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无机化学学报
Chinese Journal of Inorganic Chemistry
主管 : 中国科学技术协会
刊期 : 月刊主编 : 游效曾
语种 : 中文主办 : 中国化学会
ISSN : 1001-4861 CN : 32-1185/O6展开 >《无机化学学报》由中国化学会主办，是展示我国无机化学研究成果的学术性期刊，月刊。1985年由化学前辈戴安邦院士（发起）创刊，现任主编游效曾院士。编辑部设在南京大学化学化工学院化学楼。报道我国无机化学领域的基础研究和应用基础研究的创新成果，内容涉及固体无机化学、配位化学、无机材料化学、生物无机化学、有机金属化学、理论无机化学、超分子化学和应用无机化学、催化等，着重报道新的和已知化合物的合成、热力学、动力学性质、谱学、结构和成键等。设有综述、研究快报及论文等栏目。
本刊所刊论文均为美国《科学引文索引》（SCI）网络版、美国《化学文摘》(CA)、《中国学术期刊文摘》（中、英文版）、《中国科技论文与引文数据库（CSTPCD）》、《中国科学引文数据库》、《中文科技期刊数据库》、《中国期刊全文数据库》、《中国核心期刊（遴选）数据库》、中国台湾华艺《中文电子期刊服务》等国内外多种著名检索刊物和文献数据库摘引和收录。
《无机化学学报》2011年每期200页，定价28.00元、全年定价336.00元。本刊由各地邮局征订，邮发代号28-133。也可直接向编辑部订阅。
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期刊内检索
期刊内热点文章
2025, 41(11): 2187-2200
doi: 10.11862/CJIC.20250192
摘要:
碳硼烷作为一类独特的多面体硼簇化合物，因其三维芳香结构和多中心多电子成键，在众多领域展现出广阔的应用前景。然而，碳硼烷的B—H键较为惰性，且存在化学选择性问题，这导致碳硼烷B—H键的官能团化在合成上一直存在挑战。近年来，研究者采用光诱导策略成功实现了碳硼烷的官能团化，不仅合成了一系列碳硼烷基功能分子，也为碳硼烷的官能团化提供了新途径，为碳硼烷化学的进一步发展奠定了基础。
碳硼烷作为一类独特的多面体硼簇化合物，因其三维芳香结构和多中心多电子成键，在众多领域展现出广阔的应用前景。然而，碳硼烷的B—H键较为惰性，且存在化学选择性问题，这导致碳硼烷B—H键的官能团化在合成上一直存在挑战。近年来，研究者采用光诱导策略成功实现了碳硼烷的官能团化，不仅合成了一系列碳硼烷基功能分子，也为碳硼烷的官能团化提供了新途径，为碳硼烷化学的进一步发展奠定了基础。
2025, 41(11): 2201-2217
doi: 10.11862/CJIC.20250056
摘要:
有机-无机杂化金属卤化物因其光电特性可调、荧光量子产率高以及易于制备等特点引起了研究者的广泛关注。通过选择不同的有机阳离子模板剂可以得到结构、维度多变且性能优异的有机-无机杂化金属卤化物。近年来，尤其是关于低维有机-无机杂化金属卤化物光电材料的研究取得了显著进展。本文深入分析了此类材料的晶体结构、合成方法，归纳了其光学性能、发光特性和机理，总结了低维有机-无机杂化金属卤化物在白光发光二极管(WLEDs)、X射线探测器、传感器、太阳能电池等方面的应用现状。最后，分析了该类材料当前存在的问题，并对其未来发展进行了展望，旨在为低维有机-无机杂化金属卤化物的研究与进一步发展提供参考。
有机-无机杂化金属卤化物因其光电特性可调、荧光量子产率高以及易于制备等特点引起了研究者的广泛关注。通过选择不同的有机阳离子模板剂可以得到结构、维度多变且性能优异的有机-无机杂化金属卤化物。近年来，尤其是关于低维有机-无机杂化金属卤化物光电材料的研究取得了显著进展。本文深入分析了此类材料的晶体结构、合成方法，归纳了其光学性能、发光特性和机理，总结了低维有机-无机杂化金属卤化物在白光发光二极管(WLEDs)、X射线探测器、传感器、太阳能电池等方面的应用现状。最后，分析了该类材料当前存在的问题，并对其未来发展进行了展望，旨在为低维有机-无机杂化金属卤化物的研究与进一步发展提供参考。
2025, 41(11): 2218-2228
doi: 10.11862/CJIC.20250202
摘要:
采用共沉淀法制备了一系列NiAlCex(x=0.1、0.2、0.4、0.6，x为Ce的物质的量与Al和Ce总物质的量的比值)催化剂并应用于CO2甲烷化反应，结果表明适量Ce的引入显著提高了NiAl催化CO2甲烷化的低温催化活性。当x=0.2时，在220 ℃、100 kPa和24 000 mL·g-1·h-1的重时空速条件下，NiAlCex催化剂上的CO2转化率达到80.6%。Ce的引入削弱了Ni与Al之间的相互作用，抑制了NiAl2O4尖晶石的生成，促进了催化剂中NiO组分的还原；提高了金属Ni的比表面积，从而有利于H2的吸附和活化；增加了催化剂表面的碱位数量，促进了CO2的吸附活化。稳定性实验表明，Ce的引入抑制了Ni的烧结团聚，提高了催化剂的稳定性。原位漫反射傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)揭示，NiAl催化剂中引入Ce后，CO2加氢的反应路径从CO中间体路径转变为甲酸盐中间体和CO中间体并存的双路径。
采用共沉淀法制备了一系列NiAlCex(x=0.1、0.2、0.4、0.6，x为Ce的物质的量与Al和Ce总物质的量的比值)催化剂并应用于CO2甲烷化反应，结果表明适量Ce的引入显著提高了NiAl催化CO2甲烷化的低温催化活性。当x=0.2时，在220 ℃、100 kPa和24 000 mL·g-1·h-1的重时空速条件下，NiAlCex催化剂上的CO2转化率达到80.6%。Ce的引入削弱了Ni与Al之间的相互作用，抑制了NiAl2O4尖晶石的生成，促进了催化剂中NiO组分的还原；提高了金属Ni的比表面积，从而有利于H2的吸附和活化；增加了催化剂表面的碱位数量，促进了CO2的吸附活化。稳定性实验表明，Ce的引入抑制了Ni的烧结团聚，提高了催化剂的稳定性。原位漫反射傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)揭示，NiAl催化剂中引入Ce后，CO2加氢的反应路径从CO中间体路径转变为甲酸盐中间体和CO中间体并存的双路径。
2025, 41(11): 2229-2236
doi: 10.11862/CJIC.20250223
摘要:
以L-天门冬氨酸(L-Asp)为配体和结构导向剂，采用乙二醇(EG)辅助的溶剂热法制备了尺寸均匀的、由纳米线自组装的CeVO4空心球。CeVO4空心球可作为吸附剂去除水溶液中的部分有机染料，尤其对刚果红(CR)染料具有良好的去除率。动力学和热力学吸附研究证实，CR在CeVO4空心球上的吸附符合准二级动力学和Langmuir等温线吸附模型。经过4次循环吸附后，CeVO4空心球对CR的去除率仍可达78.03%，表明CeVO4吸附剂具有良好的化学稳定性和长效性。CR分子在CeVO4空心球上的吸附是物理吸附和氢键协同作用的结果。
以L-天门冬氨酸(L-Asp)为配体和结构导向剂，采用乙二醇(EG)辅助的溶剂热法制备了尺寸均匀的、由纳米线自组装的CeVO4空心球。CeVO4空心球可作为吸附剂去除水溶液中的部分有机染料，尤其对刚果红(CR)染料具有良好的去除率。动力学和热力学吸附研究证实，CR在CeVO4空心球上的吸附符合准二级动力学和Langmuir等温线吸附模型。经过4次循环吸附后，CeVO4空心球对CR的去除率仍可达78.03%，表明CeVO4吸附剂具有良好的化学稳定性和长效性。CR分子在CeVO4空心球上的吸附是物理吸附和氢键协同作用的结果。
2025, 41(11): 2237-2250
doi: 10.11862/CJIC.20250137
摘要:
制备了一系列Tb3+-Eu3+掺杂含Na8.12Y1.293Si6O18晶相的玻璃陶瓷，通过多种表征技术系统研究了热处理条件对其微观结构和发光性能的影响，最终确定最佳热处理条件为670 ℃、90 min。Tb3+的最佳掺杂浓度(物质的量分数)为0.5%，超过此浓度时会出现四极-四极相互作用主导的浓度猝灭。双掺玻璃陶瓷中存在Tb3+向Eu3+的能量传递。在293~493 K温度范围内，双掺玻璃陶瓷表现出良好的热稳定性，热猝灭活化能为0.24 eV，色度偏移为2.1×10-2。此外，该材料具有一定的温度传感性能，最大温度灵敏度为5.7×10-3 K-1，热重复性比为96.6%。
制备了一系列Tb3+-Eu3+掺杂含Na8.12Y1.293Si6O18晶相的玻璃陶瓷，通过多种表征技术系统研究了热处理条件对其微观结构和发光性能的影响，最终确定最佳热处理条件为670 ℃、90 min。Tb3+的最佳掺杂浓度(物质的量分数)为0.5%，超过此浓度时会出现四极-四极相互作用主导的浓度猝灭。双掺玻璃陶瓷中存在Tb3+向Eu3+的能量传递。在293~493 K温度范围内，双掺玻璃陶瓷表现出良好的热稳定性，热猝灭活化能为0.24 eV，色度偏移为2.1×10-2。此外，该材料具有一定的温度传感性能，最大温度灵敏度为5.7×10-3 K-1，热重复性比为96.6%。
2025, 41(11): 2251-2260
doi: 10.11862/CJIC.20250133
摘要:
首先以ZIF-67为前驱体，通过高温碳化、低温空气氧化获得氮掺杂碳包覆的Co3O4纳米材料，然后通过引入氧空位(Ov)和磷掺杂，制备得到兼备高性能和高稳定性的双功能电催化剂(Ov-Co3O4/NC-P)。电化学测试结果表明，制备的最佳催化剂(Ov-Co3O4/NC-P-50)在10 mA·cm-2的电流密度下的析氧过电位仅为281 mV，而且稳定性测试后材料的结构保持得相对完整，说明稳定性良好。氧还原反应过程中Ov-Co3O4/NC-P-50的半波电位为0.813 V，并且由其组装的可充电锌空气电池也具有较高的功率密度(155.02 mW·cm-2)，在长时间充放电测试中能稳定循环2 880圈(480 h)。
首先以ZIF-67为前驱体，通过高温碳化、低温空气氧化获得氮掺杂碳包覆的Co3O4纳米材料，然后通过引入氧空位(Ov)和磷掺杂，制备得到兼备高性能和高稳定性的双功能电催化剂(Ov-Co3O4/NC-P)。电化学测试结果表明，制备的最佳催化剂(Ov-Co3O4/NC-P-50)在10 mA·cm-2的电流密度下的析氧过电位仅为281 mV，而且稳定性测试后材料的结构保持得相对完整，说明稳定性良好。氧还原反应过程中Ov-Co3O4/NC-P-50的半波电位为0.813 V，并且由其组装的可充电锌空气电池也具有较高的功率密度(155.02 mW·cm-2)，在长时间充放电测试中能稳定循环2 880圈(480 h)。
2025, 41(11): 2261-2271
doi: 10.11862/CJIC.20250130
摘要:
基于聚集诱导自组装策略，以富含胺基和羰基的聚乙烯亚胺(PEI)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)经氢键结合而成的复合物为配体，2-巯基苯并噻唑(MBT)为聚集诱导剂，与硝酸银(AgNO3)通过一锅低热反应，合成了比率型红色荧光银纳米簇(PEI/PVP-AgNCs)。对其光学特性和结构形貌进行了表征，发现当最佳激发波长为365 nm时，PEI/PVP-AgNCs有2个荧光发射峰，分别位于435和610 nm处，其球形颗粒粒径约为2.0 nm。基于硬软酸碱理论中的“软亲软”结合原理，软碱S2-可与PEI/PVP-AgNCs中的软酸Ag+形成Ag2S，从而使PEI/PVP-AgNCs 610 nm处的红色荧光猝灭，这一猝灭可以作为检测响应信号。与此同时，PEI/PVP复合物作为配体，不会与S2-发生反应，因此，在435 nm处的荧光未出现明显变化，这可以作为参比信号。基于上述响应信号和参比信号，进而利用PEI/PVP-AgNCs双发射峰荧光强度比值(F435/F610)，可实现对S2-的高选择性和高灵敏度检测，线性检测范围分别为50~350 nmol·L-1和720~920 nmol·L-1，检出限为1.1 nmol·L-1。基于此，将PEI/PVP-AgNCs设计为纸基传感器，借助智能手机拍照分析发现，S2-与PEI/PVP-AgNCs试纸作用后，在紫外灯下荧光颜色由红色变为蓝色，可实现S2-的视觉比色荧光检测。借助本方法检测水样中S2-的加标回收率为98.91%~102.24%，具有较高准确性，表明该比率型荧光传感器可应用于评估环境水样污染。
基于聚集诱导自组装策略，以富含胺基和羰基的聚乙烯亚胺(PEI)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)经氢键结合而成的复合物为配体，2-巯基苯并噻唑(MBT)为聚集诱导剂，与硝酸银(AgNO3)通过一锅低热反应，合成了比率型红色荧光银纳米簇(PEI/PVP-AgNCs)。对其光学特性和结构形貌进行了表征，发现当最佳激发波长为365 nm时，PEI/PVP-AgNCs有2个荧光发射峰，分别位于435和610 nm处，其球形颗粒粒径约为2.0 nm。基于硬软酸碱理论中的“软亲软”结合原理，软碱S2-可与PEI/PVP-AgNCs中的软酸Ag+形成Ag2S，从而使PEI/PVP-AgNCs 610 nm处的红色荧光猝灭，这一猝灭可以作为检测响应信号。与此同时，PEI/PVP复合物作为配体，不会与S2-发生反应，因此，在435 nm处的荧光未出现明显变化，这可以作为参比信号。基于上述响应信号和参比信号，进而利用PEI/PVP-AgNCs双发射峰荧光强度比值(F435/F610)，可实现对S2-的高选择性和高灵敏度检测，线性检测范围分别为50~350 nmol·L-1和720~920 nmol·L-1，检出限为1.1 nmol·L-1。基于此，将PEI/PVP-AgNCs设计为纸基传感器，借助智能手机拍照分析发现，S2-与PEI/PVP-AgNCs试纸作用后，在紫外灯下荧光颜色由红色变为蓝色，可实现S2-的视觉比色荧光检测。借助本方法检测水样中S2-的加标回收率为98.91%~102.24%，具有较高准确性，表明该比率型荧光传感器可应用于评估环境水样污染。
2025, 41(11): 2272-2282
doi: 10.11862/CJIC.20250117
摘要:
本研究以金纳米棒(AuNR)为光热核心，通过修饰可诱导活细胞产生活性氧(ROS)的纳米ZnO层，再修饰介孔二氧化硅(mSiO2)壳层，利用介孔负载癌症治疗药物DOX，从而构筑出近红外(NIR)光激发热控释放药物的纳米治疗平台DOX-AuNR@ZnO@SiO2。该纳米材料具有新颖的结构、均一的粒径、良好的分散性和生物相容性，并具有较高的光热转化效率(20.85%)和良好的光稳定性。NIR光触发的热膨胀可快速地促进纳米材料中药物DOX的释放。细胞毒性和细胞内光治疗实验结果表明，DOX-AuNR@ZnO@SiO2对HeLa肿瘤细胞具有很强的杀伤性，从而实现光热和ROS治疗及药物治疗于一体的三模态协同治疗。
本研究以金纳米棒(AuNR)为光热核心，通过修饰可诱导活细胞产生活性氧(ROS)的纳米ZnO层，再修饰介孔二氧化硅(mSiO2)壳层，利用介孔负载癌症治疗药物DOX，从而构筑出近红外(NIR)光激发热控释放药物的纳米治疗平台DOX-AuNR@ZnO@SiO2。该纳米材料具有新颖的结构、均一的粒径、良好的分散性和生物相容性，并具有较高的光热转化效率(20.85%)和良好的光稳定性。NIR光触发的热膨胀可快速地促进纳米材料中药物DOX的释放。细胞毒性和细胞内光治疗实验结果表明，DOX-AuNR@ZnO@SiO2对HeLa肿瘤细胞具有很强的杀伤性，从而实现光热和ROS治疗及药物治疗于一体的三模态协同治疗。
2025, 41(11): 2283-2298
doi: 10.11862/CJIC.20250109
摘要:
采用原位溶剂热法制备了氮空位g-C3N4(NVCN)/Bi/BiOBr/BiOI多元异质结光催化材料，并使用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、N2吸附-脱附测试、X射线光电子能谱、光致发光光谱、光电化学测试等方法对其组成、形貌、比表面积和孔结构、缺陷和元素化学态、光学和光电化学性质进行表征。NVCN/Bi/BiOBr/BiOI异质结对可见光和近红外光的吸收能力因缺陷和金属Bi的局域表面等离激元共振效应显著增强。其在可见光下照射60 min和近红外光下照射6 h时，分别可以分解90.7%和78.5%的环丙沙星，对应的矿化率分别为73.1%和62.1%。由光电化学测试和自由基捕获实验结果可知，NVCN/Bi/BiOBr/BiOI异质结全光谱催化性能的提高归因于光学性质的改善、光生载流子分离效率的提高和寿命的延长，以及双S型电荷转移机制的形成。
采用原位溶剂热法制备了氮空位g-C3N4(NVCN)/Bi/BiOBr/BiOI多元异质结光催化材料，并使用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、N2吸附-脱附测试、X射线光电子能谱、光致发光光谱、光电化学测试等方法对其组成、形貌、比表面积和孔结构、缺陷和元素化学态、光学和光电化学性质进行表征。NVCN/Bi/BiOBr/BiOI异质结对可见光和近红外光的吸收能力因缺陷和金属Bi的局域表面等离激元共振效应显著增强。其在可见光下照射60 min和近红外光下照射6 h时，分别可以分解90.7%和78.5%的环丙沙星，对应的矿化率分别为73.1%和62.1%。由光电化学测试和自由基捕获实验结果可知，NVCN/Bi/BiOBr/BiOI异质结全光谱催化性能的提高归因于光学性质的改善、光生载流子分离效率的提高和寿命的延长，以及双S型电荷转移机制的形成。
2025, 41(11): 2299-2306
doi: 10.11862/CJIC.20250074
摘要:
以Ba3P4O13: Eu2+为研究对象，通过Ca2+取代Ba2+研究了Ca2+掺杂对Ba3P4O13晶相的影响，进而研究了其对Ba2.991P4O13: 0.009Eu2+荧光粉发光性质的影响。将Eu2+的掺杂浓度(物质的量分数)固定为0.3%，在850℃下合成了一系列不同浓度Ca2+取代的Ba2.991-3xP4O13: 0.009Eu2+，3xCa2+荧光粉，通过改变Ca2+的掺杂浓度，探究了其对Ba3P4O13: Eu2+荧光粉晶相转变的影响。同时，借助室温和变温光谱测试，分析了该系列荧光粉的发光性质和热稳定性的变化。
以Ba3P4O13: Eu2+为研究对象，通过Ca2+取代Ba2+研究了Ca2+掺杂对Ba3P4O13晶相的影响，进而研究了其对Ba2.991P4O13: 0.009Eu2+荧光粉发光性质的影响。将Eu2+的掺杂浓度(物质的量分数)固定为0.3%，在850℃下合成了一系列不同浓度Ca2+取代的Ba2.991-3xP4O13: 0.009Eu2+，3xCa2+荧光粉，通过改变Ca2+的掺杂浓度，探究了其对Ba3P4O13: Eu2+荧光粉晶相转变的影响。同时，借助室温和变温光谱测试，分析了该系列荧光粉的发光性质和热稳定性的变化。
2025, 41(11): 2307-2316
doi: 10.11862/CJIC.20250055
摘要:
在制备稀土长余辉发光材料SrAl2O4: Eu2+，Dy3+的过程中加入TiO2，得到Eu3+与Eu2+共掺杂的SrTiO3: Eu3+/SrAl2O4: Eu2+，Dy3+复合发光材料，并探究了原料配比对其微观形貌、物相组成及发光性能的影响。结果表明，复合材料呈不规则形貌，具有多孔结构且存在团聚现象。随着TiO2添加量的增加，材料发光亮度与余辉时间显著提升。在TiO2添加量为1 mol时材料表现出最优的红色光发射(618 nm)，亮度达0.217 cd·m-2，余辉持续1 000 s。Eu2O3的掺杂则使发光性能先增强后趋于稳定。Eu2O3的掺杂量为0.015 0 mol时材料的发射强度最大，掺杂量为0.012 5 mol时余辉性能最佳。碳粉的引入明显增强了材料在618 nm处的发射强度，在其掺杂量为0.001 25 mol时材料性能最优，余辉亮度达0.011 cd·m-2。
在制备稀土长余辉发光材料SrAl2O4: Eu2+，Dy3+的过程中加入TiO2，得到Eu3+与Eu2+共掺杂的SrTiO3: Eu3+/SrAl2O4: Eu2+，Dy3+复合发光材料，并探究了原料配比对其微观形貌、物相组成及发光性能的影响。结果表明，复合材料呈不规则形貌，具有多孔结构且存在团聚现象。随着TiO2添加量的增加，材料发光亮度与余辉时间显著提升。在TiO2添加量为1 mol时材料表现出最优的红色光发射(618 nm)，亮度达0.217 cd·m-2，余辉持续1 000 s。Eu2O3的掺杂则使发光性能先增强后趋于稳定。Eu2O3的掺杂量为0.015 0 mol时材料的发射强度最大，掺杂量为0.012 5 mol时余辉性能最佳。碳粉的引入明显增强了材料在618 nm处的发射强度，在其掺杂量为0.001 25 mol时材料性能最优，余辉亮度达0.011 cd·m-2。
2025, 41(11): 2317-2326
doi: 10.11862/CJIC.20250053
摘要:
通过循环伏安法(CV)处理泡沫镍(NF)得到羟基氧化镍(NiOOH)，并以此为前体构建了金纳米聚集体/NF复合催化剂(Au/RF100-NF，RF表示CV处理后表面粗糙化的NF)。NiOOH前体和金纳米聚集体的生成不仅增大了电极的电化学活性面积，同时又增强了电极界面的电荷转移，有利于电催化氧化甘油反应的进行。金纳米聚集体也促进了甘油C—C键的断裂，并显著降低了乳酸盐等C3产物的法拉第效率(FE)，同时提高了乙醇酸盐和甲酸盐等C2与C1产物的FE。最终，通过脉冲电解方式抑制乙醇酸盐进一步转化为甲酸盐。在此条件下，Au/RF100-NF催化乙醇酸盐的FE高达约49.1%，较未预处理直接在NF上沉积金纳米颗粒制备的催化剂(Au/NF)提高了1.67倍。
通过循环伏安法(CV)处理泡沫镍(NF)得到羟基氧化镍(NiOOH)，并以此为前体构建了金纳米聚集体/NF复合催化剂(Au/RF100-NF，RF表示CV处理后表面粗糙化的NF)。NiOOH前体和金纳米聚集体的生成不仅增大了电极的电化学活性面积，同时又增强了电极界面的电荷转移，有利于电催化氧化甘油反应的进行。金纳米聚集体也促进了甘油C—C键的断裂，并显著降低了乳酸盐等C3产物的法拉第效率(FE)，同时提高了乙醇酸盐和甲酸盐等C2与C1产物的FE。最终，通过脉冲电解方式抑制乙醇酸盐进一步转化为甲酸盐。在此条件下，Au/RF100-NF催化乙醇酸盐的FE高达约49.1%，较未预处理直接在NF上沉积金纳米颗粒制备的催化剂(Au/NF)提高了1.67倍。
