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2012年 第33卷 第03期    刊出日期：2012-03-10

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高等学校化学学报2012年第33卷第3期封面和目次

2012, 33(03):  0-0. 

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研究论文: 无机化学

透明质酸-量子点的制备及应用

曹美荣, 侯洁, 张奇, 白芳, 白钢

2012, 33(03):  437-441.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.001

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基于量子点(QD)独特的光学成像特性, 采用化学合成法制备了透明质酸(HA)修饰的水溶性纳米量子点(HA-QD), 并将其应用于特异性受体CD44的识别研究中. 体外细胞实验结果证实, 在透明质酸受体的介导下, 该纳米复合物可使小鼠肺腺癌细胞LA795显示特异性的荧光成像. 本研究为建立针对透明质酸受体的肿瘤活体检测及研究肿瘤的发生发展提供了重要的纳米靶向荧光探针.



以花瓣为模板制备TiO₂分层介孔纳米片

赵晓兵, 王芳, 钱君超

2012, 33(03):  442-446.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.002

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以月季花花瓣为模板, 经钛盐溶液浸渍后煅烧, 合成了新型TiO₂ 分层介孔纳米片. 采用X射线衍射(XRD)、 场发射扫描电子显微镜(FESEM)、 环境扫描电子显微镜(ESEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis/DRS)和氮气吸附-脱附曲线分析等手段对样品进行了表征. 结果表明, 所得样品由厚度约4 nm的具有生物形态结构的锐钛矿型TiO₂ 纳米片组成. TiO₂ 薄层表面存在大量介孔, 其孔径集中分布于4 nm左右. 由紫外-可见漫反射吸收光谱可知, 材料的吸收边较纳米TiO₂ (P25)红移了约20 nm, 因而具有更高的可见光光催化活性. TiO₂ 分层介孔纳米片在阳光下表现出较强的光催化活性, 在90 min内对亚甲基蓝的降解率可达98%, 远高于TiO₂ 纳米粉.



磷酸钙陶瓷颗粒微纳米结构对蛋白吸附的影响

李波, 张慧杰, 廖晓玲, 朱向东, 范红松, 张兴栋

2012, 33(03):  447-452.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.003

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用微波烧结和常规烧结方法分别制备了4种具有纳米和微米结构的磷酸钙陶瓷, 对陶瓷的相组成、 微观结构、 粒度分布、 比表面积、 孔径分布和表面Zeta电位进行了对比分析, 并进一步采用凝胶电泳法考察了陶瓷对牛血清白蛋白/溶菌酶双蛋白的吸附行为. 结果显示, 纳米陶瓷和常规陶瓷具有相似的相组成、 颗粒分布和表面Zeta电位, 但微孔结构、 比表面积和蛋白吸附差异明显. 纳米陶瓷具有较小的晶粒尺寸和更丰富的介孔结构, 使其能吸附更多的牛血清白蛋白和溶菌酶, 表明其具有更强的生物活性.



一步水热合成Mn-ZSM-5纳米分子筛及其性能

张前, 陈春影, 丁双, 张文婷, 许迪欧, 唐晓建, 王润伟, 姜日花, 张宗弢, 裘式纶

2012, 33(03):  453-457.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.004

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在强碱性条件下直接引入二价锰源, 一步合成出高纯度的纳米级Mn-ZSM-5分子筛. 通过X射线粉末衍射(XRD)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 扫描电子显微镜(SEM)、 ²⁹Si核磁共振波谱(²⁹Si NMR)、 电感耦合等离子光谱(ICP)和氮气吸附-脱附等测试方法对其进行结构表征和性能测试. 结果显示, 锰原子存在于沸石骨架中, 产物为具有MFI结构的纳米级分子筛. 使用苯乙烯氧化反应作为探针反应, 以过氧化氢为氧化剂, 结果显示苯乙烯转化率达到84.98%, 转化数(TON)为208, 环氧苯乙烷选择性为87.62%, 产率为74.46%.



分析化学

碳纳米管/铜纳米结构电极材料在葡萄糖检测中的应用

王旭东, 田晓丰, 季福建, 刘铁梅

2012, 33(03):  458-463.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.005

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利用电化学沉积法制备了碳纳米管/铜纳米结构电极材料, 采用扫描电子显微镜和电化学方法对电极表面的形貌和电化学性质进行了表征. 结果表明, 碳纳米管/铜纳米结构电极材料具有较大的电化学活性表面积、 高稳定性、 良好的导电性以及高葡萄糖电氧化活性, 有望用于葡萄糖的检测.



