【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230370
采用种子生长法制备金纳米棒(AuNRs)以构建光学传感器,用于Fe3+和Cu2+的高选择性快速可视化检测。在酸性环境中,Fe3+和Cu2+通过与KI溶液反应,将I-氧化成I2。I2刻蚀AuNRs,导致其纵向表面等离子体共振(LSPR)吸收峰蓝移,从而实现对Fe3+和Cu2+的检测。结果表明,反应温度为50 ℃时,添加0.8 mL 0.1 mol·L-1 HCl、2 mL AuNRs生长液和20 mmol·L-1 KI溶液,与2 mL 500 μmol·L-1 Fe3+或30 μmol·L-1 Cu2+反应25或90 min,可将AuNRs刻蚀至LSPR吸收峰消失。该方法对Fe3+和Cu2+检测具有高选择性和准确性,对于Fe3+、Cu2+共存体系的检测,可通过加入适量F-与Fe3+生成配合物[FeF6]3-完成对Fe3+的化学掩蔽,消除Fe3+的干扰,实现共存体系中Cu2+的准确检测。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310032
试纸——通常指的是经过化学处理以后可对特定对象产生颜色变化的一类纸基产品,是人们进行快速检测分析的好帮手。本实验在玻璃纤维滤纸表面改性的基础上,设计了一种基于稀土配合物荧光传感特性的重金属离子检测试纸,充分展示了其在检测水中是否含有重金属离子方面的有效性与便捷性。创新设计的验“金”试纸在检测水源重金属离子污染方面大有用途,充分凸显了化学在促进生态文明建设方面大有可为。试纸的制作过程简单、安全与环保,所得验“金”试纸实用、易用与好用,实验过程既能科普试纸的一般制作与检验原理,又能激发学生进行科学探索与应用实践的兴趣,并在试纸使用的过程中传播生态文明的理念。本实验简单、易重复、门槛低、绿色环保且安全,实验过程具有独特的色彩美学,令人印象深刻,既适合在公众场所开展科普实验,又适合在小学高年级、中学和各本专科院校的实验教学中开展和普及。
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202404023
析氧反应(OER)是电解水的关键反应之一。因此,高效的析氧反应电催化剂对水的分解至关重要。本研究工作基于泡沫镍(NF)基底,成功构筑了新型FeCoCrMnBS高熵氢氧化物(HEH)催化剂。FeCoCrMnBS HEH具有由大量非晶结构的超薄纳米片构成的多孔形态。获得的FeCoCrMnBS/NF电极在碱性介质中表现出优异的OER电催化活性,在100 mA∙cm−2下只需要290 mV的过电位。此外,该催化剂在10 mA∙cm−2下显示出超过120 h的耐久性。增强的催化性能受益于独特的非晶结构以及B与S之间的正协同作用。该协同作用能够促进了硫酸盐的形成,从而削弱了OER中间体在催化剂表面的吸附。本研究为设计高效的OER电催化剂提供了一种新的设计策略。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202307051
在材料化学的教学过程中,笔者将实验室制备的锑化铟孪晶纳米结构及其相关结构表征数据引入到授课内容之中,并借助VESTA软件模拟出锑化铟孪晶纳米结构的模型。通过在课堂上对VESTA软件的实时操作,生动展现了不同角度以及不同显示形式的三维孪晶结构。这种“理论知识讲解+软件操作演示+科研成果案例”相结合的模式,不仅可以加深学生对孪晶结构的理解,还能激发学习兴趣,提升运用科学工具解决实际问题的能力,实现课堂教学与科研探索的相辅相成。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405112
为全面推进科教融合,推进化学实验教学的改革,本文以金纳米粒子实验为例,在综合化学实验中引入“科学、技术、社会(STS)理念”,通过“课题”形式开展本科实验教学。将科研方法和科学技术融入本科教学,让学生掌握科学研究方法和最新的科学技术,培养学生科研实践探索能力,实现科学与技术在社会中得到应用的获得感。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240275
使用菲咯啉官能化咪唑盐配体((HL) PF6,L=3-苄基-1-[2-(1, 10-菲咯啉)咪唑叶立德])分别合成了一个双核氮杂环卡宾(NHC)银配合物NHC-Ag2和一个异核的氮杂环卡宾银/金双金属配合物NHC-Ag/Au。通过NMR和元素分析对NHC前体和金属配合物进行了表征。单晶衍射分析表明,这2个配合物具有类似的结构,2个金属中心原子分别由2个配体的4个菲咯啉氮原子和2个卡宾碳原子配位,呈四面体和直线型构型。体外细胞毒性研究表明,配合物NHC-Ag2和NHC-Ag/Au具有比它们的前体咪唑盐配体和顺铂更强的抗癌活性。如在结肠癌LoVo细胞中,NHC-Ag2和NHC-Ag/Au的IC50值(半抑制浓度)分别为(5.6±0.3)μmol·L-1和(6.4±0.3)μmol·L-1,均优于顺铂的细胞毒性。机制研究表明,配合物NHC-Ag2和NHC-Ag/Au引起了LoVo细胞内线粒体膜电位变化和活性氧(ROS)的过度产生,最终导致细胞膜通透性增加和细胞死亡。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230458
Five inorganic monoiron(Ⅱ) carbonyl salts 1-5, fac-M[Fe(CO)3I3]n (Mn+=Na+ (1), K+ (2), Mg2+ (3), Ca2+ (4), NH4+ (5)) were prepared from the reactions of cis-[Fe(CO)4I2] precursor with the iodo salts (MIn), and developed as CO-releasing molecules (CORMs) for CO therapy of cancer. The decomposition of salts 1-5 with CO-release in DMSO, D2O, saline, and phosphonate buffer solution was investigated by the Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopic monitoring. The corresponding kinetics for the decomposing of these salts were estimated by abiding by a first-order model. Cytotoxicity of the five salts was assessed on a bladder cancer cell line (RT112) by the methyl thiazolyl tetrazolium (MTT) assays for 24 h, with the half maximal inhibitory concentration (IC50) values of 25-43 μmol·L-1. Notably, varying a counter ion of fac-[Fe(CO)3I3]- anion from an organic aminium to an inorganic cation unambiguously affects its stability and thus the cytotoxicity. Moreover, a mechanistic probing into the cytotoxicity of fac-[Fe(CO)3I3]- anion was paved. Interestingly, not only the produced iodine radicals but also the gaseous CO from the decomposition contributed to its cytotoxicity. Particularly, it was found that, with the treatment of the anion, the reactive oxygen species (ROS) level in the mitochondria significantly enhanced, and the mitochondria-related protein expression of Parkin was extremely upregulated. The ferroptosis inhibitor assays of Ferrostatin‑1 and Liproxstatin-1 confirmed that these complexes evoked a ferroptosis-involved pathway to contribute to their cytotoxicity. Therefore, a mechanistic understanding of the cytotoxicity of fac-[Fe(CO)3I3]- anion is proposed, which is stimulated by the decomposing of the anion, and thus manufactures the mitochondria-relevant activities such as fission, energy metabolism, and mitophagy, and evokes a pathway of ferroptosis, to lead severe cellular damage even death.