高等学校化学学报

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1. MOF基单原子催化剂在水分解制氢领域的研究进展

何雨桐, 李涵希, 范晓燕, 于美慧, 张冀杰

高等学校化学学报 2026, 47 (3): 20250333-. DOI: 10.7503/cjcu20250333

摘要（493）

HTML （44）

PDF（pc）（10493KB）（30649）

光催化水分解制氢和电催化水分解制氢是未来绿氢经济的关键技术, 但低成本、高效且稳定的催化剂的开发仍是亟待解决的核心问题. 单原子催化剂凭借独特的电子结构和极致的原子利用率, 在催化领域展现出了巨大应用潜力. 金属有机框架材料(MOFs)具备超高比表面积、可调变的孔隙结构及丰富的活性位点等特点, 是理想的单原子(SACs)锚定载体; 而其独特的热解特性, 又可作为SACs构筑前驱体. MOFs与单原子的复合体系(MOF-SACs)充分利用两者的协同效应, 能够显著提升催化制氢活性. 本文综合评述了近年来此类复合催化剂在光催化/电催化水分解领域的应用和研究进展, 总结了复合材料提升催化活性的策略和方法, 并对MOF-SACs催化剂的未来发展方向和研究热点进行了展望.

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2. 含有未知成份混合物的紫外-红外光谱的计算分析

胡鑫尧, 张良平, 卢为琴

高等学校化学学报 1982, 3 (3): 336-340.

摘要（1794）

PDF（pc）（341KB）（1840）

本文研究在混合物中只有一部分组份为已知物,而同时又含有未知化合物,如草药等其它天然物质的紫外-红外光谱的计算机定量分析方法。该方法可不经化学分离,仅由实际绘制的光谱图,根据线性规划法计算机求解来定量已知成份。同时又可由计算机直接得到未知成份的差谱,为未知成份的定性提供依据。

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6. 铑催化吲哚与乙烯基三乙氧基硅烷的C—H烯基化反应

李鹏杰, 周春妮, 王泽田, 郑子昂, 张玉敏, 王亮, 肖标

高等学校化学学报 2021, 42 (8): 2450-2457. DOI: 10.7503/cjcu20210107

摘要（803）

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研究了铑催化N-嘧啶吲哚与乙烯基三乙氧基硅烷的C—H烯基化反应. 在以二氯（五甲基环戊二烯基）合铑(Ⅲ)二聚体{[RhCp*Cl₂]₂(Cp*: 五甲基环戊二烯基)}为催化剂, Cu(OAc)₂为氧化剂, AgF为添加剂, 1,2-二氯乙烷为溶剂及反应温度为90 ℃条件下, 以42%~88%的收率得到末端吲哚乙烯衍生物. 动力学同位素效应实验结果为K_H/K_D=5.7∶1, 表明C—H键断裂可能是反应过程中的决速步骤. 竞争性实验结果表明, 含有供电子取代基的底物比吸电子取代基的底物反应活性高, 反应可能经历亲电性C—H键活化过程. 推测了可能的反应机理, 主要包括配位、 C—H键活化、转金属化、还原消除和氧化等步骤. 将此方法应用于一种δ-咔啉衍生物的制备.

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7. 细菌感染成像的研究进展

张亚青, 李林瑶, 郝梦琪, 罗沁, 邓思雨, 杨芸, 梁雪微, 方威威, 宋尔群

高等学校化学学报 2021, 42 (11): 3265-3276. DOI: 10.7503/cjcu20210461

摘要（1408）

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由致病菌或条件致病菌侵入机体繁殖而产生的毒素和其它代谢产物所引起的感染性疾病是目前全球范围内的主要死亡原因之一. 感染性疾病的早期诊断是对其进行有效治疗与控制的重要途径. 分子影像技术的快速发展给体内细菌感染的评估带来了前所未有的变化和机遇. 本文综合评述了计算机断层扫描、正电子发射断层扫描、超声成像、磁共振成像、荧光成像及光声成像等成像方式在细菌感染体内成像中的研究进展、不足和发展方向等, 以期为活体细菌感染检测方法的发展提供参考.

