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    2014年 第35卷 第11期    刊出日期:2014-11-10
    目次
    高等学校化学学报2014年第35卷第11期封面和目次
    2014, 35(11):  0-0. 
    摘要 ( 727 )   PDF (16116KB) ( 1413 )  
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    研究论文: 无机化学
    具有16元环超大孔道磷酸钒化合物的水热合成及表征
    李莉, 颜岩, 王大明, 郑大方, 李激扬
    2014, 35(11):  2285-2290.  doi:10.7503/cjcu20140725
    摘要 ( 2225 )   HTML ( 3)   PDF (2430KB) ( 684 )  
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    分别以正丁胺、 正丙胺和哌啶为模板剂, 在水热条件下合成了具有超大孔穴的开放骨架磷酸钒化合物VPO-n(n=1, 2, 3), 并对其进行了X射线衍射(XRD)、 电感耦合等离子体光谱(ICP)、 元素分析、 热重分析(TG)、 扫描电子显微镜(SEM)、 X射线光电子能谱分析(XPS)及单晶结构解析等表征. XRD结果表明, VPO-n(n=1, 2, 3)与报道的超大孔磷酸钒化合物[HN(CH2CH2)3NH]K1.35[V5O9(PO4)2xH2O(简称VPO-DABCO)具有相同结构. 对VPO-1的单晶结构解析表明, 其结晶属于立方晶系, Im3m空间群, 晶胞参数a=b=c=2.6586(3) nm, α=β=γ=90°, V=18.791(4) nm3. VPO-1的无机骨架具有三维交叉的8元环和16元环孔道, 以及最大窗口为32元环的超大空穴. 详细考察了不同模板剂对合成产物的影响, 结果表明, 不同的有机胺模板剂可以影响产物的形貌、 结构对称性和晶胞参数, 并对骨架中孔道的尺寸具有一定的调控作用.

    分级结构多酸微米管的合成及对阿霉素的吸附
    韦祎, 彭军, 于霞, 丁艳红, 路海洋, 任子兴, 许敏, 李光哲
    2014, 35(11):  2291-2296.  doi:10.7503/cjcu20140563
    摘要 ( 1803 )   HTML ( 1)   PDF (2978KB) ( 443 )  
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    通过简单的无模板法, 由三缺位α-SiW9多金属氧酸盐制得了饱和Keggin结构SiW12多金属氧酸盐的微米管状晶体, 并通过红外光谱、 热重分析和X射线粉末衍射对其进行了表征. 采用光学显微镜和扫描电子显微镜观察到所合成的分级结构管状晶体具有微米级空腔和管壁的纳米级孔隙. 将阿霉素(DOX)吸附于所制备的SiW12微米管中, 得到了负载阿霉素的DOX@SiW12微米管, 其在紫光和绿光的激发下可显示阿霉素的特征红光.

    反蛋白石光子晶体凝胶的pH响应
    王秋鸿, 薛敏, 王丰彦, 阎泽群, 薛飞, 陈伟, 齐丰莲, 孟子晖, 徐志斌
    2014, 35(11):  2297-2302.  doi:10.7503/cjcu20140456
    摘要 ( 2033 )   HTML ( 2)   PDF (3248KB) ( 834 )  
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    首先采用Stöber方法制备了一系列亚微米级单分散二氧化硅小球, 而后通过垂直沉降自组装方法制备了颜色鲜艳的二氧化硅三维有序结构胶体晶体模板, 最后再采用模板聚合法在220 nm二氧化硅小球自组装的阵列间隙中共聚甲基丙烯酸和乙二醇二甲基丙烯酸酯, 经氢氟酸刻蚀二氧化硅模板后得到多孔有序的反蛋白石光子晶体. 当pH值从5升至8时, 反蛋白石凝胶光子晶体的反射峰波长从514 nm移动至590 nm, 颜色变化显著, 从蓝绿色变成红色, 突变点为pH=6.5, 而且pH响应在100 s左右即可达到平衡. 对交联剂用量的研究结果表明, 随着交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯用量从4%增加到16%, 光子晶体响应pH时的红移量减小.

    基于CdTe量子点自组装的超分支结构的制备及发光特性
    段彬, 王志伟, 潘根才, 潘凌云
    2014, 35(11):  2303-2309.  doi:10.7503/cjcu20140630
    摘要 ( 2405 )   HTML ( 0)   PDF (4960KB) ( 781 )  
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    提出了一种简单高效制备立体型纳米结构的方法. 利用强偶极相互作用, CdTe量子点通过层级自组装形成超分支纳米结构. 场发射高分辨透射电子显微(HRTEM)照片显示, 制备的超分支纳米结构的构建单元即为原始的CdTe量子点, 即组装后的结构保留了原始量子点的量子局限特性. 该结构形态受熟化时间、 环境pH值以及沉淀剂比例的影响. 荧光实验发现, 该结构良好地保持了原始量子点的线性光学特性. 由于其超分支形态与量子局限效应同时存在, 因此该种结构在光伏转换和传感等领域有着重要的潜在应用价值.