对巯基苯硼酸修饰石英晶体微天平传感器用于测定唾液酸

段淑静, 何锡文, 陈朗星, 张玉奎

2012, 33(03):  464-469.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.006

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硼酸与二醇的脱水缩合反应已被广泛用于检测或富集顺式邻位多羟基化合物. 本文以对巯基苯硼酸(MPBA)自组装修饰石英晶体微天平(QCM)芯片, 基于硼酸根对唾液酸的特殊反应, 建立了检测唾液酸(SA)的新方法. 采用扫描电子显微镜表征了对巯基苯硼酸对石英晶体微天平的功能化修饰过程, 并研究了溶液pH值对芯片表面亲和力的影响. 实验结果表明, 随着pH值的降低, 修饰芯片对唾液酸的结合能力增强, 而对参照物葡萄糖的结合能力则降低. 在pH=4.0的条件下, 该传感器在0.50~5.0 mmol/L范围内对唾液酸有很好的线性响应, 相关系数为0.9950, 检出限为0.15 mmol/L. 此传感器提供了一种简易的唾液酸检测方法, 为实际样品的测定奠定了基础.



非样品手性配体交换毛细管电泳测定手性多巴

邱昌桂, 王晓瑜, 郭振朋, 宋丽娟, 陈义

2012, 33(03):  470-474.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.007

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以L-多巴为测定目标, 以天然芳香氨基酸为替代样品, 建立了以非样品α-羟基酸为手性配体, 以铜和镍等二价金属为中心离子的手性配体交换毛细管电泳新方法. 当弱配位的α-羟基酸与中心离子的摩尔比大于6∶1时, 所建立的方法即可实现对D,L-氨基酸和D,L-多巴的基线分离, 可用于口服多巴药片含量的测定, 检测出质量分数为0.5%的异构体杂质, 其定量的线性范围是0.025~2.5 mmol/L, 回收率为96.3%. 据此方法测得某商品药片的实际含量(质量分数)为标称值的(97.33±0.70)%.



高灵敏CdTe量子点探针的构建及与金属离子的作用

程芳, 刘贞, 胡育筑, 吴盛美, 严拯宇

2012, 33(03):  475-480.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.008

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采用变性的牛血清白蛋白(dBSA)对水相合成的CdTe量子点进行修饰, 构建了高灵敏金属离子探针, 研究了其对重金属离子的检测性能并对机理进行了探讨. 通过优化反应条件, 合成了具有高量子产率的以巯基乙酸为稳定剂的水溶性CdTe量子点, 并采用变性的牛血清白蛋白分别对不同粒径的CdTe量子点进行修饰, 确定变性的牛血清白蛋白与不同粒径量子点之间的最佳比例. 在纯化变性的牛血清白蛋白修饰的量子点(dBSA-QDs)的基础上, 研究了该量子点与不同金属离子的作用. 结果表明, 量子点经修饰后, 其量子产率、 抗光漂白性及稳定性得到显著提高; 而且dBSA-QDs的荧光可被重金属离子有效猝灭, 与巯基乙酸稳定的量子点(TGA-QDs)相比, 检测灵敏度显著提高.



Ag/SiO₂/Chitosan复合纳米粒子的合成及对六价铬吸附的分析应用

张艳, 郑行望

2012, 33(03):  481-485.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.009

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基于反相微乳液纳米粒子合成方法制备了Ag/SiO₂/Chitosan(壳聚糖)复合纳米粒子. 采用透射电子显微镜、 电化学方法和紫外-可见吸收光谱表征了复合纳米粒子的性质. 结果表明, 该复合纳米粒子具有导电性、 阴离子通道效应和对六价铬的吸附效应. 与修饰电极化学发光方法相结合, 建立了一种测定六价铬的新方法. 在最佳实验条件下, 增敏电化学发光信号强度与六价铬的浓度在2.0×10^-12 ~1.0×10^-10 g/mL范围内呈线性关系, 对六价铬的检出限为2×10^-13 g/mL.



基于分子信标对hOGG1活性的定量分析

刘斌, 羊小海, 王柯敏, 谭蔚泓

2012, 33(03):  486-491.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.010

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设计了一种含有8-oxoG碱基的新型分子信标, 结合酶促反应发展了一种非同位素标记的人8-oxoG-鸟嘌呤糖苷酶1(hOGG1)的活性分析新方法, 检出限可达0.0125 U/mL. 此外, 该方法还可用于快速考察金属离子对酶促反应的影响和肿瘤细胞中hOGG1活性水平的定量检测. 实验结果表明, 该方法简单、 灵敏, 有望用于肿瘤样品中hOGG1活性的高通量分析和hOGG1抑制剂的筛选.



