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2009年 第30卷 第1期    刊出日期：2009-01-10

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2009, 30(1):  0.  doi:

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高等学校化学学报2009年第30卷第1期目次

2009, 30(1):  0.  doi:

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研究论文

具有DFT拓扑结构的有机-无机杂化材料(C₂N₂H₁₀)[Zn₂(PO₄)₂]的合成与结构表征

毛少瑜, 解瑜, 谢兆雄

2009, 30(1):  1-6.  doi:

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以氯化锌和磷酸为原料, 二亚乙基三胺(DETA)为模板剂, 通过水热法合成了一种具有空旷骨架结构的有机-无机杂化磷酸锌化合物. 晶体结构分析结果表明, 该化合物属于四方晶系, P4₂bc空间群, 晶胞参数a=b=1.46850(2) nm, c=0.89274(2) nm, α=β=γ=90°, V=1.92519(6) nm³, Z=8, D_c=2.641 g/cm³. 并对其进行了IR光谱和TG-DTA热分析研究. 荧光光谱分析结果表明, 化合物(C₂N₂H₁₀)[Zn₂(PO₄)₂]用451 nm的光激发时, 发射峰位置在665~688 nm之间.

Gd₂O₃∶Eu³⁺纳米棒的制备与发光性能

张颂, 刘桂霞, 董相廷, 王进贤, 李若兰

2009, 30(1):  7-10.  doi:

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在表面活性剂辅助的水热条件下合成出尺寸均一的Gd₂O₃∶Eu³⁺纳米棒, 对其结构和荧光性质进行了表征, 并对其生长机理进行了初步讨论. XRD结果表明, 水热前驱体样品为六方晶相的Gd(OH)₃, 经过灼烧之后样品为立方相的Gd₂O₃. TEM照片表明, 所得样品为直径60 nm、长度约600 nm的纳米棒. 荧光光谱表明, 在波长为254 nm 的紫外光激发下, Gd₂O₃∶Eu³⁺纳米棒产生了不同于前驱体的特征红光发射, 对应于Eu³⁺ 的⁵D₀-⁷F₂跃迁, 表明Gd₂O₃是红色发光材料的良好基质.

金属有机骨架复合材料RhB/MOF-5的制备及其发光性质

王海君,朱广山,张可勇,孙福兴,裘式纶

2009, 30(1):  11-13.  doi:

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通过溶剂扩散法成功地将激光染料分子罗丹明B(RhB)组装到了金属有机骨架材料MOF-5中, 从而制备出具有光学活性的主-客体金属有机骨架复合材料RhB/MOF-5. 通过光学显微镜、XRD、FTIR、UV-Vis和PL表征证明RhB存在于MOF-5晶体孔道中, 而且该金属有机骨架复合材料表现出很好的光致发光性质.

高质量CdTe量子点的水相快速合成

梁佳然,钟文英,于俊生

2009, 30(1):  14-18.  doi:

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系统考察了水相合成CdTe量子点的主要影响因素, 通过改变无水乙醇-水体系的体积, 提高NaHTe的合成质量, 并调整反应温度, 改变反应的初始pH值, 在水相中快速合成了量子产率高、粒径分布范围窄的CdTe量子点, 实现了对量子点发光性质的调控, 在最佳条件(无水乙醇3 mL, 水1 mL, 反应初始pH 8.0, 反应温度40 ℃)下, 最高量子产率达68%. 量子点胶体溶液在回流过程中有时产生白色沉淀, 放置7 d后, 未过滤白色沉淀的量子点比过滤后的量子点荧光强度提高15%, 白色沉淀还有减小粒径分布的作用.

一维配位聚合物2-巯基-5-甲基-1,3,4-噻重氮锌钴的合成、结构与性能

王磊,孙金绪,董文钧,施展,冯守华

2009, 30(1):  19-22.  doi:

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于中温混合溶剂热体系中合成出2种同构的一维配位聚合物[Zn(MMTT)₂]_n和[Co(MMTT)₂]_n(MMTT=2-巯基-5-甲基-1,3,4-噻重氮), 并进行了单晶结构解析、红外、热重、荧光及磁性等表征. 晶体同属单斜晶系, C2/c空间群. [Zn(MMTT)₂]_n的晶胞参数: a=1.40432(8) nm, b=1.13824(5) nm, c=0.72378(4) nm, β=101.425(3)°, V=1.13400(10) nm³; [Co(MMTT)₂]_n的晶胞参数: a=1.4001(9) nm, b=1.1142(9) nm, c=0.7403(3) nm, β=107.84(6)°, V=1.0994(12) nm³. 化合物中金属原子采取四面体构型, 与MMTT配体分子相互连接形成无限一维链; 链与链之间通过配体间弱的C-H···S 氢键连接而形成三维超分子网络结构.

基于引物延伸反应进行SNP基因分型的电化学方法

屈瑜,楚霞,徐湘民,沈国励,俞汝勤

2009, 30(1):  23-27.  doi:

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引物延伸反应的高特异性使其成为单核苷酸多态性(SNP)基因分型的最常用方法. 本文利用引物延伸反应, 通过二茂铁标记的dUTP将二茂铁引入到延伸的产物中, 用一条捕获探针将延伸产物捕获到电极表面, 用差分脉冲伏安法对电极表面的二茂铁进行检测, 从而实现了SNP基因分型. 考察了延伸反应的退火温度、聚合酶用量以及DNA杂交温度等因素的影响. 应用该方法对β-地中海贫血基因密码子28位单碱基突变进行检测, 获得了满意的基因分型结果. 该方法检测限可达到0.86 fmol/L, 是一种简便、快速且灵敏的SNP分型方法.