    CuInS2纳米纸阵列薄膜的制备及生长机理
    庄米雪, 魏爱香, 刘俊, 颜志强, 招瑜
    2014, 35(11):  2310-2316.  doi:10.7503/cjcu20140235
    摘要 ( 1852 )   HTML ( 0)   PDF (7875KB) ( 598 )  
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    采用溶剂热合成技术, 以氯化铜、 硝酸铟和硫脲为反应物, 十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为阳离子表面活性剂, 草酸为还原剂, 无水乙醇为溶剂, 直接在掺氟的SnO2透明导电玻璃(FTO)衬底上合成CuInS2(CIS)薄膜. 采用扫描电子显微镜(SEM)、 高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、 X射线衍射(XRD)、 拉曼光谱、 能量色散谱(EDS)、 紫外-可见(UV-Vis)反射光谱和透射光谱对样品的形貌、 结构、 成分和光学性能进行分析. 结果表明, 在适当的反应物浓度下, 在FTO衬底上形成了垂直衬底生长的、 具有良好结晶性能的黄铜矿结构的CIS纳米纸阵列薄膜. CIS薄膜中Cu, In, S的原子比为1.1:1:2.09, 在紫外-可见和近红外波段具有良好的光吸收特性, 禁带宽度约1.51 eV. 结合不同反应时间制备的CIS薄膜的形貌、 结构和成分分析, 讨论了CIS纳米纸阵列薄膜的生长机理.

    分析化学
    密闭式微波降解法促进常见人参皂苷向稀有人参皂苷转化的规律
    姚华, 金永日, 杨洁, 李兰杰, 孙婷, 时晓磊, 李绪文
    2014, 35(11):  2317-2323.  doi:10.7503/cjcu20140641
    摘要 ( 1697 )   HTML ( 0)   PDF (2274KB) ( 799 )  
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    采用密闭微波技术对7种常见人参皂苷单体(Rb1, Rb2, Rb3, Rc, Rd, Re和Rg1)进行降解, 通过高效液相色谱(HPLC)分析并与相同条件下非微波降解物对比, 研究了密闭微波降解人参皂苷的产物在化学结构及组成上的变化规律, 以期快速、 高效地制备生物活性高的稀有人参皂苷. 结果表明, 密闭式微波降解法能够使常见人参皂苷基本降解完全, 而相同条件下非微波降解法则基本不发生降解. 原人参二醇型人参皂苷易水解掉C20位糖, 并发生C20位构型变化, 生成20(R)-Rg3和20(S)-Rg3, 其中20-(R)为优势构型, C20位羟基进一步脱水产生稀有人参皂苷Rk1和Rg5. 同时, 20(S/R)-Rg3失去C3位的1分子葡萄糖转化为20(S/R)-Rh2, C20位羟基再进一步脱水生成了 Rk2和Rh3. 此外, 人参皂苷C20位所连的糖种类与构型影响了降解产物中各稀有皂苷的组成与比例, 但7种原人参二醇型人参皂苷密闭式微波降解产物中Rg5含量均为最高. 密闭式微波降解对原三醇型人参皂苷的转化作用与原二醇型人参皂苷具有相似的规律, 人参皂苷Re和Rg1的密闭式微波降解产物中Rh4含量均为最高. 本文结果进一步说明在相同的降解条件下, 密闭式微波降解法的降解效率远高于高温高压非微波降解法, 密闭式微波降解可明显促进常见人参皂苷向稀有人参皂苷转化, 因此采用密闭微波技术对常见人参皂苷进行降解可以大量获得稀有人参皂苷.

    有机化学
    10-羟基喜树碱的光谱性质、 抗肿瘤活性及应用于细胞标记研究
    丁国斌, 李彬春, 郭轶, 徐力
    2014, 35(11):  2324-2328.  doi:10.7503/cjcu20140575
    摘要 ( 2318 )   HTML ( 4)   PDF (1749KB) ( 808 )  
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    通过紫外-可见光谱、 荧光光谱和红外光谱等方法研究了药物10-羟基喜树碱(HCPT)的光谱性质. 采用溴化噻唑蓝四氮唑(MTT)法测定了HCPT对3种肿瘤细胞(HeLa, MCF-7和HT1080)的抗肿瘤活性, 其IC50值分别为16.37, 16.73和19.24 μg/mL. 测定了HCPT对正常细胞人胚肾细胞系HEK293T的生长抑制活性, 最高抑制率达88.72%, 表明正常细胞比3种肿瘤细胞对药物HCPT更敏感. 以HeLa细胞为模型, 利用Annexin V-FITC细胞凋亡检测试剂盒研究了HCPT的抗肿瘤作用机制, 发现几乎所有细胞均同时被Annexin V-FITC和碘化丙啶(PI)染色, 细胞膜为绿色, 而细胞核为红色, 表明HCPT诱导了HeLa细胞的晚期凋亡. 通过荧光显微镜观察了HCPT在HeLa细胞中的分布, 为其在细胞标记中的应用提供了科学依据.

    基于ESI-CID-MS/MS离子碎片峰特征的香菇多糖水解机制及系列香菇寡糖的制备
    张洪涛, 朱莉, 张爽, 詹晓北
    2014, 35(11):  2329-2334.  doi:10.7503/cjcu20140492
    摘要 ( 2446 )   HTML ( 5)   PDF (789KB) ( 472 )  
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    将香菇多糖和0.02 mol/L三氟乙酸(TFA)溶液按照1 mg:200 μL比例混合并于100 ℃水解, 然后利用快速蛋白液相色谱(FPLC)技术对分别水解2, 4, 6 h的水解产物中不同聚合度寡糖的组成与丰度进行分析, 从而确定最佳水解时间; 用确定的最佳时间对水解残留多糖重复水解3次, 直至多糖沉淀消失为止, 然后分别对水解产物进行FPLC分离并依次收集每批次的七糖. 对七糖进行ESI-CID-MS/MS分析, 结合β-1,3-二糖、 七糖及β-1,6-葡聚寡糖二糖的ESI-CID-MS/MS质谱特征, 可获得每次水解产物中寡糖的结构信息, 进而获得香菇多糖的水解机制; 最后用P4凝胶柱对水解产物进行色谱分离, 获得具有不同聚合度的全序列寡糖. 结果表明, 香菇多糖的最佳水解时间为4 h, 在不同批次的水解过程中香菇寡糖的结构由β-1,3/1,6-寡糖过渡为纯β-1,3-寡糖.