有机化学

吡咯并[2,1,5-cd]中氮茚酰腙衍生物的合成及Cu²⁺荧光探针行为

杨安博, 王炳祥

2012, 33(03):  492-495.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.011

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设计合成了吡咯并[2,1,5-cd]中氮茚酰腙衍生物6. 测试了其紫外光谱和荧光光谱, 研究了其对铜离子的选择性识别作用. 结果表明, 化合物6作为铜离子荧光探针, 受常见离子干扰较小, 对于铜离子有着较高的选择性和较低的检出限.



反丁烯二酰基桥连的带不同取代基的卟啉二联体的合成与性质

孙园园, 单凝, 王彬彬, 连文慧, 于苗, 师同顺

2012, 33(03):  496-500.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.012

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合成了反丁烯二酰基桥连的3种带不同取代基的卟啉二联体, 通过红外光谱, 紫外-可见光谱, 核磁共振波谱和质谱对化合物的结构进行了确认, 并研究了二联体的表面光电压谱, 荧光光谱和激光拉曼光谱的变化. 结果表明, 取代基的类型对卟啉二联体分子的荧光量子产率有显著影响, 带供电子基团的甲氧基增强了荧光量子产率, 而带吸电子基团的氯则降低了荧光量子产率, 并且吸电子基团的氯比供电子基团的甲氧基对荧光的影响更大. 取代基的电子效应对卟啉二联体的荧光性和激光拉曼光谱有较大影响.



新型喹唑啉酮衍生物的合成

唐健红, 史大昕, 王秀珍, 刘璇, 李加荣

2012, 33(03):  501-506.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.013

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以醛、 丙二腈和酮为起始原料, 在乙酸铵的催化下一锅合成了2,6-二氰基苯胺衍生物3, 化合物3在NaOH催化下, 与酮经过分子内Pinner反应到Dimroth重排组合转化, 得到新型多取代喹唑啉酮衍生物5. 化合物5的结构经IR, ¹H NMR, ¹³C NMR和MS表征. 喹唑啉酮衍生物是一系列药物的重要中间体.



无溶剂条件下氨基磺酸锂催化合成氧杂蒽化合物

王昭申, 刘晨江

2012, 33(03):  507-510.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.014

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在无溶剂条件下, 芳香醛与 5,5-二甲基-1,3-环己二酮或1,3-环己二酮经氨基磺酸锂催化缩合反应合成了氧杂蒽. 结果表明, 当催化剂用量为3%(摩尔分数)时, 在120 ℃反应 40~70 min, 产率高达 90% 以上. 此外, 探讨了该反应的氨基磺酸锂催化机理. 该合成方法具有操作简单, 反应时间短、 产率高及对环境友好等优点, 是现有氧杂蒽化合物合成方法的一个重要补充.



5,8-二取代吲哚里西丁毒青蛙生物碱的合成

周德军, 丰岗尚树

2012, 33(03):  511-515.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.015

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建立了一种以Michael共轭加成为关键步骤, 高立体选择性合成5,8-二取代吲哚里西丁生物碱的方法, 同时对5,8-二取代吲哚里西丁毒青蛙生物碱(-)-203A, (-)-209B, (-)-235B″, (-)-231C, (-)-233D, (-)-219F, (-)-221I, (-)-193E(Proposed), (-)-251N和221K(Proposed)进行了全合成, 确定了203A和233D的绝对构型及231C, 219F, 221I和251N的相对构型. 另外, 对193E(Proposed)的结构提出了订正方案.



N-磷酰化多巴胺与溶菌酶相互作用的ESI-MS研究

武现丽, 韩国胜, 王珍, 曹书霞, 廖新成

2012, 33(03):  516-520.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.016

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采用电喷雾离子肼-质谱(ESI-MS)研究了一系列结构具有可比性的N-磷酰化多巴胺与溶菌酶的非共价相互作用, 比较了磷上不同取代基对相互作用的影响. 结果表明, 磷上的烷氧取代基上烷基碳原子的个数及排列顺序对二者相互作用有较大影响; 取代基上碳链越长, 溶液中溶菌酶的构象越趋于收缩, 二者之间越容易形成带低电荷和高质核比的复合物, 且其稳定性也随着取代基的增长而增强; 当取代基碳原子数相同时, 直链取代的磷酰化多巴胺与溶菌酶形成的复合物比支链取代的底物与溶菌酶形成的复合物稳定.



