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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。
期刊内检索
期刊内热点文章
2018, 35(4): 369-380
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.04.170382
摘要:
金属有机骨架（Metal-Organic Framework，MOF）复合材料是一种新型功能性材料，其中金属氧化物@MOF复合材料因结合了金属氧化物和MOFs的许多特性而受到人们的广泛关注，成为近年来MOFs材料研究的一个重要方向。本文综述了金属氧化物@MOF复合材料制备方法的研究进展，主要包括外延生长法、气相沉积法、模板法等，并分析了它们各自的优缺点；概述了金属氧化物@MOF复合材料在催化、传感、生物医药、吸附与分离方面的具体应用性能，以及在电化学研究领域的潜在应用；并提出今后金属氧化物@MOF复合材料研究的主要方向是开发简单高效的制备方法、选取新功能性金属氧化物以及探索复合材料的其它新型结构，以拓展其在工业上的应用。
金属有机骨架（Metal-Organic Framework，MOF）复合材料是一种新型功能性材料，其中金属氧化物@MOF复合材料因结合了金属氧化物和MOFs的许多特性而受到人们的广泛关注，成为近年来MOFs材料研究的一个重要方向。本文综述了金属氧化物@MOF复合材料制备方法的研究进展，主要包括外延生长法、气相沉积法、模板法等，并分析了它们各自的优缺点；概述了金属氧化物@MOF复合材料在催化、传感、生物医药、吸附与分离方面的具体应用性能，以及在电化学研究领域的潜在应用；并提出今后金属氧化物@MOF复合材料研究的主要方向是开发简单高效的制备方法、选取新功能性金属氧化物以及探索复合材料的其它新型结构，以拓展其在工业上的应用。
2018, 35(4): 381-393
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.04.170212
摘要:
熔盐电解法是一种高效制备镁稀土合金的方法，工艺流程简便易于连续生产，而且制备的镁稀土合金成分均匀，不偏析。不同稀土元素的熔盐体系也有所区别，重稀土元素一般采用氧化物电解法，而轻稀土元素则采用氯化物电解法。针对以上不同的电解方法，本文从电解原料、电解槽结构、电极过程、电解工艺、尾气处理等多方面详细阐述了制备镁稀土合金的现状，并对电解法制备镁稀土合金的未来提出发展方向。
熔盐电解法是一种高效制备镁稀土合金的方法，工艺流程简便易于连续生产，而且制备的镁稀土合金成分均匀，不偏析。不同稀土元素的熔盐体系也有所区别，重稀土元素一般采用氧化物电解法，而轻稀土元素则采用氯化物电解法。针对以上不同的电解方法，本文从电解原料、电解槽结构、电极过程、电解工艺、尾气处理等多方面详细阐述了制备镁稀土合金的现状，并对电解法制备镁稀土合金的未来提出发展方向。
2018, 35(4): 394-400
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.04.170151
摘要:
热化学硫碘（S-I）循环分解水是目前有较高效率且可以在相对较低温度条件下进行的制氢方法之一。其中的Bunsen反应作为循环的核心步骤尤为重要。为了更方便有效地分离Bunsen反应的生成物硫酸与氢碘酸，许多学者研究了Bunsen反应的新方法。本文对非水溶剂中的Bunsen反应和电化学Bunsen反应两种新方法进行了综述。讨论了非水溶剂中实现反应生成物分离的方法，对比了各种非水溶剂的性质及其优缺点。目前，所发现的溶剂在分离生成物方面已达到要求，可用于Bunsen反应，但溶剂的回收再利用比较困难。概述了电化学Bunsen反应的研究现状，对目前在电化学Bunsen反应中有突破进展的两个团队的工作进行了对比。现今对该方法的探讨主要集中在反应基础特性方面，未来可以加强电化学Bunsen反应机理、反应电池结构设计与优化、以及新型S-I循环系统构造的研究。
热化学硫碘（S-I）循环分解水是目前有较高效率且可以在相对较低温度条件下进行的制氢方法之一。其中的Bunsen反应作为循环的核心步骤尤为重要。为了更方便有效地分离Bunsen反应的生成物硫酸与氢碘酸，许多学者研究了Bunsen反应的新方法。本文对非水溶剂中的Bunsen反应和电化学Bunsen反应两种新方法进行了综述。讨论了非水溶剂中实现反应生成物分离的方法，对比了各种非水溶剂的性质及其优缺点。目前，所发现的溶剂在分离生成物方面已达到要求，可用于Bunsen反应，但溶剂的回收再利用比较困难。概述了电化学Bunsen反应的研究现状，对目前在电化学Bunsen反应中有突破进展的两个团队的工作进行了对比。现今对该方法的探讨主要集中在反应基础特性方面，未来可以加强电化学Bunsen反应机理、反应电池结构设计与优化、以及新型S-I循环系统构造的研究。
2018, 35(4): 401-409
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.04.170463
摘要:
以萘酰亚胺（NI）、N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）和多面体齐聚倍半硅氧烷（POSS）为原料，通过可逆加成断裂自由基聚合（RAFT）方法，设计合成了具有pH响应和温度敏感的聚合物荧光探针Poly（POSS-NI-NIPAM）。通过核磁共振波谱仪（NMR）、荧光发射光谱仪和质谱仪（MS）等技术手段表征了Poly（POSS-NI-NIPAM）的pH和温度的响应性能。结果表明，在pH值5.8~8.0范围内，探针Poly（POSS-NI-NIPAM）的荧光强度变化明显，与pH值呈现良好的线性相关（λem=520 nm，pKa=6.51），对pH和温度的响应均呈现出良好的循环检测性能，可用于检测活细胞HeLa的pH值变化。探针Poly（POSS-NI-NIPAM）在检测生物样本中pH/温度变化方面具有潜在的应用前景。
以萘酰亚胺（NI）、N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）和多面体齐聚倍半硅氧烷（POSS）为原料，通过可逆加成断裂自由基聚合（RAFT）方法，设计合成了具有pH响应和温度敏感的聚合物荧光探针Poly（POSS-NI-NIPAM）。通过核磁共振波谱仪（NMR）、荧光发射光谱仪和质谱仪（MS）等技术手段表征了Poly（POSS-NI-NIPAM）的pH和温度的响应性能。结果表明，在pH值5.8~8.0范围内，探针Poly（POSS-NI-NIPAM）的荧光强度变化明显，与pH值呈现良好的线性相关（λem=520 nm，pKa=6.51），对pH和温度的响应均呈现出良好的循环检测性能，可用于检测活细胞HeLa的pH值变化。探针Poly（POSS-NI-NIPAM）在检测生物样本中pH/温度变化方面具有潜在的应用前景。