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8. 基于硼亲和分子印迹策略的MOF/MIPs对沙丁胺醇的选择性吸附和计算模拟

李欣, 周颖, 王鼎南, 裴勇, 武斌, 张宜明

高等学校化学学报 2024, 45 (1): 20230348-. DOI: 10.7503/cjcu20230348

摘要（763）

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为了探索所构筑的硼酸功能化金属有机框架(MOF)表面印迹材料(FSU-BA@MIP)对底物的亲和识别能力, 对FSU-BA@MIP的金属-有机骨架材料(UiO-66-BA)中的3-羧基苯硼酸配体与沙丁胺醇间的硼亲和作用进行计算, 再采用密度泛函理论(DFT)对FSU-BA@MIP材料对沙丁胺醇的选择性机理进行模拟, 最后进行选择性实验. 计算结果表明, 离子化的3-羧基苯硼酸与沙丁胺醇间存在的氢键作用使得这两种物质有较强的作用力, 更容易形成硼酸环酯; 与竞争物质相比, UiO-66-BA与沙丁胺醇的结合能与反应能最低, 说明所形成的 FSU-BA@MIP印迹材料对底物沙丁胺醇具有特异性吸附. 分析结果与实验得到的沙丁胺醇的最高吸附量一致, 说明UiO-66-BA是一种可用于分析顺式二醇化合物的理想硼酸功能化材料.

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9. 纳米空气柱阵列-SiO₂复合超材料的制备和折射率调控

刘旭, 黄玉铸, 刘奇, 曹鸿涛

高等学校化学学报 2026, 47 (6): 20250338-. DOI: 10.7503/cjcu20250338

摘要（217）

HTML （4）

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提出并验证了一种基于二次化学刻蚀宽范围调控折射率并获得超低折射率的新策略. 首先，采用多靶磁控共溅射技术制备Ag纳米线阵列-SiO₂复合超材料薄膜，经过一次化学刻蚀工艺去除金属相从而构建了纳米空气柱阵列-SiO₂复合超材料薄膜，引入二次化学刻蚀实现了对纳米空气柱阵列直径的扩孔以增大孔隙率，获得了具有超低折射率(<1.2)的超材料薄膜. 利用光谱型椭偏仪和扫描电子显微镜对薄膜的光学性能与微观结构进行了表征，并基于各向异性有效介质理论(EMA)模型对椭偏参数Ψ和Δ进行拟合，得出孔隙率与各向异性折射率的对应关系，明确了一次刻蚀可实现的最低折射率水平. 探讨和总结出二次刻蚀时间与刻蚀液浓度对折射率变化的影响规律. 所提出的超低折射率调控方法具有良好的工艺可重复性，实现了寻常折射率在1.367~1.159之间，异常折射率在1.392~1.191宽范围内的可控制备.