一种S-腺苷甲硫氨酸依赖的甲基转移酶活性的检测方法

谷劲松, 谭晓军

2012, 33(03):  521-525.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.017

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通过PCR扩增获得了S-腺苷-L-高半胱氨酸核苷酶(SAHN)和S-核糖基高半胱氨酸酶(SRHH)的基因序列, 克隆入表达载体, 转化宿主细胞, 表达纯化得到带有组氨酸标签的重组蛋白, 基于SAHN和SRHH重组酶建立了一种酶偶联分析S-腺苷甲硫氨酸(AdoMet)依赖的甲基转移酶活性的检测方法. 甲基转移酶的共同产物S-腺苷-L-高半胱氨酸(AdoHcy)首先被SAHN酶水解生成腺嘌呤和S-核苷高半胱氨酸, 后者进一步被SRHH酶裂解生成高半胱氨酸, 最后高半胱氨酸与Ellman's试剂反应生成5-硫代-2-硝基苯甲酸(TNB). 实验结果表明, 重组表达获取的2种酶蛋白均具有良好的催化活性, 酶偶联反应生成的TNB与初始AdoHcy浓度呈现显著的线性正相关. 该检测方法克服了S-腺苷甲硫氨酸依赖的甲基转移酶的共同产物AdoHcy的反馈抑制, 使甲基化反应进行完全, 从而保证了对甲基转移酶活性准确有效的定量分析.



物理化学

三元脂肪酸/膨胀石墨复合相变材料的制备、包覆定形及热性能

孟新, 张焕芝, 赵梓名, 孙立贤, 徐芬, 张箭, 焦庆祝, 鲍艳, 马建中

2012, 33(03):  526-530.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.018

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采用癸酸、 月桂酸和棕榈酸的三元共晶混合物作为相变材料, 以膨胀石墨为基体, 通过膨胀石墨多孔结构的毛细吸附和复合涂饰剂的包覆定形, 将多元相变材料固定在膨胀石墨的孔道结构中, 制备出结构稳定、 密封性能优异、 热稳定性好和高导热的新型三元脂肪酸/膨胀石墨复合定形相变材料. 膨胀石墨具有膨胀疏松的多孔结构和良好的吸附性能; 其熔融潜热为95.6 J/g, 结晶焓为82.8 J/g, 说明其具有很好的相变蓄热特性和热循环稳定性; 材料的导热性能可增加至0.738 W/(m·K), 与脂肪酸相比得到大幅度提高.



Cu/Cu²⁺沉积型电极在流动酸性电解液中的电化学性能

潘君丽, 文越华, 程杰, 曹高萍, 杨裕生

2012, 33(03):  531-535.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.019

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在流动的高浓度硫酸铜酸性溶液中, 研究了H₂SO₄浓度、 温度和CuSO₄浓度对Cu/Cu²⁺沉积型电极在石墨基体上电化学性能的影响. 结果表明, 沉积型铜电极反应受控于阴极沉积过程, 室温下动力学过程较慢, 但铜沉积致密, 不易形成枝晶和海绵状铜. 适当提高H₂SO₄和CuSO₄浓度及反应温度可降低铜沉积的极化, 改善其动力学特征; 但Cu离子的溶解度受限于H₂SO₄浓度, CuSO₄浓度提升空间有限. 优化电解液组成为2.5 mol/L H₂SO₄＋0.7 mol/L CuSO₄, 反应温度45 ℃. 在此条件下, 铜在石墨基体上沉积/溶解的交换电流密度提高1个数量级, 具有良好的动力学特征, 单电极充放电电压差降低近50%, 能量效率超过80%.



Mg₂ FeH₆ 纳米晶的制备及储氢性能

马建丽, 王艳, 陶占良, 陈军

2012, 33(03):  536-540.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.020

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在室温和氩气气氛下, 以MgH₂ 和纳米Fe为原料, 采用机械合金化(球磨法)制备了Mg₂FeH₆纳米晶. 考察了球磨参数(时间、 转速)对产物的影响, 对所制备的Mg₂FeH₆ 纳米晶的组成、 结构和形貌进行了表征, 并对其储氢性能进行了测试. 结果表明, 所制备的Mg₂FeH₆纳米晶为立方结构, 纯度较高(91.4%), 其晶粒尺寸较小, 约为10~30 nm, 但团聚现象较为严重. Mg₂FeH₆纳米晶具有较低的活化能和较好的吸放氢动力学性能, 其放氢的脱附焓和脱附熵分别为(-42.8±2) kJ/mol和(-72.0±3) J/(mol·K). 在503 K和6 kPa的氢气压力下, Mg₂FeH₆纳米晶在70 min内放氢量达到2.5%(质量分数); 在2 MPa的氢气压力下, 上述放氢产物具有较快的起始吸氢速率.