2018, 35(4): 410-419
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.04.170098
摘要:
低氧诱导因子l（HIF-1）与肿瘤细胞的生长、侵袭和耐药密切相关，在肿瘤细胞内HIF-1高度表达，因此新型的HIF-1抑制剂可作为潜在的抗肿瘤药物。本文合成了9个1，3-取代吲唑衍生物。通过蛋白质印迹（Western Blot）法及实时定量荧光PCR（Real time-PCR）等方法检测了其对HIF-1及其靶基因血管内皮生长因子（VEGF）表达水平的影响，并以3-（5'-羟甲基-2'-呋喃基）-1-苯甲基吲唑（YC-1）为阳性对照药物初步评价了其体外抗肝癌细胞增殖的生物活性。实验发现化合物7b可显著抑制HIF-1及其下游靶基因VEGF的表达，且体外抗肝癌增殖生物活性优于YC-1，半抑制浓度（IC50）值为10.37 μmol/L。研究结果表明，3-（5'-羟甲基-2'-呋喃）-1-（1″-对甲苯磺酰基）吲唑具有靶向抑制HIF及良好的抗肝癌活性作用。
低氧诱导因子l（HIF-1）与肿瘤细胞的生长、侵袭和耐药密切相关，在肿瘤细胞内HIF-1高度表达，因此新型的HIF-1抑制剂可作为潜在的抗肿瘤药物。本文合成了9个1，3-取代吲唑衍生物。通过蛋白质印迹（Western Blot）法及实时定量荧光PCR（Real time-PCR）等方法检测了其对HIF-1及其靶基因血管内皮生长因子（VEGF）表达水平的影响，并以3-（5'-羟甲基-2'-呋喃基）-1-苯甲基吲唑（YC-1）为阳性对照药物初步评价了其体外抗肝癌细胞增殖的生物活性。实验发现化合物7b可显著抑制HIF-1及其下游靶基因VEGF的表达，且体外抗肝癌增殖生物活性优于YC-1，半抑制浓度（IC50）值为10.37 μmol/L。研究结果表明，3-（5'-羟甲基-2'-呋喃）-1-（1″-对甲苯磺酰基）吲唑具有靶向抑制HIF及良好的抗肝癌活性作用。
2018, 35(4): 420-425
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.04.170147
摘要:
以金刚烷苯乙烯为结构单元，设计合成了3个含有亲水性基团的新型小分子（8a、8b和8c），利用核磁共振谱、红外光谱和高分辨质谱等技术手段对其进行了结构表征。用1-溴代金刚烷作为原料在Pd/C和K2CO3的作用下发生傅克烷基化反应高产率得到金刚烷甲苯（2），随后在N-溴代琥珀酰亚胺（NBS）和（三苯基膦烯基）乙酸甲酯过氧化苯甲酰（BPO）的作用下发生溴代反应得到了金刚烷苄基溴的化合物3，苄基溴在酸性条件下氧化生成醛（4），该醛与维蒂希试剂发生Wittig反应得到甲酸甲酯（5），随后发生碱性条件水解得到重要的中间体6。最后该中间体与3个结构不同的苯胺类化合物发生偶联反应生成了3个目标化合物。通过MTS法评价了3个化合物对人肝癌细胞（SMMC7721）、乳腺癌细胞（MCF-7）、宫颈癌细胞（Hela）、肺癌细胞（A549）的增殖抑制活性。结果表明，部分化合物表现出较好的抑制活性。其中，目标化合物8c对人肝癌细胞表现出较好的抗肿瘤活性（IC50=1.6 μmol/L或0.73 mg/L），与现有药物阿霉素相当（0.44 mg/L），有望成为潜在的抗肿瘤药物分子。该类化合物可能在靶向抗肿瘤药物研发方面具有较好的研究前景，所合成的金刚烷苯乙烯类衍生物的抗肿瘤活性、靶点及作用机制还有待进一步研究。
以金刚烷苯乙烯为结构单元，设计合成了3个含有亲水性基团的新型小分子（8a、8b和8c），利用核磁共振谱、红外光谱和高分辨质谱等技术手段对其进行了结构表征。用1-溴代金刚烷作为原料在Pd/C和K2CO3的作用下发生傅克烷基化反应高产率得到金刚烷甲苯（2），随后在N-溴代琥珀酰亚胺（NBS）和（三苯基膦烯基）乙酸甲酯过氧化苯甲酰（BPO）的作用下发生溴代反应得到了金刚烷苄基溴的化合物3，苄基溴在酸性条件下氧化生成醛（4），该醛与维蒂希试剂发生Wittig反应得到甲酸甲酯（5），随后发生碱性条件水解得到重要的中间体6。最后该中间体与3个结构不同的苯胺类化合物发生偶联反应生成了3个目标化合物。通过MTS法评价了3个化合物对人肝癌细胞（SMMC7721）、乳腺癌细胞（MCF-7）、宫颈癌细胞（Hela）、肺癌细胞（A549）的增殖抑制活性。结果表明，部分化合物表现出较好的抑制活性。其中，目标化合物8c对人肝癌细胞表现出较好的抗肿瘤活性（IC50=1.6 μmol/L或0.73 mg/L），与现有药物阿霉素相当（0.44 mg/L），有望成为潜在的抗肿瘤药物分子。该类化合物可能在靶向抗肿瘤药物研发方面具有较好的研究前景，所合成的金刚烷苯乙烯类衍生物的抗肿瘤活性、靶点及作用机制还有待进一步研究。
2018, 35(4): 426-435
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.04.170206
摘要:
以苯胺和芳炔为基本构筑单元，通过Sonogashira偶联反应，合成了一种新型含氨基的结构不对称π共轭线性芳炔化合物5-{（6-己氧基萘基）丁二炔}-2-{（4-氨基苯基）乙炔}苄醇。通过化学修饰在芳炔类小分子端基引入氨基取代基，使其在无吸电子基团存在的条件下通过扭转态的形成实现分子内电荷的有效转移，从而提高芳炔类衍生物电-光转换效率。同时，通过赋予芳炔类小分子液晶性，有效改善电子与空穴在器件中的电荷平衡，提高器件的效率。基于氨基取代芳炔衍生物为掺杂发光材料制备的电致发光器件呈现黄绿光发射，器件开启电压较低（7.20 V），显示了较好的电致发光稳定性，器件17.65 V时达到最大亮度126 cd/m2，是一种潜在的电致发光材料。
以苯胺和芳炔为基本构筑单元，通过Sonogashira偶联反应，合成了一种新型含氨基的结构不对称π共轭线性芳炔化合物5-{（6-己氧基萘基）丁二炔}-2-{（4-氨基苯基）乙炔}苄醇。通过化学修饰在芳炔类小分子端基引入氨基取代基，使其在无吸电子基团存在的条件下通过扭转态的形成实现分子内电荷的有效转移，从而提高芳炔类衍生物电-光转换效率。同时，通过赋予芳炔类小分子液晶性，有效改善电子与空穴在器件中的电荷平衡，提高器件的效率。基于氨基取代芳炔衍生物为掺杂发光材料制备的电致发光器件呈现黄绿光发射，器件开启电压较低（7.20 V），显示了较好的电致发光稳定性，器件17.65 V时达到最大亮度126 cd/m2，是一种潜在的电致发光材料。