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10. 基于2-氰基吡啶电子受体的热激活延迟荧光材料

汪青松, 张富俊, 徐慧慧, 陈思浛, 张千峰, 童碧海, 陈平, 孔辉

高等学校化学学报 2024, 45 (3): 20230470-. DOI: 10.7503/cjcu20230470

摘要（726）

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合成了4种以2-氰基吡啶为电子受体的发光材料, 考察了不同电子给体对材料发光性能的影响. 研究结果表明，化合物5-(10H-吩噻嗪-10-基)吡啶腈(PTPN)的单晶结构中, 吡啶环之间的分子间氢键及吩噻嗪基团之间的C—H···π分子间相互作用使吡啶环与噻吩基团之间形成共平面的构型, 导致其发光由薄膜中的520 nm蓝移至400 nm. 4种化合物在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜中的发光波长在434~520 nm之间. 化合物5-(10H-吩噁嗪-10-基)吡啶腈(PXPN), PTPN和5-[9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基]吡啶腈(DAPN)的光致发光量子效率(PLQY)在0.17~0.57之间, 具有热激活延迟荧光(TADF)发光性质, 延迟荧光寿命在4.1~5.3 μs之间, 单重态/三重态能隙(ΔE_ST)在0.045~0.069 eV之间. 化合物5⁃(3,6⁃二叔丁基⁃9H⁃咔唑⁃9⁃基）吡啶腈（BCPN）的PLQY为0.91, 发光寿命为12.4 ns, 为荧光发射. 电致发光器件性能测试表明, 4种材料均发射绿光, 其中DAPN的综合器件性能最佳, 掺杂器件的最大亮度可达2855 cd/m², 峰值电流效率(CE)、功率效率(PE)和外量子效率(EQE)分别为37.6 cd/A, 12.6 lm/W和10.4%. 基于化合物BCPN的器件形成了高效的电致激基复合物, 器件的最大亮度可达2367 cd/m², 峰值CE, PE和EQE分别为29.3 cd/A, 11.5 lm/W和9.4%. 该研究表明, 氰基吡啶受体能形成稳定的分子间氢键, 可用于TADF材料的开发.

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11. 高密度磷酸化纳米洋葱碳/磺化聚芳醚砜复合膜的制备与性能

刘莉莉, 杨佩, 田益嘉, 黄逸瑜, 张正东, 闫伟, 张原原, 史林兴

高等学校化学学报 2026, 47 (2): 20250256-. DOI: 10.7503/cjcu20250256

摘要（162）

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将纳米金刚石进行热退火反应得到尺寸约5 nm的准球形纳米洋葱碳(CNOs), 利用浓H₂SO₄/HNO₃混合酸的强氧化性在CNOs表面引入羧酸基团, 得到羧酸化CNOs(C-CNOs). 进一步对C-CNOs进行酰基化和亲核取代反应, 制备了高度磷酸化的CNOs(P-CNOs). 高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、 X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析结果表明—COOH和—PO₃H₂基团的引入, P-CNOs的离子交换量(IEC)达到1.85 mmol/g. P-CNOs与磺化聚芳醚砜(SPAES)共混后, 通过溶液浇铸法制备了一系列均质、完整且致密的SPAES/P-CNOs复合膜. 吸水溶胀、抗氧化稳定性、质子传导率和电池性能等测试结果表明, 与纯SPAES膜相比, SPAES/P-CNOs复合膜的各种性能均有提升. 这是由于P-CNOs上的—COOH和—PO₃H₂基团与SPAES上的—SO₃H基团通过氢键相互作用, 不仅可以形成更加稳定的网状结构, 增强复合膜机械性能和化学稳定性, 还可以促进H⁺在膜内的转移, 提升其传导率. 在90 ℃时, SPAES/P-CNOs-1.5的质子传导率高达220 mS/cm; 在80 ℃/100%相对湿度(RH)下, SPAES/P-CNOs-1.5复合膜在H₂/O₂燃料电池中的最大功率密度达到了650 mW/cm², 与纯SPAES膜相比提高了36%, 且机械性能好, 热-尺寸-化学稳定性高, 具有很好的应用前景.