苯-卤素(X₂, X=F, Cl, Br, I)相互作用本质的对称性匹配微扰理论研究

梁雪, 孙涛, 王一波

2012, 33(03):  541-547.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.021

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在MP2水平下对被定义为"电荷转移复合物(CTC)"的苯(C₆H₆)-卤素分子X₂(X＝F, Cl, Br, I)相互作用体系进行了量子化学研究. 在优化所得C₆H₆-X₂(X＝F, Cl, Br, I)复合物的平衡几何结构中, 卤素分子X₂接近垂直指向苯环上碳-碳双键的中心. 自然键轨道(NBO)分析结果表明, 苯-卤素体系中电荷转移的数量很少. 对称性匹配微扰理论(Symmetry-adapted perturbation theory, SAPT) 能量分解结果显示, 在4个复合物体系中, 静电作用的贡献相对较小(只占总吸引作用的20%左右), 对于C₆H₆-F₂体系, 色散作用是其主要吸引作用, 对于C₆H₆-Cl₂, C₆H₆-Br₂和C₆H₆-I₂ 体系, 诱导作用则是其主要的吸引作用, 从F到I, 色散作用逐渐减弱, 诱导作用逐渐增强, 表明在电子相关水平上将苯-卤素体系称为"电荷转移复合物"的说法并不确切.



活性炭表面基团的定性和定量分析

李娜, 朱健, 查庆芳

2012, 33(03):  548-554.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.022

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利用过硫酸铵对石油焦基活性炭进行了氧化处理, 并使用元素分析、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 带质谱检测的程序升温脱附(TPD-MS)、 X射线光电子能谱(XPS)和X射线吸收近边结构(XANES)等方法对样品进行了分析和表征, 并对不同表征方法所得结果进行了对比分析. 结果表明, 元素分析所得结果与TPD-MS分析结果较吻合, XPS和XANES分析所得含氧量结果偏小.



电极功函数对TiO₂/PbS平面异质结激子太阳电池性能影响的理论模拟

朱俊, 胡林华, 戴松元

2012, 33(03):  555-559.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.023

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采用一维微光电子结构分析模型(AMPS-1D)软件模拟分析了由TiO₂纳米晶薄膜与PbS量子点薄膜组成的平面异质结激子太阳电池中电极功函数对电池性能的影响. 通过在界面上引入厚度为2 nm的激子发生分离的自由载流子产生层, 得到电池的电流-电压曲线、 电子电流及空穴电流的空间分布等信息. 模拟结果表明, 透明导电氧化物电极的功函数可以在一定区间内变化而不影响电池效率, 但是金属电极功函数的变化则会明显影响电池输出性能, 这是因为PbS与金属电极之间的肖特基(Schottky)接触会对电池性能产生负面作用.



纳米ZnO光伏特性分析

李子亨, 李根, 杜艳, 王德军, 邹广田

2012, 33(03):  560-563.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.024

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利用表面光电压谱(SPS)和瞬态光伏(TRP)技术研究了纳米ZnO的光生电荷行为, 发现TRP曲线时域为10^-9~10^-7和10^-6~10^-3 s时样品的SPS在320~380 nm处出现光伏响应, 时域为10^-3~10^-1 s时样品的SPS在380~420 nm处出现光伏响应. 这3个时域分别对应着纳米晶本征响应、 晶间电荷转移和纳米晶表面态电荷捕获等过程. 光生电荷密度足够大或受外部电场影响时在300~320 nm区间也出现光伏响应.



霸王鞭和麒麟掌叶片的表面微结构及超疏水性

张诗妍, 高常锐, 狄桓宇, 冯琳

2012, 33(03):  564-568.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.025

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霸王鞭(Euphorbia antiquorum)和麒麟掌(Euphorbia neriifolia var. cristata)是2种特殊的叶片, 正面不疏水而叶片背面超疏水的沙漠植物. 本文通过接触角测试仪、 电子显微镜和表面张力测试仪分别对叶片的超疏水性、 表面微观形貌和表面黏附力进行了测试和表征. 采用模板法, 以聚乙烯醇为模板、 以聚苯乙烯为基底制备仿叶片背面结构的聚苯乙烯薄膜, 并对薄膜表面的超疏水性、 表面微观形貌和表面黏附力进行了测试和表征, 发现这2种叶片背面的平均间距为1~3 μm的层片状微观结构可以构建出具有超疏水高黏附力特性的表面.



Ag在MgF₂(010)表面吸附的密度泛函理论研究

王丽平, 韩培德, 郝玉英, 张竹霞, 许并社

2012, 33(03):  569-574.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.026

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基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理赝势法, 对MgF₂(010)面及吸附Ag的构型进行了优化, 并计算了MgF₂(010)面吸附Ag体系的吸附能、 电子结构和光学性能. 结果表明, MgF₂(010)面能隙低于体相, 态密度分裂, 出现表面态. Ag在MgF₂(010)面的吸附属于稳定的化学吸附, 最佳吸附位为最外层F的四重穴位. 吸附机理主要表现为Ag的4p轨道与第二层的Mg的2p和3s轨道之间发生相互作用, 有少量电荷从Ag向Mg迁移. 吸附Ag后, 可见光波段的光吸收增加, Ag吸附后将使体系在可见光波段出现吸收峰.