复杂样品近红外光谱定量分析模型的构建方法

郝勇, 蔡文生, 邵学广

2009, 30(1):  28-31.  doi:

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针对复杂样品近红外光谱分析中校正集的设计问题, 探讨了标准样品参与复杂样品建模的可行性. 通过标准样品和复杂基质样品共同构建的偏最小二乘(PLS)模型, 考察了波段筛选和建模参数对预测结果的影响. 结果表明, 采用PLS方法建立定量模型时, 校正集样品性质应该尽量与预测集样品相似, 当样品的性质相差较大时, 适当增加校正集样品的差异性可使模型具有更强的预测能力. 同时, 波段优选对提高预测结果的准确性具有重要的意义.

玻璃芯片上温控微阀的制备和微流体控制性能研究

李志明, 陈恒武, 马丹

2009, 30(1):  32-36.  doi:

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聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)在临界温度(32 ℃)附近会发生敏锐的相变, 导致其体积和表面亲疏水性的突变. 利用这种由温度刺激引起的体积变化, 可以控制微通道内微流体的运动状态. 本文以2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮为引发剂, 水-乙醇混合体系为溶剂, 在玻璃芯片通道内局部区域以紫外光诱导聚合PNIPAAm整体柱塞, 制备温控微阀. 系统地考察了聚合条件对该阀的形态和性能的影响. 在此基础上, 建立了一个芯片上的集成化单温控阀流动注射分析模型, 利用镁离子与荧光探针O,O'-二羟基偶氮苯的螯合荧光反应, 表征温控微阀的控流效果. 结果表明, 所制作的微阀温控效果良好, 在微流控领域有应用前景.

基于超氧化物歧化酶/氧化锌的超氧离子传感器

邓子峰, 徐伟, 杨晓

2009, 30(1):  37-41.  doi:

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利用物理气相沉积法制备了纳米氧化锌(Nano-ZnO) 膜, 通过扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见分光光度法(UV-Vis)、X 射线衍射(XRD)及电化学等方法测定了其物理化学性质. 实验结果表明, 该Nano-ZnO 膜是具有多晶六边形纤维锌矿结构的多孔纳米膜, 微粒直径在 50～100 nm, 室温禁带宽度3.37 eV. 采用浸渍法将超氧化物歧化酶(SOD)直接修饰于 Nano-ZnO 膜上, 制备了SOD 修饰电极(SOD/ZnO). 通过交流阻抗法(EIS)及循环伏安法(CV)证明了SOD能稳定地吸附在多孔ZnO膜上, 并实现了直接电子传递; 紫外-可见及红外光谱研究证明吸附在ZnO膜上的蛋白质保持了良好的生物催化活性, 并成功地构建了第三代超氧离子(O₂^-)生物传感器. 这种生物传感器有较宽的线性范围(氧化电流: 0.24~180×10^-6 mol/L, 还原电流: 0.12~250×10^-6 mol/L)、较低的检测限(氧化电流: 2×10^-7 mol/L, 还原电流: 1×10^-7 mol/L)、较快的响应时间(4 s)以及较好的稳定性.

基于SOI基底的高通量细胞电融合芯片

胡宁,杨军,侯文生,郑小林,曹毅,杨静,许蓉,张瑞强

2009, 30(1):  42-45.  doi:

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提出了一种以MEMS技术为基础, 可在低电压驱动条件下工作的创新型细胞电融合芯片. 该芯片的设计原理在于通过缩短微电极间的间距, 在低电压条件下获得足够强度的排队和融合电场强度. 原型芯片以SOI硅片为加工材料, 通过刻蚀方式在顶层低阻硅形成微电极和微通道; 在微电极上沉淀2 μm厚的铝膜以降低电阻率, 提高导电性; 通过PECVD方法形成150 nm厚SiO₂保障铝膜的抗腐蚀性及芯片生物相容性; 芯片最终采用DIP法进行封装. 在该芯片上进行了低电压(传统电融合设备工作电压的1/20)驱动条件下的基于介电电泳的细胞排队实验及后期的细胞电融合实验, 结果表明, 细胞多以两两结合的方式排列, 与传统的细胞融合电仪器相比较, 降低了多细胞排队概率, 进而减少了传统电融合设备多细胞融合的概率, 为细胞高效率融合奠定了基础. 在加载的低电压短脉冲信号后, 微通道中形成了高压短脉冲电场, 在脉冲作用下, 烟草原生质体细胞在微通道中发生了融合, 融合时间(2 min)远低于传统电融合方法(10~30 min), 融合率远远高于传统的PEG方法(融合率小于1%)和传统电融合方法(利用BTX ECM 2001细胞电融合系统得到, 融合率小于5%).