2025, 41(11): 2327-2336
doi: 10.11862/CJIC.20250021
摘要:
以常见的廉价工业氧化石墨烯(GO)为原料，利用尿素和NaH2PO4在高温下热解，制备得到N/P共掺杂的还原氧化石墨烯(N/P/rGO)。N/P共掺杂使rGO的电子结构得到了优化，创造了更多的活性位点。进一步通过水热还原法将N/P/rGO构建成了具有三维网络化结构特征、负载低含量金属钌纳米颗粒的石墨烯气凝胶(Ru/N/P/rGO)。得益于N/P共掺杂、三维石墨烯气凝胶结构以及低含量、超分散的钌纳米颗粒等优势，Ru/N/P/rGO显示出了优异的析氢反应(HER)催化性能，并且具有良好的pH适应性。在碱性条件下，Ru/N/P/rGO在10 mA·cm-2时的过电位仅为9 mV，Tafel斜率低至42 mV·dec-1，性能远超商业化的Pt/C(30 mV，10 mA·cm-2)。在酸性条件下，Ru/N/P/rGO在10 mA·cm-2时的过电位为57 mV，Tafel斜率为47 mV·dec-1，同样具有高的电化学活性面积和低的电荷转移阻抗，性能几乎与商业化Pt/C无异。
以常见的廉价工业氧化石墨烯(GO)为原料，利用尿素和NaH2PO4在高温下热解，制备得到N/P共掺杂的还原氧化石墨烯(N/P/rGO)。N/P共掺杂使rGO的电子结构得到了优化，创造了更多的活性位点。进一步通过水热还原法将N/P/rGO构建成了具有三维网络化结构特征、负载低含量金属钌纳米颗粒的石墨烯气凝胶(Ru/N/P/rGO)。得益于N/P共掺杂、三维石墨烯气凝胶结构以及低含量、超分散的钌纳米颗粒等优势，Ru/N/P/rGO显示出了优异的析氢反应(HER)催化性能，并且具有良好的pH适应性。在碱性条件下，Ru/N/P/rGO在10 mA·cm-2时的过电位仅为9 mV，Tafel斜率低至42 mV·dec-1，性能远超商业化的Pt/C(30 mV，10 mA·cm-2)。在酸性条件下，Ru/N/P/rGO在10 mA·cm-2时的过电位为57 mV，Tafel斜率为47 mV·dec-1，同样具有高的电化学活性面积和低的电荷转移阻抗，性能几乎与商业化Pt/C无异。
2025, 41(11): 2337-2344
doi: 10.11862/CJIC.20250003
摘要:
基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)，研究了羟基化SiO2(001)晶面负载Con(n是钴原子的数目，n=1~6)材料[Con/SiO2(001)]的结构、电子性质和CO反应活性，其中n=1时代表Co单原子，n=2~6时代表n个Co原子组成的Con团簇。结果显示，Co5/SiO2(001)的结合能(Eb-Co5/SiO2(001))最高为1.88 eV，表明Co5团簇负载在SiO2(001)晶面上最稳定。在Con/SiO2(001)结构中，Eb-Con/SiO2(001)与平均Bader电荷(Qave-Bader)之间呈现出线性关系(y=0.11x-0.23)，随着Con团簇向SiO2载体转移的Qave-Bader值增大，Eb-Con/SiO2(001)增强，结构稳定性提高。随着Con团簇的增大，d带中心能量逐渐远离费米能级，其中Co5/SiO2(001)的d带中心能量最低为-0.96 eV。在Co3/SiO2(001)催化剂上，CO活化的最佳路径为CO*+H*→CHO*→CH*+O*，有效能垒为2.39 eV；Co5/SiO2(001)的最佳路径为CO*→C*+O*，有效能垒为1.19 eV；Co5团簇的最佳路径为CO*+H*→CHO*→CH*+O*，有效能垒为2.72 eV。这说明Co5团簇负载在SiO2(001)晶面上更有利于CO活化。通过差分电荷和晶体轨道哈密顿布居(COHP)分析可得，在Co3/SiO2(001)-CO、Co5/SiO2(001)-CO和Co5-CO结构中，Co向C转移的电子数分别为0.20、0.15和0.24，Co—C键的集成COHP(ICOHP)值分别为-1.46、-0.91和-1.70 eV。在Co5-CO和Co3/SiO2(001)-CO中，C与Co的相互作用强于Co5/SiO2(001)-CO，这种强相互作用不利于CO的活化。
基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)，研究了羟基化SiO2(001)晶面负载Con(n是钴原子的数目，n=1~6)材料[Con/SiO2(001)]的结构、电子性质和CO反应活性，其中n=1时代表Co单原子，n=2~6时代表n个Co原子组成的Con团簇。结果显示，Co5/SiO2(001)的结合能(Eb-Co5/SiO2(001))最高为1.88 eV，表明Co5团簇负载在SiO2(001)晶面上最稳定。在Con/SiO2(001)结构中，Eb-Con/SiO2(001)与平均Bader电荷(Qave-Bader)之间呈现出线性关系(y=0.11x-0.23)，随着Con团簇向SiO2载体转移的Qave-Bader值增大，Eb-Con/SiO2(001)增强，结构稳定性提高。随着Con团簇的增大，d带中心能量逐渐远离费米能级，其中Co5/SiO2(001)的d带中心能量最低为-0.96 eV。在Co3/SiO2(001)催化剂上，CO活化的最佳路径为CO*+H*→CHO*→CH*+O*，有效能垒为2.39 eV；Co5/SiO2(001)的最佳路径为CO*→C*+O*，有效能垒为1.19 eV；Co5团簇的最佳路径为CO*+H*→CHO*→CH*+O*，有效能垒为2.72 eV。这说明Co5团簇负载在SiO2(001)晶面上更有利于CO活化。通过差分电荷和晶体轨道哈密顿布居(COHP)分析可得，在Co3/SiO2(001)-CO、Co5/SiO2(001)-CO和Co5-CO结构中，Co向C转移的电子数分别为0.20、0.15和0.24，Co—C键的集成COHP(ICOHP)值分别为-1.46、-0.91和-1.70 eV。在Co5-CO和Co3/SiO2(001)-CO中，C与Co的相互作用强于Co5/SiO2(001)-CO，这种强相互作用不利于CO的活化。
2025, 41(11): 2345-2357
doi: 10.11862/CJIC.20240435
摘要:
为探讨普鲁士蓝纳米粒子(Prussian blue nanoparticles，PB NPs)对宫颈癌细胞(HeLa细胞)的光热毒性及其机制，本研究合成了尺寸均一、分散性好的PB NPs，以HeLa细胞为实验对象，采用MTT、激光共聚焦、流式细胞术等技术，分别检测了PB NPs对HeLa细胞存活率、细胞膜通透性、细胞凋亡、细胞周期阻滞及活性氧(ROS)生成的影响。MTT实验结果显示，PB NPs可抑制HeLa细胞增殖，并具有浓度依赖性和激光功率依赖性，50 μg·mL-1的PB NPs在功率密度为0.2 W·cm-2的808 nm激光下可使HeLa细胞存活率降至24.2%；台盼蓝染色、Calcein-AM与PI双染色激光共聚焦实验结果显示PB NPs的光热细胞毒性主要体现在增加细胞膜的通透性；Annexin V-FITC流式细胞术结果显示PB NPs能够诱导HeLa细胞凋亡；DCFH-DA荧光实验和流式细胞实验结果显示20 μg·mL-1的PB NPs在0.3 W·cm-2功率密度的808 nm激光下可使HeLa细胞内ROS表达量上升11.5倍，并使细胞周期在G2/M期发生阻滞。以上结果提示PB NPs对HeLa细胞的光热毒性效应是通过增加细胞膜的通透性、细胞周期阻滞、增加ROS生成和诱导细胞凋亡实现的。
为探讨普鲁士蓝纳米粒子(Prussian blue nanoparticles，PB NPs)对宫颈癌细胞(HeLa细胞)的光热毒性及其机制，本研究合成了尺寸均一、分散性好的PB NPs，以HeLa细胞为实验对象，采用MTT、激光共聚焦、流式细胞术等技术，分别检测了PB NPs对HeLa细胞存活率、细胞膜通透性、细胞凋亡、细胞周期阻滞及活性氧(ROS)生成的影响。MTT实验结果显示，PB NPs可抑制HeLa细胞增殖，并具有浓度依赖性和激光功率依赖性，50 μg·mL-1的PB NPs在功率密度为0.2 W·cm-2的808 nm激光下可使HeLa细胞存活率降至24.2%；台盼蓝染色、Calcein-AM与PI双染色激光共聚焦实验结果显示PB NPs的光热细胞毒性主要体现在增加细胞膜的通透性；Annexin V-FITC流式细胞术结果显示PB NPs能够诱导HeLa细胞凋亡；DCFH-DA荧光实验和流式细胞实验结果显示20 μg·mL-1的PB NPs在0.3 W·cm-2功率密度的808 nm激光下可使HeLa细胞内ROS表达量上升11.5倍，并使细胞周期在G2/M期发生阻滞。以上结果提示PB NPs对HeLa细胞的光热毒性效应是通过增加细胞膜的通透性、细胞周期阻滞、增加ROS生成和诱导细胞凋亡实现的。
2025, 41(11): 2358-2370
doi: 10.11862/CJIC.20250150
摘要:
Five novel complexes [Co2(BCTA)(H2O)4]n (1), [Co2(BCTA)(Phen)2(H2O)2] (2), [Co2(BCTA)(Bipy)2(H2O)2] (3), [Cu2(BCTA)(Bipy)2(H2O)2]n (4), and [Cd2(BCTA)(Bipy)2(H2O)2]n (5) (H4BCTA=2,5-bis(carboxymethoxy)terephthalic acid, Phen=1, 10-phenanthroline, Bipy=2, 2′-bipyridine) were synthesized by solvothermal condition. All complexes were structurally characterized by infrared spectroscopy, elemental analysis, thermogravimetric analysis, and single-crystal X-ray diffraction. Complexes 2 and 3 have zero-dimensional structures, complex 5 has a 1D banded structure, and complexes 1 and 4 have 2D network structures. Hirshfeld surface analysis of complexes 1-5 was performed, and antifungal activities of the complexes were investigated. Complex 5 exhibited super-strong antifungal activity against seven pathogenic fungi, with all inhibitory rates reaching 100%.