    氨基葡萄糖衍生物钌络合物催化苯乙酮氢化反应
    刘晓晶, 周宏勇, 刘兵, 李小娜, 宋沙沙, 李云庆, 王家喜
    2014, 35(11):  2335-2340.  doi:10.7503/cjcu20140267
    摘要 ( 1921 )   HTML ( 0)   PDF (1833KB) ( 442 )  
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    基于D-氨基葡萄糖氨基及羟基的反应, 制备了缩醛化氨基葡萄糖衍生物L1及磺酰胺基葡萄糖衍生物L2~L4. 将其与Ru(Ⅱ)化合物原位组成催化体系, 考察了该催化体系在苯乙酮氢化反应中的催化活性, 结果表明, 有机基团的引入提高了氨基葡萄糖参与氢化反应的催化活性. 研究了反应温度、 时间及碱的种类对RuCl2(PPh3)3/L4催化苯乙酮氢化反应的影响. 动力学研究结果表明, 催化反应对苯乙酮为一级反应, 表观活化能为37.13 kJ/mol, 并提出了可能的反应机理.

    η6-[三(三甲基硅基)苯基硅烷]三羰基铬类化合物的合成及其分子内硅硅键与金属铬之间相互作用的理论研究
    吕浩挺, 刘婷婷, 张明涛, 刘洁, 孙怀林
    2014, 35(11):  2341-2345.  doi:10.7503/cjcu20140252
    摘要 ( 1969 )   HTML ( 2)   PDF (1675KB) ( 497 )  
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    采用三(三甲基硅基)苯基硅烷p-R(Me3Si)3SiC6H4与六羰基铬在加热条件下反应, 制得了相应的η6-[三(三甲基硅基)苯基硅烷]三羰基铬化合物{η6-[(Me3Si)3SiC6H4R]Cr(CO)3(R=H, p-Me, p-MeO)}. 利用核磁共振波谱、 红外光谱和元素分析等手段对产物进行了表征, 并利用单晶X射线衍射法测定了化合物η6-[(Me3Si)3SiC6H4R]Cr(CO)3(R=H) 的分子结构. 在此基础上, 对其分子内硅硅键与金属铬之间可能的相互作用进行了考察, 发现在加热条件下硅硅键不能被分子内过渡金属活化. 利用密度泛函理论(DFT)对预测的硅硅键活化过程进行了计算, 发现反应可能的中间体、 过渡态及最终产物均具有较高能量, 导致反应在动力学和热力学上均不可行. 这一结果表明, 分子内硅硅键被过渡金属活化的现象在η6-苯基金属化合物体系中难以发生.

    四色荧光标记二硫键可逆终端的合成及在DNA合成测序中的应用
    汤道年, 江敏, 李小卫, 康亚妮, 伍新燕, 龚兵, 邵志峰, 赵小东, 沈玉梅
    2014, 35(11):  2346-2352.  doi:10.7503/cjcu20140251
    摘要 ( 2428 )   HTML ( 2)   PDF (1332KB) ( 652 )  
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    分别以5-碘-2'-脱氧尿苷、 5-碘-2'-脱氧胞苷、 7-去氮-7-碘-2'-脱氧腺苷及7-去氮-7-碘-2'-脱氧鸟苷为原料, 以二硫键为可裂解连接单元, 通过多步反应合成了四色荧光标记不同碱基的脱氧核糖核苷酸; 研究了该类荧光标记核苷酸作为可逆终端在DNA合成测序中的应用. 所得产物结构经1H NMR, 31P NMR及HRMS表征, 并对其进行了DNA高通量测序的测试. 结果表明, 该类荧光标记核苷酸作为DNA合成测序的可逆终端能够满足高通量测序的生化反应要求, 具有较好的应用前景.

    马蹄金素杂环衍生物的合成及抗乙肝病毒活性
    梁光平, 胡占兴, 刘青川, 黄正明, 张建新, 梁光义, 徐必学
    2014, 35(11):  2353-2359.  doi:10.7503/cjcu20140223
    摘要 ( 2058 )   HTML ( 0)   PDF (659KB) ( 380 )  
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    以马蹄金素[N-(N-苯甲酰基-L-苯丙氨酰基)-O-乙酰基-L-苯丙氨醇, MTS]为先导化合物, 设计并合成了16个杂环取代的马蹄金素衍生物, 其结构经NMR, ESI-MS和元素分析确证. 以HepG2 2.2.15细胞为乙肝病毒(HBV)载体, 对合成的马蹄金素衍生物进行了抗HBV活性测试. 实验结果表明, 在测试浓度范围内, 化合物5b(IC50=8.20 μg/L, SI=10.26), 5g(IC50=5.58 μg/L, SI=22.78)和5i(IC50=5.07 μg/L, SI=16.67)的抗HBV活性较强; 在8 μg/mL的浓度下, 其抑制率分别为56.57%, 67.06%和66.83%.

