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2013年 第34卷 第11期    刊出日期：2013-11-10

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高等学校化学学报2013年第34卷第11期封面和目次

2013, 34(11):  0-0. 

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研究论文: 无机化学

高稳定性金属有机配位聚合物膜的制备及二甲苯分离性能

康子曦, 薛铭, 范黎黎, 黄麟, 卫国英, 裘式纶

2013, 34(11):  2457-2461.  doi:10.7503/cjcu20130747

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以常见的多孔二氧化硅为载体, 采用晶种-二次生长法在溶剂热条件下制备了高稳定性的金属有机配位聚合物膜材料. 通过X射线衍射、 扫描电子显微镜、 单组分气体透过率和二甲苯同分异构体分离等测试手段对材料的结构、 形貌和性质等进行了表征. 二甲苯同分异构体的渗透汽化分离结果表明, 这种多孔膜材料对二甲苯混合物具有选择性吸附分离的性质. 进一步通过热处理、 超声处理和性能的重复表征, 证明了该膜材料具有优良的热稳定性和机械稳定性, 适于实际应用.



水溶性羧酸咔咯铁(Ⅲ)配合物对DNA的氧化断裂作用

张阳, 陈欢, 闻金燕, 王湘利, 王惠, 计亮年, 刘海洋

2013, 34(11):  2462-2469.  doi:10.7503/cjcu20130610

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合成了5,10,15-三(4-羧基-苯基)咔咯铁配合物(Fe^ⅢTCPC), 采用紫外-可见光谱、 荧光光谱、 圆二色光谱和黏度法研究了Fe^ⅢTCPC与小牛胸腺DNA(ct-DNA)的相互作用, 并用琼脂糖凝胶电泳研究了氧化剂参与下Fe^ⅢTCPC对pBR22 DNA的氧化断裂能力. 结果表明, Fe^ⅢTCPC与DNA的作用方式为外部结合模式, 其结合常数K_b=1.96×10⁵ L/mol. 在过氧化氢(H₂O₂)或叔丁基过氧化氢(TBHP)为氧化剂条件下, Fe^ⅢTCPC展现出良好的DNA氧化断裂能力, 且TBHP的氧化断裂效率比H₂O₂好. 用H₂O₂和TBHP为氧化剂时, Fe^ⅢTCPC可能是通过活性Fe^Ⅴ-oxo机制对DNA氧化断裂.



Zn-MOF模板法制备ZnO/C/SNTs及其药物缓释性能

李宗群, 汪艾, 郭春燕, 胡文娜, 邰燕芳

2013, 34(11):  2470-2477.  doi:10.7503/cjcu20130580

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采用超声法一步合成了SiO₂包覆金属-有机骨架[Zn₆(OH)₃(BTC)₃(H₂O)₃] ·7H₂O(Zn-MOF, BTC=1,3,5-均苯三羧酸根)纳米晶, 在N₂保护下, 热解Zn-MOF@SiO₂获得了ZnO/C/SNTs复合物, 进而与布洛芬(HIBU)反应合成药物组装体Zn(IBU)₂/C/SNTs. 通过透射电子显微镜(TEM)、 傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、 高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品的结构和形貌进行表征. 结果显示, Zn-MOF@SiO₂呈棒状, 具有清晰的核/壳结构, 形貌单一, 分散性良好. 煅烧后SNTs结构稳定, 形貌基本不变. 载药实验表明, 药物组装体的载药量为752 mg/g, 并具有良好的pH响应性能.



分析化学

核壳结构AgInS₂@ZnS量子点的合成及荧光性能

吕鉴泉, 胡芹芹, 丁然, 张霞, 周兴旺

2013, 34(11):  2478-2482.  doi:10.7503/cjcu20130773

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合成了一种新型核壳结构的AgInS₂@ZnS量子点并研究了其荧光性能. AgInS₂@ZnS的合成包括以变性牛血清白蛋白(dBSA)为稳定剂水相法构建AgInS₂核以及形成ZnS壳两部分. 考察了配方和工艺条件对该量子点荧光性能的影响, 并采用X射线粉末衍射(XRD)等手段对制备的纳米粒子进行了表征. 结果表明, AgInS₂@ZnS是一种核壳结构的纳米物质, 其粒径介于5~7 nm之间, 荧光量子产率达35.3%.



N,N-二甲基吡啶苯甲醛缩对二甲氨基苯甲酰腙的合成及对Cu²⁺的选择性识别

韩丙星, 吴芳英

2013, 34(11):  2483-2487.  doi:10.7503/cjcu20130669

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设计合成了可用于识别铜离子的化合物N,N-二甲基吡啶苯甲醛缩对二甲氨基苯甲酰腙(1), 通过¹H NMR, ¹³C NMR和MS等对其结构进行了表征; 采用荧光光谱和吸收光谱法研究了化合物1与金属离子间的相互作用. 结果表明, 化合物1对Cu²⁺ 呈现良好的选择性, Cu²⁺ 的加入使化合物1的荧光强度增强12.5倍, 加入其它金属离子如Fe³⁺, Zn²⁺, Pb²⁺, Hg²⁺, Cd²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Li⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺ 和 Ag⁺, 仅引起化合物1荧光强度的微降. 采用双倒数线性回归拟合法计算可知, 化合物1与Cu²⁺ 形成了1: 1型强发光配合物, 结合常数为2.0×10⁷ L/mol.