生物光子晶体蝴蝶翅膀表面的凝结液滴憎水性

梅欢, 罗丁, 汪晶, 郑咏梅

2012, 33(03):  575-579.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.027

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采用环境扫描电子显微镜(ESEM)观测了蝴蝶翅膀的微观结构, 揭示了蝴蝶翅膀颜色的各向异性特征. 采用高速摄像仪实时动态观察了蝴蝶翅膀的水凝结浸润特性, 分别探究了蝴蝶翅膀在水平、 不同倾斜角度以及在振动条件下的水凝结的憎水性. 基于微观结构, 对蝴蝶翅膀的水凝结憎水特性进行机理阐述. 定量描述了其表面的黏滞特性, 并基于蝴蝶翅膀的微观结构效应阐述了翅膀表面水凝结的憎水性机制.



碳纳米管和碳纳米管-四氢呋喃水合物的储氢特性

臧小亚, 梁德青, 吴能友

2012, 33(03):  580-585.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.028

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研究了单壁碳纳米管(SWNTs)干法储氢和碳纳米管(SWNTs)-四氢呋喃(THF)水合物法储氢的过程. 结果表明, 实验所用的SWNTs在16.5 MPa压力下, 温度为0.5 ℃时, 氢气的吸附存储量为0.75%(质量分数), 经浓酸处理后, 氢气的存储量可以达到1.15%, SWNTs-THF水合物法储氢量为0.37%, 与碳纳米管干法储氢相比, 储氢量有所降低.



二乙烯三胺改性多壁碳纳米管对溶液中Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的吸附

李翠, 徐昕, 鲍长利, 王焕锋, 刘丽, 刘晓婷

2012, 33(03):  586-590.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.029

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以二乙烯三胺(DETA)为改性剂, 对多壁碳纳米管(MWCNTs) 进行共价键修饰,合成了一种对Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)有选择性的吸附剂MWCNTs-DETA, 并对Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的吸附参数进行了研究和优化. 结果表明, 最佳洗脱剂浓度为1.0 mol/L 硫脲-1.0 mol/L 盐酸, Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的洗脱率分别为94.48%和89.06%, 最佳条件下Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的饱和吸附容量分别为50.45和25.68 mg/g. 在对吸附等温线的考察中, Au(Ⅲ)拟合Langmuir等温线较好, 而Pd(Ⅱ)则拟合Freundlich等温线较好. 吸附动力学均拟合二级模型较好.



推/拉电子取代基对PCBM结构及光谱性质影响的理论研究

李春敏, 阚玉和, 徐莹莹, 段雨爱, 苏忠民

2012, 33(03):  591-597.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.030

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应用密度泛函理论(DFT)方法计算[6,6]-苯基-C₆₁-丁酸甲酯(PCBM)及其苯环对位取代得到的4种衍生物的几何和电子结构. 采用第一激发能校正了分子的最低未占据分子轨道(LUMO)能级, 探讨了推/拉电子基团对分子前线轨道的影响. 在全优化几何构型的基础上, 采用含时密度泛函理论(TD-DFT)方法研究了电子吸收光谱特征和电荷转移态性质, 并讨论了推/拉电子基团对体系电子吸收光谱性质的影响. 通过对重组能和电子亲和势的计算, 预测了PCBM与4种衍生物的电子能力及电子迁移率大小的关系. 结果表明, 在PCBM中, 在苯环的对位引入推电子基团可以提高分子的前线轨道能级, 改变前线轨道电子云分布, 明显增强可见光范围内的吸收强度, 增加可见光范围内的电荷转移吸收, 且激发态的电荷转移随着引入基团推电子能力的增加而增强. 化合物5的激发态分子内电荷转移性质最强, 且具有较独特的光伏性质. 而在同样位置引入拉电子基团, 则降低了分子前线轨道能级对电子吸收光谱的影响.



铅化合物催化二氨基二苯甲烷与碳酸二甲酯反应机理的红外光谱研究

裴义霞, 李会泉, 柳海涛, 张懿

2012, 33(03):  598-603.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.031

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研究了Pb(OAc)₂·3H₂O催化二氨基二苯甲烷(MDA)与碳酸二甲酯(DMC)反应合成二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)的稳定性和成分变化, 发现乙酸铅在反应过程中会形成含氨基配体的碱式碳酸铅, 该化合物对MDC的合成仍具有较高活性. 采用红外光谱结合原位控温液体池技术研究了其催化机理, 结果表明, 铅催化剂的配体对其催化活性起重要作用, 双齿配位方式向单体配位方式的转变是催化剂起作用的关键步骤; 并在此基础上提出了铅催化剂催化MDA与DMC反应的机理.