Five novel complexes [Co2(BCTA)(H2O)4]n (1), [Co2(BCTA)(Phen)2(H2O)2] (2), [Co2(BCTA)(Bipy)2(H2O)2] (3), [Cu2(BCTA)(Bipy)2(H2O)2]n (4), and [Cd2(BCTA)(Bipy)2(H2O)2]n (5) (H4BCTA=2,5-bis(carboxymethoxy)terephthalic acid, Phen=1, 10-phenanthroline, Bipy=2, 2′-bipyridine) were synthesized by solvothermal condition. All complexes were structurally characterized by infrared spectroscopy, elemental analysis, thermogravimetric analysis, and single-crystal X-ray diffraction. Complexes 2 and 3 have zero-dimensional structures, complex 5 has a 1D banded structure, and complexes 1 and 4 have 2D network structures. Hirshfeld surface analysis of complexes 1-5 was performed, and antifungal activities of the complexes were investigated. Complex 5 exhibited super-strong antifungal activity against seven pathogenic fungi, with all inhibitory rates reaching 100%.
2025, 41(11): 2371-2384
doi: 10.11862/CJIC.20250227
摘要:
A N, O dual-doped honeycomb-like porous carbon (DHPC) was designed and prepared as an efficient selenium host material for lithium-selenium (Li-Se) and sodium-selenium (Na-Se) batteries. The DHPC possessed a hierarchical porous structure that effectively encapsulates Se and suppresses the shuttle effect of polyselenides. Combined with theoretical calculations, it is confirmed that the N, O dual-doping enhances the chemical adsorption of polyselenides. The Se@DHPC cathode delivered a high initial charging capacity of 675 mAh·g-1 and excellent cycling stability (with a capacity decay rate of only 0.14% per cycle) in Li-Se batteries. Moreover, it exhibited a high capacity of 688 mAh·g-1 and a remarkable capacity retention rate after 300 cycles in Na-Se batteries.
A N, O dual-doped honeycomb-like porous carbon (DHPC) was designed and prepared as an efficient selenium host material for lithium-selenium (Li-Se) and sodium-selenium (Na-Se) batteries. The DHPC possessed a hierarchical porous structure that effectively encapsulates Se and suppresses the shuttle effect of polyselenides. Combined with theoretical calculations, it is confirmed that the N, O dual-doping enhances the chemical adsorption of polyselenides. The Se@DHPC cathode delivered a high initial charging capacity of 675 mAh·g-1 and excellent cycling stability (with a capacity decay rate of only 0.14% per cycle) in Li-Se batteries. Moreover, it exhibited a high capacity of 688 mAh·g-1 and a remarkable capacity retention rate after 300 cycles in Na-Se batteries.
2025, 41(11): 2385-2398
doi: 10.11862/CJIC.20250159
摘要:
The CdS/Ti3AlC2 heterojunction photocatalyst was synthesized by the hydrothermal method, and its structure and performance were systematically analyzed through various characterization methods, including X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS), and photoluminescence (PL) spectroscopy, etc. The results confirmed the successful construction of the composite material and its excellent charge separation ability. Under ultraviolet light irradiation, the photocatalytic degradation performance of tetracycline was studied, and its degradation mechanism was clarified, among which the superoxide radical (·O2-) was the main active species. Under the conditions of pH=7 and catalyst dosage of 0.1 g·L-1, CdS/Ti3AlC2 exhibited excellent photocatalytic performance, with a TC degradation efficiency as high as 96.3%.
The CdS/Ti3AlC2 heterojunction photocatalyst was synthesized by the hydrothermal method, and its structure and performance were systematically analyzed through various characterization methods, including X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy (UV-Vis DRS), and photoluminescence (PL) spectroscopy, etc. The results confirmed the successful construction of the composite material and its excellent charge separation ability. Under ultraviolet light irradiation, the photocatalytic degradation performance of tetracycline was studied, and its degradation mechanism was clarified, among which the superoxide radical (·O2-) was the main active species. Under the conditions of pH=7 and catalyst dosage of 0.1 g·L-1, CdS/Ti3AlC2 exhibited excellent photocatalytic performance, with a TC degradation efficiency as high as 96.3%.
Co(Ⅱ) coordination polymers: Structural characterization and fluorescence sensing of Al3+ in aqueous
2025, 41(11): 2399-2408
doi: 10.11862/CJIC.20250114
摘要:
Complexes [Co(hfacac)2(L1)]n (1) and [Co(hfacac)(L2)]n (2) (Hhfacac=hexafluoroacetylacetonate) were synthesized by coordinating Co(hfacac)2 with ligands 3, 6-di(pyridin-4-yl)-9H-carbazole (L1) and 9-methyl-3, 6-di(pyridin-4-yl)-9H-carbazole (L2), respectively. The complexes were characterized by infrared spectrometry, UV-Vis spectrometry, electrospray ionization mass spectrometry, and single-crystal X-ray diffraction. Single-crystal X-ray diffraction analysis revealed that complex 2 crystallizes in a triclinic crystal system with the space group P1, and the unit cell volume is 1.928 7(2) nm3. The Co(Ⅱ) centers exhibit distorted octahedral coordination. One-dimensional chain structures of 2 are stabilized by hydrogen bonding and π-π stacking interactions. Fluorescence studies showed that complex 1 could be highly selective in Al3+ detection with a limit of detection of 51.3 nmol·L-1 and had a significant turn-on response to Al3+, which is attributed to the chelation-enhanced fluorescence (CHEF) mechanism. Furthermore, fluorescent test strips were developed for rapid in situ detection of Al3+.
Complexes [Co(hfacac)2(L1)]n (1) and [Co(hfacac)(L2)]n (2) (Hhfacac=hexafluoroacetylacetonate) were synthesized by coordinating Co(hfacac)2 with ligands 3, 6-di(pyridin-4-yl)-9H-carbazole (L1) and 9-methyl-3, 6-di(pyridin-4-yl)-9H-carbazole (L2), respectively. The complexes were characterized by infrared spectrometry, UV-Vis spectrometry, electrospray ionization mass spectrometry, and single-crystal X-ray diffraction. Single-crystal X-ray diffraction analysis revealed that complex 2 crystallizes in a triclinic crystal system with the space group P1, and the unit cell volume is 1.928 7(2) nm3. The Co(Ⅱ) centers exhibit distorted octahedral coordination. One-dimensional chain structures of 2 are stabilized by hydrogen bonding and π-π stacking interactions. Fluorescence studies showed that complex 1 could be highly selective in Al3+ detection with a limit of detection of 51.3 nmol·L-1 and had a significant turn-on response to Al3+, which is attributed to the chelation-enhanced fluorescence (CHEF) mechanism. Furthermore, fluorescent test strips were developed for rapid in situ detection of Al3+.