    功能化烯胺的合成(Ⅳ): 醋酸钠快速促进β, β-二氰基苯乙烯衍生物与NBS反应转变成相应的烯胺
    陈战国, 刘德娥, 李文丽, 刘亚丽
    2014, 35(11):  2360-2363.  doi:10.7503/cjcu20140218
    摘要 ( 1682 )   HTML ( 0)   PDF (1719KB) ( 723 )  
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    建立了由缺电子烯烃(β,β-二氰基苯乙烯衍生物)与N-溴代丁二酰亚胺(NBS)反应快速转变成功能化烯胺的新方法. 缺电子烯烃在N,N-二甲基酰胺(DMF)溶剂中, 在NaOAc促进下与NBS反应, 可快速转变成相应的烯胺. 在优化的条件下, 考察了12种β,β-二氰基苯乙烯衍生物与NBS的反应情况, 各种β,β-二氰基苯乙烯衍生物均能转变成相应的烯胺, 证明该方法具有广泛的适应性. 该方法操作简单, 反应条件温和, 反应收率高(最高收率可达98%). 所用催化剂易得、 稳定, 价格低廉, 并且反应具有高度的区域选择性, 为合成功能化烯胺提供了一个有效途径. 所有产物结构均经过核磁共振波谱和高分辨率质谱确证.

    荧光自旋捕获探针的合成及ESR捕获研究
    王兵, 杜立波, 刘阳平, 周建威, 刘扬
    2014, 35(11):  2366-2369.  doi:10.7503/cjcu20140201
    摘要 ( 1708 )   HTML ( 0)   PDF (929KB) ( 533 )  
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    设计合成了具有荧光基团的新型硝酮类自由基捕获探针并对其结构进行了表征. 自由基捕获实验结果表明, 该探针能实现对超氧阴离子自由基与碳中心自由基的捕获. 此外, 该自由基捕获探针反应产物的荧光强度与被捕获自由基浓度之间存在相关性, 有望建立依据荧光强度分析被捕获自由基浓度的新方法.

    物理化学
    褐煤模型化合物中含氧官能团脱出反应的理论研究
    汤海燕, 赵茂爽, 冯莉, 曹泽星
    2014, 35(11):  2370-2376.  doi:10.7503/cjcu20140612
    摘要 ( 1743 )   HTML ( 0)   PDF (2797KB) ( 488 )  
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    选取苯甲酸和苯酚作为褐煤含氧官能团模型化合物, 采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP泛函和6-311+G(d,p)基组, 研究了羧基和羟基可能的脱出反应机理. 结果表明, 不同含氧官能团脱出方式不同, 脱出所需的能量也有差异; 含有羧基物质的自催化交联脱羧是相对容易发生的反应; 考虑到水分子对含氧官能团脱出的影响, 选取甲酸和丙三醇作为褐煤含氧官能团模型, 研究了水分子参与反应的过渡态结构及其反应活化能的变化, 结果表明, 反应中水分子作为质子传递介质能降低反应活化能, 加快反应速率, 一般1~2个水分子的催化效果较佳; 同时研究了Na+, K+及其羧酸盐对丙三醇中羟基脱出反应过渡态结构和反应活化能的影响, 表明Na+和K+均能与模型化合物形成络合物, 稳定过渡态结构, 降低活化能, 其中Na+的催化效果更佳; 与单纯的离子相比, K+羧酸盐催化效果变化不大, Na+羧酸盐催化能力降低幅度较大.

    氟代十二顶点碳硼烷结构和非线性光学性质的理论研究
    方新燕, 王文勇, 王娇, 李晓倩, 宋洪娟, 仇永清
    2014, 35(11):  2377-2383.  doi:10.7503/cjcu20140605
    摘要 ( 1361 )   HTML ( 0)   PDF (2132KB) ( 545 )  
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    采用密度泛函理论(DFT)方法, 计算并分析了四氟取代十二顶点碳硼烷及其衍生物的结构和非线性光学(NLO)性质. 结果表明, 改变四氟碳硼烷取代基的共轭性或给吸电子能力, 会使分子中碳硼笼原子间距离发生改变. 碳硼烷取代基的给吸电子能力越强, 其偶极矩越大. 分子极化率随取代基共轭性和体积的增加而增大. 引入强吸电子基或增加四氟碳硼烷取代基的共轭性, 可使其二阶NLO响应明显增强. 通过分析分子的电子光谱和对应的分子轨道组成可知, 第一超极化率最大的分子4a'发生碳硼笼到并苯取代基的电荷转移.

    硅油的高压拉曼散射
    王晓霞, 李志慧, 陈晨, 王凯, 韩博, 周强, 李芳菲
    2014, 35(11):  2384-2389.  doi:10.7503/cjcu20140541
    摘要 ( 1961 )   HTML ( 2)   PDF (2669KB) ( 1576 )  
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    利用金刚石对顶砧高压实验技术及红宝石荧光标压方法, 研究了3种不同黏度的硅油(Silicone oil AP 150 wacker, Baysilone oil M1000和Baysilone oil M30000)在室温条件下的高压拉曼散射光谱, 实验最高压力为20 GPa. 获得了硅油的不同拉曼振动模式在高压下的变化规律, 发现Baysilone oil M1000和Baysilone oil M30000分别在0.47和0.31 GPa压力下发生分子结构或构型转变, 使Si—O伸缩振动拉曼信号强度降低, 并产生新的拉曼振动信号; Silicone oil AP 150 wacker, Baysilone oil M1000和Baysilone oil M30000分别在9, 8和4.5 GPa压力下出现振动模式消失或振动频率随压力变化的斜率发生改变, 表明具有不同结构和黏度的硅油在不同压力下内部结构发生了变化.