金纳米粒子修饰的氨基硅胶整体柱的制备及超灵敏表面增强拉曼散射检测

刘婵, 江茜, 陈蕾, 张侯, 陈怀侠, 周吉, 叶勇

2013, 34(11):  2488-2492.  doi:10.7503/cjcu20130623

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采用溶胶-凝胶法结合超分子模板技术, 以四乙氧基硅烷(TEOS)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为反应前体, 以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为超分子模板, 简单快速地制备了一种新型氨基硅胶整体柱, 通过氨基将金纳米粒子组装在整体柱材料孔表面并用于表面增强拉曼散射(SERS)光谱分析. 以对巯基苯胺(PATP)和结晶紫(CV)为拉曼探针, 考察了金纳米粒子修饰的氨基硅胶整体柱用作SERS活性基底的性能. 结果表明, 该整体柱基底具有良好的SERS增强效应, 可检测到的PATP和CV的最低浓度分别为10^-9和10^-11 mol/L. 与金溶胶SERS基底相比, 本文制备的整体柱基底的检测灵敏度显著提高, 并具有良好的信号均一性, 是一种具有现场痕量检测应用潜力的SERS活性基底.



基于金纳米颗粒生长的液晶生物传感器检测酪氨酸

李广, 陈龙聪, 陈萌梦, 高斌, 熊兴良

2013, 34(11):  2493-2498.  doi:10.7503/cjcu20130536

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基于酶介导金纳米颗粒(AuNPs)生长构建了液晶生物传感器, 并用于检测酪氨酸(Tyr). 将酪氨酸酶(TR)固定于经戊二醛活化的二甲基十八烷基(3-[三甲氧基硅烷] 丙基)氯化铵/3-氨丙基三乙氧基硅烷(DMOAP/APTES)混合自组装修饰的玻片表面, 当向玻片表面滴加含Tyr的生长溶液时, TR催化Tyr羟基化为左旋多巴(L-Dopa), L-Dopa还原生长溶液中的AuCl₄^-生成AuNPs并沉积于玻片表面, 导致玻片表面地貌发生变化, 这一变化能诱导液晶取向发生变化进而调控透光量, 从而实现对Tyr的检测, 且检测浓度可低至6×10^-7 mol/L.



用高场非对称波形离子迁移谱技术快速检测二乙醇胺

陶羽宇, 李灵锋, 李鑫, 李鹏, 汪小知

2013, 34(11):  2499-2504.  doi:10.7503/cjcu20130466

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采用高场非对称波形离子迁移谱(FAIMS)对二乙醇胺(DEA)进行快速检测分析, 以热解析法进样, 确定了二乙醇胺的离子特征信号, 并与气相色谱-质谱联用仪的检测结果进行了比较. 用聚四氟乙烯(PTFE)扩散管进样, 控制二乙醇胺样品气(DEA与空气的混合气)浓度, 利用FAIMS对不同浓度的二乙醇胺样品气进行检测. 通过对离子特征信号进行量化和重复性分析, 确定了二乙醇胺样品气的检出限为0.02 μg/L, 并建立了FAIMS检测二乙醇胺样品气的离子电流强度积分面积与样品气浓度关系曲线. 为FAIMS应用于现场快速检测二乙醇胺提供了一定的依据.



食品中苏丹红Ⅰ和辣椒红的表面增强拉曼散射(SERS)光谱与激发-发射矩阵荧光光谱鉴别

刘春宇, 王绍岩, 徐抒平, 徐蔚青

2013, 34(11):  2505-2510.  doi:10.7503/cjcu20130379

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利用表面增强拉曼散射(SERS)光谱及激发-发射矩阵(EEM)荧光光谱对食品中非法添加剂苏丹红Ⅰ和合法食品添加剂辣椒红进行了定性分析和检测. SERS光谱结果表明, 苏丹红Ⅰ在低波数区域分子的扭转振动信号增强比较明显; 而辣椒红在1521和1158 cm^-1处拉曼信号增强效果比较明显; EEM荧光光谱结果表明, 苏丹红Ⅰ的乙醇溶液在P₁(λ_ex=285 nm, λ_em=345 nm)和P₂(λ_ex= 335 nm, λ_em=548 nm)处有2个明显的荧光特征峰; 而辣椒红的乙醇溶液有3个特征荧光峰, 分别为P₁(λ_ex=545 nm, λ_em=580 nm), P₂(λ_ex=560 nm, λ_em=665 nm)和P₃(λ_ex=608 nm, λ_em=672 nm).