2025, 41(8): 1465-1482
doi: 10.11862/CJIC.20240430
摘要:
2D过渡金属碳/氮化物或碳氮化物(MXenes)因其独特的物理和化学性质，在电学、光学、催化和环境等多个领域展现出了广泛的应用潜力。这些独特的性质为MXenes材料在各个领域的创新应用奠定了坚实的基础。近年来，2D MXenes纳米材料的界面调控策略受到了广泛关注。研究者通过不同的方法，如表面基团控制、表面吸附、表面复合和交联等，对MXenes进行了深入的改性研究。本文综述了MXenes的界面调控策略及其功能化材料在能量存储、催化、光电探测、电磁屏蔽、污染物吸附和生物医药领域的研究进展。
2D过渡金属碳/氮化物或碳氮化物(MXenes)因其独特的物理和化学性质，在电学、光学、催化和环境等多个领域展现出了广泛的应用潜力。这些独特的性质为MXenes材料在各个领域的创新应用奠定了坚实的基础。近年来，2D MXenes纳米材料的界面调控策略受到了广泛关注。研究者通过不同的方法，如表面基团控制、表面吸附、表面复合和交联等，对MXenes进行了深入的改性研究。本文综述了MXenes的界面调控策略及其功能化材料在能量存储、催化、光电探测、电磁屏蔽、污染物吸附和生物医药领域的研究进展。
2025, 41(8): 1483-1494
doi: 10.11862/CJIC.20250031
摘要:
将天然产物脱氢松香酸(DHA)引入环金属铱中，成功合成了一种新型环金属铱配合物CycIr-DHA，并通过 1H NMR对配体及配合物进行表征。该配合物在多种肿瘤细胞株中表现出显著的抗肿瘤活性，尤其是对人乳腺癌细胞(MCF-7)的抑制效果最为明显，其半数抑制浓度(IC50)仅为2.5 μmol·L-1，优于传统化疗药物顺铂。实验结果显示，CycIr-DHA主要在MCF-7的线粒体中富集，能够显著提高细胞内活性氧水平，导致线粒体功能障碍。此外，该配合物还能调节凋亡相关蛋白(Bax和Bcl-2)的表达，促进细胞凋亡，并上调LC3-Ⅱ蛋白，诱导细胞自噬。在3D细胞球模型中，CycIr-DHA显著抑制了细胞球的生长。
将天然产物脱氢松香酸(DHA)引入环金属铱中，成功合成了一种新型环金属铱配合物CycIr-DHA，并通过 1H NMR对配体及配合物进行表征。该配合物在多种肿瘤细胞株中表现出显著的抗肿瘤活性，尤其是对人乳腺癌细胞(MCF-7)的抑制效果最为明显，其半数抑制浓度(IC50)仅为2.5 μmol·L-1，优于传统化疗药物顺铂。实验结果显示，CycIr-DHA主要在MCF-7的线粒体中富集，能够显著提高细胞内活性氧水平，导致线粒体功能障碍。此外，该配合物还能调节凋亡相关蛋白(Bax和Bcl-2)的表达，促进细胞凋亡，并上调LC3-Ⅱ蛋白，诱导细胞自噬。在3D细胞球模型中，CycIr-DHA显著抑制了细胞球的生长。
2025, 41(8): 1495-1504
doi: 10.11862/CJIC.20250144
摘要:
本文报道了一种基于二茂铁与苯并硒二唑(SeNBD)偶联物的前药FcNH-SeNBD，用于肿瘤细胞化学动力学治疗(CDT)与荧光成像。FcNH-SeNBD利用肿瘤细胞中过表达的过氧化氢(H2O2)氧化二茂铁发生芬顿反应，高效生成羟基自由基(·OH)，诱导肿瘤细胞凋亡。与此同时，二茂铁的氧化阻断了其与苯并硒二唑之间的光致电子转移(PET)效应，使得原本被猝灭的SeNBD荧光得以恢复，实现了荧光信号“Off-On”的转变，用于实时监测前药在肿瘤细胞中的活化与富集，便于治疗效果的预测与评估。体外实验表明 FcNH-SeNBD对肝癌细胞HepG2[IC50=(7.95±0.98) μg·mL-1]和结直肠癌细胞HCT116[IC50=(15.74±1.5) μg· mL-1]具有显著的选择性杀伤作用，而对正常结肠上皮细胞NCM-460无显著毒性(IC50>100 μg·mL-1)。机制研究证实，FcNH-SeNBD通过激活caspase-3依赖性凋亡通路发挥对肿瘤细胞的杀伤作用。细胞成像实验表明 FcNH-SeNBD可在肿瘤细胞中富集并产生强烈的红色荧光。
本文报道了一种基于二茂铁与苯并硒二唑(SeNBD)偶联物的前药FcNH-SeNBD，用于肿瘤细胞化学动力学治疗(CDT)与荧光成像。FcNH-SeNBD利用肿瘤细胞中过表达的过氧化氢(H2O2)氧化二茂铁发生芬顿反应，高效生成羟基自由基(·OH)，诱导肿瘤细胞凋亡。与此同时，二茂铁的氧化阻断了其与苯并硒二唑之间的光致电子转移(PET)效应，使得原本被猝灭的SeNBD荧光得以恢复，实现了荧光信号“Off-On”的转变，用于实时监测前药在肿瘤细胞中的活化与富集，便于治疗效果的预测与评估。体外实验表明 FcNH-SeNBD对肝癌细胞HepG2[IC50=(7.95±0.98) μg·mL-1]和结直肠癌细胞HCT116[IC50=(15.74±1.5) μg· mL-1]具有显著的选择性杀伤作用，而对正常结肠上皮细胞NCM-460无显著毒性(IC50>100 μg·mL-1)。机制研究证实，FcNH-SeNBD通过激活caspase-3依赖性凋亡通路发挥对肿瘤细胞的杀伤作用。细胞成像实验表明 FcNH-SeNBD可在肿瘤细胞中富集并产生强烈的红色荧光。
2025, 41(8): 1505-1512
doi: 10.11862/CJIC.20250125
摘要:
将[Ag9(Tab)8(MeCN)8]2(PF6)18·4MeCN(Tab=4-(三甲基铵)苯硫酚盐，MeCN=乙腈)与三苯基膦(L1)和二苯基-2-吡啶膦(L2)分别进行固相研磨反应，得到的固体粉末经溶剂溶解、离心分离后，通过溶剂扩散法结晶得到了2个膦配体保护的银硫醇团簇[Ag7(Tab)6(L1)6Cl](PF6)6·8DMF (1)和[Ag17(Tab)20(L2)2](PF6)17·32DMF (2)。对2个簇合物分别进行了单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、红外、紫外可见、热重和元素分析表征。单晶X射线衍射分析表明，2个簇合物均由有机磷配体和Tab配体共同保护，且簇合物2结构表面的二苯基-2-吡啶膦配体的P和N原子同时参与了配位。Z扫描技术测试结果表明2个簇合物在溶液中具有一定的三阶非线性光学响应。
将[Ag9(Tab)8(MeCN)8]2(PF6)18·4MeCN(Tab=4-(三甲基铵)苯硫酚盐，MeCN=乙腈)与三苯基膦(L1)和二苯基-2-吡啶膦(L2)分别进行固相研磨反应，得到的固体粉末经溶剂溶解、离心分离后，通过溶剂扩散法结晶得到了2个膦配体保护的银硫醇团簇[Ag7(Tab)6(L1)6Cl](PF6)6·8DMF (1)和[Ag17(Tab)20(L2)2](PF6)17·32DMF (2)。对2个簇合物分别进行了单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、红外、紫外可见、热重和元素分析表征。单晶X射线衍射分析表明，2个簇合物均由有机磷配体和Tab配体共同保护，且簇合物2结构表面的二苯基-2-吡啶膦配体的P和N原子同时参与了配位。Z扫描技术测试结果表明2个簇合物在溶液中具有一定的三阶非线性光学响应。
2025, 41(8): 1513-1522
doi: 10.11862/CJIC.20250113
摘要:
合成了膦蒽配体1, 8-双(二苯基磷)蒽(Hbdpa)及其配合物[Au(Hbdpa)2]PF6 (1)和[Ir(tpy)(bdpa)](PF6)2 (2)，其中tpy=2，2′∶6′，2″-三联吡啶。在光照作用下，这些化合物发生光化学反应，生成Hbdpa-2O、[Au(Hbdpa-O)2]PF6 (1-O)和[Ir(tpy)(bdpa-OH)](PF6)2 (2-OH)。通过核磁、质谱和单晶X射线衍射表征了这些化合物的结构。讨论了化合物Hbdpa及其配合物1和2的光化学反应特性以及相关的发光行为调控。研究结果表明，Au(Ⅰ)和Ir(Ⅲ)的配位显著提高了配体Hbdpa的光反应活性。化合物2是首例能发生蒽基去芳构化反应的铱配合物。
合成了膦蒽配体1, 8-双(二苯基磷)蒽(Hbdpa)及其配合物[Au(Hbdpa)2]PF6 (1)和[Ir(tpy)(bdpa)](PF6)2 (2)，其中tpy=2，2′∶6′，2″-三联吡啶。在光照作用下，这些化合物发生光化学反应，生成Hbdpa-2O、[Au(Hbdpa-O)2]PF6 (1-O)和[Ir(tpy)(bdpa-OH)](PF6)2 (2-OH)。通过核磁、质谱和单晶X射线衍射表征了这些化合物的结构。讨论了化合物Hbdpa及其配合物1和2的光化学反应特性以及相关的发光行为调控。研究结果表明，Au(Ⅰ)和Ir(Ⅲ)的配位显著提高了配体Hbdpa的光反应活性。化合物2是首例能发生蒽基去芳构化反应的铱配合物。
2025, 41(8): 1523-1532
doi: 10.11862/CJIC.20250073
摘要:
用N′-[(1E)-吡啶-2-亚甲基]吡啶-4-碳酰肼(HL)配体与铟离子/镝离子合成了2种金属配合物[In(HL)(NO3)3] (1)和[Dy(L)(CH3OH)0.89(H2O)1.11(NO3)2]·0.11H2O (2)。单晶X射线衍射表明，配合物1和2均具有由1个配体连接1个金属离子形成的零维单核结构。体外抗增殖活性研究表明，配合物1对人肝癌细胞SMMC-7721、人乳腺癌细胞MDA-MB-231及人非小细胞肺癌细胞A549的抗肿瘤活性均优于顺铂；配合物2对SMMC-7721及A549的抗肿瘤活性也优于顺铂。伤口愈合实验显示配合物1和2可以抑制A549细胞迁移能力，且呈浓度依赖性。此外，配合物2对大肠杆菌具有显著的抑菌效果，抑菌圈直径达到22 mm。
用N′-[(1E)-吡啶-2-亚甲基]吡啶-4-碳酰肼(HL)配体与铟离子/镝离子合成了2种金属配合物[In(HL)(NO3)3] (1)和[Dy(L)(CH3OH)0.89(H2O)1.11(NO3)2]·0.11H2O (2)。单晶X射线衍射表明，配合物1和2均具有由1个配体连接1个金属离子形成的零维单核结构。体外抗增殖活性研究表明，配合物1对人肝癌细胞SMMC-7721、人乳腺癌细胞MDA-MB-231及人非小细胞肺癌细胞A549的抗肿瘤活性均优于顺铂；配合物2对SMMC-7721及A549的抗肿瘤活性也优于顺铂。伤口愈合实验显示配合物1和2可以抑制A549细胞迁移能力，且呈浓度依赖性。此外，配合物2对大肠杆菌具有显著的抑菌效果，抑菌圈直径达到22 mm。
2025, 41(8): 1533-1544
doi: 10.11862/CJIC.20250063
摘要:
采用固相烧结法制备了Li4GeO4、Li6Ge2O7、Li2GeO3和Li2Ge2O5四种Li2O-GeO2二元系晶体，并通过原位高温拉曼光谱技术结合理论计算的方法对晶态到熔态的结构演变过程以及熔体微结构进行定性和定量分析。研究表明：Li4GeO4、Li6Ge2O7和Li2GeO3熔体分别由[GeO4]4-、[Ge2O7]6-、[GeO3]2-和Li+构成，而Li2Ge2O5晶体在升温至熔融状态过程中由[GeO4]4-四面体形成的三维网络结构逐渐向更小的[Ge3O9]6-三元环递变。另外，通过量子化学从头计算法对团簇结构单元进行了设计、优化和计算，并将理论计算模拟与实验相结合，提出了一种校正熔体实验拉曼光谱的新方法。我们通过引入精细结构概念并利用高斯函数对拉曼光谱中[GeO4]4-四面体非桥氧的伸缩振动包络峰进行了分峰解谱，得到了这4种晶体在熔融状态下的不同结构(Qi，i表示每个[GeO4]4-四面体中桥氧的个数，i=0~4)单元含量的定量分布。
采用固相烧结法制备了Li4GeO4、Li6Ge2O7、Li2GeO3和Li2Ge2O5四种Li2O-GeO2二元系晶体，并通过原位高温拉曼光谱技术结合理论计算的方法对晶态到熔态的结构演变过程以及熔体微结构进行定性和定量分析。研究表明：Li4GeO4、Li6Ge2O7和Li2GeO3熔体分别由[GeO4]4-、[Ge2O7]6-、[GeO3]2-和Li+构成，而Li2Ge2O5晶体在升温至熔融状态过程中由[GeO4]4-四面体形成的三维网络结构逐渐向更小的[Ge3O9]6-三元环递变。另外，通过量子化学从头计算法对团簇结构单元进行了设计、优化和计算，并将理论计算模拟与实验相结合，提出了一种校正熔体实验拉曼光谱的新方法。我们通过引入精细结构概念并利用高斯函数对拉曼光谱中[GeO4]4-四面体非桥氧的伸缩振动包络峰进行了分峰解谱，得到了这4种晶体在熔融状态下的不同结构(Qi，i表示每个[GeO4]4-四面体中桥氧的个数，i=0~4)单元含量的定量分布。
2025, 41(8): 1545-1554
doi: 10.11862/CJIC.20250046
摘要:
为开发在温和条件下高效、高选择性氧化5-羟甲基糠醛(HMF)的多功能催化材料和反应体系，构筑了双金属有机框架(BMOF)材料及其衍生材料，用于低电压下的HMF电催化氧化。采用溶剂热法合成了双金属CoNi-MOF-74，并采用2种方式制备相应的催化材料。其一，对CoNi-MOF-74进行热解处理，制得石墨碳层包覆、碳基体稳定的CoNi合金(CoNi@C)纳米颗粒；其二，在电催化过程中，CoNi-MOF-74发生原位水解反应，生成相应的氢氧化物(CoNi(OH)2)，进而将其作为电极材料使用。研究发现，当Co、Ni的物质的量之比设定为1∶3时，所制备的Co1Ni3-MOF-74材料在800 ℃进行热解处理后，生成的Co1Ni3@C在低电位下对HMF电催化氧化表现出优异的催化活性和高的2, 5-呋喃二甲酸(FDCA)选择性(87.26%)。而Co1Ni1-MOF-74(Co、Ni物质的量之比为1∶1)电解时原位生成的Co0.5Ni0.5(OH)2对中间产物5-(羟甲基)呋喃-2-羧酸(HMFCA)具有很高的选择性(88.59%)和高转化率。这主要得益于衍生材料较好的孔隙结构、Co和Ni双金属之间的协同作用和石墨碳的良好导电性。
为开发在温和条件下高效、高选择性氧化5-羟甲基糠醛(HMF)的多功能催化材料和反应体系，构筑了双金属有机框架(BMOF)材料及其衍生材料，用于低电压下的HMF电催化氧化。采用溶剂热法合成了双金属CoNi-MOF-74，并采用2种方式制备相应的催化材料。其一，对CoNi-MOF-74进行热解处理，制得石墨碳层包覆、碳基体稳定的CoNi合金(CoNi@C)纳米颗粒；其二，在电催化过程中，CoNi-MOF-74发生原位水解反应，生成相应的氢氧化物(CoNi(OH)2)，进而将其作为电极材料使用。研究发现，当Co、Ni的物质的量之比设定为1∶3时，所制备的Co1Ni3-MOF-74材料在800 ℃进行热解处理后，生成的Co1Ni3@C在低电位下对HMF电催化氧化表现出优异的催化活性和高的2, 5-呋喃二甲酸(FDCA)选择性(87.26%)。而Co1Ni1-MOF-74(Co、Ni物质的量之比为1∶1)电解时原位生成的Co0.5Ni0.5(OH)2对中间产物5-(羟甲基)呋喃-2-羧酸(HMFCA)具有很高的选择性(88.59%)和高转化率。这主要得益于衍生材料较好的孔隙结构、Co和Ni双金属之间的协同作用和石墨碳的良好导电性。
2025, 41(8): 1555-1564
doi: 10.11862/CJIC.20250040
摘要:
以废旧棉织物为原料，氯化锌为活化剂，采用一步活化-炭化法制备具有丰富孔隙结构的废旧棉织物基炭吸波材料(CCF)，并探讨了不同氯化锌质量分数对CCF吸波性能的影响。结果表明：氯化锌能够有效丰富CCF的孔隙结构，提高其吸波效果。在炭化温度为700 ℃(N2气氛下)、氯化锌质量分数为10%时制备的CCF-10的比表面积高达1 310 m2·g-1，其在厚度为2.0mm时的最小反射损耗达-35.02 dB，有效吸收带宽为5.6 GHz。
以废旧棉织物为原料，氯化锌为活化剂，采用一步活化-炭化法制备具有丰富孔隙结构的废旧棉织物基炭吸波材料(CCF)，并探讨了不同氯化锌质量分数对CCF吸波性能的影响。结果表明：氯化锌能够有效丰富CCF的孔隙结构，提高其吸波效果。在炭化温度为700 ℃(N2气氛下)、氯化锌质量分数为10%时制备的CCF-10的比表面积高达1 310 m2·g-1，其在厚度为2.0mm时的最小反射损耗达-35.02 dB，有效吸收带宽为5.6 GHz。
2025, 41(8): 1565-1573
doi: 10.11862/CJIC.20250054
摘要:
将MoO3纳米片与2，2，6，6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)氧化的纤维素纳米纤维(TEMPO-CNF)复合，并经过高温碳化工艺制备了MoO3/T-CNF碳化复合气凝胶材料，其中T-CNF指TEMPO-CNT碳化后得到的多孔碳。MoO3/T-CNF具有高导电性、发达的孔隙结构和大的比表面积等特性，将其作为锂硫电池阴极时，能够有效吸附多硫化物，抑制穿梭效应，并缓解充放电过程中的体积膨胀。其中，最佳样品MoO3/T-CNF-3在0.1C倍率下的最高放电比容量达到1 721.8 mAh·g-1，且在200次循环后仍能保持84.8%的容量保持率和99.6%的库仑效率。
将MoO3纳米片与2，2，6，6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)氧化的纤维素纳米纤维(TEMPO-CNF)复合，并经过高温碳化工艺制备了MoO3/T-CNF碳化复合气凝胶材料，其中T-CNF指TEMPO-CNT碳化后得到的多孔碳。MoO3/T-CNF具有高导电性、发达的孔隙结构和大的比表面积等特性，将其作为锂硫电池阴极时，能够有效吸附多硫化物，抑制穿梭效应，并缓解充放电过程中的体积膨胀。其中，最佳样品MoO3/T-CNF-3在0.1C倍率下的最高放电比容量达到1 721.8 mAh·g-1，且在200次循环后仍能保持84.8%的容量保持率和99.6%的库仑效率。
2025, 41(8): 1574-1588
doi: 10.11862/CJIC.20250032
摘要:
在研究沼渣生物炭吸附氨氮(NH4+)的特性及机理的基础上，我们重点探讨了饱和沼渣生物炭的热再生性能，并研究了热再生参数(再生温度、再生时间、升温速率、保护气以及气体流速)对生物炭吸附性能的影响机制。沼渣生物炭对NH4+的吸附量可达19.12 mg·g-1，符合Langmuir模型，吸附机理主要是表面配位和离子交换反应。最佳热再生参数如下：温度为200 ℃，保护气为N2，流速为0.5 L·min-1，以5 ℃·min-1的升温速率再生1 h。饱和生物炭首次吸附再生率为99.59%，经10次吸附-再生循环后，吸附再生率仍达89.55%，失重率小于5%。通过热重-红外联用仪(TG?IR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面及孔隙度分析和扫描电子显微镜(SEM)等多种手段进行表征，结果表明，多次循环热再生可破坏饱和生物炭表面的C=O、—OH和—COOH等含氧官能团，同时部分吸附位点被永久占用，导致吸附再生率逐渐下降。热再生可实现饱和生物炭中绝大部分氨氮的热解脱附，有效恢复生物炭孔隙结构和表面含氧官能团的吸附位点。
在研究沼渣生物炭吸附氨氮(NH4+)的特性及机理的基础上，我们重点探讨了饱和沼渣生物炭的热再生性能，并研究了热再生参数(再生温度、再生时间、升温速率、保护气以及气体流速)对生物炭吸附性能的影响机制。沼渣生物炭对NH4+的吸附量可达19.12 mg·g-1，符合Langmuir模型，吸附机理主要是表面配位和离子交换反应。最佳热再生参数如下：温度为200 ℃，保护气为N2，流速为0.5 L·min-1，以5 ℃·min-1的升温速率再生1 h。饱和生物炭首次吸附再生率为99.59%，经10次吸附-再生循环后，吸附再生率仍达89.55%，失重率小于5%。通过热重-红外联用仪(TG?IR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面及孔隙度分析和扫描电子显微镜(SEM)等多种手段进行表征，结果表明，多次循环热再生可破坏饱和生物炭表面的C=O、—OH和—COOH等含氧官能团，同时部分吸附位点被永久占用，导致吸附再生率逐渐下降。热再生可实现饱和生物炭中绝大部分氨氮的热解脱附，有效恢复生物炭孔隙结构和表面含氧官能团的吸附位点。
2025, 41(8): 1589-1600
doi: 10.11862/CJIC.20250011
摘要:
首先通过水热法合成了Fe掺杂ZnO(ZnFeO)花状微球，然后采用物理沉积法将Mn掺杂碳量子点(Mn?CQDs)均匀负载于ZnFeO表面，成功构筑了Mn?CQDs/ZnFeO异质结复合材料。结合粉末X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外可见漫反射光谱和N2脱附-吸附分析，探究了该材料结构与光催化性能的关系。结果表明，Mn掺杂显著提升了CQDs的光吸收范围和荧光稳定性；Mn和Fe双掺杂协同拓展了Mn?CQDs/ZnFeO的可见光吸收边，提高了吸收强度，促进了界面光生电子-空穴对的分离，改善了光催化性能。氙灯光照80 min时，复合材料对甲基橙(MO)的降解率达到91.4%，经过4次循环实验后，降解率仍保持在80.7%。自由基捕获实验证实，光生空穴(h+)和超氧自由基(·O2-)是MO光降解过程中的主要活性物种。
