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2013年 第34卷 第9期    刊出日期：2013-09-10

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高等学校化学学报2013年第34卷第9期封面和目次

2013, 34(9):  0-0. 

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综合评述

有机-硅胶杂化整体柱的制备及应用研究进展

张振宾, 欧俊杰, 林辉, 刘忠山, 董靖, 邹汉法

2013, 34(9):  2011-2019.  doi:10.7503/cjcu20130590

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有机-硅胶杂化整体柱结合了有机聚合物整体柱和硅胶整体柱的优势, 具有制备简单、机械强度高和通透性好等优点, 近年来备受关注. 有机-硅胶杂化整体柱的制备方法主要有常规溶胶-凝胶法、“一锅法”和其它聚合方法. 目前, 杂化整体柱已被广泛应用于微纳尺度分离分析、样品预处理和固定化酶反应器基质中. 本文综述了有机-硅胶杂化整体柱的制备方法及应用研究进展, 并展望了其今后的发展前景.



石墨烯-聚苯胺杂化超级电容器电极材料

陈仲欣, 卢红斌

2013, 34(9):  2020-2033.  doi:10.7503/cjcu20130517

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聚苯胺是一类具有超高比电容的导电高分子材料, 利用其与石墨烯的协同效应, 改善各自的固有缺点, 可以制得高性能的超级电容器. 本文综述了石墨烯-聚苯胺杂化电极材料的制备方法和石墨烯表面性质对电极材料电化学性能的影响, 讨论了优化杂化电极的结构与性能.



研究快报

背入射Au/TiO₂/Au肖特基结紫外探测器

刘国华, 谷学汇, 李海龙, 郭文滨, 张歆东

2013, 34(9):  2034-2036.  doi:10.7503/cjcu20130612

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利于透过CO₂的纤维素酯/离子液体复合膜

陈婧, 张金明, 张军

2013, 34(9):  2037-2039.  doi:10.7503/cjcu20130480

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研究论文: 无机化学

两个多钒盖帽的Keggin型多铌钒酸盐衍生物的水热合成与表征

张鑫, 刘术侠, 李书军, 王雪娜, 金海燕, 崔佳丽, 刘艺伟, 刘成站

2013, 34(9):  2046-2050.  doi:10.7503/cjcu20130386

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通过水热方法合成了2个由多铌酸盐和过渡金属配合物形成的有机-无机杂化配合物[Cu(TETA)]₄[VNb₁₂(VO)₄O₄₀][OH]·10H₂O(1)和[Cu(TETA)]₄[VNb₁₂(VO)₆O₄₀][OH]₅·5H₂O(2)(TETA=三亚乙基四胺). 化合物1和2的多阴离子分别是由4个{VO₅}帽和6个{VO₅}帽加盖在Keggin型多铌酸盐的方形缺口上形成的, 它们通过多酸阴离子中Nb—O_t (O_t =端氧)与[Cu(TETA)]²⁺配合物的金属中心配位构筑形成三维结构. 价键计算结果表明, Keggin中心的钒为+5价, 帽位的钒为+4价, X射线光电子能谱分析(XPS)结果也证实了这一结论. 通过单晶X射线衍射分析、红外光谱(IR)、粉末X射线衍射(PXRD)、热重(TG)分析和元素分析对这2个化合物的结构和性质进行了表征.



四(对-甲酰基二茂铁-3-乙氧基)苯基卟啉的合成及电化学性质

王瑛, 张加研, 郑志锋, 庄长福, 雷福厚

2013, 34(9):  2051-2056.  doi:10.7503/cjcu20130360

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设计合成了一种由卟啉与二茂铁通过共价键连接的四(对-甲酰基二茂铁-3-乙氧基)苯基卟啉化合物(Fe-PH₂), 采用红外光谱、核磁共振氢谱和紫外光谱等手段对其结构进行了表征, 证实所合成的为目标产物. 紫外光谱和荧光光谱结果表明, 该卟啉体系内部给受体之间在基态下存在弱的相互作用, 而在激发态下存在较强的相互作用. 电化学测试结果表明, 连接4个二茂铁基的Fe-PH₂具有更丰富的氧化还原性质.