电喷雾-离子阱-飞行时间质谱联用研究黄酮和异黄酮苷元C环上的裂解规律

徐英,董静,王弘,万乐人,端裕树,陈世忠

2009, 30(1):  46-50.  doi:

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采用电喷雾-离子阱-飞行时间串联质谱在负离子模式下分析了4个黄酮苷元和6个异黄酮苷元的质谱数据, 并总结了两类化合物C环上的裂解规律. 黄酮化合物C环以Rretro-Diels-Alder(RDA)裂解断裂为主, 形成A^1,3-离子且相对丰度较高; 而异黄酮化合物C环断裂以碳0和碳3键的断裂为主, 形成B^0,3-离子, 且相对丰度较高. 说明黄酮化合物的交叉共轭体系和异黄酮的非交叉共轭体系对C环的裂解影响较大, 而且黄酮化合物的B环和异黄酮化合物的A, B环上取代基的类型和位置对生成碎片离子的稳定性也有影响, 导致生成的碎片离子类型及其相对丰度不同, 根据其质谱数据(包括碎片离子的质荷比和相对离子丰度)可以推测黄酮类化合物的结构类型和取代状况, 为快速鉴定黄酮化合物和异黄酮化合物结构奠定了基础.

研究快报

毛细管电泳电致化学发光灵敏检测毒品类生物碱及在尿样分析中的应用

刘彦明, 田伟

2009, 30(1):  51-53.  doi:

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本文基于盐酸甲基麻黄碱、蒂巴因、磷酸可待因和乙酰可待因等4种分析物对三联吡啶钌电致化学发光具有增强作用的特性, 同时结合离子液体的使用, 提出了一种CE-ECL同时分离检测的新方法. 对电泳分离条件、电致化学发光检测条件和离子液体的影响进行了系统优化, 将提出的新方法成功应用于人尿样中4种毒品含量的分析, 结果令人满意.

PPESO₃监测微波辅助酶解蛋白的进程

郇延富,张志权,费强, 冯国栋,牟颖,

2009, 30(1):  54-56.  doi:

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本实验将胰蛋白酶固定在荧光聚合物PPESO₃上, 固定后的胰蛋白酶在酶解蛋白过程中通过监测荧光聚合物荧光强度的变化, 从而实现监测蛋白酶解过程.

激光溅射电离飞行时间质谱用于不锈钢无标样半定量元素分析

何坚,黄荣夫,余泉,杭纬,黄本立

2009, 30(1):  57-59.  doi:

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本文采用两套离子透镜作为离子传输系统, 发展了一种新型的激光溅射飞行时间质谱. 在优化的实验条件下对不锈钢中的各种金属元素(包括²⁷Al, ⁴⁰Ca等)都具有比较接近的灵敏度, 可用于不锈钢的无标样半定量分析.

研究论文

抗体和寡核苷酸双标记纳米金生物探针的制备及生物学特性

李富荣,乔飞燕,孔小丽,周汉新,齐晖,任莉莉

2009, 30(1):  60-63.  doi:

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纳米金通过静电吸附抗体, 与寡核苷酸共价结合制备双标记纳米金生物探针, 比较了双标记纳米金生物探针和单标记抗体IgG或ss-DNA的稳定性和反应性. 结果表明, 在水溶液中纳米金由于ss-DNA的结合使IgG抗体的吸附能力明显改善, IgG的吸附也影响二硫苏糖醇(DDT)对ss-DNA的解离作用. 双标记纳米粒上覆盖(50±15)条ss-DNA和(10±2)条IgG, 较单标记ss-DNA纳米金上的(70±15)条要少. 斑点免疫和杂交实验证明, 纳米金表面标记的IgG和ss-DNA具有良好生物学活性. 双标记纳米金生物探针在超微量蛋白质的检测中具有应用价值.

三组分反应合成多官能团化α-氰基噻吩的简便方法

高玉祥,孙军,徐显秀,刘群

2009, 30(1):  64-67.  doi:

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本文报道了一种利用多组分反应合成α-氰基噻吩的新方法. 在碱存在条件下, β-二羰基化合物、二硫化碳和溴乙腈经过连续的多步反应, “一锅”合成多官能团化的α-氰基噻吩. 该方法简洁, 条件温和, 产率高.

聚乙烯醇与牛血清白蛋白的相互作用及对其构象的影响

王改珍,贺进田,冯美彦,夏箐

2009, 30(1):  68-71.  doi:

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在生理条件下, 使用凝胶过滤色谱、荧光光谱法、差示扫描量热分析和傅里叶变换红外光谱法(FTIR)研究了牛血清白蛋白(BSA)与聚乙烯醇(PVA)的相互作用. 实验结果表明, PVA与BSA结合形成复合物, 在其相互作用过程中, BSA色氨酸的发射荧光部分被猝灭, 但是, 相互作用并没有明显改变色氨酸的微环境; 差示扫描量热分析结果提示, BSA与PVA之间的相互作用可能破坏了PVA或BSA的分子内作用力; 用红外光谱法结合可增强分辨率的傅里叶去卷积技术和高斯曲线拟合技术共同用于对BSA与PVA复合物冻干粉中BSA酰胺Ⅰ带的定量分析, 发现冻干粉BSA分子中与分子间相互作用相关的β-折叠组分含量明显减少, 但是, 可用于衡量冻干状态蛋白质结构完整性的α-螺旋组分含量没有降低. 对冷冻干燥后样品中的可溶性BSA分析结果提示, PVA可以保护BSA冷冻干燥过程中的稳定性.