有机化学

二茂铁基功能化的氮杂环卡宾银配合物的合成及催化活性

李强, 孙宝川, 宋海斌, 唐良富

2013, 34(11):  2511-2516.  doi:10.7503/cjcu20130254

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通过N-二茂铁基甲基-N-吡啶基甲基咪唑盐与氧化银在相转移催化条件下反应, 合成了4个二茂铁基功能化的氮杂环卡宾银配合物(NHC)₂AgX(X=PF₆或BF₄), 并利用NMR及X-射线单晶衍射对其结构进行了表征. 在这4个化合物中, 银为二配位结构, 吡啶氮原子并未参与配位. 催化活性测试结果表明, 合成的4个化合物具有高的催化炔、 醛和胺三组分偶联反应活性.



Ca²⁺诱导的淀粉液化芽孢杆菌α-淀粉酶分子的生物活性和结构变化

冀旭, 边六交

2013, 34(11):  2517-2523.  doi:10.7503/cjcu20130226

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在研究Ca²⁺对淀粉液化芽孢杆菌α-淀粉酶分子生物活性影响的基础上, 采用荧光光谱法和傅里叶变换红外光谱法研究了Ca²⁺诱导的酶分子结构变化. 结果表明, 当溶液中Ca²⁺浓度低于25.0 mmol/L时, Ca²⁺对酶分子具有激活作用; 而当Ca²⁺浓度高于25.0 mmol/L时, Ca²⁺对酶分子的生物活性具有抑制作用. 在Ca²⁺诱导的淀粉液化芽孢杆菌α-淀粉酶分子结构变化过程中, 酶分子仅发生二级结构的变化, 并不涉及其三级结构. 当Ca²⁺对酶分子具有激活作用时, 酶分子中的无规卷曲结构及β-折叠结构的含量下降, 而α-螺旋结构及β-转角结构的含量上升; 而当Ca²⁺对酶分子生物活性具有抑制作用时, 酶分子中的α-螺旋结构及β-转角结构的含量下降, 而无规卷曲结构及β-折叠结构的含量上升.



6-取代氨基-2-烷硫基腺苷化合物的合成及抗血小板凝聚活性

魏永吉, 李顺来, 于明武, 杜洪光

2013, 34(11):  2524-2530.  doi:10.7503/cjcu20130198

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以鸟苷(1)为原料, 经过糖环保护得到2',3',5'-三-O-乙酰基鸟嘌呤核苷(2), 化合物2与三氯氧磷反应得到2-氨基-6-氯-9-(2',3',5'-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)嘌呤(3), 化合物3经重氮化后再与二烷基二硫醚反应得到2-烷硫基-6-氯-9-(2',3',5'-三-O-乙酰基-β-D-呋喃核糖基)嘌呤(4a~4d), 化合物4a~4d与胺进行亲核取代反应后, 脱去糖环保护得到12个新型的6-取代氨基-2-烷硫基腺苷化合物(5a~5l). 采用¹H NMR, ¹³C NMR, IR和高分辨质谱(HRMS)对目标化合物的结构进行了确证, 并对所有化合物进行了体外抗血小板聚集活性测试. 结果表明, 当测试浓度为10 μmol/L时, 化合物5a~5l仍具有一定的抗凝活性, 其中, 6-(3-苯基丙基)氨基-2-丙硫基腺苷(5d)活性最为显著, 抑制率可达90.2%.



3-芳基苯并呋喃酮类化合物的合成及抗肿瘤活性

吕泽良, 高扬, 李军, 黄桐堃, 何树杰, 邹永

2013, 34(11):  2531-2539.  doi:10.7503/cjcu20130185

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以甲氧基取代苯甲醛和氯仿为起始物, 以四丁基溴化铵(TBAB)为催化剂, 在氢氧化钠溶液中反应制得甲氧基取代扁桃酸钠, 经酸化得到相应的甲氧基取代扁桃酸; 在三氟化硼-乙醚催化下, 甲氧基取代扁桃酸分别与不同的酚类化合物发生串联的酯化-分子内环合反应, 便捷、 高效地合成了13种3-芳基苯并呋喃酮类化合物. 采用噻唑蓝(MTT)法对其中11种化合物进行了肿瘤细胞增殖抑制活性研究, 结果表明化合物4a, 4j及4a, 4i具有较强的抗肿瘤活性.



中国毛虾流感病毒神经氨酸酶抑制活性肽的研究

王海涛, 王伟, 陈铭, 苑宁, 赵元晖, 毛相朝

2013, 34(11):  2540-2545.  doi:10.7503/cjcu20130334

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以中国毛虾为原料, 以抑制流感病毒神经氨酸酶(NA)活性为初筛指标, 通过控制酶切位点制备了具有抑制NA活性的酶解液. 利用凝胶层析和高效液相色谱等技术分离纯化出高活性的抑制肽, 其IC₅₀ 值为96.1 μmol/L.经串联质谱测定该抑制肽序列为EISYIHAEAYRRGELK, 紫外光谱分析结果证明该抑制肽能与NA结合.基于反向对接, 应用SYBYL软件模拟抑制肽与NA活性区域结合, 确定了抑制肽与NA的结合位点. 细胞毒性实验测得该抑制肽对细胞的最大无毒浓度(TC₀)为1.26 mg/mL.在红细胞凝集实验中, 随着抑制肽浓度增大, 病毒的凝集价显著降低, 证明抑制肽的抗病毒作用具有多靶点.



