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当期目录

    2017年 第38卷 第4期    刊出日期:2017-04-10
    目次
    研究论文: 无机化学
    高性能量子点编码磁性微球的制备
    鲁思, 张鼎晟子, 刘冰, 徐宏, 古宏晨
    2017, 38(4):  509-516.  doi:10.7503/cjcu20160788
    摘要 ( 1236 )   HTML ( 2)   PDF (5034KB) ( 721 )  
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    基于改进的层层组装法, 以氯仿/正丁醇混合溶液作为反应溶剂, 将油溶性CdSSe/ZnS量子点装载到表面氨基修饰的磁性聚苯乙烯微球(MS)表面, 通过调节量子点浓度, 制备出高性能CdSSe/ZnS量子点编码磁性微球(CdSSe/ZnS-MBs). 研究了氯仿和氯仿/正丁醇混合溶液对CdSSe/ZnS-MBs制备效果的影响. 结果表明, 氯仿/正丁醇混合溶液不仅能避免氯仿等量子点良溶剂对聚合物微球的形貌破坏, 同时能促进CdSSe/ZnS量子点高效地装载到磁性微球表面. 所制备的CdSSe/ZnS-MBs在水相具有较好的分散性, 荧光强度变异系数(CV)小, 形貌均一. 该方法为简单、 精确可控地制备高编码容量的量子点编码微球提供了新思路.

    金纳米棒的表面改性及与H2O2的作用
    石雯, 单桂晔, 陈艳伟
    2017, 38(4):  517-521.  doi:10.7503/cjcu20160930
    摘要 ( 1174 )   HTML ( 3)   PDF (2060KB) ( 480 )  
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    通过调控过氧化氢与金纳米棒相互作用时溶液的H+和Br-浓度, 考察了过氧化氢刻蚀金纳米棒的条件. 通过静电相互作用将聚苯乙烯磺酸钠修饰到带正电的金纳米棒表面, 并探讨了表面配体变化对过氧化氢与金纳米棒相互作用的影响, 比较了聚苯乙烯磺酸钠浓度改变对过氧化氢刻蚀金纳米棒所引起的等离子体吸收峰的变化. 结果表明, 过氧化氢与金纳米棒作用过程中, H+浓度增加可以加快刻蚀反应速率, Br-起到稳定金离子的作用. 采用聚苯乙烯磺酸钠修饰抑制了过氧化氢对金纳米棒的刻蚀, 当聚苯乙烯磺酸钠与金纳米棒表面的CTAB完全作用后, 复合材料电位接近零, 金纳米棒的稳定性降低, 继续增加聚苯乙烯磺酸钠的量至电位为负, 复合材料稳定性增加.

    表面机械研磨对医用钛合金生物活性的影响
    黄润, 潘成岭, 张兰
    2017, 38(4):  522-529.  doi:10.7503/cjcu20160909
    摘要 ( 841 )   HTML ( 1)   PDF (3486KB) ( 460 )  
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    采用表面机械研磨(SMAT)法对Ti-25Nb-3Mo-3Zr-2Sn(TLM)钛合金进行了处理, 并考察了SMAT处理前后钛合金样品表面的生物仿生矿化、 蛋白吸附及成骨细胞的黏附行为. 表征结果显示, SMAT处理不会改变TLM钛合金样品表面的物相组成及晶粒尺寸, 但会显著改变合金的表面粗糙度、 拓扑结构、 亲水性及表面不同化学态氧元素的含量. 在模拟体液中浸泡28 d后, 未经SMAT处理的TLM钛合金样品表面没有检测到新化合物的生成, 而经SMAT处理后的合金样品表面已诱导出直径为1~2 μm、 钙磷比约为1.58的羟基磷灰石前驱物. 体外实验结果表明, SMAT处理后的钛合金样品表面能从血清中吸附更大数量的蛋白, 且成骨细胞在处理后的样品表面表现出更好的黏附状态. 经SMAT处理后的钛合金样品表面表现出更强的生物矿化、 蛋白吸附及促细胞黏附能力, 这与其表面具有更大的表面粗糙度、 更好的亲水性及富含更多的基础Ti—OH基团有关.