α-卤代丁二酰氧肟酸类基质金属蛋白酶抑制剂的合成及活性评价

韩寒, 梁远军, 魏晓莉, 许笑宇, 刘克良

2009, 30(1):  72-77.  doi:

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基质金属蛋白酶(MMPs)是一族Zn²⁺依赖的蛋白水解酶. 该族酶的过度表达与多种病理过程密切相关, 因此其抑制剂可用于这些疾病的治疗. 本文设计合成了15个α-卤代丁二酰氧肟酸类新型基质金属蛋白酶抑制剂, 经核磁共振氢谱和质谱进行了结构表征, 并以伊洛马司他(Ilomastat)为阳性对照, 分别测定了它们对基质金属蛋白酶MMP-2和MMP-9的体外抑制活性. 结果显示, 4个化合物对MMP-2的抑制活性与阳性对照相当; 5个化合物对MMP-9的抑制活性与对照药相当.

云南美登木内生真菌Phomopsis sp. Lz42的化学成分

袁琳,马娟,王婷,李国红,沈月毛,赵沛基

2009, 30(1):  78-81.  doi:

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从云南美登木内生真菌Phomopsis species Lz42的琼脂平板发酵物中分离得到2个倍半萜和5个麦角甾醇类化合物(1~7), 其中化合物1和2为新化合物. 应用波谱技术确定其结构为4-Deacetyl-10-oxo-dihydrobotrydial(1)和麦角甾-6,22-二烯-5α,8α-环二氧-3-甲酸酯(2).

2-甲基-7-[ω -(1-咪唑基)-烷氧基]异黄酮衍生物的全合成及其抗氧化活性

陈战国, 赵海霞, 魏俊发, 刘勃

2009, 30(1):  82-89.  doi:

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以取代苯乙酸和间苯二酚为起始原料, 经5步合成了10种新的咪唑类异黄酮衍生物. 利用¹H NMR, ¹³C NMR和元素分析等对目标化合物进行了表征. 对10种目标化合物的抗氧化活性进行了初步研究, 其中2-甲基-4'-羟基-7-[3-(1-咪唑基)丙氧基]异黄酮具有较强的抗氧化活性.

3-(3S-叔丁氧基)丁二酰亚胺基β-内酰胺的合成及反应的立体选择性

张萍, 刘娜, 王兰芝, 李媛

2009, 30(1):  90-94.  doi:

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以S-苹果酸作为手性诱导试剂, 通过Staudinger反应, 合成了8个具有光学活性的新型的β-内酰胺衍生物, 通过¹H NMR, IR谱和元素分析对其结构进行了表征, 用¹H NMR, 2D NMR谱和单晶X射线衍射法研究了该反应的立体选择性. 结果表明, S-苹果酰亚胺乙酰氯(三乙胺存在下)与Schiff碱的反应具有高度的顺反异构选择性, 反式β-内酰胺是唯一产物; 该反应的非对应异构选择性较好, d.e.值在28%～70%之间.

金纳米粒子与单链DNA的相互作用

孙莉萍,张建锋,李辉,王秀燕,张召武,王霜,张其清

2009, 30(1):  95-99.  doi:

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研究了金纳米粒子与单链DNA在不同pH值时的相互作用以及金纳米粒子与不同碱基序列单链DNA的相互作用. 结果表明, 在pH为12.6的强碱性条件下, 单链DNA能使金纳米粒子稳定分散在溶液中; 在pH为1.4的强酸性条件下, 单链DNA能保护金纳米粒子不发生融合, 而只发生团聚, 且团聚现象具有可逆性. 不同寡核苷酸对金纳米粒子的亲和力按poly dA>poly dC>poly dT的顺序依次减弱. 单链DNA对纳米金的保护作用强度与单链DNA的长度成正比.

去氢抗坏血酸分子振动光谱的理论研究

刘靖丽,郭勇,薛英,鄢国森

2009, 30(1):  100-105.  doi:

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采用RHF, MP2, DFT(B3LYP)方法, 以6-311++G**为基组研究了去氢抗坏血酸分子(DHA)的平衡几何构型和振动光谱. 计算结果表明, 采用RHF, B3LYP以及MP2 方法优化得到的几何结构以及频率值是一致的. 采用B3LYP/6-311++G**计算了DHA分子平衡构型下的谐振动力场﹑振动频率和振动强度. 使用Wilson的GF矩阵方法对DHA分子进行了简正坐标分析, 依据所得的势能分布对DHA分子的振动基频进行了合理的理论归属.