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12. 铁酸镍/碳复合中空多壳层结构的制备及吸波性能

黄田野, 杨梅, 王江艳, 张少军, 杜江, 王丹

高等学校化学学报 2023, 44 (1): 20220276-. DOI: 10.7503/cjcu20220276

摘要（1454）

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采用次序模板法合成了单、双壳层的中空铁酸镍(NiFe₂O₄)材料, 通过改变前驱体溶液组成及煅烧条件等因素实现了对产物形貌的调控. 在中空NiFe₂O₄颗粒表面原位包覆聚多巴胺, 再经过碳化处理, 制备了具有中空多壳层结构(HoMS)的NiFe₂O₄/C复合吸波材料; 考察了其电磁参数, 计算了其吸波性能, 分析了不同复合结构对性能的影响. 结果表明, 中空多壳层结构能够显著降低材料的密度, 而碳薄层不仅能够改善其阻抗匹配性, 而且提升了材料的反射损耗性能. 其中, 双壳层NiFe₂O₄/C复合物的吸波性能最佳, 当样品厚度为 3.5 mm 时, 材料在 8.44 GHz 处反射损失最小, 为‒32.35 dB; 当样品厚度为 2.0 mm 时, 材料在14.01∼17.69 GHz 范围内反射损耗小于‒10 dB, 有效吸收频宽为3.68 GHz. 这些优异性能主要源于独特的中空多壳层结构增加了电磁波多次反射/散射的概率, 提供了更多的界面极化, 实现了电磁波的快速衰减.

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13. HA/CuO/SrCO₃梯度复合涂层的制备及体外生物活性

赵梦阳, 黄紫洋

高等学校化学学报 2022, 43 (2): 20210644-. DOI: 10.7503/cjcu20210644

摘要（1017）

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在羟基磷灰石(HA)悬浮液中, 以正丁醇为分散介质, 三乙醇胺为乳化剂, 成骨微量元素化合物CuO 和SrCO₃作为添加剂, Ti片为基材, 壳聚糖(CS)为造孔剂, 依次通过区带电泳分布并在反向电场作用下电泳沉积, 得到HA/CS/CuO/SrCO₃复合涂层, 经700 ℃高温煅烧2 h后, 制得HA/CuO/SrCO₃复合涂层. 通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能量色散光谱仪(EDS)、劳埃德万能材料试验机、电化学工作站、模拟体液培养和抑菌实验等手段对复合涂层进行测试与表征. 结果表明, Ca, Cu和Sr 元素含量在HA/CuO/SrCO₃复合涂层的径向上均呈现梯度分布; 复合涂层与钛基材的结合强度达33.0 MPa; 循环伏安(CV)曲线和Tafel极化曲线测试表明, 复合涂层在N-2-羟乙基哌嗪-N′-2-乙磺酸(HEPES)模拟体液(H-SBF)中电化学性能稳定, 耐腐蚀性较强; 在H-SBF中培养24 d后, 复合涂层表面完全碳磷灰石化; 抑菌实验发现, 复合涂层粉末对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为81.82%和71.86%.

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14. 平面十二配位MB₈C₄(M=Ca, Sr, Ba)分子轮团簇的理论研究

冯林雁, 胡晓波, 闫苗, 苗常青, 陈瑞, 郭谨昌, 王迎进

高等学校化学学报 2023, 44 (10): 20230281-. DOI: 10.7503/cjcu20230281

摘要（594）

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基于第一性原理计算, 在B3LYP/def2-TZVP水平下对碱土金属(Ca, Sr, Ba)掺杂的硼碳环团簇的稳定性、化学成键及芳香性进行研究. 结果表明, CaB₈C₄团簇的全局极小结构是以Ca为中心的完美平面分子轮. 对于SrB₈C₄团簇, 十二配位分子轮和拉长状八配位结构能量相近, 可能共存于其异构体中. 随着掺杂金属原子半径的增加, 拉长状八配位结构逐渐趋于稳定, 为BaB₈C₄团簇的基态结构. 电荷分析结果表明, 轮状结构是一个高电荷转移化合物, 可被视为[M]²⁺[B₈C₄]^2-离子复合物. 成键分析揭示分子轮结构具有10σ/8π冲突芳香性, 且中心金属与外围硼碳环之间存在微弱的共价作用. 磁感应环电流密度分析进一步证实轮状结构的成键特征. 该体系可视为双重芳香轮状结构的一个反例. 拟合出了体系的红外光谱, 并对主要特征峰进行了归属分析.