    表面吸附碱金属原子的超短碳纳米管体系的结构和非线性光学性质
    李绍晨, 于广涛, 陈巍, 黄旭日
    2014, 35(11):  2390-2396.  doi:10.7503/cjcu20140513
    摘要 ( 2209 )   HTML ( 0)   PDF (1306KB) ( 798 )  
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    采用密度泛函理论(DFT)方法系统研究了表面吸附碱金属Li原子的超短碳纳米管([8]cyclophe-nacene)体系的结构和非线性光学性质. 在这些体系中, Li原子均能稳定地吸附在超短碳纳米管表面, 其吸附能高达84.0~106.2 kJ/mol. 当吸附1~2个Li原子时, Li原子和碳纳米管之间发生了明显的电荷转移过程, 使体系的一阶超极化率(β0)值明显改善, β0值从0迅速增加到3.42×103 ~8.29×103 a.u.; 当吸附的Li原子数增加到3时, 体系内部产生了额外电子, 有效地降低了体系最主要跃迁的跃迁能, 使体系的一阶超极化率进一步提升(高达2.59×106 a.u.). 此外, Li原子之间的距离也是影响吸附体系β0值的重要因素.

    膨胀石墨负载钯纳米颗粒催化六价铬还原反应
    魏英祥, 涂伟霞
    2014, 35(11):  2397-2402.  doi:10.7503/cjcu20140481
    摘要 ( 1913 )   HTML ( 0)   PDF (2348KB) ( 687 )  
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    采用高分子辅助的浸渍还原法, 制备得到膨胀石墨(EG)负载的纳米钯催化剂(Pd-EG), 采用X射线衍射(XRD)、 透射电子显微镜(TEM)、 X射线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂组成、 结构、 形貌和价态进行了表征, 并考察了Pd-EG催化剂在六价铬还原反应中的活性. 结果表明, 催化剂中纳米钯颗粒均匀分散在膨胀石墨上, 平均粒径为4.37 nm, 金属负载量质量分数为0.446%. 该催化剂对六价铬还原反应具有良好的催化性能, 可将六价铬完全转化为三价铬, 在pH=4.0及45 ℃条件下反应转化频率(TOF)达到3186 h-1; 催化剂经过多次重复使用后的活性仍保持稳定.

    含酰胺和尿嘧啶的氢键复合物的三体效应
    李书实, 姜笑楠, 王长生
    2014, 35(11):  2403-2409.  doi:10.7503/cjcu20140477
    摘要 ( 1441 )   HTML ( 0)   PDF (3035KB) ( 295 )  
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    采用包含BSSE校正的MP2/aug-cc-pVTZ方法对酰胺、 二肽、 尿嘧啶和水分子形成的氢键复合物的三体效应进行了研究, 分析了三体作用能对体系总作用能的贡献. 结果表明, 在这些氢键复合物中, 三体作用能占体系总作用能的10%~20%, 三体作用属于近程作用, 因此在分子模拟中至少应考虑近处的三体效应.

    还原氧化石墨烯基三聚氰胺海绵的制备与吸附性能
    王子涛, 肖长发, 赵健, 胡霄, 徐乃库
    2014, 35(11):  2410-2417.  doi:10.7503/cjcu20140476
    摘要 ( 3331 )   HTML ( 0)   PDF (2225KB) ( 1276 )  
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    以天然石墨为原料, 用Hummers法和超声剥离法制备了氧化石墨烯(GO). 将氧化石墨烯浸渍, 涂覆于三聚氰胺海绵表面, 在线还原制得还原氧化石墨烯基三聚氰胺海绵(RGOME). 通过扫描电子显微镜(SEM)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪及光学接触角测定仪等分析了RGOME的结构, 考察了RGOME对多种油品的吸附性能, 并对其油水选择吸附性能和循环使用性能进行了研究. 结果表明, RGOME具有疏水超亲油性, 对油品的吸附量达到56~127 g/g, 可用Bangham方程描述RGOME对甲苯和煤油的吸附动力学过程; 在选择吸附过程中, 油品浓度急剧降低, 吸附量不断升高, 分离效率达到74.49%, 可较好地实现油水分离; 吸附油品的RGOME经脱附可多次循环使用.

    乙酸氧钛对碳酸二甲酯与苯酚酯交换的催化作用
    唐荣芝, 王松林, 张元卓, 陈彤, 王公应
    2014, 35(11):  2418-2424.  doi:10.7503/cjcu20140420
    摘要 ( 1815 )   HTML ( 0)   PDF (1747KB) ( 393 )  
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    采用溶剂热法合成了乙酸氧钛, 其对碳酸二甲酯(DMC)与苯酚的酯交换合成碳酸二苯酯(DPC)的催化反应显示出了很好的催化效果. 乙酸氧钛用量0.10 g时, 苯酚转化率即达到47.8%, 酯交换选择性在99.9%以上, 仅检测到微量副产物苯甲醚. 傅里叶变换红外光谱(FTIR)和固体核磁共振(13C NMR)等表征结果显示, 乙酸氧钛在反应过程中首先与苯酚反应, 苯氧基取代乙酸根生成苯氧基钛合物. 实验结果表明, 苯氧基钛合物作为实际催化剂参与DMC和苯酚的酯交换反应, 并且重复使用效果良好.