物理化学

链式多Li掺杂分子H(HC==N-Li)_nH(n=1~6)的NLO性质及链长依赖性

白杨, 王家军, 周中军, 李莹, 吴迪, 李志儒, 孙家锺

2013, 34(11):  2546-2550.  doi:10.7503/cjcu20130696

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对链式多Li掺杂体系H(HCN-Li)_nH(n=1~6)的结构与性质进行了研究. 发现随着链长n的增大, 体系中有两类分子出现. 当n=1, 2时, 由于额外电子轨道是空的, 从而形成了Li 盐分子; 而当n=3~6时, 额外电子轨道是占据的, 从而形成了具有大范围额外电子云的多Li电子化物分子. 对于系列体系H(HCN-Li)_nH(n=1~6), 其非线性光学(NLO)性质的依赖性呈现阶梯式增长的规律, 即静态第一超极化率β₀的次序为2179, 2776(n=1, 2)< 5492, 5487(n=3, 4)< 15235, 15377(n=5, 6), 表明增加Li原子掺杂数是提高NLO响应的新途径.



Gemini型表面活性剂疏水链中肉桂酸基团的光致二聚反应

范海明, 祝小茗, 阎云, 黄建滨, 康万利

2013, 34(11):  2551-2557.  doi:10.7503/cjcu20130582

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采用紫外光谱、 红外光谱和质谱研究了Gemini型表面活性剂N,N'-二对丁氧基肉桂酰胺基胱氨酸钠(SDBCC)溶液的光化学反应过程和产物, 分析了SDBCC浓度对分子疏水链中肉桂酸基团光化学反应产物分布和光致二聚产率的影响. 结果表明, 在不同浓度下, SDBCC分子疏水链中的肉桂酸基团的光化学反应过程均以光致二聚反应为主, 且为分子内光致二聚产物. 但聚集体形成前后在光照过程中肉桂酸基团的光致二聚反应产率随SDBCC浓度的变化趋势不同, 聚集体形成前光致二聚反应产率随浓度的增加而增大, 聚集体形成后光致二聚反应产率随浓度的增大而减小. 综合光化学反应过程、 拓扑条件和聚集体结构进一步分析了胶束和囊泡的存在对SDBCC分子疏水链中肉桂酸基团光致二聚反应的影响.



不同温度下HMX和RDX晶体的感度判别和力学性能预估分子动力学比较研究

刘冬梅, 赵丽, 肖继军, 陈军, 姬广富, 朱伟, 赵锋, 吴强, 肖鹤鸣

2013, 34(11):  2558-2565.  doi:10.7503/cjcu20130568

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为探讨和比较炸药黑索金(RDX)和奥克托今(HMX)晶体的结构、 能量和力学性质随温度的递变规律, 在COMPASS力场和NPT系综下, 对其合适的等原子数超晶胞模型分别进行5个温度(195, 245, 295, 345和395 K)下的分子动力学(MD)周期性模拟研究. 结果表明, 随着温度的升高, RDX和HMX晶体引发键N-NO₂的最大键长(L_max)的逐渐增大以及引发键连双原子作用能(E_N-N)和内聚能密度(CED)的逐渐减小均与感度随温度升高而增大的实验结果一致; 且在各温度下, RDX晶体的L_max均大于HMX晶体的L_max, 与HMX相比, RDX的E_N-N和CED均较小, 上述结果与RDX比HMX感度大的实验结果相符. 由此表明, 在一定条件下, L_max, E_N-N和CED可用于高能物质的热和撞击感度的相对大小的判别. 基于MD模拟原子运动轨迹, 用静态法求得2种晶体的弹性力学性能, 发现拉伸、 体积和剪切模量均随温度的升高而递减, 与实验结果一致.



环丙沙星与三氟甲基丙烯酸分子印迹自组装体系的理论研究

刘俊渤, 唐珊珊, 孙佳妮, 靳瑞发

2013, 34(11):  2566-2573.  doi:10.7503/cjcu20130514

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采用量子化学长程校正方法, 以环丙沙星(CIP)为印迹分子, 三氟甲基丙烯酸(TFMAA)为功能单体, 研究了CIP与TFMAA单体分子印迹聚合物(MIPs)自组装体系的构型、 成键作用位点、 反应的结合能、 作用机理及其选择性. 计算结果表明, CIP印迹分子与TFMAA单体通过氢键形成分子结构互补的有序排列复合物, 当印迹分子与功能单体配比(印迹比例)为1: 6时, 其复合物能量最低; 通过模拟洗脱CIP后的复合物对恩诺沙星(ENR)、 诺氟沙星(NOR)、 氧氟沙星(OFL)再结合的结合能可以预测MIPs对CIP印迹分子的选择性, CIP与OFL共存时MIPs对CIP的选择性最好. 采用不同印迹比例, 测定聚合物对CIP的吸附量, 结果表明, 印迹比例为1: 6时, 聚合物吸附量最大, 且对OFL的选择因子最大, 实验结果与计算结果一致.