Cu网负载CeO₂-TiO₂微纳米复合材料(CeO₂-TiO₂)/Cu的水热制备与性能

戴春爱, 高常锐, 冯琳

2013, 34(9):  2057-2062.  doi:10.7503/cjcu20130327

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以Cu网为载体, Ti(OBu)₄和 Ce(NO₃)₃·6H₂O为原料, Na₃PO₄·12H₂O为矿化剂, 采用一步水热法制备了多种不同形貌的Cu网负载CeO₂-TiO₂微纳米复合材料(CeO₂-TiO₂)/Cu. 采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见漫反射分光光度计(UV-Vis DRS)对材料的形貌、结构及光吸收特性进行了表征, 通过测试接触角表征了材料的浸润性. 以20 μmol/L亚甲基蓝(MB)溶液为目标降解物, 测试了材料在可见光照射下的催化性能. 结果表明, 制备的TiO₂为锐钛矿型, CeO₂为方铈矿型; CeO₂晶体比TiO₂晶体更易负载于Cu网; 改变制备过程中Ce(NO₃)₃·6H₂O的用量、Na₃PO₄·12H₂O浓度、水热反应时间及温度可实现(CeO₂-TiO₂)/Cu的形貌调控; (CeO₂-TiO₂)/Cu显示出超亲水性及可见光催化活性.



脉冲激光沉积制备La_0.62Ca_0.29K_0.09MnO₃外延膜及其磁热性能

吴小峰, 黄科科, 侯长民, 葛磊, 初学峰, 王珊, 冯守华

2013, 34(9):  2063-2067.  doi:10.7503/cjcu20130241

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采用脉冲激光沉积法在单晶SrTiO₃(STO)基底上制备了La_0.62Ca_0.29K_0.09MnO₃(LCKMO)薄膜, 通过调控基底温度获得了平整致密的膜层. 利用二维面探X射线衍射仪和高分辨透射电子显微镜对薄膜结构进行了表征. 结果表明, 薄膜呈高质量取向外延生长, 对应关系为{001}LCKMO||{001}STO. 对薄膜的磁热性能研究表明, 5 T下最大磁熵变为3.45 J/(kg·K), 相对制冷效率为379.5 J/kg, 磁熵半峰宽为110 K.



Ag/AgNO₃修饰钛酸盐纳米管薄膜的制备及性能

潘琰, 关爽, 郭玉鹏, 刘志辉

2013, 34(9):  2068-2076.  doi:10.7503/cjcu20130216

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采用水热法合成了钛酸盐纳米管薄膜, 通过光催化还原反应将Ag/AgNO₃纳米粒子负载其上, 制得Ag/AgNO₃修饰钛酸盐纳米管薄膜, 并对其形貌、结构和化学组成进行了表征. Ag/AgNO₃修饰后钛酸盐纳米管薄膜的性能发生了明显变化, 不仅展示出光致变色的性能, 而且光催化活性得到显著提高, 此外, 纳米管表面产生出的活泼自由基协同具有强氧化能力的Ag⁺能有效抑制或杀灭细菌, 使薄膜具有优异的抗菌性能.



正丁基氯化镁还原氧化石墨烯的表征

胡江浦, 黄英娟, 董金勇, 王月欣

2013, 34(9):  2077-2083.  doi:10.7503/cjcu20130140

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采用元素分析、红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱、X射线衍射(XRD)、固体¹³C核磁共振波谱(¹³C MAS NMR)、热失重分析(TGA)、导电率测试以及原子力显微镜(AFM)等手段对正丁基氯化镁还原的氧化石墨烯进行了系统的表征. 结果表明, 正丁基氯化镁可以有效还原氧化石墨烯, 随着其用量的增加, 氧化石墨烯还原程度增加, 碳/氧摩尔比升高, 片层间距减小, 热稳定性增强, 导电率增大(可达3.6×10² S/m). 还原后部分氧化石墨烯片层发生聚集.