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15. A位缺陷对La-Sr-Co-O钙钛矿结构和催化氧化性能的影响

高中楠, 郭丽红, 赵东越, 李新刚

高等学校化学学报 2021, 42 (9): 2869-2877. DOI: 10.7503/cjcu20210311

摘要（1382）

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采用柠檬酸络合法制备La-Sr-Co-O钙钛矿, 通过酸处理溶解Sr离子, 得到了相应的A位缺陷钙钛矿. 采用X射线衍射(XRD)、 X射线吸收精细结构(XAFS)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-OES)、 X 射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)等表征技术考察了A位缺陷钙钛矿的晶体结构、配位环境及表面电子结构等性质, 通过CO氧化和NO氧化活性测试评价了A位缺陷钙钛矿的催化性能. 结果表明, 简单酸处理有选择性地改造了Sr富集区, 溶解了SrCO₃ 以及大部分SrO. 钙钛矿主体结构基本不变, 局域结构中Sr(A位)的缺位造成Co离子以Co₃O₄形式溶出, 并形成了更多的氧缺陷, 有效地活化了晶格氧物种, 因此其在CO氧化和NO氧化反应中均表现出更优异的低温活性.

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16. 吸附法制备金属/碳催化剂用于5-羟基甲基糠醛高效电催化氧化的研究

刘至辰, 张宏伟, 张博稳, 陈鹏, 袁珮

高等学校化学学报 2023, 44 (1): 20220631-. DOI: 10.7503/cjcu20220631

摘要（806）

HTML （28）

PDF（pc）（8038KB）（827）

以介孔中空碳球(HC)为载体, 通过简单的吸附法吸附Ni²⁺/Fe³⁺金属离子, 获得了在碱性电解液中具有高效5-羟基甲基糠醛(HMF)电催化氧化性能的Ni _x Fe_1‒_x /HC催化剂. 通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对Ni _x Fe_1‒_x /HC的物相、形貌结构及电子结构进行了表征, 并通过线性扫描伏安和计时电位等方法测试了Ni _x Fe_1‒_x /HC的HMF电催化氧化性能．结果显示, Ni _x Fe_1‒_x /HC材料催化HMF氧化的活性随Fe引入量的增加先升高后降低, Ni_0.7Fe_0.3/HC拥有最优的催化活性, HMF的转化率为100%, 2,5-呋喃二甲酸(FDCA)的选择性为90.5%, 法拉第效率为90.2%, 经历10次循环后, 催化活性仅略微降低, 表现出优良的催化稳定性.

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17. 基于三苯胺的红光手性荧光探针的构筑及手性识别性能

吴泽怡, 司文妮, 齐春轩, 李朔, 冯海涛

高等学校化学学报 2026, 47 (4): 20250258-. DOI: 10.7503/cjcu20250258

摘要（241）

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设计合成了一对基于三苯胺、二氰基乙烯和光学纯1，2-二氨基环己烷的红色手性荧光探针. 通过核磁共振波谱(NMR)、高分辨质谱(HRMS)及X射线单晶衍射(XRD)确认了手性环状化合物的结构. 对探针分子的光物理性能进行了表征，结果表明所制备的红光分子发光波长位于622 nm，结晶态时荧光量子产率高达35.2%，并具有典型的聚集诱导发光(Aggregation-induced emission， AIE)活性. 该手性荧光探针分子对环己二胺和四氢萘胺表现出明显的对映选择性识别性能，探针分子在与分析物作用后形成的络合物的荧光强度比分别可达到14.20倍和4.28倍. 研究结果不仅丰富了AIE型环状红光化合物的种类，而且延长了手性荧光探针的发光波长. 因此，该探针可作为一种简单、方便的手性检测工具应用于手性识别.