    一维链状卤化亚铜化合物的溶剂热原位合成、 结构及性质
    辛丙靖, 李鹏, 罗力莎, 夏添, 李光华
    2017, 38(4):  530-532.  doi:10.7503/cjcu20160757
    摘要 ( 951 )   HTML ( 0)   PDF (1870KB) ( 372 )  
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    采用溶剂热原位反应合成了一例具有一维铜卤链结构的化合物(C10H22N2)3[Cu9I14Br](C10H22N2=N,N'-二乙基三乙烯二胺阳离子). 利用X射线单晶衍射、 元素分析、 粉末X射线衍射及红外光谱等测试手段对化合物进行了表征. 测试结果表明, 化合物属于单斜晶系, C2/c空间群, a=2.6233(5)nm, b=1.6299(3)nm, c=1.6707(3)nm, β=117.31(3)°, V=6.347(2) nm3. 化合物的结构由一维的铜卤链和有机模板剂构成, 其中有机模板剂是通过三乙烯二胺和乙醇烷基化反应得到的有机季铵盐阳离子. 该化合物在室温下表现出较好的光致发光性质.

    Al掺杂Sm3Fe5O12的合成、 结构及热致变色性能
    戚卉, 刘欢欢, 王珊, 袁龙, 侯长民
    2017, 38(4):  535-540.  doi:10.7503/cjcu20160736
    摘要 ( 1006 )   HTML ( 0)   PDF (4929KB) ( 276 )  
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    采用高温固相法合成了一系列热致变色材料Sm3Fe5-xAlxO12(x=0, 0.1, 0.3, 0.5), 通过粉末X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 红外光谱, X射线光电子能谱(XPS)和固体紫外光谱(UV)对产物进行了表征. 结果表明, 样品在Al掺杂量(x)为0~0.5范围内均能得到纯相, 材料中的Fe—O键为主要发色基团, 随着温度的升高, 样品颜色由黄绿色逐渐变为棕红色, 变色区间为室温到240 ℃.

    分析化学
    纳米TiN碳糊电极对青霉素的电化学检测
    孙一焱, 卢善富, 王海宁, 相艳
    2017, 38(4):  541-546.  doi:10.7503/cjcu20160859
    摘要 ( 208 )   HTML ( 2)  
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    以纳米氮化钛(TiN)为电活性物质, 制备了用于检测青霉素的纳米TiN修饰碳糊电极. 研究了该碳糊电极中石墨与纳米TiN的质量比、 电极面积、 溶液pH值及缓冲容量等因素对青霉素检测效果的影响. 结果表明, 在优化的条件(石墨与TiN的质量比为2∶1, 电极面积为1 mm2, 溶液pH值为7.2以及缓冲容量为20 mmol/L KH2PO4)下, 该电极检出限为2×10-5 mol/L, 线性检测范围为4×10-5~3.2×10-3 mol/L. 利用Zeta电位及交流阻抗的方法, 揭示了纳米TiN碳糊电极检测青霉素的机理为纳米TiN对青霉素的特异性吸附. 纳米TiN碳糊电极展现出良好的稳定性、 选择性和重复性, 在青霉素检测领域具有广阔的应用前景.

    微波等离子体炬原子发射光谱法测定铁增敏效应
    李佳慧, 张起凯, 赵杉林, 李萍
    2017, 38(4):  547-553.  doi:10.7503/cjcu20160771
    摘要 ( 852 )   HTML ( 0)   PDF (1265KB) ( 204 )  
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    针对在低功率下工作的微波等离子体炬原子发射光谱法(MPT-AES)存在对一些元素检测灵敏度较低和抗基体干扰能力弱的问题, 以氩气为载气和工作气, 研究了表面活性剂及镧盐对MPT-AES测定铁的增敏效应, 考察了铁测定的工作条件和共存元素对铁测定的影响. 实验结果表明, 非离子表面活性剂对铁的测定有抑制作用, 而阳离子表面活性剂和镧盐对铁的测定有增敏作用, 其中镧盐增敏效果最好. 以镧盐为增敏剂, 不仅可提高MPT-AES测定铁的灵敏度, 还可增加共存元素的允许量. 当体系中镧浓度为0.500 mg/mL时, 至少可使40倍的锌, 30倍的钴, 20倍的镍、 锰, 15倍的钙, 10倍的镁、 铜和钠不影响铁的测定. 与不加镧时相比, 铁的发射强度提高了2.4倍, 检出限由原来的27.5×10-3 μg/mL下降为8.5×10-3 μg/mL. 将本方法应用于原油样品中铁的测定, 所得结果与火焰原子吸收光谱法测定结果一致.