分析化学

乌头类生物碱组分在CYP450中的代谢指纹图谱及对CYP450活性的影响

毕云枫, 刘舒, 李雪, 刘志强, 宋凤瑞

2013, 34(9):  2084-2089.  doi:10.7503/cjcu20130492

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利用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)的多反应监测(MRM)技术, 结合多探针底物方法, 对单酯型及双酯型乌头类生物碱组分对细胞色素P450(CYP450)亚型的活性影响进行了研究; 同时利用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱(UPLC-Q-TOF-MS/MS)对单酯型和双酯型乌头类生物碱组分在CYP450中的代谢指纹图谱进行了研究. 活性影响研究结果表明, 单酯型生物碱组分对CYP2C及2D的抑制能力较强, 其IC₅₀值分别为7.44和6.74 μmol/L; 双酯型生物碱组分对CYP1A2, 3A, 2C和2D均有较弱的抑制作用, 其IC₅₀值分别为39.48, 70.44, 17.36和86.04 μmol/L. 代谢指纹图谱显示, 双酯型生物碱组分在大鼠肝微粒体中有6个特异性产物可以作为该反应的特征峰.



基于聚乙烯醇离子液体负载HRP修饰石墨烯/纳米金复合膜的过氧化氢生物传感器

屈建莹, 康世平, 娄童芳, 杜学萍

2013, 34(9):  2097-2101.  doi:10.7503/cjcu20121075

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以石墨烯/纳米金修饰玻碳电极为基底, 用聚乙烯醇与离子液体复合物将辣根过氧化物酶固定于电极表面, 制备了过氧化氢生物传感器. 结果表明, 在0.1 mol/L HAc-NaAc+0.1mol/L KCl(pH=6.5)中, H₂O₂的氧化峰电流与其浓度在9.55×10^-6~6.01×10^-3 mol/L间呈良好线性关系, 检出限(3S/N)为3.3×10^-7 mol/L. 用标准加入法做回收实验, 回收率在93.4%~100.5%之间. 该传感器对H₂O₂具有较高的灵敏度和较低的检测限, 稳定性和重现性良好, 使用寿命较长, 且制作成本低, 可多次重复使用.



有机化学

二价HIV-1融合抑制剂的设计、合成与活性评价

凌彦博, 王昆, 姜喜凤, 蔡利锋, 刘克良

2013, 34(9):  2102-2107.  doi:10.7503/cjcu20130391

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针对人免疫缺陷病毒跨膜糖蛋白(HIV-1 gp41)N末端重复序列靶标设计二价融合抑制剂, 以C肽为模板, 通过共价交联形成类似发夹结构的相互平行的2条肽链, 研究了二价C肽分子不同连接位点与不同连接臂对抗HIV融合活性的影响. 细胞-细胞融合活性测试表明, 与单价分子相比, 所设计的基于N末端交联的C34或T20的二价分子在前体共价交联后, 活性明显提升. 基于C34或T20的N末端与C末端均存在发生协同效应的可能性, 在C34的N末端设计中β-丙氨酸为最适连接臂, 而在C末端的设计中C34C的融合活性提高最大. 单价分子CβAC34经过氧化形成二硫键连接的二价分子BiCβAC34, 融合活性从43.7 nmol/L提高到6.4 nmol/L, 表明二价抑制剂中2条C肽链间具有良好的协同效应. 本文结果表明, 针对gp41靶标设计的二价融合抑制剂能够相互协同.



18-冠-6修饰苝酰亚胺衍生物的合成及离子识别行为

王丽华, 江山, 张志君, 张衡益, 刘育

2013, 34(9):  2108-2113.  doi:10.7503/cjcu20130350

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合成了一种18-冠-6修饰的苝酰亚胺衍生物(1), 研究了其作为主体对金属离子与阴离子的选择性识别行为. 结果表明, 主体1对Ba²⁺离子具有一定的选择性响应, 并可以通过Ba²⁺调控主体1的堆积行为; 主体1还对F^-离子有选择性响应, F^-与苝酰亚胺单元之间发生了阴离子-π相互作用.



