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综合评述
基于多肽-金纳米粒子复合物的生物传感研究及应用进展
李昕翼, 王小华, 周晓东, 胡继明
2019, 36(5): 489-499  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.05.180253
[摘要]  (62) [HTML全文] (62) [PDF 1085KB] (2)
摘要:
多肽是α-氨基酸以肽键连接在一起而形成的化合物,同时也是蛋白质水解的中间产物。金纳米粒子具有良好的生物相容性和突出的表面等离子共振性质,基于多肽-金纳米粒子体系的独特光学特性的生物传感研究及应用已引起众多科学工作者的关注。本文仅就近年来利用多肽-金纳米粒子复合物进行生物传感研究及应用加以评述,包括多肽和金纳米粒子的制备与特性、多肽-金纳米粒子复合物的组装以及其在生物传感中的应用等。
研究论文
壳寡糖氨基硫脲席夫碱铜的制备及其抗真菌活性
暴金平, 樊素芳, 杨国玉, 王志敏, 王莹, 刘小花, 徐翠莲
2019, 36(5): 500-508  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.05.180284
[摘要]  (41) [HTML全文] (41) [PDF 1320KB] (2)
摘要:
以壳寡糖为原料,采用一锅法合成壳寡糖氨基硫脲,然后再与吡啶甲醛经缩合反应合成壳寡糖氨基硫脲席夫碱,最后与铜离子发生配位反应合成目标化合物壳寡糖氨基硫脲席夫碱铜。采用红外光谱仪(FTIR)、紫外可见光谱仪(UV-Vis)、核磁共振波谱仪(NMR)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和热重-差热分析(TG-DTA)对壳寡糖衍生物进行结构表征。同时采用体外菌丝生长速率法测定壳寡糖及其衍生物对辣椒疫霉菌、烟草黑胫菌、禾谷镰刀菌的体外抗真菌活性。结果表明,壳寡糖氨基硫脲席夫碱铜质量浓度为1.0 g/L时,对辣椒疫霉、烟草黑胫、禾谷镰刀菌的抑菌率分别为74.19%、56.60%和66.60%,均优于壳寡糖。
4-甲酰基苯基(2, 3, 4, 6-O-四乙酰基)-β-D-葡萄糖苷衍生物的有效合成
周鹏, 许祖俭, 许招会
2019, 36(5): 509-514  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.05.180331
[摘要]  (43) [HTML全文] (43) [PDF 733KB] (1)
摘要:
为克服目前合成方法存在收率较低,反应时间长、产品分离困难等不足,本文以β-D-葡萄糖、乙酰溴为原料,经乙酰化、溴代反应合成了糖基体2,3,4,6-O-四乙酰基-α-D-溴代葡萄糖,再与4-羟基苯甲醛衍生物经糖苷化反应合成了5种4-甲酰基苯基(2,3,4,6-O-四乙酰基)-β-D-葡萄糖苷衍生物。在合成4-甲酰基苯基(2,3,4,6-O-四乙酰基)-β-D-葡萄糖苷衍生物的过程中,采用10%(质量分数)NaOH溶液为缚酸剂,三(3,6-二氧杂庚基)胺(TDA-1)为相转移催化剂,反应物的收率为61%~69%,并应用核磁共振技术确定了产品的结构。该方法具有产品收率较高,反应温和、操作简单等优点。
Cr2O3气相催化1, 1, 2-三氯乙烷脱HCl性能
董朝霞, 宋通洋, 鲁继青, 谢冠群, 罗孟飞
2019, 36(5): 515-523  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.05.180245
[摘要]  (45) [HTML全文] (45) [PDF 907KB] (1)
摘要:
采用沉淀法制备了不同焙烧温度的Cr2O3催化剂,用于1,1,2-三氯乙烷(TCE)气相脱氯化氢制备二氯乙烯的反应。采用X射线衍射(XRD)、氢气程序升温还原(H2-TPR)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、X射线光电子能谱(XPS)表征手段,研究了Cr2O3催化剂气相催化裂解TCE脱氯化氢反应及其反应机理。结果表明,Cr2O3催化剂上TCE气相脱氯化氢反应的转化率随着催化剂焙烧温度的升高逐渐降低,然而顺-1,2-二氯乙烯(cis-DCE)的选择性先增大后减小。400℃焙烧的Cr2O3催化剂催化性能最好,TCE转化率为70.8%,顺-1,2-二氯乙烯的选择性为90.0%。然而,催化剂的单位面积反应速率随着焙烧温度升高先提高后下降,400℃焙烧催化剂的单位面积反应速率为0.801×10-2 μmol/(s·m2)。催化剂的单位面积反应速率和顺-1,2-二氯乙烯(cis-DCE)的选择性与催化剂表面Cr2O3物种具有很好的对应关系,表明催化剂表面Cr2O3物种有利于脱氯化氢反应。以酸中心为活性中心计算得到的转换频率(TOF)变化趋势与单位面积反应速率相一致,400℃焙烧的催化剂的TOF为2.82×10-5 s-1,表明Cr2O3催化剂Cr物种合适的平均价态(~3.20)有利于脱氯化氢反应。
含吗啉基片段的水杨醛席夫碱类化合物的合成及其淬灭1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基性能
孙凤梅, 韩琼, 赵潘祥, 王佳, 芮佳怡, 徐继明
2019, 36(5): 524-531  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.05.180296
[摘要]  (41) [HTML全文] (41) [PDF 779KB] (1)
摘要:
通过3-氟-4-吗啉基苯胺和取代水杨醛缩合反应,合成了14个含吗啉基片段水杨醛席夫碱类化合物(Ⅰa-Ⅰn)。通过核磁共振波谱仪(NMR)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)和元素分析等技术手段研究了产物的结构和淬灭1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基的活性。结果表明,在0.02~0.10 g/L,所有化合物均表现出一定的淬灭DPPH自由基活性。其中,化合物Ⅰd和Ⅰf表现出较为优异的性能,化合物Ⅰd的活性在30%~55%,化合物Ⅰf的活性则大于50%。随着化合物Ⅰd、Ⅰh、Ⅰj和Ⅰn质量浓度的增大,其淬灭DPPH自由基的活性均呈现增强趋势。
丙烯酸酯改性水性聚氨酯/纳米二氧化硅复合材料的制备和性能
陈广美, 汪志坤, 吴立霞, 黄毅萍
2019, 36(5): 532-538  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.05.180233
[摘要]  (42) [HTML全文] (42) [PDF 1004KB] (1)
摘要:
利用原位聚合伴随溶胶-凝胶进行的过程,合成了丙烯酸酯改性聚氨酯(PUA)/纳米SiO2(PUAS)复合乳液。通过纳米粒度仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和热重分析仪等技术手段表征了复合乳液及胶膜的结构和性能。结果表明,纳米SiO2能够均匀地分散在复合材料中,随着原料中前驱体正硅酸乙酯(TEOS)质量分数的增加,复合乳液粒径有所增大,胶膜力学性能和热稳定性明显提高。当TEOS质量分数为8%,胶膜拉伸强度达到16.8 MPa,邵氏硬度A达到94,最大分解速率温度提高到416℃,且胶膜耐水性明显改善,吸水率降低到2.1%。
聚-4-乙基苯酚抗氧剂对聚丙烯结晶行为的影响
张予东, 高芸, 张磊, 李庆华
2019, 36(5): 539-547  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.05.180286
[摘要]  (48) [HTML全文] (48) [PDF 857KB] (1)
摘要:
通过差示扫描量热仪(DSC)和X射线粉末衍射仪(XRD)研究了聚-4-乙基苯酚抗氧剂对聚丙烯结晶行为的影响。分别用Jeziorny法和Mo法处理非等温结晶动力学。同时用Friedman法和Kissinger法计算其结晶活化能。最后由结晶活化能与结晶温度的变化曲线求得Hoffman-Lauritzen参数成核速率常数(Kg)和迁移活化能(U*)值,进而求得折叠链端表面自由能(σe)和分子链段折叠功(q)。结果表明,抗氧剂的加入,使聚丙烯的结晶峰温度向低温区移动,结晶半峰宽变大,半结晶时间(t1/2)增大,Jeziorny法所得的结晶速率常数(Z)降低,Mo法所得反映结晶速率快慢的参数FT)提高,在相同结晶转化率下,结晶活化能负值变小。Hoffman-Lauritzen参数KgU*σeq值均增大。所有变化均表明聚-4-乙基苯酚抗氧剂对PP的结晶有抑制作用。
荧光粉Ba5-3x/2B4O11:xEu3+的制备及发光性能
郝斌, 赵文武, 郁建元, 刘进强, 刘剑, 董秀珍, 王秀文
2019, 36(5): 548-553  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.05.180276
[摘要]  (51) [HTML全文] (51) [PDF 988KB] (2)
摘要:
采用高温固相烧结法成功制备了Ba5-3x/2B4O11xEu3+x = 0.02~0.22)荧光粉,利用XRD和SEM等对荧光粉进行了结构和形貌表征。在激发波长为393 nm的条件下,发射峰(596、621、657和706 nm)与Eu3+5D0-7FJJ = 1,2,3,4)电子跃迁相对应,其中621 nm最强发射峰由Eu3+离子5D07F2电偶极跃迁造成。文章还研究了Eu3+掺杂浓度对Ba5-3x/2B4O11xEu3+发光性能的影响,结果表明,荧光粉的发光强度随着Eu3+掺杂量的增加呈现先增大后减小的趋势,Eu3+最佳掺杂量为0.16。
单壁碳纳米管提升正极复合材料杯[4]醌/介孔炭CMK-3储锂性能
闫冰, 熊文旭, 郑仕兵, 掌学谦, 黄苇苇
2019, 36(5): 554-563  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.05.180231
[摘要]  (42) [HTML全文] (42) [PDF 1735KB] (1)
摘要:
将杯[4]醌(Calix[4]quinone,C4Q)通过灌注法与有序介孔炭CMK-3制备成纳米复合材料,可抑制其在常规有机电解液中的溶解。为了进一步提升其电化学性能,本文在C4Q/CMK-3复合材料中加入单壁碳纳米管(SWCNTs),减少了CMK-3的用量,并代替导电炭黑Super-P作为导电剂,通过脱泡搅拌法制备了C4Q/CMK-3/SWCNTs复合材料。研究表明,当m(C4Q):m(CMK-3):m(SWCNTs)为1:1:1时,电化学性能最佳,0.1 C电流密度下循环100圈后,电池的容量保持为238.7 mA·h/g,当电流密度增大到1 C时,放电容量仍有260 mA·h/g,这是由于SWCNTs在复合材料C4Q/CMK-3中构建了三维导电网络,增强了电极的稳定性,降低了电池内阻,从而提升了电池的循环性能与倍率性能。
石墨烯纳米载药体系的制备及对人口腔鳞癌细胞杀伤效果
张雅静, 季鹏, 韩德明, 赵丽辉, 徐亚娟, 刘文书
2019, 36(5): 564-570  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.05.180351
[摘要]  (57) [HTML全文] (57) [PDF 998KB] (3)
摘要:
利用化学氧化还原法制备了氧化石墨烯,进一步超声破碎剥离,得到纳米氧化石墨烯,并对其进行聚乙二醇(PEG)的功能化修饰后载药顺铂。采用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)对石墨烯纳米载药体系进行表征,细胞存活率实验(MTT)法检验石墨烯纳米载药体系对人口腔鳞癌(KB)细胞的杀伤作用。结果表明,石墨烯纳米载药体系对顺铂的负载率为42.4%,聚乙二醇修饰后可以降低纳米氧化石墨烯的细胞毒性并提高生物相容性,对KB细胞具有双重的杀伤作用,为纳米氧化石墨烯在肿瘤治疗的临床应用提供了理论依据。
氮掺杂石墨炭包覆的钴纳米催化剂作高效、高稳定性电催化制氢
李新杰, 徐鹤, 于美, 张超, 郭安儒, 刘畅