Cr₂O₃催化剂上甲烷部分氧化制备合成气

刘树强, 宋月芹, 贺德华, 李展平

2009, 30(1):  106-112.  doi:

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分别采用柠檬酸络合法和直接分解法制备了Cr₂O₃催化剂, 采用XRD, BET, TPR, XPS, TEM和TGA表征了催化剂的物理化学性质, 在常压固定床石英管(内径5 mm)反应器中考察了Cr₂O₃催化剂对甲烷部分氧化反应的催化性能. 在500~750 ℃, V(CH₄)∶V(O₂)=2, 空速12×10⁴ h^-1的条件下, O₂几乎完全转化, CH₄转化率及H₂和CO选择性随着温度的升高而增加. 700 ℃下CH₄转化率及H₂, CO选择性随着空速(6.0×10⁴~24×10⁴ h^-1)的升高而增加. 在500 h稳定性实验中, 随着反应时间的延长, CH₄转化率及H₂, CO选择性缓慢下降, XRD, TEM和BET结果表明, 催化剂的活性下降与烧结和团聚有关, TGA分析表明催化剂具有良好的抗积炭性. 通过CH₄脉冲反应, 推测在反应过程中CO, H₂, CO₂和H₂O是直接生成的.

聚吡咯/聚苯乙烯混合膜/电解质溶液体系的介电谱解析电解质种类和浓度对膜透过性的影响

陆晴, 赵孔双, 赵方, 贾京津

2009, 30(1):  113-120.  doi:

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测量了混入聚吡咯粒子的聚苯乙烯混合膜在不同浓度的氯化钠、氯化钾、氯化钙及氯化镁体系的介电谱, 在40 Hz~11 MHz, 发现了显著的双介电弛豫现象(Double-relaxation phenomena). 基于Maxwell-Wagner理论讨论了弛豫产生的机制, 将体系进行了模型化, 并利用Hanai理论方法对介电谱进行了解析, 从获得的内部参数对混合后的膜荷电性质以及混合膜对离子的透过性进行了详细的讨论, 进而利用Donnan平衡理论推导的膜电位的表达式拟合, 获得了混合膜的固定电荷等参数.

纳米TiO₂对Ag(I)配合物的吸附

张霞,赵月,周春彬,孙挺

2009, 30(1):  121-124.  doi:

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利用纳米TiO₂的表面吸附活性, 以[S₂O₃]^2-为络合剂, 应用火焰原子吸收光谱检测方法, 高效吸附分离了水中痕量Ag(Ⅰ). 系统研究了纳米TiO₂的晶体结构、溶液的pH值、吸附时间、Ag(Ⅰ)的起始浓度及常见共存离子对吸附率的影响, 确定了最佳吸附条件. FTIR光谱分析结果表明, Ag(Ⅰ)配合物以物理作用吸附在纳米TiO₂颗粒表面. 纳米TiO₂对Ag(Ⅰ)的吸附等温线为S型, 表现出多分子层吸附特征. 硝酸和硫脲混合溶液可将吸附在TiO₂纳米颗粒表面的Ag(Ⅰ)全部洗脱.

六氟乙烷的热分解特性

何林,韩军,王光辉,Heejoon Kim,姚洪

2009, 30(1):  125-128.  doi:

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采用管式炉研究了950~1100 ℃温度区间C₂F₆的分解特性, 并研究了C₂F₆的初始浓度、反应温度、停留时间对C₂F₆分解率的影响. 实验结果表明, C₂F₆初始浓度越低、温度越高、反应时间越长, C₂F₆分解率就越高. 同时, 热解反应的反应级数应该介于0和1之间. 在温度为1100 ℃, C₂F₆初始浓度为223.21 μmol/L, 停留时间为2 s时, C₂F₆分解率高达90%. 根据Arrhenius方程计算, 在950~1100 ℃, C₂F₆热分解反应的活化能(E_a)为313.2 kJ/mol, 频率因子(A)为8.8×1011 s^-1.

纳米Au/NaZSM-5催化剂的控制制备及催化性能

毕玉水,吕功煊

2009, 30(1):  129-134.  doi:

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采用硝基甲烷还原-胶体负载法制备了粒径可控的系列高分散纳米Au/NaZSM-5催化剂. 以多相CO催化氧化为模型反应, 考察了Au微粒尺寸、pH值、反应温度、反应时间、焙烧活化温度以及Au含量等条件对催化剂性能的影响, 并利用透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和氢气程序升温还原(H₂-TPR)等技术对催化剂表面化学状态和体相结构进行了表征. 实验结果表明, 制备条件和反应条件对Au粒子尺寸及所得催化剂活性有较大影响, 催化剂性能与Au微粒粒径之间存在明显的尺寸依赖关系.

蜂毒素在功能化金纳米粒子表面的吸附及构象变化

王磊, 党永强, 张敏, 孙健, 吴玉清

2009, 30(1):  135-139.  doi:

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利用硼氢化钠还原法制备了金纳米粒子, 通过在其表面修饰链长不同的巯基羧酸, 得到了功能化纳米粒子. 利用荧光发射、紫外吸收和圆二色谱等手段研究了功能化金纳米粒子与蜂毒素分子之间的相互作用及其所诱导的蛋白质分子的构象变化. 研究结果表明, 功能化修饰的金纳米粒子可通过静电相互作用吸附蜂毒素(Melittin)并诱导其α-螺旋结构的形成, 且这种效应与巯基羧酸分子的链长直接相关.