左旋多巴酪氨酰酪氨酸二肽的合成及与DNA的相互作用

赵东欣, 孙静, 朱其丛, 卢奎

2013, 34(9):  2114-2119.  doi:10.7503/cjcu20130072

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采用Fmoc固相法合成了左旋多巴酪氨酰酪氨酸二肽(L-dopa-L-Tyr-L-Tyr), 并经RP-HPLC分离和纯化, 通过ESI-MS,¹H NMR和¹³C NMR表征了其结构. 采用紫外光谱、荧光光谱和琼脂糖凝胶电泳研究了左旋多巴(L-dopa)及L-dopa-L-Tyr-L-Tyr与DNA的相互作用. 结果表明, 随着L-dopa和L-dopa-L-Tyr-L-Tyr浓度的增加, 体系的紫外光谱呈减色效应; 根据Stern-Volmer方程可知荧光猝灭方式为静态猝灭; 琼脂糖凝胶电泳中, pUC18DNA的迁移速率变慢. 推测L-dopa和L-dopa-L-Tyr-L-Tyr与ctDNA作用模式为嵌入作用. 与L-dopa相比, L-dopa-L-Tyr-L-Tyr与DNA的相互作用更强.



3-(2-羟基-4,6-二甲氧基苯基)-5-芳基异噁唑啉的合成及抑菌活性

江玉亮, 韩巧荣, 周文龙, 徐助雄, 王炳祥

2013, 34(9):  2120-2124.  doi:10.7503/cjcu20121141

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以查尔酮衍生物为前体, 与盐酸羟胺在碱性条件下反应制得7个3-(2-羟基-4,6-二甲氧基苯基)-5-芳基异噁唑啉化合物(2a~2g), 产物经红外光谱、核磁共振谱、质谱和元素分析表征. 抑菌活性研究结果表明, 化合物2d和2e对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌和绿脓杆菌均有一定抑制作用, 其中化合物2e对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌表现出极好的抑菌活性.



两性霉素B与鞘磷脂单分子层的相互作用

乔进京, 孙润广, 郝长春, 杨静, 马秀梓, 王小梅

2013, 34(9):  2125-2130.  doi:10.7503/cjcu20121137

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选取哺乳动物生物膜中的重要脂质分子鞘磷脂(SM)作为单分子膜的基本组分, 采用Langmuir-Blodgett(LB)膜技术研究了不同比例的两性霉素B/鞘磷脂单层膜的表面压力-平均分子面积(π-A)曲线以及基于π-A曲线的混合性分析, 同时通过原子力显微镜(AFM)研究了其表面形态的变化. 结果表明, 组分间的摩尔比和表面压力对混合单层膜稳定性、混合性以及分子间相互作用具有重要影响.



哌嗪嘧啶类CCR4拮抗剂的设计、合成及生物活性

巩宏伟, 綦辉, 孙薇, 姜丹, 肖军海, 杨晓虹, 王应, 李松

2013, 34(9):  2131-2138.  doi:10.7503/cjcu20120607

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基于对已报道的CCR4拮抗剂的构效关系分析, 设计并合成了一系列哌嗪嘧啶类化合物. 采用细胞趋化抑制实验测试了合成化合物的体外活性, 其中化合物8a的活性优于目前报道的活性最好的化合物BMS-397; 在小鼠鼻炎模型中, 化合物8a以极低的剂量达到了布地奈德(鼻炎临床治疗药物)的治疗效果. 采用毛细管电泳法测得化合物8a与CCR4 N端40肽的结合常数为(3.6179±0.5976)×10⁴ L/mol.



CD20靶向Cy7-Rituximab分子探针的制备及在小鼠活体荧光成像中的应用

林新峰, 朱华, 洪业, 杨志

2013, 34(9):  2139-2145.  doi:10.7503/cjcu20130368

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以B淋巴细胞表面CD20抗原靶向的单克隆抗体Rituximab为载体, 通过共价键偶联荧光基团菁染料Cy7, 获得了新型荧光分子探针Cy7-Rituximab. 利用全光谱紫外-可见分光光度仪、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱等对该探针结构进行表征, 并通过激光共聚焦显微镜观察了其在弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)细胞中的摄取情况. 选用BALB/C裸鼠为模型, 尾静脉注射 Cy7-Rituximab, 通过活体荧光成像系统观察了其在小鼠体内的分布情况. 研究结果表明, 修饰后的Cy7-Rituximab保持了原有抗体的免疫活性. 活体荧光成像结果表明, 在CD20高表达的脾脏部位监测到该分子探针的特异性浓集.