2018, 35(4): 436-441
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.04.170130
摘要:
采用酶动力学方法研究了5种钒取代的Dawson型磷钼酸H7[P2Mo17VO62]、H8[P2Mo16V2O62]、H9[P2Mo15V3O62]、H8[P2Mo14V4O62H2]和H9[P2Mo13V5O62H2]（分别简写为P2Mo17V、P2Mo16V2、P2Mo15V3、P2Mo14V4和P2Mo13V5）对蘑菇酪氨酸酶二酚酶的抑制作用，结果表明，效应物P2Mo17V、P2Mo16V2和P2Mo15V3能够明显地抑制酪氨酸酶的活性，其半抑制浓度（IC50）值分别为0.409、0.386和0.386 mmol/L，且均表现为可逆的竞争型抑制，效应物P2Mo17V、P2Mo16V2和P2Mo15V3对游离酶的抑制常数KI分别为0.234、0.391和0.249 mmol/L。而效应物P2Mo14V4在0~1.0 mmol/L浓度范围内，对酪氨酸酶二酚酶无明显抑制作用，效应物P2Mo13V5对酪氨酸酶二酚酶表现为激活作用。
采用酶动力学方法研究了5种钒取代的Dawson型磷钼酸H7[P2Mo17VO62]、H8[P2Mo16V2O62]、H9[P2Mo15V3O62]、H8[P2Mo14V4O62H2]和H9[P2Mo13V5O62H2]（分别简写为P2Mo17V、P2Mo16V2、P2Mo15V3、P2Mo14V4和P2Mo13V5）对蘑菇酪氨酸酶二酚酶的抑制作用，结果表明，效应物P2Mo17V、P2Mo16V2和P2Mo15V3能够明显地抑制酪氨酸酶的活性，其半抑制浓度（IC50）值分别为0.409、0.386和0.386 mmol/L，且均表现为可逆的竞争型抑制，效应物P2Mo17V、P2Mo16V2和P2Mo15V3对游离酶的抑制常数KI分别为0.234、0.391和0.249 mmol/L。而效应物P2Mo14V4在0~1.0 mmol/L浓度范围内，对酪氨酸酶二酚酶无明显抑制作用，效应物P2Mo13V5对酪氨酸酶二酚酶表现为激活作用。
2018, 35(4): 442-448
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.04.170086
摘要:
基于配体2，2'-联苯二羧酸（H2oba），以水热法合成出双核簇状配位化合物[Zn2（oba）2·2H2O]n，并通过单晶X衍射分析、元素分析、荧光分析和热重分析对其进行结构表征。结果表明，配合物属于单斜晶系，P21/c空间群，配合物的晶胞单元中包含2个独立的锌离子、2个H2oba配体和两个水分子。在配位键的作用下，配合物具有无限循环的一维链状结构，再通过氢键的作用最终形成二维空间结构。此外，还对该化合物做了抗氧化活性（SOD）的研究，抗氧化活性研究表明配合物有较好的抗氧化活性，其IC50（半数抑制浓度）值为25.0 mg/L，是一种良好的超氧化物歧化酶（SOD）模拟物。
基于配体2，2'-联苯二羧酸（H2oba），以水热法合成出双核簇状配位化合物[Zn2（oba）2·2H2O]n，并通过单晶X衍射分析、元素分析、荧光分析和热重分析对其进行结构表征。结果表明，配合物属于单斜晶系，P21/c空间群，配合物的晶胞单元中包含2个独立的锌离子、2个H2oba配体和两个水分子。在配位键的作用下，配合物具有无限循环的一维链状结构，再通过氢键的作用最终形成二维空间结构。此外，还对该化合物做了抗氧化活性（SOD）的研究，抗氧化活性研究表明配合物有较好的抗氧化活性，其IC50（半数抑制浓度）值为25.0 mg/L，是一种良好的超氧化物歧化酶（SOD）模拟物。
2018, 35(4): 449-456
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.04.170108
摘要:
通过两步法合成了1，3-二甲基咪唑乙酸盐（[C1mim][CH3COO]）和1，3-二甲基咪唑羟基乙酸盐（[C1mim][HOCH2COO]）两种羧酸根阴离子型功能化离子液体。研究了纤维素在这两种离子液体中的溶解性能。结果表明，阴离子的结构对纤维素的溶解性能有明显影响，在120℃下，两种离子液体对纤维素的溶解度分别为19.7%和21.2%。通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）以及热重分析（TG）等技术手段对再生纤维素的结构和热稳定性进行表征，表明两种离子液体均为纤维素的直接溶剂，纤维素在溶解及再生过程中晶体结构由I型转变为无定型结构，且热稳定性有所下降。此外，研究发现溶解温度的提高和溶解时间的延长均会导致再生纤维素聚合度的降低。所获得的研究结果为纤维素溶剂体系的开发具有指导意义。
通过两步法合成了1，3-二甲基咪唑乙酸盐（[C1mim][CH3COO]）和1，3-二甲基咪唑羟基乙酸盐（[C1mim][HOCH2COO]）两种羧酸根阴离子型功能化离子液体。研究了纤维素在这两种离子液体中的溶解性能。结果表明，阴离子的结构对纤维素的溶解性能有明显影响，在120℃下，两种离子液体对纤维素的溶解度分别为19.7%和21.2%。通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）以及热重分析（TG）等技术手段对再生纤维素的结构和热稳定性进行表征，表明两种离子液体均为纤维素的直接溶剂，纤维素在溶解及再生过程中晶体结构由I型转变为无定型结构，且热稳定性有所下降。此外，研究发现溶解温度的提高和溶解时间的延长均会导致再生纤维素聚合度的降低。所获得的研究结果为纤维素溶剂体系的开发具有指导意义。
2018, 35(4): 457-461
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.04.170415
摘要:
氧化镥中杂质元素对其分离制备工艺、生产成本及镥基硅酸盐闪烁晶体的性能有很大影响，但杂质元素对晶体的性质影响研究较为有限，有待进一步完善。本文采用高温固相法制备了Lu2O3分离过程中关键杂质元素Yb3+和Ca2+共掺杂Lu2SiO5：Ce多晶粉体，研究了Yb3+或Ca2+含量对多晶粉体光谱性质的影响，结果表明：Yb3+或Ca2+共掺并未改变发射光谱的形状和位置，随着杂质元素摩尔分数的增加，光谱强度和荧光寿命逐渐降低。