首先通过水热法合成了Fe掺杂ZnO(ZnFeO)花状微球，然后采用物理沉积法将Mn掺杂碳量子点(Mn?CQDs)均匀负载于ZnFeO表面，成功构筑了Mn?CQDs/ZnFeO异质结复合材料。结合粉末X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外可见漫反射光谱和N2脱附-吸附分析，探究了该材料结构与光催化性能的关系。结果表明，Mn掺杂显著提升了CQDs的光吸收范围和荧光稳定性；Mn和Fe双掺杂协同拓展了Mn?CQDs/ZnFeO的可见光吸收边，提高了吸收强度，促进了界面光生电子-空穴对的分离，改善了光催化性能。氙灯光照80 min时，复合材料对甲基橙(MO)的降解率达到91.4%，经过4次循环实验后，降解率仍保持在80.7%。自由基捕获实验证实，光生空穴(h+)和超氧自由基(·O2-)是MO光降解过程中的主要活性物种。
2025, 41(8): 1601-1609
doi: 10.11862/CJIC.20250012
摘要:
合成了二(邻氟苄基)锡-2，2′-联吡啶-6，6′-二甲酸(H2bpdc)配合物[Sn(o-F-C6H4CH2)2(bpdc)(H2O)]2·H2O (1)和二正丁基锡-2，2′-联吡啶-6，6′-二甲酸配合物[Sn(n-C4H9)2(bpdc)(H2O)]·H2O (2)。通过元素分析、红外光谱、核磁共振谱(1H、13C和119Sn)、差热分析进行了表征；用单晶X射线衍射方法测定了配合物的晶体结构，对其结构进行量子化学计算，测定了配合物对人胃腺癌细胞(AGS)、人急性淋巴母细胞白血病细胞(MOLT4)和人乳腺癌细胞(MDA-MB-231)的体外抑制活性。结果显示: 配合物均为单核分子，中心锡原子均为七配位的畸变五角双锥构型；除配合物2对MDA-MB-231的抑制活性相对较弱外，配合物对其它细胞均显示了较强的抑制活性。
合成了二(邻氟苄基)锡-2，2′-联吡啶-6，6′-二甲酸(H2bpdc)配合物[Sn(o-F-C6H4CH2)2(bpdc)(H2O)]2·H2O (1)和二正丁基锡-2，2′-联吡啶-6，6′-二甲酸配合物[Sn(n-C4H9)2(bpdc)(H2O)]·H2O (2)。通过元素分析、红外光谱、核磁共振谱(1H、13C和119Sn)、差热分析进行了表征；用单晶X射线衍射方法测定了配合物的晶体结构，对其结构进行量子化学计算，测定了配合物对人胃腺癌细胞(AGS)、人急性淋巴母细胞白血病细胞(MOLT4)和人乳腺癌细胞(MDA-MB-231)的体外抑制活性。结果显示: 配合物均为单核分子，中心锡原子均为七配位的畸变五角双锥构型；除配合物2对MDA-MB-231的抑制活性相对较弱外，配合物对其它细胞均显示了较强的抑制活性。
2025, 41(8): 1610-1616
doi: 10.11862/CJIC.20240444
摘要:
首先采用水热法在碳布(CC)上生长了Ni掺杂WO3纳米线(Ni-WO3 NWs/CC)，然后利用高真空固相磷化法将其磷化，得到CC表面生长Ni掺杂WP2纳米线复合材料(Ni-WP2 NWs/CC)。研究其电催化析氢性能发现，Ni掺杂能够有效降低电催化析氢反应中的过电位。其中，当Ni、W物质的量之比为10%时制备得到的10%Ni-WP2 NWs/CC表现出最佳的催化性能。在碱性条件下，当电流密度为10和100 mA·cm-2时，10%Ni-WP2 NWs/CC所需的过电位分别为115和190 mV。经过Ni掺杂后，10%Ni-WP2 NWs/CC的电化学活性表面积明显增加。此外，在长时间的电催化条件下，该催化剂依然能保持良好的工作稳定性。
首先采用水热法在碳布(CC)上生长了Ni掺杂WO3纳米线(Ni-WO3 NWs/CC)，然后利用高真空固相磷化法将其磷化，得到CC表面生长Ni掺杂WP2纳米线复合材料(Ni-WP2 NWs/CC)。研究其电催化析氢性能发现，Ni掺杂能够有效降低电催化析氢反应中的过电位。其中，当Ni、W物质的量之比为10%时制备得到的10%Ni-WP2 NWs/CC表现出最佳的催化性能。在碱性条件下，当电流密度为10和100 mA·cm-2时，10%Ni-WP2 NWs/CC所需的过电位分别为115和190 mV。经过Ni掺杂后，10%Ni-WP2 NWs/CC的电化学活性表面积明显增加。此外，在长时间的电催化条件下，该催化剂依然能保持良好的工作稳定性。
2025, 41(8): 1617-1631
doi: 10.11862/CJIC.20240420
摘要:
以六水合硝酸铈(Ce(NO3)3·6H2O)和可溶性淀粉(ST)为原料，通过生物模板法制备了CeO2非均相光芬顿催化剂(ST-CeO2)。采用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱、固体紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行表征。FTIR和Raman光谱证实了Ce—O键及氧空位的存在。UV-Vis DRS显示其在紫外和可见光区域有强吸收，XPS光谱分析表明催化剂表面存在Ce3+和Ce4+的混合价态，这可有效促进光生电荷的分离和H2O2的活化。甲基橙(MO)降解结果表明，ST-CeO2在紫外光下照射60 min时对MO染料的降解率可达82.8%;加入H2O2后，其在60 min时对MO染料的降解率可达99.7%，而且重复回收利用5次后仍然保持优良的催化性能。自由基捕获实验证明空穴(h+)和羟基自由基(·OH)是在MO染料降解反应中起主导作用的活性物质，而超氧自由基(·O2-)起次要作用。此外还详细探讨了ST-CeO2光芬顿降解MO染料的机理。
以六水合硝酸铈(Ce(NO3)3·6H2O)和可溶性淀粉(ST)为原料，通过生物模板法制备了CeO2非均相光芬顿催化剂(ST-CeO2)。采用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱、固体紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂进行表征。FTIR和Raman光谱证实了Ce—O键及氧空位的存在。UV-Vis DRS显示其在紫外和可见光区域有强吸收，XPS光谱分析表明催化剂表面存在Ce3+和Ce4+的混合价态，这可有效促进光生电荷的分离和H2O2的活化。甲基橙(MO)降解结果表明，ST-CeO2在紫外光下照射60 min时对MO染料的降解率可达82.8%;加入H2O2后，其在60 min时对MO染料的降解率可达99.7%，而且重复回收利用5次后仍然保持优良的催化性能。自由基捕获实验证明空穴(h+)和羟基自由基(·OH)是在MO染料降解反应中起主导作用的活性物质，而超氧自由基(·O2-)起次要作用。此外还详细探讨了ST-CeO2光芬顿降解MO染料的机理。
2025, 41(8): 1632-1640
doi: 10.11862/CJIC.20240398
摘要:
以ZIF-8作为牺牲模板剂，利用其固有的多面体空间结构特征来抑制纳米颗粒催化剂的聚积行为，同时通过进一步引入过渡金属镍(Ni)元素对二氧化钌(RuO2)进行掺杂，以达到优化材料电子结构，提高活性位点的本征活性的目的，从而制备出粒径为8~10 nm的高性能析氧电催化剂(Ni-RuO2)。结果表明，Ni-RuO2具有优异的析氧反应(OER)催化性能，超越了商业RuO2。在碱性条件下，Ni-RuO2在电流密度为10 mA·cm-2时所需的过电位仅为257 mV，且具有较高的电化学活性面积、较快的电荷转移能力和良好的循环稳定性，优于商业RuO2和未进行Ni掺杂的RuO2。将Ni-RuO2作为阳极进行全解水测试时，其获得10 mA·cm-2的电流密度时仅需要1.476 V的分解电压。
以ZIF-8作为牺牲模板剂，利用其固有的多面体空间结构特征来抑制纳米颗粒催化剂的聚积行为，同时通过进一步引入过渡金属镍(Ni)元素对二氧化钌(RuO2)进行掺杂，以达到优化材料电子结构，提高活性位点的本征活性的目的，从而制备出粒径为8~10 nm的高性能析氧电催化剂(Ni-RuO2)。结果表明，Ni-RuO2具有优异的析氧反应(OER)催化性能，超越了商业RuO2。在碱性条件下，Ni-RuO2在电流密度为10 mA·cm-2时所需的过电位仅为257 mV，且具有较高的电化学活性面积、较快的电荷转移能力和良好的循环稳定性，优于商业RuO2和未进行Ni掺杂的RuO2。将Ni-RuO2作为阳极进行全解水测试时，其获得10 mA·cm-2的电流密度时仅需要1.476 V的分解电压。
2025, 41(8): 1641-1649
doi: 10.11862/CJIC.20250152
摘要:
A novel 3D metal-organic framework (MOF) [Pr2(L)3(H2O)5·H2O]n (Pr-1), (H2L=4, 4′-oxybis(benzoic acid)) with a rare structure of broken layer net, was constructed under the condition of solvothermal synthesis. The structure and crystal net were analyzed and characterized. This rod net of Pr-1 is new to both RCSR and ToposPro databases, and is named as rn-12 as suggested. Due to the luminescent properties of H2L and Pr(Ⅲ), the solid-state fluorescence property and sensing performance (solvents and metal ions) of Pr-1 were investigated. The sensing experiments indicated that Pr-1 could act as a fluorescence sensor to detect Cd2+ ions with good sensitivity. In addition, antibacterial activities show that Pr-1 exhibited stronger antibacterial activity against Escherichia coli (E. coli), Staphylococcus aureus (S. aureus), and Bacillus subtilis (B. subtilis) compared to synthetic materials.