2019, 36(5): 571-577  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.05.180266
[摘要]  (40) [HTML全文] (40) [PDF 1159KB] (1)
摘要:
电催化制氢是解决当前能源危机的重要手段之一。研究高效稳定的非贵金属电催化剂是电催化制氢商业应用的重点。本文通过直接高温热解双金属沸石咪唑骨架,制备了一种氮掺杂石墨炭(NC)包覆均匀分布的钴纳米颗粒电催化剂(V-Co@NC,这里V是vacancy缩写),前躯体中的Zn元素有效地防止钴纳米颗粒的聚集,并有助于生成均匀分布的钴纳米颗粒。这种特殊的纳米结构可防止钴与电解液的直接接触,提升了其循环稳定性,同时,氮元素的掺杂提升了导电性,有利于电催化制氢性能的提升。结果表明,所制备的V-Co@NC催化剂在酸性和碱性电解液中均具有良好的催化性能,且经过5000次循环测试后催化活性基本保持不变,具有良好的应用前景。为高活性和高选择性的电催化制氢催化剂的发展提供一种全新的途径。
松果状纳米氧化铁对液晶电光性能的影响
王猛, 王岩, 韦德泉, 梁兰菊, 王岳平, 张彬
2019, 36(5): 578-584  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.05.180297
[摘要]  (42) [HTML全文] (42) [PDF 1251KB] (3)
摘要:
液晶材料被广泛应用于液晶显示器(LCD)中,但是由于液晶中杂质的存在,导致液晶的应用电压变大,增加了能耗。为了降低应用中的阈值电压和饱和电压,通常向液晶中添加纳米颗粒来提高电光性能。本文采用简单的化学沉淀法制备了形貌均一,大小尺寸均匀的松果状氧化铁(P-Fe2O3)纳米颗粒。将其掺杂到向列相液晶4-氰基-4'-戊基联苯(4-cyano-4'-pentylbiphenyl,5CB)中,结果表明,掺杂质量分数为0.5%时,电光性能达到最优,阈值电压和饱和电压分别降低24.8%和45.2%,对比度增大46%,响应时间降低至17.6 ms,此性能优于相同条件下掺杂普通Fe2O3纳米颗粒的向列相液晶5CB,其阈值电压和饱和电压分别降低15%和16%。这归因于松果状Fe2O3纳米颗粒可以在向列相液晶5CB中均匀分散,其粗糙的表面吸附了液晶中的杂质离子,减少了杂质离子的屏蔽效应,从而提高了电光性能。
超氧化物歧化酶催化-电化学调控的原子转移自由基聚合方法制备分子印迹聚合物
刘雨桐, 赵梦元, 李思雨, 杨艺菲, 孙越
2019, 36(5): 585-594  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.05.180258
[摘要]  (39) [HTML全文] (39) [PDF 925KB] (2)
摘要:
病理学中对含金属蛋白质的敏感检测极其重要。本文以超氧化物歧化酶(SOD)作为金属蛋白,SOD既作为模板分子又作为催化剂进行电化学调控的原子转移自由基聚合(eATRP)反应制备蛋白质印迹聚合物(PIPs),用于SOD电化学生物传感器。该方法不需要过渡金属离子,具有制备简单、节约试剂、保护环境等优点。我们选用L-半胱氨酸和纳米金修饰的金电极(Au/L-cys/nanoAu)作为工作电极将氧化型SOD催化还原为还原型SOD,利用还原型SOD的Cu(Ⅰ)粒子,在引发剂4-硫苯基-2-溴-2-甲基丙酸酯(4-mercaptophenyl 2-bromo-2-methylpropanoate,4-HTP-Br)修饰的金电极上调控丙烯酰胺、NN-亚甲基双丙烯酰胺的eATRP聚合制备SOD PIPs。利用循环伏安法(CV)和X射线光电子能谱(XPS)方法对其进行了表征。通过微分脉冲伏安法(DPV),在最优的条件下利用此修饰电极对溶液中的SOD进行检测,线性响应范围为1.0×10-7~1.0×102 mg/L,检测限为6.8×10-8 mg/L(S/N=3),相关系数为0.995。与其它检测SOD的方法相比,该方法具有更宽的线性范围和较低的检测限。本研究对于制备PIPs,用蛋白质催化的eATRP和含金属蛋白的敏感检测均有重要意义。
基于主客体识别作用构建的电化学发光传感器检测丹参中汞离子