氧化镥中杂质元素对其分离制备工艺、生产成本及镥基硅酸盐闪烁晶体的性能有很大影响，但杂质元素对晶体的性质影响研究较为有限，有待进一步完善。本文采用高温固相法制备了Lu2O3分离过程中关键杂质元素Yb3+和Ca2+共掺杂Lu2SiO5：Ce多晶粉体，研究了Yb3+或Ca2+含量对多晶粉体光谱性质的影响，结果表明：Yb3+或Ca2+共掺并未改变发射光谱的形状和位置，随着杂质元素摩尔分数的增加，光谱强度和荧光寿命逐渐降低。
2018, 35(4): 462-468
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.04.170102
摘要:
以沥青和煤矸石为原料，经炭化、活化后获得型体活性炭材料（AC），并在此基础上进行水热晶化，研究晶化时间对复合材料中4A沸石的形成、孔结构和甲烷、氮气吸附性能的影响。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、77 K下的氮气吸附-脱附以及273 K下的CO2吸附等温线对样品进行表征，结果表明水热晶化后，复合材料中的硅铝形成立方结构的4A沸石，出现了0.45~0.6 nm的微孔，微孔孔容增加，并伴有少量的中孔和大孔。复合材料在298 K下的甲烷（CH4）和氮气（N2）吸附等温线的结果表明，晶化时间6 h的复合材料AC-2的甲烷吸附量被提高至10.8 mL/g，并保持较高的CH4/N2平衡分离比（3.7）。
以沥青和煤矸石为原料，经炭化、活化后获得型体活性炭材料（AC），并在此基础上进行水热晶化，研究晶化时间对复合材料中4A沸石的形成、孔结构和甲烷、氮气吸附性能的影响。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、77 K下的氮气吸附-脱附以及273 K下的CO2吸附等温线对样品进行表征，结果表明水热晶化后，复合材料中的硅铝形成立方结构的4A沸石，出现了0.45~0.6 nm的微孔，微孔孔容增加，并伴有少量的中孔和大孔。复合材料在298 K下的甲烷（CH4）和氮气（N2）吸附等温线的结果表明，晶化时间6 h的复合材料AC-2的甲烷吸附量被提高至10.8 mL/g，并保持较高的CH4/N2平衡分离比（3.7）。
2018, 35(4): 469-476
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.04.170111
摘要:
以硝酸铜、乙酸铜、乙酰丙酮铜为原料，采用多元醇还原法合成制备了氧化亚铜立方体、微球、空心球、核壳结构等微纳米颗粒。利用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）和紫外可见吸收光谱（UV-Vis）等测试手段对样品的物相、形貌、元素组分及吸光性能进行了表征。同时考察了铜源、反应时间、和多元醇类型对氧化亚铜微纳米材料形貌的影响，对产物形成机理进行了初步的探讨。对产物形成机理进行了初步的探讨。采用简单低廉的多元醇合成法，可以控制合成不同相貌的氧化亚铜微纳米结构。对制备形貌可控的氧化物具有一定的指导意义。
以硝酸铜、乙酸铜、乙酰丙酮铜为原料，采用多元醇还原法合成制备了氧化亚铜立方体、微球、空心球、核壳结构等微纳米颗粒。利用X射线衍射仪（XRD）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、透射电子显微镜（TEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）和紫外可见吸收光谱（UV-Vis）等测试手段对样品的物相、形貌、元素组分及吸光性能进行了表征。同时考察了铜源、反应时间、和多元醇类型对氧化亚铜微纳米材料形貌的影响，对产物形成机理进行了初步的探讨。对产物形成机理进行了初步的探讨。采用简单低廉的多元醇合成法，可以控制合成不同相貌的氧化亚铜微纳米结构。对制备形貌可控的氧化物具有一定的指导意义。
2018, 35(4): 477-483
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.04.170094
摘要:
多孔碳材料由于高的比表面积、优异的电子传导率、良好的化学稳定性等优点在超级电容器电极材料领域被广泛研究。碳材料的组成及表面孔结构直接影响其电化学性能，为进一步提高碳材料的电容性能，本文首次以聚多巴胺球为前体，KOH为活化剂，通过高温碳化成功制备了良好电化学性能的氮掺杂多孔碳材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）和Raman光谱等对所制备的氮掺杂多孔碳材料进行了形貌及结构组成的表征。在6 mol/L KOH电解液中，采用循环伏安、恒电流充放电对多孔碳材料的电化学性能进行了研究。结果表明，由于双电层电容和赝电容的协同作用，在电流密度为1 A/g时，材料的比电容可达269 F/g，充放电循环1000圈后电容仍可保留初始值的93.5%。
多孔碳材料由于高的比表面积、优异的电子传导率、良好的化学稳定性等优点在超级电容器电极材料领域被广泛研究。碳材料的组成及表面孔结构直接影响其电化学性能，为进一步提高碳材料的电容性能，本文首次以聚多巴胺球为前体，KOH为活化剂，通过高温碳化成功制备了良好电化学性能的氮掺杂多孔碳材料。通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）和Raman光谱等对所制备的氮掺杂多孔碳材料进行了形貌及结构组成的表征。在6 mol/L KOH电解液中，采用循环伏安、恒电流充放电对多孔碳材料的电化学性能进行了研究。结果表明，由于双电层电容和赝电容的协同作用，在电流密度为1 A/g时，材料的比电容可达269 F/g，充放电循环1000圈后电容仍可保留初始值的93.5%。
2018, 35(4): 484-490
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.04.170107
摘要:
以纳米金（AuNPs）为增敏材料，双酚A（BPA）为模板分子，结合表面溶胶凝胶法和自组装法，制备了BPA纳米金-TiO2凝胶分子印迹电化学传感器。利用扫描电子显微镜和能谱对AuNPs进行了表征，利用红外光谱仪对TiO2凝胶、BPA以及BPA印迹TiO2凝胶进行表征。在最优条件下，该传感器对BPA在1.0×10-8~1.0×10-5 mol/L浓度范围内具有良好的线性关系，线性相关系数为0.995，检测限为0.6×10-8 mol/L，并将该分子印迹传感器应用于实际样品中BPA的分析检测，其回收率为97.4%~103%。