A novel 3D metal-organic framework (MOF) [Pr2(L)3(H2O)5·H2O]n (Pr-1), (H2L=4, 4′-oxybis(benzoic acid)) with a rare structure of broken layer net, was constructed under the condition of solvothermal synthesis. The structure and crystal net were analyzed and characterized. This rod net of Pr-1 is new to both RCSR and ToposPro databases, and is named as rn-12 as suggested. Due to the luminescent properties of H2L and Pr(Ⅲ), the solid-state fluorescence property and sensing performance (solvents and metal ions) of Pr-1 were investigated. The sensing experiments indicated that Pr-1 could act as a fluorescence sensor to detect Cd2+ ions with good sensitivity. In addition, antibacterial activities show that Pr-1 exhibited stronger antibacterial activity against Escherichia coli (E. coli), Staphylococcus aureus (S. aureus), and Bacillus subtilis (B. subtilis) compared to synthetic materials.
2025, 41(8): 1650-1660
doi: 10.11862/CJIC.20250143
摘要:
Two metal-organic frameworks (MOFs), trans-[Co(L)(μ2-H2O)(H2O)2]·2H2O (1) and cis-[Mn(L)(Bipy)] (2) (H2L=2, 2′-dimethyl-4, 4′-biphenyldicarboxylic acid, Bipy=4, 4′-bipyridine), have been synthesized and characterized by FTIR, thermogravimetric analysis (TGA), powder and single crystal X-ray diffraction. MOF 1 crystallizes in the triclinic system with a P1 space group and contains two crystallographically different Co(Ⅱ) ions. Each trans-[CoO6] octahedron is connected by μ2-H2O and L2- ligand with a bis(unidentate) coordination mode to produce a 2D sql topological network. MOF 2 crystallizes in the monoclinic system with a C2/c space group. The Mn(Ⅱ) cation adopts a cis-[MnO4N2] octahedron as a 6-connected node and is linked by L2- ligand as a 4-connected node to generate a binodal (4, 6)-connected 3D fsc framework. The intermolecular interactions in 1 and 2 have been investigated by 3D Hirshfeld surface analyses and 2D fingerprint plots to reveal that the main interactions are H…H and O…H/H…O contacts in 1, and H…H and C…H/H…C contacts in 2. The TGA indicated that 1 and 2 were stable below 390 and 370 ℃, respectively.
Two metal-organic frameworks (MOFs), trans-[Co(L)(μ2-H2O)(H2O)2]·2H2O (1) and cis-[Mn(L)(Bipy)] (2) (H2L=2, 2′-dimethyl-4, 4′-biphenyldicarboxylic acid, Bipy=4, 4′-bipyridine), have been synthesized and characterized by FTIR, thermogravimetric analysis (TGA), powder and single crystal X-ray diffraction. MOF 1 crystallizes in the triclinic system with a P1 space group and contains two crystallographically different Co(Ⅱ) ions. Each trans-[CoO6] octahedron is connected by μ2-H2O and L2- ligand with a bis(unidentate) coordination mode to produce a 2D sql topological network. MOF 2 crystallizes in the monoclinic system with a C2/c space group. The Mn(Ⅱ) cation adopts a cis-[MnO4N2] octahedron as a 6-connected node and is linked by L2- ligand as a 4-connected node to generate a binodal (4, 6)-connected 3D fsc framework. The intermolecular interactions in 1 and 2 have been investigated by 3D Hirshfeld surface analyses and 2D fingerprint plots to reveal that the main interactions are H…H and O…H/H…O contacts in 1, and H…H and C…H/H…C contacts in 2. The TGA indicated that 1 and 2 were stable below 390 and 370 ℃, respectively.
2025, 41(8): 1661-1671
doi: 10.11862/CJIC.20250075
摘要:
A functional interlayer based on two-dimensional (2D) porous modified vermiculite nanosheets (PVS) was obtained by acid-etching vermiculite nanosheets. The as-obtained 2D porous nanosheets exhibited a high specific surface area of 427 m2•g-1 and rich surface active sites, which help restrain polysulfides (LiPSs) through good physical and chemical adsorption, while simultaneously accelerating the nucleation and dissolution kinetics of Li2S, effectively suppressing the shuttle effect. The assembled lithium-sulfur batteries (LSBs) employing the PVS-based interlayer delivered a high initial discharge capacity of 1 386 mAh•g-1 at 0.1C (167.5 mAh•g-1), long-term cycling stability, and good rate property.
A functional interlayer based on two-dimensional (2D) porous modified vermiculite nanosheets (PVS) was obtained by acid-etching vermiculite nanosheets. The as-obtained 2D porous nanosheets exhibited a high specific surface area of 427 m2•g-1 and rich surface active sites, which help restrain polysulfides (LiPSs) through good physical and chemical adsorption, while simultaneously accelerating the nucleation and dissolution kinetics of Li2S, effectively suppressing the shuttle effect. The assembled lithium-sulfur batteries (LSBs) employing the PVS-based interlayer delivered a high initial discharge capacity of 1 386 mAh•g-1 at 0.1C (167.5 mAh•g-1), long-term cycling stability, and good rate property.
2025, 41(8): 1672-1680
doi: 10.11862/CJIC.20250013
摘要:
One Yb(Ⅲ)-based coordination polymer, {[Yb(H2dhtp)1.5(H2O)4]·3H2O}n (1) (H4dhtp=2, 5-dihydroxyterephthalic acid), was fabricated and structurally characterized by single-crystal X-ray diffraction, IR, powder X-ray diffraction, X-ray diffraction, and elemental analysis. Complex 1 displays a 1D chain structure, and belongs to P1 group. The solid-state luminescent spectrum of 1 showed an emission band with the maximum at 508 nm (λex=408 nm). It exhibited the emission characteristic of the H4dhtp ligand. The fluorescence of 1 in water displayed the strongest intensity. In detecting various metal ions, adding Zr4+ led to a blue shift in fluorescence, accompanied by an increase in intensity, whereas the presence of Fe3+ resulted in a decrease in luminescence. The changes observed in the IR spectrum indicate an interaction between Fe3+/Zr4+ and complex 1, resulting in the variation of luminescence properties.
One Yb(Ⅲ)-based coordination polymer, {[Yb(H2dhtp)1.5(H2O)4]·3H2O}n (1) (H4dhtp=2, 5-dihydroxyterephthalic acid), was fabricated and structurally characterized by single-crystal X-ray diffraction, IR, powder X-ray diffraction, X-ray diffraction, and elemental analysis. Complex 1 displays a 1D chain structure, and belongs to P1 group. The solid-state luminescent spectrum of 1 showed an emission band with the maximum at 508 nm (λex=408 nm). It exhibited the emission characteristic of the H4dhtp ligand. The fluorescence of 1 in water displayed the strongest intensity. In detecting various metal ions, adding Zr4+ led to a blue shift in fluorescence, accompanied by an increase in intensity, whereas the presence of Fe3+ resulted in a decrease in luminescence. The changes observed in the IR spectrum indicate an interaction between Fe3+/Zr4+ and complex 1, resulting in the variation of luminescence properties.
2025, 41(8): 1681-1688
doi: 10.11862/CJIC.20250004
摘要:
Six coordination polymers based on 9, 10-di(pyridine-4-yl)-anthracene (DPA) and 1, 6-di(1H-imidazol-1-yl)pyrene (DIP) were obtained by solvothermal reactions. {[Zn(DPA)Cl2]·DMF·2H2O}n (1) and {[Zn1.5(DPA)1.5Cl3]·5H2O}n (2) are framework isomers, which both contain zigzag chains formed by DPA, Zn2+, and Cl-. The zigzag chains in 1 are further assembled by C—H…Cl interactions into layers, and these layers exhibit two different orientations, displaying a rare 2D to 3D interpenetration mode. The zigzag chains in 2 are parallelly arranged. {[Zn3(DPA)3Br6]·2DMF·1.5H2O}n (3) is isostructural to 2. 3 was obtained using ZnBr2 instead of ZnCl2.[M(DPA) (formate)2(H2O)2]n[M=Co (4), Cu (5)] are isostructural, contain chain structures formed by DPA, Cu2+/Co2+, and formate ions, which were formed in situ in the solvothermal reaction. {[Zn(DIP)2Cl]ClO4}n (6) contains a layer structure formed by DIP and Zn2+. Free DPA and DIP ligands exhibited high fluorescence at room temperature, and coordination polymers 3 and 6 displayed enhanced fluorescent emissions.
Six coordination polymers based on 9, 10-di(pyridine-4-yl)-anthracene (DPA) and 1, 6-di(1H-imidazol-1-yl)pyrene (DIP) were obtained by solvothermal reactions. {[Zn(DPA)Cl2]·DMF·2H2O}n (1) and {[Zn1.5(DPA)1.5Cl3]·5H2O}n (2) are framework isomers, which both contain zigzag chains formed by DPA, Zn2+, and Cl-. The zigzag chains in 1 are further assembled by C—H…Cl interactions into layers, and these layers exhibit two different orientations, displaying a rare 2D to 3D interpenetration mode. The zigzag chains in 2 are parallelly arranged. {[Zn3(DPA)3Br6]·2DMF·1.5H2O}n (3) is isostructural to 2. 3 was obtained using ZnBr2 instead of ZnCl2.[M(DPA) (formate)2(H2O)2]n[M=Co (4), Cu (5)] are isostructural, contain chain structures formed by DPA, Cu2+/Co2+, and formate ions, which were formed in situ in the solvothermal reaction. {[Zn(DIP)2Cl]ClO4}n (6) contains a layer structure formed by DIP and Zn2+. Free DPA and DIP ligands exhibited high fluorescence at room temperature, and coordination polymers 3 and 6 displayed enhanced fluorescent emissions.