新型类沸石金属-有机骨架材料用于天然气中CO₂的分离

郑成成

2013, 34(11):  2574-2579.  doi:10.7503/cjcu20130490

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研究了在usf型类沸石金属-有机骨架材料(usf-ZMOF)中不同金属离子(Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Al³⁺)对天然气分离(以CO₂/CH₄, CO₂/H₂, CO₂/N₂为研究对象)的不同影响. 结果表明, 此类材料对于3种体系的分离选择性均高于现有材料. 其中性能最好的是Al-usf-ZMOF, 其对CO₂/CH₄, CO₂/N₂和CO₂/H₂的分离选择性分别为290, 1700和16800. 同时, 对于经不同的离子交换后的usf-ZMOF, 吸附选择性随着离子电荷值的增加而增大; 对于同一主族的离子, 选择性随着原子序数的增加而减小. 而上述现象的产生是由阳离子和CO₂间的强静电作用所致.



碘酸改性溶胶凝胶法制备CuO/CeO₂催化剂及富氢条件下催化CO氧化

沈盼, 陈超, 王瑞, 江婉, 张宁

2013, 34(11):  2580-2586.  doi:10.7503/cjcu20130468

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采用一种碘酸改性的柠檬酸溶胶-凝胶法制备了CuO/CeO₂催化剂, 研究其在富氢气氛中CO优先氧化反应(CO-PROX)的催化活性. 与传统柠檬酸溶胶-凝胶法制备的催化剂相比, 碘酸改性溶胶-凝胶法制备的催化剂活性更好. 程序升温还原、 X射线衍射、 透射电子显微镜和X射线光电子能谱等表征证明该催化剂粒径较小, 表面含有更多的Ce³⁺及还原性氧化铜物种, 有利于提高催化剂的催化活性.



Cu-Co负载量对Cu-Co基催化剂催化CH₄-合成气梯阶转化合成C₂⁺含氧化合物的影响

彭芬, 黄伟, 韩涛

2013, 34(11):  2587-2593.  doi:10.7503/cjcu20130442

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以TiO₂纳米粒子为载体, 采用等体积浸渍法制备了Cu-Co双金属催化剂, 考察了不同Cu/Co质量比和不同Cu-Co含量的双金属催化剂对CH₄-合成气梯阶转化直接合成C₂⁺含氧化合物的影响. 在连续式步阶固定床反应装置上进行了催化性能评价. 实验结果表明, 当Cu-Co含量为18%, Cu/Co质量比为2: 1时, Cu-Co/TiO₂的C₂⁺含氧化合物产物的时空收率最大, 为19.92 mg·g_cat^-1·h^-1, 选择性为67.76%. 研究表明, 金属组分之间和载体与金属组分之间的相互作用、 金属组分良好的分散性和还原性是促进活性位的形成和提高催化剂活性的原因; 催化剂表面高度分散的CuO微晶有利于催化加氢和脱氢反应的进行, 对CH₄-合成气转化反应有重要的促进作用. 另外, 弱酸和中强酸有利于CH₄-合成气转化反应, 而强酸对该反应有抑制作用.



助剂含量对CuLi/AC 催化剂结构及甲醇氧化羰基化反应性能的影响

任军, 王冬蕾, 裴永丽, 秦志峰, 林建英, 李忠

2013, 34(11):  2594-2600.  doi:10.7503/cjcu20130429

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采用微波辐射法制备出不同助剂含量的CuLi/AC(活性炭)催化剂, 考察了其在甲醇气相氧化羰基化合成碳酸二甲酯(DMC)反应中的催化性能, 使用X射线衍射、 扫描电子显微镜、 比表面积、 H₂程序升温还原、 X射线光电子能谱和CO程序升温脱附对催化剂的结构进行了表征. 研究结果表明, 添加适量的Li有助于铜物种还原为低价态的Cu⁰, 形成颗粒尺寸更小、 分布更加均匀的铜纳米颗粒, 并高度分散在活性炭载体表面. 催化剂活性与表面单质铜的含量有关, 即Cu⁰是催化剂的主要活性物种, 并且Cu⁰的晶粒尺寸越小, 催化剂活性越好. 添加Li后增加了催化剂表面的CO弱吸附位, 有利于CO对Cu-OCH₃的插入反应, 因此提高了催化活性. 随着Li含量的增加, DMC的时空收率逐渐升高, 当Li添加质量分数达到0.15%时, DMC的时空收率达到最高值540.6 mg·g^-1·h^-1, 甲醇转化率为4.5%, DMC选择性为81.4%.