锂离子电池的合金电极材料的失效研究

王连邦, 杨珍珍, 康虎强, 黄立军, 毛信表, 马淳安

2009, 30(1):  140-143.  doi:

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采用电镀技术在铜箔上电镀金属锡, 并对其充放电过程中的厚度和结构的变化进行了观察和分析. 锡电极经过热处理后, 活性物质锡与基体铜相互扩散生成中间合金Cu₆Sn₅. 在合金电极嵌锂过程中, 由于有机电解液的分解, 形成了大量的锂氧化物, 这是合金电极体积膨胀的最主要的原因之一. 锂脱嵌后, 部分锂以Li₂SnCu的形态保留在合金中, 造成了合金电极首次充放电的不可逆容量损失. 一些新型电解质的应用可能有助于降低合金电极材料体积的膨胀并提高其循环寿命.

隔膜式电解槽生物膜阴极降解苯酚的过程及其条件的优化

张雪娜, 黄卫民, 高宇, 王璇, 林海波

2009, 30(1):  144-147.  doi:

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以炼油废水中的主要污染物苯酚为目标污染物, 采用不同生物膜电极反应器对苯酚进行降解, 从而寻找出降解苯酚的最佳反应途径. 研究结果表明, 运用隔膜式电解槽生物膜阴极区域对苯酚废水进行处理, 其苯酚的去除效果虽然没有在生物膜阴极与阳极相混合的混合式反应器中处理效果好, 但在18 h内苯酚浓度降解到0, 并且其化学需氧量(COD)去除率最高, 在16 h内COD去除率达到80%. 对于隔膜式电解槽生物膜阴极区域的降解条件优化后发现, 电流设定为5 mA, 初始苯酚质量浓度低于200 mg/L, 温度为35 ℃时, 苯酚降解效果最佳.

衬底温度对Fe₃N薄膜生长和磁性的影响

王丽丽,姜伟棣,赵利军,宫杰,郑伟涛

2009, 30(1):  148-151.  doi:

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采用直流磁控溅射方法, 以Si(100) 单晶片为衬底, 在衬底温度为150～450 ℃的范围内得到了ε-Fe₃N薄膜样品. 利用 XRD, SEM和VSM等表征手段, 研究了衬底温度对ε-Fe₃N薄膜的生长和磁性的影响. 实验结果表明, 随着衬底温度的升高, 薄膜的生长速率、晶粒尺寸和单位质量磁化强度均增大, 而矫顽力呈现先增加后减小的变化趋势, 当衬底温度为350 ℃时, 矫顽力达到最大值18.72 kA/m, 可以认为此时薄膜样品的晶粒尺寸接近于交换作用长度.

BaCo_0.7Fe_0.2Nb_0.1O_3-δ膜反应器还原侧表面反应机理

沈培俊, 丁伟中, 张玉文, 周宇鼎, 杨志彬, 秦国利

2009, 30(1):  152-158.  doi:

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研究了BaCo_0.7Fe_0.2Nb_0.1O_3-δ(BCFN)透氧膜反应器还原侧表面反应机理, 分析了表面催化微粒及催化床对膜反应器的作用. 提出了“催化解离机制”是构成甲烷重整BCFN膜反应器透氧量上升的主要原因; CH₄, H₂及CO在BCFN膜表面的反应活性依次为H₂>CO>CH₄; 当CH₄气氛中加入H₂或CO时, BCFN膜表面的主要发生由CH₄直接氧化转变H₂或CO的氧化反应, 同时极大提升了BCFN膜反应器的透氧量; BCFN膜表面氧化反应为“晶格氧”氧化反应模式主导.

Au-Ag三角纳米环单层膜的原位转化制备及 SERS效应

宁晓华, 徐抒平, 董凤霞, 安静, 唐彬, 周吉, 徐蔚青

2009, 30(1):  159-163.  doi:

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利用模板牺牲氧化还原反应将自组装在基片上的三角板银纳米粒子(边长约为79.2 nm)与氯金酸溶液作用进而原位转化形成三角纳米环. 通过紫外-可见(UV-Vis)光谱实时监测基片上银三角板纳米粒子在反应不同阶段的消光特性; 扫描电子显微镜(SEM)显示了银三角板纳米粒子转化过程的形貌变化; 利用X射线光电子能谱(XPS)对其成分进行分析. 表征结果表明, 三角纳米环的成分为Au-Ag合金或复合物; 随着基片与氯金酸溶液作用时间的增加, 自组装膜的表面等离子体共振峰逐渐红移; Au-Ag三角环状纳米粒子的平均壁厚度从29.3 nm缩小至16.2 nm. 以4-巯基苯胺(4-ATP)为探针分子研究了该Au-Ag三角环状纳米粒子单层膜的表面增强拉曼(SERS)活性. 自组装单层膜基底的SERS信号随着Au-Ag三角纳米环平均壁厚度的增加逐渐增强.

O₃分子在CuO(110)面吸附的密度泛函理论研究

覃吴, 李欣, 孟祥丽, 强亮生

2009, 30(1):  164-169.  doi:

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应用密度泛函理论研究了O₃分子在2×1 CuO(110)面(S1)和掺杂一个Fe原子的2×1 CuO(110)面(S2)的吸附过程和电子特性. 计算结果表明, O₃分子与表面S1和S2有很强的相互作用, O₃分子在表面吸附反应的活化能和反应能均为负值, 反应很容易进行. 态密度和电荷密度分析结果进一步证实了O₃分子在S1上吸附是桥位化学吸附, 形成表面臭氧化物, 在S2上吸附分解为1个被吸附的表面氧原子和1个自由氧分子. 电子特性分析表明, O₃分子与S1和S2相互作用的本质是O₃分子的价轨道2p与CuO(110)表面杂化轨道的相互作用.