以纳米金（AuNPs）为增敏材料，双酚A（BPA）为模板分子，结合表面溶胶凝胶法和自组装法，制备了BPA纳米金-TiO2凝胶分子印迹电化学传感器。利用扫描电子显微镜和能谱对AuNPs进行了表征，利用红外光谱仪对TiO2凝胶、BPA以及BPA印迹TiO2凝胶进行表征。在最优条件下，该传感器对BPA在1.0×10-8~1.0×10-5 mol/L浓度范围内具有良好的线性关系，线性相关系数为0.995，检测限为0.6×10-8 mol/L，并将该分子印迹传感器应用于实际样品中BPA的分析检测，其回收率为97.4%~103%。
栏目
2018, 35(1): 1-20
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.01.170328
摘要:
荧光探针凭借其选择性好、灵敏度高、响应时间快、易于操作和检测限低等优点得到了广泛的关注。激发态分子内质子转移（ESIPT）化合物具有特殊的激发态光物理过程，其显著的光物理性质是有较高的荧光量子产率及大的斯托克斯位移。对于荧光分子而言，较大的斯托克斯位移可以减少自吸收和由内滤效应产生的干扰，增强分子的耐光性，有利于荧光的发射。本文对ESIPT荧光探针检测离子（包括金属阳离子和阴离子）、中性小分子和生物大分子的研究进展进行阐述，并对ESIPT荧光分子的存在问题和应用前景进行评述。
荧光探针凭借其选择性好、灵敏度高、响应时间快、易于操作和检测限低等优点得到了广泛的关注。激发态分子内质子转移（ESIPT）化合物具有特殊的激发态光物理过程，其显著的光物理性质是有较高的荧光量子产率及大的斯托克斯位移。对于荧光分子而言，较大的斯托克斯位移可以减少自吸收和由内滤效应产生的干扰，增强分子的耐光性，有利于荧光的发射。本文对ESIPT荧光探针检测离子（包括金属阳离子和阴离子）、中性小分子和生物大分子的研究进展进行阐述，并对ESIPT荧光分子的存在问题和应用前景进行评述。
2018, 35(1): 21-27
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.01.170338
摘要:
蛋白质蛋氨酸亚砜化是一种重要的氧化还原依赖的蛋白质翻译后修饰，不仅是氧化应激的重要标志物之一，也是一种蛋白质功能调控开关可影响活性氧信号转导，与一系列疾病尤其是神经退行性疾病的发生发展密切相关。在许多生物体中，蛋氨酸亚砜还原酶是目前已经发现的唯一能将蛋白质蛋氨酸亚砜还原为蛋氨酸的物质，可以修复氧化损伤蛋白，恢复蛋白质功能，调控细胞氧还平衡，对相关疾病的治疗具有非常重要的意义。本文重点介绍蛋氨酸亚砜和蛋氨酸亚砜还原酶的结构和催化机理，综述蛋氨酸亚砜和蛋氨酸亚砜还原酶荧光探针的部分研究进展，对该领域的研究前景进行展望。
蛋白质蛋氨酸亚砜化是一种重要的氧化还原依赖的蛋白质翻译后修饰，不仅是氧化应激的重要标志物之一，也是一种蛋白质功能调控开关可影响活性氧信号转导，与一系列疾病尤其是神经退行性疾病的发生发展密切相关。在许多生物体中，蛋氨酸亚砜还原酶是目前已经发现的唯一能将蛋白质蛋氨酸亚砜还原为蛋氨酸的物质，可以修复氧化损伤蛋白，恢复蛋白质功能，调控细胞氧还平衡，对相关疾病的治疗具有非常重要的意义。本文重点介绍蛋氨酸亚砜和蛋氨酸亚砜还原酶的结构和催化机理，综述蛋氨酸亚砜和蛋氨酸亚砜还原酶荧光探针的部分研究进展，对该领域的研究前景进行展望。
2018, 35(1): 28-39
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.01.170363
摘要:
核酸适配体是指通过体外筛选技术从核酸文库中筛选出来，能够高特异性、高亲和力识别靶标物的寡核苷酸序列，具有靶标类型广泛、合成简单、相对分子质量小、化学稳定性高、易于进行生物化学修饰等优点。核酸适配体能够通过折叠成特定的二维或三维构型与靶标物特异性结合，加上合适的信号转导机制，为重要靶标物的研究提供理想的分子识别与分子检测探针。荧光检测技术具有高灵敏、高分辨率、易于实现多元分析等优点。将核酸适配体的分子识别特性与荧光优异的光学检测性能相结合，在生命科学研究领域有着广泛的应用空间。本文主要综述了核酸适配体荧光探针常见的分子设计和信号响应方式，及其在细胞成像、亚细胞成像中的应用研究，并对核酸适配体探针目前面临的一些挑战进行了讨论，最后对其未来的发展方向进行了展望。
核酸适配体是指通过体外筛选技术从核酸文库中筛选出来，能够高特异性、高亲和力识别靶标物的寡核苷酸序列，具有靶标类型广泛、合成简单、相对分子质量小、化学稳定性高、易于进行生物化学修饰等优点。核酸适配体能够通过折叠成特定的二维或三维构型与靶标物特异性结合，加上合适的信号转导机制，为重要靶标物的研究提供理想的分子识别与分子检测探针。荧光检测技术具有高灵敏、高分辨率、易于实现多元分析等优点。将核酸适配体的分子识别特性与荧光优异的光学检测性能相结合，在生命科学研究领域有着广泛的应用空间。本文主要综述了核酸适配体荧光探针常见的分子设计和信号响应方式，及其在细胞成像、亚细胞成像中的应用研究，并对核酸适配体探针目前面临的一些挑战进行了讨论，最后对其未来的发展方向进行了展望。
2018, 35(1): 40-45
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.01.170317
摘要:
构建了一种基于（R）-2，2'-二羟基-[1，1'-联萘]-3-醛的荧光探针。通过核磁共振波谱仪（NMR）以及质谱（MS）等技术手段对其结构进行了表征。结果表明，该荧光探针能够灵敏、高选择性地检测精氨酸，并显示出颜色和强烈的荧光变化双重响应。相应的荧光增强比值与精氨酸的浓度（0~30 μmol/L）呈现良好的线性关系，相关系数R2为0.9914，检测限低至1.3 μmol/L。此外，精氨酸的加入还促使该探针结构中的联萘酚手性结构发生偏转。
构建了一种基于（R）-2，2'-二羟基-[1，1'-联萘]-3-醛的荧光探针。通过核磁共振波谱仪（NMR）以及质谱（MS）等技术手段对其结构进行了表征。结果表明，该荧光探针能够灵敏、高选择性地检测精氨酸，并显示出颜色和强烈的荧光变化双重响应。相应的荧光增强比值与精氨酸的浓度（0~30 μmol/L）呈现良好的线性关系，相关系数R2为0.9914，检测限低至1.3 μmol/L。此外，精氨酸的加入还促使该探针结构中的联萘酚手性结构发生偏转。
2018, 35(1): 46-52
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.01.170340
摘要:
设计合成了喹啉取代的氟硼二吡咯荧光探针（BHQ），并用核磁共振波谱仪（NMR）和高分辨质谱仪（HRMS）等技术手段对合成的化合物进行了表征。结果表明，在水溶液中，探针BHQ在Fe3+存在下具有良好的荧光增强识别效果，对Fe3+具有响应快、较好的灵敏度和选择性特点，而其它金属离子的存在不干扰Fe3+的检测。探针BHQ与Fe3+以摩尔比1：1的方式进行配位。该探针在Fe3+的检测方面具有潜在的应用价值。