高分子化学

Ag/AgCl复合纳米粒子/聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及可见光催化降解甲基橙

韩燕燕, 王威, 宋明昕, 李振宇, 王策, 孙景辉

2012, 33(03):  604-607.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.032

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通过电纺丝法结合原位还原及原位氧化反应, 成功制备了均匀负载Ag/AgCl复合纳米粒子/聚丙烯腈(PAN)复合纳米纤维膜. 首先利用电纺丝技术制备了PAN/AgNO₃复合纳米纤维, 然后用乙二醇将硝酸银还原成银纳米粒子, 最后采用三氯化铁溶液对材料进行原位氧化. 所得纤维膜材料可以作为高效的可见光催化剂, 具有高可见光利用率, 优异的柔性和高光催化动力学等特性.



丙烯酸接枝邻苯二酚衍生物的二次聚合

黄瑶, 朱召进, 徐景坤, 卢宝阳, 岳瑞瑞

2012, 33(03):  608-614.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.033

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合成了2种聚合前驱体邻苯二丙烯酸酯(o-PDA)和2-甲氧基苯丙烯酸酯(2-MOPA), 分别通过与丙烯酸(AA)自由基共聚得到邻苯二丙烯酸酯-丙烯酸共聚物(O1)和2-甲氧基苯丙烯酸酯-丙烯酸共聚物(O2). 产物邻苯二酚(o-DHB)-O1(质量比1∶1)和1-羟基-2-甲氧基苯(HMOB)-O2(质量比1∶1)分别在乙腈/二氯甲烷-三氟化硼乙醚体系中直接阳极氧化聚合获得交联网状共聚物P1和P2. P1和P2均可溶于DMSO, 而难溶于ACN, DCM和THF等有机溶剂. 通过UV-Vis, FTIR和 ¹H NMR对交联共聚物膜的结构进行了表征. AA的引入不仅可以增加链的柔韧性, 而且提高了共聚物的力学性能. 而o-DHB/ HMOB的引入极大地减弱了单体的聚合位阻, 实现了单体的二次聚合, 同时也增强了单体及聚合物的电化学活性. 荧光光谱显示, 得到的2种交联共聚物膜分别在415和487 nm处有较强的发射峰, 表明共聚物仍具有良好的蓝色发光性能, 且聚丙烯酸结构的引入并没有对聚邻苯二酚(Po-DHB)和聚(1-羟基-2-甲氧基苯)(PHMOB)产生较大的荧光猝灭作用. 热重分析曲线(TGA)表明2种交联共聚物膜均具有较高的热稳定性.



银包玻珠核壳复合粒子的表面处理及环氧导电胶的电性能

张威, 王一龙, 赵素玲, 官建国

2012, 33(03):  615-619.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.034

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以化学还原法合成的银包玻珠核壳复合粒子(Ag/GM)为原料, 乙二胺为表面处理剂, 制备了表面吸附有乙二胺的Ag/GM, 并用它作为导电填料组成了导电胶. 与化学还原法直接合成或沸水处理的Ag/GM相比, 乙二胺处理的Ag/GM能更有效地分散在环氧树脂胶黏剂中, 且能与环氧树脂基体产生化学键合, 降低Ag/GM和环氧树脂基体间的界面能, 用其制备的导电胶的导电率较高, 导电渗滤阈值较低. 同时, 结合导电网络理论和等效电路图, 阐明了用乙二胺处理的Ag/GM作填料制备的导电胶具有较低体积电阻率的原因.



聚甲醛电纺纤维表面孔结构的控制

王力, 彭攀, 辛菲, 高彦芳, 于建, 郭朝霞

2012, 33(03):  620-623.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.035

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研究了环境相对湿度、 温度、 溶液浓度、 纺丝电压和接收距离对聚甲醛(POM)电纺纤维表面孔形貌的影响. 结果表明, 空气中一定含量的水对孔的形成至关重要; 纺丝液浓度对孔的大小有影响. 并对POM 纤维表面成孔的可能机理进行了分析.