1,3,5-三硝基苯在高岭石表面吸附的理论研究

王幸, 钱萍

2013, 34(11):  2601-2608.  doi:10.7503/cjcu20130413

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构造了高岭石硅氧层和铝氧层的团簇模型(分别为Si₁₃O₃₇H₂₂和Al₆O₂₄H₃₀), 并分别在B3LYP/6-31G(d), MP2/6-31G(d)//B3LYP/6-31G(d)和B3LYP/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-31G(d)理论水平上对1,3,5-三硝基苯(TNB)在高岭石表面的吸附性质(如优化的几何构型、 结构参数、 吸附能、 振动频率、 静电势和分子轨道等)进行了研究. 结果表明, TNB和硅氧层表面间的相互作用以静电和范德华相互作用为主; TNB与铝氧层间的相互作用以氢键为主, 且TNB和铝氧层间相互作用的能量更低, 结构更稳定.



Pt对Ni₂P/MCM-41催化剂加氢脱硫性能的影响

宋华, 徐晓伟, 代敏, 宋华林

2013, 34(11):  2609-2616.  doi:10.7503/cjcu20130406

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以MCM-41为载体, 采用程序升温还原法制备了含有少量Pt的Ni-P/MCM-41催化剂, 并用氢气程序升温还原(H₂-TPR)、 X射线衍射(XRD)、 N₂吸附比表面积、 X射线光电子能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)对催化剂的结构和性能进行了表征. 考察了P/Ni摩尔比及Pt含量对Ni-P/MCM-41催化剂催化二苯并噻吩(DBT)加氢脱硫(HDS)性能的影响. 结果表明, Pt能降低Ni₂P催化剂的还原温度, 并有助于Ni₂P相的生成, 抑制团聚现象, 提高催化剂的HDS活性. 当Pt的质量分数为0.6%, P/Ni摩尔比为2时, 催化剂具有最佳加氢脱硫活性, 在340 ℃, 3.0 MPa, 氢油体积比为500, 质量空速(WHSV)为2.0 h^-1的条件下, 二苯并噻吩转化率为100%, 且催化剂加氢脱硫活性在120 h内基本保持稳定.



疏水性Cosalen/SBA-15的制备及在甲苯选择性氧化中的应用

邓莹, 袁佩, 袁霞, 吴剑, 罗和安

2013, 34(11):  2617-2622.  doi:10.7503/cjcu20130370

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以介孔分子筛SBA-15为载体, 先采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)进行氨基硅烷化修饰, 然后经甲基三乙氧基硅烷(MTES)疏水修饰后固载双水杨醛缩乙二胺合钴配合物(Cosalen). 采用傅里叶变换红外光谱、 紫外-可见漫反射光谱、 X射线光电子能谱、 元素分析、 等离子体发射光谱、 X射线衍射和氮气物理吸附等手段对制备的固载型催化剂Cosalen/SBA-15进行了物相结构和修饰程度的表征, 并考察了样品对甲苯、 苯甲醛和苯甲醇的吸附性能及在甲苯液相氧化反应中的催化性能. 结果表明, 固载型催化剂Cosalen/SBA-15的介孔结构和孔道有序性保持良好, Cosalen通过与氨基配位固载在修饰后的载体SBA-15上, 且高度分散, 氨基硅烷化和甲基修饰明显增强了其表面疏水性能, 对苯甲醛和苯甲醇的吸附量降低. 疏水性Cosalen/SBA-15协同N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)催化甲苯液相分子氧氧化反应, 无溶剂体系在130 ℃下反应2 h, 甲苯转化率达到16.0%, 产物中苯甲醛和苯甲醇的总选择性为32.0%, 在一定程度上抑制了极性产物深度氧化为苯甲酸. 高温不利于苯甲醛和苯甲醇选择性的提高, 降低温度至110 ℃, 甲苯转化率达到12.9%时, 苯甲醛和苯甲醇的总选择性提高到43.9%.



仿生分级结构NiO纳米线/纳米纤维的可控制备及光催化性能

潘超, 董丽, 马玲, 杨桂娟

2013, 34(11):  2623-2628.  doi:10.7503/cjcu20130352

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采用静电纺丝技术和"自下而上"的溶液相自组装技术, 制备了具有仿生主次分级结构的三维NiO纳米线/纳米纤维. 采用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射仪(XRD)和比表面积分析仪分别对其形貌、 晶型和孔结构进行了表征. 以水体中的有色染料亚甲基蓝为模型污染物, 研究了分级结构NiO纳米线/纳米纤维的光催化性能. 结果表明, 在180 min内, 以分级结构NiO为催化剂时, 亚甲基蓝的降解率达到了97%, 分别是以纳米纤维和纳米粒子为催化剂时的1.24倍和2.16倍.