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18. Mg-MOF-74对CO₂/H₂O的吸附性能

杜涛, 龙渊, 汤琦, 李生璐, 刘丽影

高等学校化学学报 2017, 38 (2): 225-230. DOI: 10.7503/cjcu20160584

摘要（3148）

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PDF（pc）（1651KB）（1966）

以Mg(NO₃)₂·6H₂O和2,5-二羟基对苯二甲酸为原料, 采用溶剂热法制备了金属有机骨架材料Mg-MOF-74. 利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对其结构、形貌和性能进行了分析, 并利用自制穿透实验装置研究了产物吸附CO₂/H₂O的性能. 结果表明: 合成的样品纯度高, 结构完整, 形貌规则有序, 具有较高的CO₂吸附量. 双组分CO₂/H₂O穿透实验结果证实, 在水蒸气存在情况下, 与沸石13X相比, Mg-MOF-74仍具有较高的CO₂吸附能力, 可用于分离高湿烟道气中的CO₂.

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19. 稀土掺杂Bi_2－_x Gd _x MoO₆的合成及近红外反射性能

闫峻琳, 李晓东, 刘东洋, 李明哲, 张粟

高等学校化学学报 2025, 46 (9): 20250088-. DOI: 10.7503/cjcu20250088

摘要（705）

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面对全球气候变化与城市热岛效应日益加剧的挑战，开发兼具高近红外反射性能与热调控能力的节能功能材料已成为研究热点. 传统氧化物材料如Bi₂MoO₆在近红外波段的反射性能仍存在一定局限. 近年来，稀土改性钼酸盐材料因其优异的光学响应特性及结构稳定性，在近红外反射材料领域得以广泛关注. 本文采用固相合成法制备了Gd³⁺掺杂的近红外反射材料Bi_2－_x Gd _x MoO₆(x=0， 0.2， 0.4， 0.6， 0.8， 1.0)；利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、近红外(NIR)反射测试、热重-差热分析(TG-DSC)及隔热性能实验对样品进行了表征. 结果表明，合成的样品具有良好的结晶度. Gd³⁺掺杂引起带隙收缩(2.87 eV至2.80 eV)，导致吸收边红移，增强了样品对450~600 nm蓝绿光的吸收，使其呈现更明显的黄色调，从而实现了色彩调控. Bi_2－_x Gd _x MoO₆系列样品皆表现出较高的近红外反射率，均高于87.68%，显著高于TiO₂(75.66%). 尤其是x=0.4时，样品的近红外反射率达到90.11%，近红外太阳反射率为89.53%，分别比TiO₂高出14.45%和9.24%. 红外线灯照射实验进一步验证了其优异的节能隔热性能. TG-DSC分析表明， Bi_2－_x Gd _x MoO₆材料具有优异的热稳定性，可在高温环境下长期使用，为高效隔热材料提供了新的选择.

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20. 基于低分子量聚合物共混的改性聚双环戊二烯弹性体的制备与性能

张婷婷, 刘东立, 汤钧

高等学校化学学报 2026, 47 (1): 20250332-. DOI: 10.7503/cjcu20250332

摘要（204）

HTML （6）

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通过双环戊二烯(DCPD)与三环戊二烯(TCPD)共聚，并与具有良好相容性的低分子量聚丁二烯(PB)进行共混改性，制备了聚双环戊二烯(PDCPD)弹性体改性材料. DCPD与TCPD共聚可以调节材料刚性； PB的引入降低了体系交联度，减少了刚性环状结构比例，同时其增塑作用导致改性PDCPD由刚性热固性塑料向柔性弹性体转变. 当PB添加量为单体混合物质量的35%时， PDCPD弹性体改性材料为拉伸强度为12 MPa、断裂伸长率为296%的热固性弹性体，同时其热分解温度未显著降低. 拉伸断面扫描电镜图像、动态热机械分析及热重分析结果表明， PB在体系中以物理共混形式存在. 尽管过多PB的引入会在一定程度上降低材料的耐水性，但在60 ℃去离子水中浸泡48 h后，其最大吸水率低于0.9%. 本文研究结果为低分子量聚合物共混改性PDCPD，使其转变为弹性体提供了有效途径.

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