（XRD）、红外光谱法（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光光谱法（FL）、紫外可见漫反射光谱法（UV-Vis DRS）、交流阻抗（EIS）以及动态光电流响应（i-t）等多种手段研究掺杂比例对氧化锌物相、表面形貌、光学性以及光电响应性等的影响。结果表明，Gd3+掺杂摩尔分数低于3%时，产物为单相纤锌矿ZnO，提高掺杂比例（>3%）不仅使ZnO晶格萎缩，同时还出现少量Gd2O3第二相，且晶粒随掺杂摩尔分数的增加而降低。Gd3+掺杂使ZnO能带结构发生改变，其价带、导带和带隙等各值都随着掺杂摩尔分数的增加而降低。I-t结果表明，适量掺杂可提高ZnO的光电响应能力，其中掺杂摩尔分数1%所得ZnO的光电流密度最大（10 mA/m2）。甲基橙（MO）的光降解结果显示，Gd3+掺杂能提高ZnO的催光化性，其中1%掺杂对ZnO的催化性提高最大。最后还对ZnO的催化选择性和耐酸碱性进行了简单研究。
为提高ZnO的光催化性和稳定性，扩展对光的吸收范围，以乙二胺四乙酸（H4EDTA）为配体形成配位前驱体，通过低温热分解配位前驱体法制备了Gd3+掺杂ZnO复合物Zn1-xGdxO2（x=0~0.1）纳米颗粒。采用X射线粉末衍射（XRD）、红外光谱法（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光光谱法（FL）、紫外可见漫反射光谱法（UV-Vis DRS）、交流阻抗（EIS）以及动态光电流响应（i-t）等多种手段研究掺杂比例对氧化锌物相、表面形貌、光学性以及光电响应性等的影响。结果表明，Gd3+掺杂摩尔分数低于3%时，产物为单相纤锌矿ZnO，提高掺杂比例（>3%）不仅使ZnO晶格萎缩，同时还出现少量Gd2O3第二相，且晶粒随掺杂摩尔分数的增加而降低。Gd3+掺杂使ZnO能带结构发生改变，其价带、导带和带隙等各值都随着掺杂摩尔分数的增加而降低。I-t结果表明，适量掺杂可提高ZnO的光电响应能力，其中掺杂摩尔分数1%所得ZnO的光电流密度最大（10 mA/m2）。甲基橙（MO）的光降解结果显示，Gd3+掺杂能提高ZnO的催光化性，其中1%掺杂对ZnO的催化性提高最大。最后还对ZnO的催化选择性和耐酸碱性进行了简单研究。
2020, 37(3): 350-358
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.03.190256
摘要:
以L-酒石酸和一水柠檬酸为混合碳源，以乙二胺为氮源和聚合试剂，并添加六水三氯化铁，通过一锅溶剂热法合成了氮、铁共掺杂碳纳米粒子（N/Fe-CNPs），采用制备的N/Fe-CNPs模拟过氧化物酶催化过氧化氢（H2O2）氧化3，3'，5，5'-四甲基产生可溶性的蓝色产物，联合葡萄糖氧化酶建立了测定H2O2和葡萄糖含量的新方法。结果显示：H2O2及葡萄糖的浓度与反应体系的吸光度呈良好的线性关系，H2O2的线性范围为0.2~20 μmol/L，葡萄糖的线性范围为0.1~1.0及1.0~80 μmol/L，最低检出限分别可达42.5和76.1 nmol/L。
以L-酒石酸和一水柠檬酸为混合碳源，以乙二胺为氮源和聚合试剂，并添加六水三氯化铁，通过一锅溶剂热法合成了氮、铁共掺杂碳纳米粒子（N/Fe-CNPs），采用制备的N/Fe-CNPs模拟过氧化物酶催化过氧化氢（H2O2）氧化3，3'，5，5'-四甲基产生可溶性的蓝色产物，联合葡萄糖氧化酶建立了测定H2O2和葡萄糖含量的新方法。结果显示：H2O2及葡萄糖的浓度与反应体系的吸光度呈良好的线性关系，H2O2的线性范围为0.2~20 μmol/L，葡萄糖的线性范围为0.1~1.0及1.0~80 μmol/L，最低检出限分别可达42.5和76.1 nmol/L。
2020, 37(3): 359-366
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.03.190252
摘要:
本文提出了对于手性药物普萘洛尔手性识别和手性分析的新方法。该方法引用基于氧化石墨烯的指数富集配体系统进化筛选技术（GO-SELEX），经过10轮优化筛选出对心血管药物普萘洛尔有高度亲和力的特效适配体。然后通过共振瑞利散射光谱法（RRS）对反应体系进行特效性检测，实验表明S-普萘洛尔和R-普萘洛尔有迥然不同的光谱差异，S-普萘洛尔与特效适配体结合后的RRS显著增强，而R-普萘洛尔与适配体结合后的RRS几乎没有变化。据此可以对心血管药物手性普萘洛尔进行有效的手性识别。在考察反应体系和实验条件的基础上，可对S-普萘洛尔进行实验检测，同时对外消旋体中的R-普萘洛尔进行计算分析。实验对S-普萘洛尔的线性范围为5~275 nmol/L，检测限为0.5 nmol/L。方法应用于外消旋药片的分析检测，结果令人满意。实验表明，RRS检测特效适配体结合的手性靶标体系会彰显不同的光谱差异，从而可对手性对映体进行手性识别，尤其是可利用其光谱差异实现同时测定的手性分析，方法可在特殊情形下不经分离而同时测定手性对映体，具有推广应用价值。
本文提出了对于手性药物普萘洛尔手性识别和手性分析的新方法。该方法引用基于氧化石墨烯的指数富集配体系统进化筛选技术（GO-SELEX），经过10轮优化筛选出对心血管药物普萘洛尔有高度亲和力的特效适配体。然后通过共振瑞利散射光谱法（RRS）对反应体系进行特效性检测，实验表明S-普萘洛尔和R-普萘洛尔有迥然不同的光谱差异，S-普萘洛尔与特效适配体结合后的RRS显著增强，而R-普萘洛尔与适配体结合后的RRS几乎没有变化。据此可以对心血管药物手性普萘洛尔进行有效的手性识别。在考察反应体系和实验条件的基础上，可对S-普萘洛尔进行实验检测，同时对外消旋体中的R-普萘洛尔进行计算分析。实验对S-普萘洛尔的线性范围为5~275 nmol/L，检测限为0.5 nmol/L。方法应用于外消旋药片的分析检测，结果令人满意。实验表明，RRS检测特效适配体结合的手性靶标体系会彰显不同的光谱差异，从而可对手性对映体进行手性识别，尤其是可利用其光谱差异实现同时测定的手性分析，方法可在特殊情形下不经分离而同时测定手性对映体，具有推广应用价值。