具有谷胱甘肽过氧化物酶活力的含碲环糊精衍生物

吕冰聪, 董森, 薛峤, 宗慧, 吕绍武, 罗贵民

2013, 34(9):  2146-2151.  doi:10.7503/cjcu20121130

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设计并合成了谷胱甘肽过氧化物酶(GPx)模拟物6A,6A'-二苯胺-6B,6B'-二碲桥联-β-环糊精(6-AnTeCD), 采用双酶偶联法进行GPx活力测定和酶反应动力学分析, 通过噻唑蓝(MTT)比色法评价了6-AnTeCD对H₂O₂诱导心肌细胞氧化损伤的保护作用. 结果表明, 6-AnTeCD催化谷胱甘肽(GSH)还原过氧化氢(H₂O₂)的活力高于6-AnSeCD、6,6'-二碲桥联-β-环糊精(6-TeCD)和Ebselen等GPx模拟物. 稳态动力学分析显示, 6-AnTeCD的催化机制为乒乓机制. 6-AnTeCD分子兼具引入底物结合部位和改造催化部位的双重优点, 具有分子量小、毒性低及可有效保护心肌细胞免受氧化损伤的优点.



物理化学

锂化硼氮纳米管的二阶非线性光学理论研究

周中军, 李晓平, 黄旭日, 武志坚, 李志儒

2013, 34(9):  2152-2157.  doi:10.7503/cjcu20130378

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基于硼氮纳米管(BNNTs), 研究了多重锂化硼氮纳米管Li_n-(n,0,l)BNNTs(n=6和8, l=2~4)的结构与非线性光学性质. 研究表明, 在Li_n-(n,0,l)BNNTs中, Li原子上的自然键轨道电荷接近+1(0.769～0.827 e), 表明Li原子上的电子转移到了硼氮纳米管上, 从而形成了多重锂盐. 同时发现, 增加管长和拓宽管径都可有效地增加体系的一阶超极化率. 更重要的是, Li_n-(n,0,l)BNNTs的紫外-可见吸收主要发生在270~290 nm附近, 且当管长增加时, Li_n-(n,0,l)BNNT的紫外-可见吸收光谱发生了蓝移, 改善了非线性与透光性之间的关系. 此外, Li_n-(n,0,l)BNNTs还具有良好的稳定性[垂直电离势(VIP)=5.85～6.0 eV].



A_f+AB星型聚合体系的统计热力学

田月兰, 巴信武

2013, 34(9):  2158-2163.  doi:10.7503/cjcu20130377

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应用统计力学和热力学原理研究了 A_f+AB星型聚合体系的性质. 首先从两种不同的角度给出了与聚合反应相应的配分函数, 并据此得到反应体系的平衡自由能、质量作用定律及数量分布函数, 进而得到了体系的平衡状态方程和比热. 在此基础上, 以反应体系的回转半径为例研究了溶剂效应对星型高分子空间尺度的影响.



改性海藻酸钠活化SiO₂纳米粒子稳定载药Pickering乳液及释药性

颜慧琼, 李嘉诚, 冯玉红, 胡文涛, 刘若林, 林强

2013, 34(9):  2164-2170.  doi:10.7503/cjcu20130299

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以胆固醇疏水改性两亲性海藻酸钠衍生物表面, 活化SiO₂纳米粒子, 再制得负载氯氟氰菊酯的O/W型Pickering乳液. 通过傅里叶变换红外光谱(FTIR), 氢核磁共振波谱(¹H NMR)、荧光光谱、动态光散射、光学显微镜和释药实验分别对海藻酸钠衍生物和Pickering乳液的性能进行了表征. 结果表明, 胆固醇基接枝到了海藻酸钠分子链上, 改性后的海藻酸钠临界聚集浓度由1.26 mg/L降为0.28 mg/L, 表现出了良好的两亲性. 将海藻酸钠衍生物(CSAD)和表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)吸附于SiO₂纳米粒子表面, 得到活化SiO₂纳米粒子, 其Zeta电位分别为-30.7和16.4 mV, 粒径分别增大到583.3和438.4 nm. 由CSAD活化SiO₂粒子制备的乳液释药速率更缓慢. CSAD的交联作用使吸附于油水界面的活化SiO₂粒子形成了比较稳定的网络结构或界面膜.