微波辐射对纳米ZnO材料物理性质与光催化活性的影响

高宇, 李莉, 张秀丽, 王丽丽, 张文治, 黄贤丹

2013, 34(11):  2629-2634.  doi:10.7503/cjcu20130270

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在采用沉淀法制备ZnO的过程中, 用不同功率(100, 150, 200, 250和300 W)的微波辐射ZnO前驱体, 获得了一系列纳米ZnO材料, 并对合成材料的晶型结构、 形貌及表面物理化学性质进行了表征. 结果表明, 与普通沉淀法制备的ZnO相比, 使用微波辐射后ZnO半导体材料的晶型仍为六方纤锌矿结构, 但吸收光谱发生了蓝移或红移, 且比表面积均有不同程度的增加. 同时, 微波辐射功率不同, ZnO形貌差异明显, 并随着微波功率变化分别呈现纳米颗粒、 椭圆形纳米团簇、 纳米片和球状纳米簇等多样化形态. 以罗丹明B为模型分子, 分别在紫外及微波辅助光催化条件下考察了所合成纳米ZnO材料的光催化性能. 结果显示, 经不同功率微波辐射作用后, ZnO的光催化活性均得到了不同程度的提高, 并且明显高于市售P25和未经微波辐射作用的ZnO.



共沉淀法制备Ag/AgCl-TiO₂空心复合纳米微球及其光催化性能

王金刚, 姬平利, 孔祥正

2013, 34(11):  2635-2643.  doi:10.7503/cjcu20130219

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通过甲基丙烯酸与苯乙烯聚合制备了表面负电性的聚苯乙烯(PSt)纳米乳胶粒. 在乙醇与水的混合溶剂中, 用硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷对其进行表面改性后加入钛酸四丁酯、 氯化钠和硝酸银, 以PSt乳胶粒为模板采用共沉淀法制备了PSt-AgCl-TiO₂复合微球. 在180 ℃对其进行液相预处理及煅烧去除PSt模板后制备了Ag/AgCl-TiO₂空心复合粒子. 对各阶段产物的形貌、 晶体结构和比表面积等进行了表征. 结果表明, 所得产物为Ag/AgCl与锐钛矿型TiO₂复合的空心粒子, 其比表面远大于商品TiO₂(P25). 考察了Ag/AgCl-TiO₂复合粒子在紫外光与可见光下对罗丹明B(RhB)降解的催化活性. 结果表明, 在紫外光下n(Ag)/n(Ti)=0.1%的Ag/AgCl-TiO₂复合粒子活性最高, 30 min时对RhB的降解率比不含Ag/AgCl的TiO₂空心微球提高了13%; 虽然Ag/AgCl-TiO₂在可见光下的催化活性远比紫外光下低, 但与纯TiO₂空心纳米微球相比其催化活性仍明显增强. n(Ag)/n(Ti)=2.0%的Ag/AgCl-TiO₂复合粒子催化活性最高, 120 min时对RhB的降解率比不含Ag/AgCl的TiO₂空心微球提高了38%.



聚电解质结构及盐浓度对基于DNA和聚阳离子的层层组装型大孔薄膜结构的影响

于永江, 魏光耀, 周颖, 李文超, 李秋顺, 王珺楠, 姚卫国, 董文飞

2013, 34(11):  2644-2649.  doi:10.7503/cjcu20130165

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选择2种不同类型的聚阳离子[强电解质型聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)和弱电解质型聚盐酸丙烯胺(PAH)], 分别和脱氧核糖核酸(DNA)分子通过静电吸附作用制备层层组装膜. 利用原子力显微镜和紫外-可见分光光度计研究了聚阳离子结构和组装分子溶液中盐(NaCl)浓度对大孔结构及薄膜生长规律的影响. 结果表明, 在DNA/PDDA体系中, 盐浓度对于大孔结构的形成起到关键性作用. 而对于DNA/PAH薄膜体系, 即使增加DNA或PAH溶液中盐的浓度, 也不会有大孔结构出现, 这主要是由PAH分子的弱电解质特性决定的.



高分子化学

含磷聚酰亚胺纤维的制备与性能

丁祥, 邱雪鹏, 马晓野, 李国民, 高连勋

2013, 34(11):  2650-2654.  doi:10.7503/cjcu20130785

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合成了一种含磷二胺单体, 二(4-胺基苯氧基)苯基膦氧(DAPOPO). 该单体与4,4'-二胺基二苯醚(ODA)、 均苯四酸二酐(PMDA)和3,3',4,4'-联苯四酸二酐(BPDA)共聚得到聚酰胺酸溶液, 通过干喷湿纺法纺丝得到聚酰胺酸纤维, 聚酰胺酸纤维经过热亚胺化和热牵伸得到含磷的聚酰亚胺纤维. 利用纤维强度仪、 扫描电子显微镜、 热失重分析仪和氧指数测定仪等研究了含磷聚酰亚胺纤维的力学性能、 形貌、 热稳定性能和阻燃性能. 结果表明, 随着含磷量的增加, 纤维的热稳定性明显提高, 而极限氧指数从35上升到了45, 说明纤维的阻燃性能得到很大提高.