C₂F₅I分子C-I键解离的自旋-轨道从头算研究

赵书涛, 闫冰, 李瑞, 郭庆群, 田传进, 连科研, 潘守甫

2009, 30(1):  170-173.  doi:

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采用考虑相对论效应的6-311G**全电子基组与多参考微扰理论, 计算了该分子的包含自旋-轨道耦合效应的垂直激发能和基态、激发态C—I键解离势能曲线. 理论计算发现, 势能曲线3³A''与1¹A'', 2¹A'出现交叉, 交叉区域在C—I键长为0.241 nm附近; 基态1¹A'到激发态3³A''(³Q₀)的垂直激发能为4.658 eV, 与实验值4.662 eV非常吻合. 讨论了C₂F₅I分子作为碘激光介质的可行性.

C₆₂及其吡啶衍生物结构与电子光谱的密度泛函理论研究

阚玉和, 李强

2009, 30(1):  174-177.  doi:

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采用密度泛函理论(DFT)方法, 在TZP基组水平下计算C₆₂及其吡啶衍生物几何与电子结构, 在全优化构型基础上, 采用TD-DFT方法对其低激发态进行计算, 预测其电子吸收光谱. 结果表明, 四种异构体的电子光谱中, 特征吸收来自C₆₂内部的跃迁贡献, 也包括取代基到C₆₂的电子转移. 取代基中N原子位置对490 nm左右吸收带的强度有影响, 两种顺式结构表现较为明显, 而两种反式结构衍生物光谱特征基本相同.

研究快报

电化学腐蚀制备纳米级间距的金电极对

邹文君,魏志祥,姚建林,顾仁敖

2009, 30(1):  178-180.  doi:

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本文提出了一种新型的可控制备纳米级电极对的方法, 并用该法制备了纳米级间距的金电极对. 此方法简便且无需复杂的设备和技术, 同时可以对电极对间距在几纳米到几百纳米间进行调控, 可望进一步推广到分子电子器件的制备研究中.

研究论文

弱碱性大孔吸附树脂对腐殖酸的吸附

王津南,李爱民,周友冬,张全兴

2009, 30(1):  181-184.  doi:

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研究了腐殖酸分子量对弱碱性大孔树脂吸附腐殖酸的影响, 阐明了溶液中小分子芳环化合物(苯酚)及盐含量对树脂吸附腐殖酸的影响机制. 结果表明, 树脂对低分子量腐殖酸的吸附效果要优于高分子量腐殖酸; 低浓度苯酚在溶液中可以促进树脂吸附腐殖酸, 但溶液中苯酚浓度过高会对树脂吸附腐殖酸产生抑制作用; 溶液中的盐对树脂吸附腐殖酸的影响取决于溶液的pH值.

基于定向电纺纤维膜的可调制偏振片的制备

韩国志,邵晔,徐华,顾忠泽

2009, 30(1):  185-190.  doi:

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基于定向静电纺丝技术制备了高取向性有序纤维薄膜, 利用有序纤维对液晶分子取向的诱导, 构建了可调制散射型偏振片. 填充混合液晶的有序聚甲基丙烯酸甲酯纤维薄膜在可见光范围内, 表现出明显的偏光特性. 混合液晶中光敏性偶氮液晶4-正丁基-4'-甲氧基偶氮苯在360 nm紫外光照射下进行顺反异构转变, 诱导混合液晶发生从各向异性到各向同性的相变. 利用混合液晶光致相变与有序纤维的耦合, 实现了薄膜偏光特性的光控切换.

高分子在受限稀溶液中的结构和动力学性质

何彦东, 尤莉艳, 王晓琳, 吕中元, 李泽生

2009, 30(1):  191-195.  doi:

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利用平衡态及非平衡态耗散粒子动力学模拟方法, 分别研究了平衡态和流场作用下受限高分子在稀溶液中的链结构和动力学. 采用没有滑移和密度涨落的边界条件模拟纳米管道环境, 进而研究了高分子回转半径和扩散系数对受限强度及高分子与溶剂间相互作用的依赖关系. 在非平衡态模拟中, 分别考虑了Poiseuille和Couette两种流场. 研究发现, 在这两种流场作用下, 高分子都随着溶剂与高分子排斥作用的降低而向管道中心迁移. 在强流场下, 在Poiseuille流场中高分子密度呈现出双峰分布, 而在Couette流场中则呈现为单峰分布.

含有聚醚链段的可溶性聚酰亚胺气体分离膜材料及其性能

邱晓智,曹义鸣,王丽娜,周美青,袁权

2009, 30(1):  196-202.  doi:

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将4,4'-六氟亚异丙基-邻苯二甲酸酐(6FDA)和1,3-苯二胺(mPDA)与二端氨基聚醚缩聚, 得到含有聚醚柔性链段的聚酰亚胺气体分离膜材料. 所合成的共聚聚酰亚胺在N-甲基吡咯烷酮(NMP)和四氢呋喃(THF)等有机溶剂中具有良好的溶解性能. 研究了O₂, N₂, H₂, CH₄和CO₂在聚酰亚胺均质膜中的渗透性能, 考察了二端氨基聚醚的含量、链长和化学结构对气体渗透性能的影响. 结果表明, 聚醚链段的引入增大了气体的扩散系数, 气体的渗透系数显著增大; 聚醚链段与CO₂相对较强的相互作用, 增大了对CO₂/N₂的溶解选择性, CO₂/N₂的分离性能优于CO₂/CH₄, 同时CO₂比H₂优先透过膜.