水凝胶法制备Ni/ZrO₂催化剂及催化CO₂加氢甲烷化性能

刘泉, 任军, 秦志峰, 苗茂谦, 李忠

2013, 34(9):  2171-2177.  doi:10.7503/cjcu20130285

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采用水凝胶法制备出一系列Ni/ZrO₂催化剂, 使用X射线衍射(XRD), 比表面积(BET)测试, 透射电子显微镜(TEM)和氢气程序升温还原(H₂-TPR)对其结构进行了表征, 并考察了在CO₂加氢甲烷化反应中的催化活性. 研究结果表明, 经过450 ℃焙烧的催化剂中ZrO₂呈无定形结构, NiO均匀分散在ZrO₂表面上; 在400 ℃时H₂还原过程中, 部分无定形ZrO₂转变为四方晶相结构并使Ni再次分散, Ni与ZrO₂之间的电子作用抑制了Ni晶粒的生长和ZrO₂晶型的转变; 与无定形ZrO₂和四方相ZrO₂产生电子作用的NiO对催化剂活性起决定性作用, 当Ni/Zr摩尔比为0.707时, 催化剂活性最高. 在H₂/CO₂体积比为4, 空速为1×10⁴ h^-1, 压力为0.5 MPa, 反应温度为200 ℃时, CO₂转化率达到27%以上, 当反应温度上升至280~320 ℃时, CO₂转化率达到99%以上, CH₄选择性大于92%.



在Ni-B非晶态催化剂作用下生物油水相加氢制备饱和醇

于玉肖, 张兴华, 王铁军, 徐莹, 马隆龙, 张琦, 张丽敏

2013, 34(9):  2178-2183.  doi:10.7503/cjcu20130258

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采用化学还原法制备了Ni-B和Ni-Co-B非晶态催化剂, 并采用X射线衍射(XRD)、BET比表面积、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和电感耦合等离子体光谱(ICP)进行了结构表征. 结果表明, 在110 ℃及氢冷压4.0 MPa时, 在Ni-B或Ni-Co-B催化下, 丙酮、糠醛和苯酚的转化率和饱和醇的选择性分别达到99.99% 和95.00%以上. 对于Ni-B催化生物油真实体系, 在150 ℃及氢冷压4.0 MPa下, 饱和醇的收率达到47.54%. 温度过高易导致催化剂转晶从而降低反应活性. 为生物油的有效利用和饱和多元醇的制备提供了新思路.



超碱金属复合物Al₇X^0/-(X=F,Cl,Br,I)的结构及非线性光学性质的理论研究

肖文敏, 麻娜娜, 马腾颖, 张婷, 颜力楷, 苏忠民

2013, 34(9):  2184-2190.  doi:10.7503/cjcu20130250

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采用密度泛函理论(DFT)方法研究了一系列超碱金属复合物Al₇X^0/-(X=F, Cl, Br, I)的几何结构及二阶非线性光学(NLO)性质. 结果表明, 不同卤素的连接对Al^0/-₇簇的几何构型影响均很小. 计算得到Al₇X和Al₇X^-体系的垂直电离能(VIE)均低于Cs原子的第一电离势(IP=3.90 eV), 表明这些体系具有超碱金属的性质, 可称其为超碱金属. 此外, 采用CAM-B3LYP, M06-2X和PBE0等3种泛函计算了该体系的非线性光学性质, 结果显示, 上述体系均具有较大的第一超极化率(β₀), 其中Al₇I^-的β₀值为21679 a. u., 是已知超碱金属复合物BLi₆F(11459 a. u.) 的1.9倍. 值得注意的是, 该类体系的第一超极化率随着卤素电负性的减小而增大, 即Al₇F^0/-7Cl^0/-7Br^0/-7I^0/-, 与其垂直电离能具有相同的变化规律.