    共溅法制备锂离子电池Sn-Al/Cu复合薄膜及其电化学性能
    魏林, 王丽秀, 陶占良, 陈军
    2014, 35(11):  2425-2430.  doi:10.7503/cjcu20140313
    摘要 ( 1814 )   HTML ( 1)   PDF (3845KB) ( 785 )  
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    采用磁控溅射共溅法, 在铜箔和泡沫铜基底上分别制备了平面和三维网状结构的Sn-Al/Cu复合薄膜. 表征了其结构, 并研究了其作为锂离子电池负极材料的电化学性能. 结果表明, 三维网状结构的电化学性能明显优于平面复合薄膜, 表现出很好的循环性能和倍率性能: 以600 mA/g电流密度充放电, 三维网状结构的复合薄膜有较好的容量保持率, 循环50周后容量保持在410 mA·h/g; 以2000 mA/g电流密度充放电, 再以500 mA/g电流密度进行充放电, 三维网状结构的复合薄膜仍有464 mA·h/g的放电容量. 三维网状结构的Sn-Al复合薄膜能抑制充放电时带来的体积膨胀, 较大的表面积和粗糙表面可以使其与锂充分反应, 改善其电化学性能.

    亚甲基蓝溶液中分子二聚现象的压致增强研究
    王凯, 齐广宇, 蒋章妹, 林奥雷
    2014, 35(11):  2431-2434.  doi:10.7503/cjcu20140312
    摘要 ( 1626 )   HTML ( 1)   PDF (966KB) ( 473 )  
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    通过原位高压紫外-可见吸收光谱研究了2种溶剂(水溶液和体积比为4:1的甲醇-乙醇混合溶液)中亚甲基蓝(MB)分子聚集平衡状态的变化. 采用金刚石对顶砧原位高压实验装置, 在不同压力下测量亚甲基蓝溶液的吸收光谱, 最高实验压力分别达到0.8 GPa(水溶液)和8.7 GPa(甲醇-乙醇溶液). 结果表明, 随着压力的上升, 亚甲基蓝溶液中单体分子和二聚体的吸收峰强度比不断下降, 说明高压可以促进二聚体的形成, 使亚甲基蓝溶液中分子的单体-二聚体动态平衡过程向二聚体方向移动. 卸压后, 亚甲基蓝溶液吸收光谱的强度降低, 但吸收峰的强度比及峰位恢复到加压前的状态, 表明高压下分子聚集平衡状态的变化是可逆的.

    BiPO4@Ag3PO4核/壳异质结的制备及光催化性能
    任延琳, 李新勇, 肇启东
    2014, 35(11):  2435-2441.  doi:10.7503/cjcu20140266
    摘要 ( 3200 )   HTML ( 0)   PDF (3140KB) ( 956 )  
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    采用简单的水热法结合离子交换法制备了BiPO4@Ag3PO4核/壳异质结光催化剂, 采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 紫外-可见漫反射光谱仪(DRS)和X射线光电子能谱仪(XPS)等对催化剂的形貌、 组成、 晶型和光物理性质等进行了研究, 用罗丹明B(RhB)为模拟水体中有机污染物分别在可见光和模拟太阳光照条件下对催化剂的催化活性进行了测试. 结果表明, 负载Ag3PO4的BiPO4微米棒具有较高的可见光响应, 其核/壳异质结结构有利于光生电子-空穴对的有效分离和提高对RhB的光催化降解效率, 在可见光和模拟太阳光照射条件下分别在60和40 min可使RhB完全脱色降解. 活性物种检测实验结果证明, 该催化剂在污染物降解过程中主要的机理是光生空穴的直接氧化.

    七元瓜环与N,N'-二甲基-苯甲基-1,10-二氨基癸烷的超分子自组装
    杨波, 吴明强, 肖昕, 薛赛凤, 陶朱, 卫钢
    2014, 35(11):  2442-2446.  doi:10.7503/cjcu20140255
    摘要 ( 2096 )   HTML ( 0)   PDF (1395KB) ( 428 )  
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    设计合成了具有多个作用位点的长链分子N,N'-二甲基-苯甲基-1,10二氨基癸烷(C10DA)并将其作为客体, 利用1H NMR、 紫外吸收光谱及荧光光谱等手段考察了C10DA与七元瓜环(主体)的相互作用, 以及形成的主客体包结配合物的结构特征. 结果表明, 随着主客体摩尔比的变化, 其作用模式从类轮烷型包结配合物转变成哑铃型包结配合物, 这一特性在分子器件的制备方面具有潜在的应用前景.