韦国兵, 孔德荣, 徐慧慧, 殷赵江, 张晶, 崔汉峰, 洪年, 杨婕, 熊魏, 刘文明, 郭倩文, 程林, 樊浩
2019, 36(5): 595-602  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.05.180310
[摘要]  (46) [HTML全文] (46) [PDF 902KB] (1)
摘要:
使用联吡啶钌(Ru(bpy)32+)/β-环糊精-金纳米粒子(β-CD-AuNPs)/全氟磺酸(Nafion)复合物和二茂铁标记(Fc)的DNA探针(Fc-DNA)构建了电化学发光(Electrochemiluminescence,ECL)生物传感器,将其用于检测中药材丹参中的汞离子。该传感器包含ECL发光基底和ECL强度开关两部分,将Ru(bpy)32+/β-CD-AuNPs/Nafion组装到玻碳电极(GCE)上构成发光基底,产生稳定的ECL信号;Fc-DNA探针作为ECL信号开关,通过分子识别策略设计,利用β-CD与Fc的主客体相互作用与β-CD-AuNPs相连。该检测方法和以往的汞离子检测方法相比,具有背景信号低、选择性高、仪器简单、操作快速等特点。该"Off-On"电致化学发光生物传感器在0.04~800 ng/mL范围内对Hg2+具有良好的线性响应,检测限为0.02 ng/mL(S/N=3)。
新型荧光碳点的制备及其在Hg2+检测中的应用
黄小梅, 邓祥
2019, 36(5): 603-610  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.05.180259
[摘要]  (51) [HTML全文] (51) [PDF 865KB] (2)
摘要:
以中药材川佛手为碳源,通过高温热解产生的烟制备了平均粒径为6 nm的新型荧光碳点,其最大激发波长285 nm,最大荧光发射波长340 nm。基于碳点良好的荧光性能及Hg2+对碳点荧光的猝灭作用,建立了检测Hg2+的新方法。结果表明,在0.2 mol/L磷酸盐缓冲溶液(pH=7.0)中,响应时间为2 min时,该方法具有良好的选择性和抗干扰能力,检测Hg2+浓度的线性范围为0.2~40 μmol/L,相关系数为r=0.9996,检出限为0.052 μmol/L。当加入2.0和40.0 μmol/L Hg2+到实际水样后,相对标准偏差(RSD)和加标回收率分别为0.3%~2.4%和99.5%~101.1%,可用于实际水样中Hg2+的分析检测。

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]  (67) [HTML全文] (67) [PDF 1110KB] (67)
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]  (58) [HTML全文] (58) [PDF 1091KB] (58)
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]  (64) [HTML全文] (64) [PDF 1117KB] (64)
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]  (78) [HTML全文] (78) [PDF 1066KB] (78)
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]  (65) [HTML全文] (65) [PDF 1036KB] (65)
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]  (64) [HTML全文] (64) [PDF 1168KB] (64)
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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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。