    基于Dy2(MoO4)3-AuNPs复合纳米材料的葡萄糖生物传感器
    黄海平, 岳亚锋, 徐亮, 吕连连, 胡咏梅
    2017, 38(4):  554-560.  doi:10.7503/cjcu20160693
    摘要 ( 1029 )   HTML ( 0)   PDF (2534KB) ( 388 )  
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    采用水热法合成了纳米材料钼酸镝[Dy2(MoO4)3], 并制备了Dy2(MoO4)3-AuNPs复合材料, 利用该复合材料固定葡萄糖氧化酶(GOD)构建了葡萄糖生物传感器. 通过透射电子显微镜(TEM)、 紫外-可见光谱(UV-Vis)和能谱分析(EDS)等手段对所制备的材料进行了表征, 并利用电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安(CV)曲线研究了该传感器的电化学性能. 结果表明, Dy2(MoO4)3-AuNPs复合材料具有较好的生物相容性, 能增强固定化的GOD的生物活性, 并促进GOD在电极表面的电子传递速率; 该传感器在葡萄糖浓度为0.01~1.0 mmol/L范围内葡萄糖浓度与响应电流呈较好的线性关系, 最低检出限为3.33 μmol/L(S/N=3), 该生物传感器还具有较好的稳定性和重现性.

    调控微波等离子体能量进行药片活性分子结构的质谱分析
    王新晨, 杨美玲, 张小平
    2017, 38(4):  561-566.  doi:10.7503/cjcu20160686
    摘要 ( 902 )   HTML ( 0)   PDF (2582KB) ( 276 )  
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    采用微波等离子体质谱(MPT-MS)技术, 对替硝唑和马来酸氯苯那敏药片进行快速质谱分析. 通过调控等离子体能量, 在一级谱图中可得到目标物的准分子离子及丰富的碎片离子, 这些碎片离子与其对应串联质谱数据基本一致, 甚至更加丰富; 结合标准品比对分析, 最终确定这些碎片离子来自目标物而非基质. 因此, MPT兼具硬电离和软电离性质, 采用MPT-MS技术从一级质谱图中获得的数据可对药片中活性分子的结构进行鉴定. 该方法具有快速、 准确及环保等特点, 在发展MPT与简单的质量分析器联用, 实现质谱仪的小型化等方面有广阔的应用前景.

    波长检测型表面等离子体共振传感器对硫堇电聚合成膜的原位分析
    龚晓庆, 万秀美, 逯丹凤, 高然, 程进, 祁志美
    2017, 38(4):  567-574.  doi:10.7503/cjcu20160681
    摘要 ( 1007 )   HTML ( 3)   PDF (3416KB) ( 237 )  
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    利用波长检测型表面等离子体共振(SPR)传感器对硫堇在金膜表面的电化学聚合成膜过程进行了跟踪分析. 结果表明, 在固定入射角下SPR共振波长随循环伏安扫描周数的增加而线性红移, 表明聚硫堇膜的生长是匀速的; 扫描100周后共振波长红移总量为96.6 nm. 对该实验结果进行理论拟合, 得出聚硫堇膜的厚度约为71 nm. 聚硫堇膜在酸性缓冲液中的电化学活性很高, 其电化学反应过程受扩散控制, 在一个完整的循环伏安扫描过程中SPR共振波长的变化完全可逆, 说明聚硫堇膜的氧化反应和还原反应是一对可逆过程. 与还原态聚硫堇膜相比, 氧化态聚硫堇膜对应的SPR共振波长较大, 说明氧化态聚硫堇膜折射率高.