温敏性含氟两亲接枝共聚物的制备及胶束化行为

刘国强, 李小龙, 熊圣东, 徐祖顺

2012, 33(03):  624-629.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.036

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以聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MPEGMA)为大分子单体, 甲基丙烯酸六氟丁酯(HFMA)为含氟单体, N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)为功能性单体, 采用大分子单体接枝共聚法, 制备了一种温敏性含氟两亲接枝共聚物P(NIPAAm-co-HFMA)-g-PEG. 利用FTIR, ¹H NMR, ¹⁹F NMR和GPC对共聚物的结构进行表征; 采用紫外-可见分光光度计测定了共聚物的低临界溶解温度(LCST)约为38.9 ℃, 高于人体正常的生理温度; 利用荧光探针技术测定了共聚物的临界胶束浓度(cmc), 结果表明, 当共聚物溶液温度高于LCST时, 其cmc明显变小; 利用激光光散射粒度仪(LLS)测定了共聚物胶束的水合粒径及其分布, 当温度达到LCST时, 胶束粒径明显变小, 温度过高时, 粒径又有所增大; 利用透射电子显微镜(TEM)研究了共聚物胶束的形貌, 结果表明, P(NIPAAm-co-HFMA)-g-PEG在水溶液中可自组装成球状胶束粒子, 随着温度的升高, 共聚物胶束由松散的核壳结构转变成更加紧凑的球状结构, 且粒径明显变小.



聚苯胺的表面修饰及防腐性能

甘孟瑜, 李志春, 马利, 郝少娜, 贾春悦, 刘兴敏

2012, 33(03):  630-634.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.037

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用八甲基环四硅氧烷(D₄)对聚苯胺(PANI)进行表面修饰, 通过对产物的循环伏安(CV)、 极化曲线(Tafel)以及接枝率的表征分析, 考察了反应温度、 反应时间、 单体用量和pH值对产物的接枝效果、 分散性和腐蚀电位的影响. 同时, 通过循环伏安(CV)、 紫外-可见光谱(UV-Vis)、 红外光谱(FTIR)、 X射线衍射分析(XRD)和热重分析(TGA), 对PANI表面修饰前后的结构和性能进行了比较. 结果表明, 通过D₄对PANI颗粒表面进行修饰, PANI的分散性、 分散稳定性和和防腐能力得到显著提高.



巯基丙烯酸酯树脂的合成及自引发光聚合反应

张勇, 施文芳

2012, 33(03):  635-639.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.038

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以4,4'-二巯基苯硫醚和1,6-己二醇二丙烯酸酯通过"巯基-双键"反应合成了4,4'-二巯基苯硫醚己酯二丙烯酸酯(TBHDA)及苯硫酚改性双三羟甲基丙烷四丙烯酸酯(TP-DiTMP4A)和超支化丙烯酸酯预聚物(TP-P1000As). 采用 ¹H NMR和FTIR谱对产物结构进行了表征. 采用Photo-DSC方法对产物的自引发光聚合反应活性进行了研究, 结果表明, TBHDA本体及与EB605的混合体系均显示出较高的自引发光聚合反应活性, 而TP-DiTMP4A和TP-P1000As的自引发光聚合反应活性较低; 相对TP-P1000As而言, TP-DiTMP4A具有较高的光聚合反应活性是由于其较高的硫醚键和丙烯酸酯双键浓度所致.



KCD/MDEA/TA三元引发剂引发丙烯酸酯/液晶复合体系光聚合动力学

彭海炎, 毕曙光, 廖永贵, 周兴平, 解孝林

2012, 33(03):  640-644.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.039

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采用配有441.6 nm滤光片的光差示扫描量热仪研究了3,3'-羰基双(7-二乙胺香豆素)(KCD)/N-甲基二乙醇胺(MDEA)/2-(4-甲氧苯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪(TA)三元引发剂引发丙烯酸酯/液晶复合体系光聚合动力学行为. 结果表明, 在KCD/MDEA复合引发剂中添加TA, 显著提高了丙烯酸酯/液晶复合体系的最大光聚合速率[R_p(max)]和单体转化率, 当TA质量分数为0.5%时, 体系的R_p(max)和单体转化率分别提高了100%和69%. 同时, 随着光照强度的增加, 该体系的R_p(max)和单体转化率呈增大的趋势, 当光强从1.5 mW/cm⁺²提高到35.2 mW/cm⁺²时, 其R_p(max)和最终单体转化率分别提高了2.5和2.8倍.



新型磺化聚苯并咪唑的合成及性能

赵晶, 盛丽, 徐宏杰, 房建华, 印杰

2012, 33(03):  645-648.  doi:10.3969/j.issn.0251-0790.2012.03.040

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以对苯二酚及对氟苯甲腈为原料, 合成了1,4-二(4-羧基苯氧基)苯, 再经磺化反应合成了1,4-二(4-羧基苯氧基)苯-2-磺酸钠(BCPOBS-Na), 并以4,4'-二羧基二苯醚(DCDPE)作为非磺化二酸单体与3,3'-二氨基联苯胺反应合成了一系列磺化聚苯并咪唑(SPBI). 通过红外光谱、 核磁共振及热重分析等手段对聚合物的结构及性能进行了分析. 研究了聚合物的特性黏度、 溶解性、 成膜性及聚合物薄膜的力学性能.