设计合成了喹啉取代的氟硼二吡咯荧光探针（BHQ），并用核磁共振波谱仪（NMR）和高分辨质谱仪（HRMS）等技术手段对合成的化合物进行了表征。结果表明，在水溶液中，探针BHQ在Fe3+存在下具有良好的荧光增强识别效果，对Fe3+具有响应快、较好的灵敏度和选择性特点，而其它金属离子的存在不干扰Fe3+的检测。探针BHQ与Fe3+以摩尔比1：1的方式进行配位。该探针在Fe3+的检测方面具有潜在的应用价值。
2018, 35(1): 53-59
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.01.170344
摘要:
以一种方酸菁染料、水溶性石墨烯和聚乙烯醇为原料，设计合成了在近红外区具有强荧光（660~665 nm）特性及良好的光热稳定性的方酸菁/聚乙烯醇二元和方酸菁/石墨烯/聚乙烯醇三元高分子材料；与在水中相比，方酸菁染料在聚乙烯醇中的最大紫外-可见吸收和荧光波长红移，荧光强度和光稳定性大幅提高；石墨烯的存在增强了材料的光稳定性。
以一种方酸菁染料、水溶性石墨烯和聚乙烯醇为原料，设计合成了在近红外区具有强荧光（660~665 nm）特性及良好的光热稳定性的方酸菁/聚乙烯醇二元和方酸菁/石墨烯/聚乙烯醇三元高分子材料；与在水中相比，方酸菁染料在聚乙烯醇中的最大紫外-可见吸收和荧光波长红移，荧光强度和光稳定性大幅提高；石墨烯的存在增强了材料的光稳定性。
2018, 35(1): 60-67
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.01.170048
摘要:
二氧化硅稳定的金纳米颗粒（Au-SiO2）与罗丹明B之间发生表面能量转移，使罗丹明B荧光猝灭。金纳米颗粒对罗丹明B的Stern-Volmer猝灭常数为4.3×103 L/mol。当荧光猝灭的混合体系中加入巯基化合物时，巯基化合物与金纳米颗粒发生强相互作用阻断罗丹明B-金纳米颗粒之间的能量转移，罗丹明B荧光恢复。基于罗丹明B-Au-SiO2体系对巯基化合物的单一响应，建立了一种简单快速检测巯基化合物的方法；并且由于二氧化硅对金纳米颗粒的稳定作用，金纳米颗粒成为一种可以回收利用的检测探针。
二氧化硅稳定的金纳米颗粒（Au-SiO2）与罗丹明B之间发生表面能量转移，使罗丹明B荧光猝灭。金纳米颗粒对罗丹明B的Stern-Volmer猝灭常数为4.3×103 L/mol。当荧光猝灭的混合体系中加入巯基化合物时，巯基化合物与金纳米颗粒发生强相互作用阻断罗丹明B-金纳米颗粒之间的能量转移，罗丹明B荧光恢复。基于罗丹明B-Au-SiO2体系对巯基化合物的单一响应，建立了一种简单快速检测巯基化合物的方法；并且由于二氧化硅对金纳米颗粒的稳定作用，金纳米颗粒成为一种可以回收利用的检测探针。
2018, 35(1): 68-74
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.01.170030
摘要:
氨基酸是手性小分子，其选择和固定化的方法，有助于开发新的"刷型"手性固定相（CSP）。分别以L-缬氨酸和L-丙氨酸为原料制备了10种新型氨基酸衍生物手性固定相（CSPs），包括8种氨基酸三嗪衍生物CSPs（CSP-1~CSP-8）和两种对甲基苯甲酰氨基酸CSPs（CSP-9~CSP-10），在正相色谱条件下，考察了所合成的CSPs对邻、间和对硝基苯酚位置异构体以及萘普生乙酯、丙环唑、苯醚甲环唑、戊唑醇、己唑醇和联萘酚6种外消旋样品的分离能力。结果表明，硝基苯酚的3种位置异构体在CSP-1~CSP-3和CSP-6~CSP-8上获得较好分离。相同条件下，由丙氨酸制得的CSPs对外消旋样品表现出更好的手性识别能力，萘普生乙酯在CSP-6上获得基线分离。由化学软件Gaussian 09计算出的L-丙氨酸三取代三嗪衍生物CSP-Ⅵ与萘普生乙酯的两个光学异构体之间相互作用的结合能分别为52.51和133.9 kJ/mol，也说明了手性选择子与R、S形成的非对映配合物的稳定性不同，Gaussian 09所给出的结合构型图显示手性选择子与样品之间有明显的氢键作用。Gaussian 09的计算结果有助于认识CSPs的手性识别机理。
氨基酸是手性小分子，其选择和固定化的方法，有助于开发新的"刷型"手性固定相（CSP）。分别以L-缬氨酸和L-丙氨酸为原料制备了10种新型氨基酸衍生物手性固定相（CSPs），包括8种氨基酸三嗪衍生物CSPs（CSP-1~CSP-8）和两种对甲基苯甲酰氨基酸CSPs（CSP-9~CSP-10），在正相色谱条件下，考察了所合成的CSPs对邻、间和对硝基苯酚位置异构体以及萘普生乙酯、丙环唑、苯醚甲环唑、戊唑醇、己唑醇和联萘酚6种外消旋样品的分离能力。结果表明，硝基苯酚的3种位置异构体在CSP-1~CSP-3和CSP-6~CSP-8上获得较好分离。相同条件下，由丙氨酸制得的CSPs对外消旋样品表现出更好的手性识别能力，萘普生乙酯在CSP-6上获得基线分离。由化学软件Gaussian 09计算出的L-丙氨酸三取代三嗪衍生物CSP-Ⅵ与萘普生乙酯的两个光学异构体之间相互作用的结合能分别为52.51和133.9 kJ/mol，也说明了手性选择子与R、S形成的非对映配合物的稳定性不同，Gaussian 09所给出的结合构型图显示手性选择子与样品之间有明显的氢键作用。Gaussian 09的计算结果有助于认识CSPs的手性识别机理。
2018, 35(1): 75-81
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.01.170040
摘要:
采用萃取剂N，N，N'，N'-四丁基丙二酰胺（TBMA）、N，N，N'，N'-四辛基-3-氧戊二酰胺（TODGA）和甲基异丁基甲酮（MIBK）从氯化铝水溶液中萃取铁，以制备高纯氯化铝。研究结果表明，当氯化铝溶液中盐酸浓度在4 mol/L左右时，TBMA和MIBK的萃取率在90%以上。TODGA显示出优异的萃取分离性能。当氯化铝溶液中Al3+浓度为2.0 mol/L，Fe3+浓度为0.0036 mol/L（0.2 g/L），HCl浓度为1.2 mol/L时，0.20 mol/L TODGA的环己烷或环己烷有机相对铁的一次萃取率达到99.9%以上，多次萃取后溶液中的铁含量低于0.01 mg/L，能深度去除氯化铝中的铁杂质，在工业化生产中有极大的应用价值。