草酸对非对称膜成膜过程中热力学、流变学和凝胶动力学的影响

李昕,陈翠仙,李继定

2009, 30(1):  203-207.  doi:

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以酚酞基聚芳醚砜/草酸/N,N-二甲基乙酰胺为铸膜液体系, 考察了草酸对非对称膜成膜过程中的热力学、流变学和凝胶动力学的影响. 结果表明, 草酸的加入, 在热力学上加速了铸膜液的相分离. 成膜过程中凝胶动力学的研究结果表明, 凝胶前锋位移的平方与时间不是简单的线性关系. 将凝胶过程与非对称膜的结构相对应, 分为4个连续的凝胶过程, 凝胶速度曲线由4段具有不同速度常数的线段组成. 在凝胶过程中, 凝胶速度常数最大的是皮层.

含核酸碱基的双亲聚合物纳米球的制备及性能

张笑, 何振峰, 李广全, 张瑀健, 陈云霞, 李国文

2009, 30(1):  208-211.  doi:

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设计并合成了含有核酸碱基腺嘌呤的双亲聚合物, 聚[聚乙二醇600-5-氧-(6-腺嘌呤代己烷基)-异酞酸酯](PPEAHI), 研究了其在水溶液中的自组织行为, SEM观测了该聚合物在水溶液中的聚集形态, 表明PPEAHI在水溶液中自组织成纳米球. 将纳米球水溶液冻干后, 用FTIR研究了PPEAHI聚合物上的腺嘌呤与底物胸腺嘧啶间的相互作用, 结果表明受体与底物的互补基团间形成了氢键, 发生了分子识别, 并用变温红外光谱进一步证实了氢键的形成.

新型温度敏感性自组装胶束P(NiPAAm-co-DMAA)-co-P(L-Ala)的合成和性能

王海青, 俞玫, 鲍军波, 宋存先

2009, 30(1):  212-214.  doi:

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通过原子转移自由基聚合(ATRP)合成了一种带有活性—NH₂基团的温度敏感性亲水型共聚物P(NiPAAm-co-DMAA), 并将其作为引发剂, 合成了P(NiPAAm-co-DMAA)-co-P(L-Ala), 其分子量分布(PDI)在1.3左右. 聚合物通过自组装形成纳米胶束. 透射电镜(TEM)结果表明, 胶束大小200~300 nm, 具有明显的核壳结构. 共聚物的最低临界溶解温度(LCST)为45.5 ℃. 温度低于LCST时, 聚合物溶解形成胶束; 高于LCST时, 胶束解离, 聚合物不溶. 聚合物对温度的响应是快速而可逆的.

超支化聚氨酯阻尼涂层的制备及性能

郝名扬, 梁红波, 管静, 陈雅铭, 熊磊, 钟卫

2009, 30(1):  215-220.  doi:

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以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)和二乙醇胺(DEOA)为原料, 采用一步法合成了超支化聚氨酯, 并对其改性制备了光固化超支化聚氨酯(UV-HPU)和超支化杂化聚氨酯(HHPU)两种树脂. 用傅里叶红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(¹H NMR)表征了预期产物. 以其为预聚物制备阻尼涂层, 动态力学分析(DMA)研究表明, 这两种涂层都具有高阻尼因子(tanδ≥1.0)、宽阻尼温度范围(tanδ≥0.5, 大于50 ℃)和宽阻尼频率范围(20～160 Hz); 通过基本性能测试和热重分析(TGA)发现杂化涂层聚氨酯较光固化聚氨酯具有更好的机械性能和热稳定性能; 杂化涂层聚氨酯的FTIR分析可知杂化涂层中硅氧烷水解缩合, 提高了交联密度; 杂化材料的断面扫描电镜(SEM)分析表明, 硅氧烷的水解缩合并未形成大颗粒纳米粒子而是形成均相体系.

研究快报

主链含联萘的聚吡啶手性离子探针的合成和性质

杨利国, 王永国, 贲腾, 张万金

2009, 30(1):  221-223.  doi:

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合成了一种主链含联二萘基团的聚吡啶类共轭聚合物, 并通过圆二色谱(CD) 和紫外可见光谱(UV-Vis) 研究了其对Cu²⁺和Pd²⁺的识别能力, 并初步推测了识别机理.

双酚A型聚醚醚酮水基分散液及涂层的制备

井丽巍, 关绍巍, 刘佰军, 李克昌, 曾智, 陈文慧, 姜振华

2009, 30(1):  224-226.  doi:

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本文从可溶性双酚A型聚醚醚酮出发, 对其紫外光(UV)交联行为进行了研究, 并成功制备了粒径均匀分散的聚芳醚水基分散液, 进而制备了高性能的新型聚醚醚酮涂层.