2020, 37(3): 280-292
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.03.190253
摘要:
Synthesis of side-chain amino acid-bearing polymers with controllable primary structures is still a long-term challenge in polymer chemistry compared to biomacromolecules (such as proteins and DNA) with completely precise microstructures. Here, we describe the synthesis of high trans-stereoregular (>99%) and high head-to-tail regioregularity (>99%) leucine-based homopolymers and block copolymers with relatively low polydispersities ranging from 1.3 to 1.6, using two designed monomers, namely (cyclooct-2-ene-1-carbonyl)-L-leucine methyl ester (1) and (cyclooct-2-ene-1-carbonyl)-L-leucine (2), via Grubbs 2nd catalyst at mild conditions. Importantly, the block copolymer of monomers1 and2 with molar ratio n(1):n(2)=50:50 is soluble in acetone to form reverse micelles with radius around 30 nm, which is composed of a hydrophilic core of poly(2) and a hydrophobic shell of poly(1). However, the random copolymers with the same proportion was partially insoluble in the solvent. These amino acid-bearing polymers with well-defined regio-/stereoregular structures provide the basis for relevant applications in biomimetic materials.
Synthesis of side-chain amino acid-bearing polymers with controllable primary structures is still a long-term challenge in polymer chemistry compared to biomacromolecules (such as proteins and DNA) with completely precise microstructures. Here, we describe the synthesis of high trans-stereoregular (>99%) and high head-to-tail regioregularity (>99%) leucine-based homopolymers and block copolymers with relatively low polydispersities ranging from 1.3 to 1.6, using two designed monomers, namely (cyclooct-2-ene-1-carbonyl)-L-leucine methyl ester (1) and (cyclooct-2-ene-1-carbonyl)-L-leucine (2), via Grubbs 2nd catalyst at mild conditions. Importantly, the block copolymer of monomers1 and2 with molar ratio n(1):n(2)=50:50 is soluble in acetone to form reverse micelles with radius around 30 nm, which is composed of a hydrophilic core of poly(2) and a hydrophobic shell of poly(1). However, the random copolymers with the same proportion was partially insoluble in the solvent. These amino acid-bearing polymers with well-defined regio-/stereoregular structures provide the basis for relevant applications in biomimetic materials.