采用萃取剂N，N，N'，N'-四丁基丙二酰胺（TBMA）、N，N，N'，N'-四辛基-3-氧戊二酰胺（TODGA）和甲基异丁基甲酮（MIBK）从氯化铝水溶液中萃取铁，以制备高纯氯化铝。研究结果表明，当氯化铝溶液中盐酸浓度在4 mol/L左右时，TBMA和MIBK的萃取率在90%以上。TODGA显示出优异的萃取分离性能。当氯化铝溶液中Al3+浓度为2.0 mol/L，Fe3+浓度为0.0036 mol/L（0.2 g/L），HCl浓度为1.2 mol/L时，0.20 mol/L TODGA的环己烷或环己烷有机相对铁的一次萃取率达到99.9%以上，多次萃取后溶液中的铁含量低于0.01 mg/L，能深度去除氯化铝中的铁杂质，在工业化生产中有极大的应用价值。
2018, 35(1): 82-88
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.01.170336
摘要:
2-（邻溴）苯基-4，5-咪唑二羧酸（o-BrPhH3IDC）与六水合硝酸铕（Eu（NO3）3·6H2O）在对苯二甲酸存在下，在乙睛和水的混合溶剂中，通过溶剂热反应，合成了一个三维超分子配合物（H3O）[Eu（o-BrPhH2IDC）4]（1）。采用单晶X射线衍射对配合物1的晶体结构进行了测试，结果表明，配合物1为立方晶系，Ⅰ-43d空间群；中心铕离子处于一个八配位的体系中。对配合物1的固态荧光研究发现：在395 nm的激发波长下，标题配合物显示出特征的铕发射光谱。这说明所采用的有机配体具有良好的天线效应，对铕离子有很好的敏化效应。
2-（邻溴）苯基-4，5-咪唑二羧酸（o-BrPhH3IDC）与六水合硝酸铕（Eu（NO3）3·6H2O）在对苯二甲酸存在下，在乙睛和水的混合溶剂中，通过溶剂热反应，合成了一个三维超分子配合物（H3O）[Eu（o-BrPhH2IDC）4]（1）。采用单晶X射线衍射对配合物1的晶体结构进行了测试，结果表明，配合物1为立方晶系，Ⅰ-43d空间群；中心铕离子处于一个八配位的体系中。对配合物1的固态荧光研究发现：在395 nm的激发波长下，标题配合物显示出特征的铕发射光谱。这说明所采用的有机配体具有良好的天线效应，对铕离子有很好的敏化效应。
2018, 35(1): 102-108
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.01.170034
摘要:
以类水滑石（LDHs）和N-异丙基丙烯酰胺（NIPA）为原材料，采用自由基引发聚合制得了有机无机PNIPA/LDHs温度敏感复合水凝胶。通过热重分析仪（TGA）、示差扫描量热仪（DSC）和扫描电子显微镜（SEM）等技术手段表征了材料的结构和性能。结果表明，PNIPA/LDHs复合水凝胶在33℃左右可实现溶胶-凝胶的可逆性变化，LDHs质量分数基本不影响复合水凝胶的胶凝化温度和胶凝时间。LDHs添加可使PNIPA/LDHs复合水凝胶的热稳定性较NIPA有大幅度提升。随LDHs质量分数及n（Mg）：n（Al）的增加，复合凝胶的吸热峰值稍有增加。所合成PNIPA/LDHs复合水凝胶表面粗糙不平，具有一定的孔洞结构。
以类水滑石（LDHs）和N-异丙基丙烯酰胺（NIPA）为原材料，采用自由基引发聚合制得了有机无机PNIPA/LDHs温度敏感复合水凝胶。通过热重分析仪（TGA）、示差扫描量热仪（DSC）和扫描电子显微镜（SEM）等技术手段表征了材料的结构和性能。结果表明，PNIPA/LDHs复合水凝胶在33℃左右可实现溶胶-凝胶的可逆性变化，LDHs质量分数基本不影响复合水凝胶的胶凝化温度和胶凝时间。LDHs添加可使PNIPA/LDHs复合水凝胶的热稳定性较NIPA有大幅度提升。随LDHs质量分数及n（Mg）：n（Al）的增加，复合凝胶的吸热峰值稍有增加。所合成PNIPA/LDHs复合水凝胶表面粗糙不平，具有一定的孔洞结构。
2018, 35(1): 109-115
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.01.170025
摘要:
本文设计了一种可以通过刮涂方法制备的基于银纳米线（AgNWs）的柔性复合透明电极，并以此为基础实现了高性能柔性聚合物太阳能电池的制备。基于银纳米线的柔性复合薄膜（APA）由银纳米线（AgNWs），聚乙烯醇缩丁醛（PVB）和铝掺杂氧化锌（AZO）纳米粒子在低温下通过多层刮涂的方法制备。APA透明复合薄膜在550 nm处透光率达到90.90%，面电阻低至13.01 Ω/sq，在柔性基底上具有很高的粘附性。在透明的APA/聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基底上制备的柔性聚合物太阳能电池（PSCs），能量转换效率达到5.47%。而且以5 mm为曲率半径，经过1000次循环弯曲实验，电池的能量转换效率仅下降了14%。
本文设计了一种可以通过刮涂方法制备的基于银纳米线（AgNWs）的柔性复合透明电极，并以此为基础实现了高性能柔性聚合物太阳能电池的制备。基于银纳米线的柔性复合薄膜（APA）由银纳米线（AgNWs），聚乙烯醇缩丁醛（PVB）和铝掺杂氧化锌（AZO）纳米粒子在低温下通过多层刮涂的方法制备。APA透明复合薄膜在550 nm处透光率达到90.90%，面电阻低至13.01 Ω/sq，在柔性基底上具有很高的粘附性。在透明的APA/聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基底上制备的柔性聚合物太阳能电池（PSCs），能量转换效率达到5.47%。而且以5 mm为曲率半径，经过1000次循环弯曲实验，电池的能量转换效率仅下降了14%。
2018, 35(1): 116-122
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.01.170016
摘要:
以钛酸正四丁酯为钛源、甲酸锂为锂源、柠檬酸为碳源、脲作为氮源，采用溶胶-凝胶法制备出了氮修饰碳包覆钛酸锂（Li4Ti5O12/NC）的复合电极材料。借助X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱分析仪（XPS）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、热重分析仪（TGA）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对Li4Ti5O12/NC的晶体结构、组成和形貌进行了表征分析，结果表明，所得产物是由尖晶石结构Li4Ti5O12外围包覆NC组成。恒电流充放电实验结果显示，碳氮包覆量为9.48%的Li4Ti5O12/NC材料在1C下首次放电比容量为212.9 mA·h/g，充放电循环100周后仍能保持160.1 mA·h/g的较高比容量。碳氮包覆不会改变材料的晶型，但能有效抑制复合材料粒径增大，同时增加复合材料锂脱嵌活性位点，提高其比容量和导电性。