    光响应偶氮苯类小分子凝胶因子的合成及性能
    樊冬丽, 翟岩, 张妍, 涂伟, 黄耀东
    2014, 35(11):  2447-2454.  doi:10.7503/cjcu20140195
    摘要 ( 1980 )   HTML ( 0)   PDF (2622KB) ( 854 )  
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    合成了3个系列各6类的偶氮苯衍生物1a~6a, 1b~6b和1c~6c. 凝胶性能测试结果表明, 这些化合物均能在多种极性或非极性有机溶剂中形成凝胶. 运用扫描电子显微镜和核磁共振波谱仪对代表性化合物4b形成的凝胶结构和成胶驱动力进行了分析. 化合物4a~4c形成的凝胶在紫外光和可见光照射下, 能够发生凝胶-溶胶的相互转化. 计算了溶剂和凝胶因子的梯氏参数, 利用梯氏三角图分析了凝胶测试结果, 发现凝胶因子在溶剂中的4种行为(溶液、 半凝胶、 凝胶和沉淀)分别分布在三角图的不同区域; 在凝胶区域, 溶剂与凝胶因子之间的距离反映了凝胶的热稳定性, 距离越远表示凝胶的热稳定性越好.

    Pt/C催化剂对甲酸电催化氧化的粒径效应
    王彦恩, 曹爽, 武伟红, 吴敏, 唐亚文, 陆天虹
    2014, 35(11):  2455-2459.  doi:10.7503/cjcu20140156
    摘要 ( 1491 )   HTML ( 0)   PDF (1512KB) ( 547 )  
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    在甲醇溶剂中, 利用SnCl2作为还原剂, 通过控制反应条件制备了具有不同粒径Pt粒子的炭载Pt(Pt/C)催化剂. X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)的结果表明, Pt/C催化剂中Pt粒子具有高度的均一性和良好的分散度. 电化学研究结果显示, 对于甲酸的电催化氧化, Pt/C催化剂存在着明显的粒径效应. 当Pt粒子粒径为3.2 nm时, Pt/C催化剂对甲酸的电催化氧化活性最佳. Pt/C催化剂对甲酸氧化的粒径效应与其表面含氧基团含量、 Pt粒子的比表面积及相对结晶度相关.

    以Ag为模板制备Pt纳米空球及其对甲醇氧化的电催化性能
    熊婷, 林剑云, 商中瑾, 张贤土, 林旋, 田伟, 钟起玲, 任斌
    2014, 35(11):  2460-2465.  doi:10.7503/cjcu20140130
    摘要 ( 1963 )   HTML ( 1)   PDF (2598KB) ( 762 )  
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    以硝酸银为前驱体, 聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂, 抗坏血酸(AA)为还原剂, 在18 ℃下通过调节氢氧化钠的加入量合成了2种不同粒径的银溶胶; 以银溶胶为模板, 在室温下合成了不同粒径的铂包银(Ag@Pt)实心纳米粒子; 用浓氨水除去Ag核得到球壳上含残留银的铂纳米空球[(Pt-Ag)hollow] 及其修饰玻碳(GC)电极[(Pt-Ag)hollow/GC]; 再用电化学法除去(Pt-Ag)hollow/GC电极上的残留银后, 制得铂纳米空球(Pthollow)修饰的GC电极(Pthollow/GC). 采用扫描电子显微镜(SEM)、 高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、 能量色散谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等表征了Pthollow的形貌、 组成和结构; 以甲醇为探针分子, 研究比较了Pthollow/GC和实心铂纳米粒子(Ptnano)修饰GC电极(Ptnano/GC)对甲醇氧化的电催化活性. 结果表明, Pthollow分散性好, 粒径比较均匀; 球壳多孔, 具有粗糙的内外表面, 比表面积大, 是由铂原子和多维多级的铂原子团簇构建的结晶度不高的多晶铂 ; Pthollow/GC对甲醇的电催化氧化活性明显优于Ptnano/GC电极, 且大大降低了贵金属Pt的用量.

    氧化石墨烯/聚甲基丙烯酸丁酯复合材料的热稳定性
    张丹凤, 范楼珍, 郭瑞华, 樊择坛
    2014, 35(11):  2466-2471.  doi:10.7503/cjcu20140120
    摘要 ( 1850 )   HTML ( 1)   PDF (2692KB) ( 491 )  
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    采用3-氨基丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)对氧化石墨烯表面进行修饰, 得到功能化氧化石墨烯(FGO), 然后在引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)作用下, 以甲基丙烯酸丁酯(BMA)为单体进行原位聚合反应, 得到功能化氧化石墨烯/聚甲基丙烯酸丁酯 (FGO/PBMA)复合材料. 通过红外光谱(FTIR)、 X射线光电子能谱(XPS)、 扫描电子显微镜(SEM)和热重分析(TGA)等手段对复合材料进行表征. 结果表明, 所制备的FGO/PBMA复合材料与聚甲基丙烯酸丁酯材料相比热稳定性显著提高, TGA结果显示, FGO/PBMA的最大失重区由PBMA的267 ℃升高到339 ℃, 同时对反应机理进行了探讨.

    高分子化学
    Fe3O4/聚苯乙烯纳米复合材料的结构与性能
    张志杰, 唐涛
    2014, 35(11):  2472-2480.  doi:10.7503/cjcu20140646
    摘要 ( 1803 )   HTML ( 0)   PDF (5229KB) ( 542 )  
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    采用油酸(OA)表面改性的粒径均一的Fe3O4纳米粒子(OA-Fe3O4)与工业化聚苯乙烯(PS)通过溶液共混挥发干燥方法得到了具有超顺磁性的OA-Fe3O4/PS纳米复合材料. 透射电子显微镜表征结果表明, 在OA-Fe3O4质量分数为1%~10%时, OA-Fe3O4纳米粒子均匀分散在PS聚合物基体中. 示差扫描量热分析表明, 随着纳米粒子加入量的增加, 纳米复合材料的玻璃化转变温度逐渐降低. 热失重分析表明, OA-Fe3O4的存在显著提高了PS在空气条件下的热稳定性. 流变分析表明, 随着纳米粒子加入量的增加(0~10%), 复合材料黏度逐渐降低. 进一步研究了分子量双峰分布的PS与OA-Fe3O4纳米复合体系的流变行为, 结果表明, 当PS基体的平均分子量大于临界缠结分子量, 且填充的纳米粒子的半径小于双峰分布PS的均方旋转半径时, 加入纳米粒子仍然导致体系的复合黏度降低.