芋叶超疏水超亲油性能及应用

刘兵, 徐万飞, 李红, 刘浏, 沈玉华, 谢安建

2013, 34(9):  2191-2195.  doi:10.7503/cjcu20130220

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通过静态接触角(CA)和扫描电子显微镜(SEM)分析了芋叶的超疏水超亲油性能. 考察了不同处理温度下芋叶的饱和吸油率、缓释保油率以及离心保油率. 结果表明, 芋叶下表面具有超疏水性能, 其静态水接触角为157.1°(滚动角小于3°), 远大于上表面静态水接触角(109.1°). 不同温度处理的芋叶的饱和吸油率的变化呈现一定规律, 在200 ℃下干燥的芋叶具有最高饱和吸油率(8.1 g/g). 芋叶对难挥发性的机油固定能力较强, 并且在较高转速下对机油仍具有较高的离心保油率.



纳米级包覆层厚度对染料敏化太阳电池中电子注入效率和电子寿命的影响

胡林华, 莫立娥, 李文欣, 丁勇, 戴松元

2013, 34(9):  2196-2201.  doi:10.7503/cjcu20130071

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选取氧化钐作为包覆材料, 采用浸渍法对已烧结好的纳米TiO₂多孔薄膜电极进行修饰, 并将其应用于染料敏化太阳电池中, 研究了纳米级氧化钐包覆层厚度及均匀性对染料敏化太阳电池中电子注入效率和电子复合过程的影响和作用机制. 结果表明, 包覆层厚度对电子注入效率和电子复合具有明显影响, 且电子注入效率和电子寿命随包覆层厚度的增加而呈现相反的变化趋势, 包覆层厚度在0.4 nm以内, 电池性能最好.



三维有序大孔复合材料Ag/TiO₂的制备与不同模式下的光催化性能

路露, 李莉, 黄贤丹, 李召, 张秀丽, 王丽丽

2013, 34(9):  2202-2209.  doi:10.7503/cjcu20121175

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采用聚苯乙烯(PS)微球和EO₂₀PO₇₀EO₂₀(P123)作为模板剂, 通过溶胶-凝胶及煅烧后处理等方法制备了三维有序大孔复合材料Ag/TiO₂(3DOM Ag/TiO₂). 经傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、紫外-可见漫反射吸收光谱、X射线光电子能谱、N₂吸附-脱附测试和扫描电子显微镜配合X 射线能量色散谱等测试手段对其组成、结构及形貌等进行了表征. 结果显示, 该复合材料的孔结构排列整齐有序, 孔壁呈现介孔结构且分布均匀, 属于三维有序大孔材料. 该3DOM Ag/TiO₂具有锐钛矿晶相, 其Ag以单质形式存在. 与商用光催化剂(Degussa P-25)相比, 3DOM Ag/TiO₂对光的吸收红移至可见区. 考察了3DOM Ag/TiO₂在紫外光、可见光以及微波辅助等不同模式下光催化降解有机污染物的性能. 结果显示, 其活性明显高于P-25和Ag/TiO₂, 且针对不同类型的有机污染物均表现出较好的光催化性能.



甲苯异构体在石墨电极上的直接电氧化

朱英红, 陆在祥, 陈琼, 马淳安

2013, 34(9):  2210-2215.  doi:10.7503/cjcu20121107

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通过循环伏安法、电化学原位红外光谱和恒电位电解法研究了甲苯异构体在0.05 mol/L硫酸体系中的直接电氧化行为. 结果表明, 对甲氧基甲苯、对甲基甲苯、对氯甲苯和对叔丁基甲苯4种含不同取代基的甲苯异构体具有相似的电氧化行为, 均在1710 cm^-1左右出现向下的羰基伸缩振动峰(υ_C=O), 在1130 cm^-1左右出现向上的甲基消耗峰. 通过气相色谱-质谱法(GC-MS)对恒电位电解产物进行检测, 进一步证实了在石墨电极、硫酸水溶液体系中甲苯异构体直接电氧化主要产物为相应的芳香醛, 40 ℃时, 对甲氧基苯甲醛的产率为70.9%.