以钛酸正四丁酯为钛源、甲酸锂为锂源、柠檬酸为碳源、脲作为氮源，采用溶胶-凝胶法制备出了氮修饰碳包覆钛酸锂（Li4Ti5O12/NC）的复合电极材料。借助X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱分析仪（XPS）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、热重分析仪（TGA）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对Li4Ti5O12/NC的晶体结构、组成和形貌进行了表征分析，结果表明，所得产物是由尖晶石结构Li4Ti5O12外围包覆NC组成。恒电流充放电实验结果显示，碳氮包覆量为9.48%的Li4Ti5O12/NC材料在1C下首次放电比容量为212.9 mA·h/g，充放电循环100周后仍能保持160.1 mA·h/g的较高比容量。碳氮包覆不会改变材料的晶型，但能有效抑制复合材料粒径增大，同时增加复合材料锂脱嵌活性位点，提高其比容量和导电性。
2018, 35(1): 89-101
doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2018.01.170031
摘要:
Mononuclear nickel complexes[(2, 6-R2-C6H3)NC(H)(3-Ph-5-PhCOO-2-O-C6H2)-κ2-N, O]Ni(CH3)(pyridine)](R=iPr; 3, 5-tBu2C6H3)(Ni1~Ni2) and binuclear nickel complex(Ni3) were synthesized, characterized and applied in ethylene (co)polymerization. As single-component catalysts, all these complexes are capable of converting ethylene to branched polyethylenes(PE) with moderate relative molecular mass. The electron-donating group PhCOO-facilitates the initiation of catalyst Ni1, leading to better catalytic activity at low temperature compared to nickel methyl pyridine comples(Ni0). Introducing bulky 2, 6-(3, 5-(t-Bu)2C6H3)2C6H3N-moiety, the activities of Ni2 up to 1.8×106 g of PE mol-1·Ni-1·h-1(at 5×105 Pa ethylene) were among the highest values using phenoxyiminato neutral nickel catalysts. Binuclear catalyst Ni3 showes better tolerance toward PPh3 donor additive than its mononuclear counterpart. In the presence of comonomers 1, 5-hexadiene, 1, 7-octadiene, 6-bromo-1-hexene, or methyl 10-undecenoate, these catalysts effectively enchain these comonomers into the polymer chain to give functionalized polyethylenes.
Mononuclear nickel complexes[(2, 6-R2-C6H3)NC(H)(3-Ph-5-PhCOO-2-O-C6H2)-κ2-N, O]Ni(CH3)(pyridine)](R=iPr; 3, 5-tBu2C6H3)(Ni1~Ni2) and binuclear nickel complex(Ni3) were synthesized, characterized and applied in ethylene (co)polymerization. As single-component catalysts, all these complexes are capable of converting ethylene to branched polyethylenes(PE) with moderate relative molecular mass. The electron-donating group PhCOO-facilitates the initiation of catalyst Ni1, leading to better catalytic activity at low temperature compared to nickel methyl pyridine comples(Ni0). Introducing bulky 2, 6-(3, 5-(t-Bu)2C6H3)2C6H3N-moiety, the activities of Ni2 up to 1.8×106 g of PE mol-1·Ni-1·h-1(at 5×105 Pa ethylene) were among the highest values using phenoxyiminato neutral nickel catalysts. Binuclear catalyst Ni3 showes better tolerance toward PPh3 donor additive than its mononuclear counterpart. In the presence of comonomers 1, 5-hexadiene, 1, 7-octadiene, 6-bromo-1-hexene, or methyl 10-undecenoate, these catalysts effectively enchain these comonomers into the polymer chain to give functionalized polyethylenes.