    烷基取代聚硅烷共聚物的侧基对螺旋构象的影响
    唐贤慧, 季猩猩, 钱凯, 李宝宗, 李艺, 杨永刚
    2014, 35(11):  2481-2486.  doi:10.7503/cjcu20140577
    摘要 ( 1461 )   HTML ( 0)   PDF (1165KB) ( 532 )  
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    以手性化合物n-癸基-(S)-(+)-2-甲基丁基二氯硅烷(Si1)和非手性化合物n-癸基-2-乙基丁基二氯硅烷(Si2)为单体合成了聚硅烷共聚物[P(Si1-co-Si2)]. 通过改变Si1和Si2的投料比, 聚合得到一系列P(Si1-co-Si2). 通过核磁表征P(Si1-co-Si2)为无规共聚物. 利用圆二色谱(CD)和紫外吸收光谱研究系列共聚物的手性传递行为. 研究发现, Si2的均聚物在其对应的紫外吸收带324 nm处没有CD信号. 当加入Si1共聚后, 产生CD信号, 随着Si1含量的增加, 共聚物的CD信号迅速增强, 当Si1摩尔分数为2%时可诱导共聚物形成单手螺旋优势构象. 当Si1含量达到70%时, 信号强度最大. 在P(Si1-co-Si2)中Si1含量增加的过程中, 共聚物的紫外吸收带同时发生蓝移. 当Si1含量达到50%时, 分子量较低的样品具有较强的光学活性, 并且随着分子量的增大, 紫外吸收红移. 研究结果初步表明, 聚硅烷共聚物的螺旋结构由手性侧基决定, 但非手性侧基的奇偶性却没有体现.

    主链含酞和芴结构的无定形聚芳醚酮的合成
    王志鹏, 王菲菲, 王红华, 周光远
    2014, 35(11):  2487-2493.  doi:10.7503/cjcu20140564
    摘要 ( 1708 )   HTML ( 0)   PDF (1941KB) ( 556 )  
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    通过共聚改性在酚酞聚芳醚酮(PEK-C)的主链上引入含芴侧基, 制备了一系列主链含酞和芴结构的线性高分子量无定形聚芳醚酮无规共聚物. 通过傅里叶红外光谱(FTIR)、 核磁共振谱(1H, 13C NMR)等手段确定了共聚物结构. 凝胶渗透色谱(GPC)数据表明, 共聚物的Mˉn>6.0×104, Mˉw>1.0×105, PDI(Mˉw/Mˉn)范围在1.6~1.7之间. X射线衍射(XRD)数据表明共聚物系无定形结构, 差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)测试表明聚合物具有良好的耐热性; 初始热分解温度高于467 ℃; 700 ℃时残炭率大于58.9%; 共聚物呈现单一的玻璃化转变温度(Tg>243 ℃). 当酚酞与双酚芴摩尔比在3:7~5:5范围时, 共聚物的弹性模量和断裂伸长率显著提高, 可分别达到3.1 GPa和58%, 是酚酞聚芳醚酮的1.4倍和8.3倍. 这类含酞和芴侧基的无定形聚芳醚酮保持了在氯仿、 二氯甲烷、 四氢呋喃(THF)和甲基吡咯烷酮(NMP)等极性非质子溶剂中良好的溶解性能, 并显著提高了聚合物的力学性能和热性能.

    含烯丙基的三元酚型苯并噁嗪的合成及性能
    朱春莉, 柏海见, 耿鹏飞, 魏延泽, 鲁在君
    2014, 35(11):  2494-2498.  doi:10.7503/cjcu20140204
    摘要 ( 1599 )   HTML ( 0)   PDF (1350KB) ( 624 )  
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    以合成的1,3,5-三(p-羟基苯基)苯(TP)、 烯丙基胺和甲醛为原料, 合成了一种新型的含烯丙基的三元酚型苯并噁嗪单体——1,3,5-三(3-烯丙基-3,4-二氢-2H-1,3-苯并噁嗪基)苯(tp-ala). 采用核磁共振谱、 傅里叶变换红外光谱、 紫外-可见吸收光谱和差示扫描量热表征了tp-ala的结构和固化行为, 用热失重分析、 动态热机械分析和荧光光谱测试了固化物P-tp-ala的热性能及光学性能. 结果表明, 烯丙基的引入使P-tp-ala玻璃化转变温度高达322 ℃, 5%的热失重温度为351 ℃, 800 ℃残炭率达到61.4%, 与不含烯丙基的三元酚型苯并噁嗪相比具有较好的耐热性. 在233 nm激发波长下, P-tp-ala的荧光发射波长为350 nm, 具有荧光性能. 由于P-tp-ala中的芳香含量高, 使其折射率高达1.6325, 在防折射涂层方面有很好的应用潜力.