高分子化学

无卤阻燃丙烯腈共聚物的制备及性能

任元林, 信鹏月, 苏倩, 程博闻

2013, 34(9):  2216-2222.  doi:10.7503/cjcu20130458

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以K₂S₂O₈-NaHSO₃ 氧化还原体系为引发剂, 采用水相沉淀自由基聚合法合成丙烯腈(AN)-醋酸乙烯酯(VAc)无规共聚物[P(AN-co-VAc)], 然后在KOH水溶液中进行P(AN-co-VAc)中VAc单元的选择性水解, 再与磷酸和尿素进行磷酰化反应, 制备无卤阻燃丙烯腈共聚物. 用核磁共振氢谱(¹H NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)对聚合物结构及热性能进行表征, 用凝胶渗透色谱(GPC)测定了P(AN-co-VAc)的分子量及其分布, 并利用FTIR和扫描电子显微镜(SEM)对无卤阻燃丙烯腈共聚物的炭残渣进行分析. 结果表明, VAc与AN发生共聚反应, 制得了P(AN-co-VAc), 随着KOH水溶液pH值的增大, P(AN-co-VAc)中VAc单元迅速水解; DSC分析结果表明, 随着共聚物中VAc单元含量的增大, 共聚物的环化放热分解峰值温度(T_p)增大, 当VAc单元的质量分数为25%时, T_p最大值高达328 ℃, 而阻燃丙烯腈共聚物的T_p高达340 ℃; TGA分析结果表明, 阻燃共聚物在800 ℃时的炭残渣量高达55%以上, 远高于P(AN-co-VAc)的41%, 具有良好的成炭性; 炭残渣的FTIR及SEM结果表明, 阻燃丙烯腈共聚物的阻燃属于凝聚相阻燃.



三元非等活性自缩合乙烯基聚合体系的Z均回转半径

洪晓钟, 顾芳, 王海军, 巴信武

2013, 34(9):  2223-2227.  doi:10.7503/cjcu20130422

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利用Monte Carlo模拟方法研究了由单体、引发单体和引发核组成的三元自缩合乙烯基聚合反应体系. 重点考察了两类活性基团反应活性的差异、引发单体分数、引发核的配比及活性基团数等因素对体系中无核和有核两类超支化高分子Z均回转半径的影响. 结果表明, 这些因素对超支化高分子的结构和尺度影响显著, 因而通过调节有关参数可以实现对超支化高分子结构和尺度的调控.



炭黑填充聚苯乙烯熔体流变行为

陈梦婷, 谭业强, 宋义虎

2013, 34(9):  2228-2232.  doi:10.7503/cjcu20130293

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研究了炭黑(CB)填充聚苯乙烯(PS)熔体的稳态和动态流变行为. CB/PS复合体系在CB体积分数φ=0.06时发生逾渗转变. 结果表明, 低应变区熔体模量降低主要归因于粒子-粒子及粒子-高分子间作用力的破坏, 高应变下模量的急剧下降则主要与高分子链间解缠结有关. 采用“两相”模型拟合线性动态流变行为, 发现应变放大因子A_f(φ)、填充相模量及松弛指数与温度有关. A_f(φ)~φ关系符合Guth方程和扩散控制的粒子簇聚集模型. “粒子相”形状参数与聚集体分维度均随温度升高而有所降低, 说明CB粒子聚集体因团聚而趋于各向同性, 应变放大效应减弱. “粒子相”特征模量G'_f1(φ)和G"_f0(φ)与φ关系满足标度律. 当φ > 0.06时, G'_f1(φ)和G"_f0(φ)及其标度指数均随温度升高而明显降低, 其G'_f1(φ)变化幅度略大于G"_f0(φ), 说明“粒子相”弹性与黏性组分具有不同的温度依赖性. 随着温度升高, 扩散控制的CB粒子团聚过程加快, 应变放大效应减弱.



聚(茚并芴-三苯胺)的合成及性能

张卫民, 冯宇, 刁开盛, 孙丽, 洪芳, 苏智兴, 胡玉平

2013, 34(9):  2233-2238.  doi:10.7503/cjcu20130139

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设计并合成了一类新的可用于有机场效应晶体管(OFET)的聚合物半导体材料聚(茚并芴-三苯胺)(pIFTPA1~4), 通过核磁共振谱和凝胶渗透色谱等对聚合物进行了表征, 同时对其场效应薄膜晶体管性能进行了测试. 结果表明, 这些聚合物形成了无定形半导体膜, 在空气中稳定, 其载流子迁移率远高于聚三苯胺(pTPA)类材料, 其中pIFTPA1载流子迁移率高达4×10^-2 cm²/(V·s), 开关比为10⁶.