可溶性侧链含萘聚酰亚胺的合成与性能

夏蔚青, 肖才华, 贾小乐, 王雷

2013, 34(11):  2655-2660.  doi:10.7503/cjcu20130732

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以萘甲醛和2,6-二甲基苯胺或苯胺为原料合成了2种含萘的二胺单体, 进一步与二苯醚四酸二酐(ODPA)经高温溶液缩聚, 得到2种侧链含萘的聚酰亚胺, 对聚合物进行了核磁共振谱、 傅里叶变换红外光谱及溶解性、 耐热性、 憎水性、 机械性能等结构与性能的测试. 结果表明, 含醚侧链含萘的聚酰亚胺具有优异的溶解性, 良好的耐热性, 较好的憎水性与机械性能. 另外, 通过静电纺丝的方法制备了侧链含萘的聚酰亚胺纤维, 研究了纤维的形貌与憎水性.



交联嵌段磺化聚芳醚砜质子交换膜的制备及性能

唐卫芬, 凌瑛, 陈珊珊, 胡朝霞, 陈守文

2013, 34(11):  2661-2666.  doi:10.7503/cjcu20130695

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为提高磺化聚芳醚砜(SPAES)质子交换膜的质子传导率及稳定性, 制备了一系列交联嵌段SPAES质子交换膜(cbSPAES). 采用嵌段共聚方法, 在P₂O₅存在下, 利用磺酸基团与聚合物主链上活泼氢的脱水反应进行交联改性合成嵌段聚合物. 采用电化学阻抗谱技术测定了cbSPAES膜的质子传导率, 通过测试水中膜平面及厚度方向的尺寸变化率评价膜的尺寸稳定性, 通过加速老化试验评价膜的水解稳定性. 结果表明, 与未交联膜相比, cbSPAES膜的尺寸稳定性及水解稳定性明显提高; 在交联程度相同时, cbSPAES膜的吸水率和质子传导率随着磺化链段长度的增加呈上升的趋势. 如cbSPAES(30/10)-10膜在60 ℃水中的吸水率为65%, 平面方向和厚度方向的尺寸变化率分别为0.16和0.18, 质子传导率达到163 mS/cm.



PVA/DTC纳米纤维的制备及对铅离子的吸附行为

张谦, 夏柯, 刘丽, 刘又畅, 张翠, 刘璇, 徐缓, 陈世金, 陈际达

2013, 34(11):  2667-2673.  doi:10.7503/cjcu20130693

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通过高压静电纺丝技术制备了聚乙烯醇/聚乙烯亚胺(PVA/PEI)纳米纤维膜, 对纤维膜进行功能化使其转化为对重金属离子具有高络合能力的聚乙烯醇/二硫代氨基甲酸盐功能化聚乙烯亚胺(PVA/DTC)纳米纤维膜. 研究了PVA/PEI纳米纤维膜的交联和功能化以及PVA/DTC纤维膜对铅离子的吸附行为. 结果表明, 高压静电纺丝法可制备出纤维直径分布均匀、 形貌良好的纳米纤维膜, 且交联、 功能化后仍能保持蓬松纳米纤维状的网状结构. PVA/DTC纳米纤维膜对铅离子吸附速率快, 吸附量容量高, 且具有良好的再生吸附能力, 是一种潜在的重金属离子高效吸附材料.



改性可膨胀石墨的制备及在硬质聚氨酯泡沫中的阻燃性能

许冬梅, 丁飞, 郝建薇, 杜建新

2013, 34(11):  2674-2680.  doi:10.7503/cjcu20130686

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采用表面接枝硅烷偶联剂法将硼酸负载在可膨胀石墨(EG)表面制得了改性EG(MEG), 并考察了MEG在硬质聚氨酯泡沫(RPUF)中的阻燃性能. 利用扫描电子显微镜、 X射线光电子能谱、 傅里叶变换红外光谱、 膨胀试验及热失重分析对MEG进行了形貌、 元素组成及结构性能表征, 通过热失重分析、 极限氧指数(LOI)及锥形量热仪考察了RPUF/MEG的热稳定性及燃烧性能. 结果表明, 硼硅化合物作为硅硼陶瓷前驱体已负载在EG表面; MEG及RPUF/MEG体系膨胀炭层更为致密, 800 ℃时的残余量分别较EG和RPUF/EG提高了8.7%和3.7%; RPUF/MEG体系的LOI较RPUF/EG有所提高, 热释放速率峰值降低了10%, 产烟速率及CO生成速率均显著降低. RPUF/MEG阻燃性能的提高与MEG负载的硅硼陶瓷前驱体促进了阻燃RPUF各组分间的相互作用及增强了炭层的阻隔性有关.