    基于非接触式拉曼光谱分析人血与犬血的PCA-LDA鉴别方法
    郑祥权, 廖鑫, 徐溢, 洪明坚
    2017, 38(4):  575-582.  doi:10.7503/cjcu20160676
    摘要 ( 1135 )   HTML ( 4)   PDF (2464KB) ( 279 )  
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    将拉曼光谱分析法与数理统计方法有机结合, 构建人血与犬血种属判别模型, 实现了不同种属血液样本的高效无损鉴别. 采用拉曼光谱的无损测试模式对血液样本进行测试, 考察了抗凝管管材、 聚焦位置及曝光时间等对血液样本拉曼光谱的影响, 在激发波长为632.8 nm, 光谱扫描范围为200~1800 cm-1, 功率衰减率50%, 曝光时间5 s及累加次数为2次的优化条件下, 获得了无损检测条件下的血液样本拉曼光谱图. 针对血液样本组分复杂、 拉曼光谱信号基底背景高等问题, 提出了基于小波变换去噪, 进行分段多项式基线校正的预处理方法, 有效解决了血液样本拉曼光谱谱图的高噪音和基线漂移问题. 实验选择30例正常人血和33例比格犬血为样本训练集, 5例正常人血和5例比格犬血为测试集, 基于主成分分析法(PCA)联合线性判别法(LDA)模型, 训练集分类正确率达到95.23%, 盲测集分类正确率达90.00%. 这种基于非接触式血液样本拉曼光谱和PCA-LDA判断模型的测试方法在进出口检验检疫等涉及血液无损鉴别的领域具有广泛的应用价值和前景.

    有机化学
    基于芘并咪唑的电致发光材料的合成与表征
    刘豫龙, 路芳, 路萍
    2017, 38(4):  583-590.  doi:10.7503/cjcu20170049
    摘要 ( 1013 )   HTML ( 1)   PDF (3506KB) ( 414 )  
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    以芘和咪唑为基本构筑单元, 利用 “一锅法”合成了一系列芘并咪唑衍生物PyPI, PyTPAI, PyCzI和Pyd-CzI. 采用质谱、 核磁和元素分析等手段表征了化合物的结构. 通过调节与芘并咪唑相连接的共轭基团的种类、 大小和空间构型, 实现对分子热学性质, 分子轨道能级和光电性质的调控. 进一步制备了有机电致发光器件, 得到了较好的器件性能.

    O2-2,4-二硝基苯基偶氮二醇盐类化合物的设计、 合成及抗肿瘤活性
    严畅, 邹瑜, 傅俊杰, 黄张建, 张大永, 张奕华
    2017, 38(4):  591-597.  doi:10.7503/cjcu20160798
    摘要 ( 885 )   HTML ( 2)   PDF (1796KB) ( 303 )  
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    O2-2,4-二硝基苯基偶氮二醇盐(PABA/NO)为先导化合物, 选择适当的仲胺作为偶氮二醇盐中相应的胺片段, 并用碳氮键取代苯环5位的碳氧酯键, 设计合成了化合物2a, 2b和4a~4j, 以期获得活性更强且稳定性好的抗肿瘤药物. 目标化合物经1H NMR, 13C NMR及HRMS进行了结构确证. 生物活性测试结果表明, 目标化合物可不同程度地抑制结肠癌HCT-116细胞的增殖, 其中化合物4h的活性最强(IC50=7.945±0.421 μmol/L), 优于PABA/NO(IC50=12.134±0.675 μmol/L). NO释放实验结果表明, 此类化合物的NO释放量与细胞毒性呈正相关. 化合物4h在HCT-116细胞中释放NO的量最多, 约是正常细胞的2倍. 此外, 化合物4h在大鼠血浆中的体外稳定性显著优于PABA/NO, 值得进一步研究.

    咪唑螯合硼离子液体的合成、 表征及摩擦学性能
    张云潇, 商旺吉, 孙俪文, 刘丹, 童丁毅, 蔡涛, 刘升高
    2017, 38(4):  598-605.  doi:10.7503/cjcu20160684
    摘要 ( 811 )   HTML ( 1)   PDF (5772KB) ( 310 )  
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    以一类环境友好的螯合硼离子液体为研究对象, 合成了4种具有不同烷基直链阳离子中心的螯合硼离子液体CnMImBScB(n=2,4,6,8); 通过核磁共振波谱(NMR)、 电耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、 热重分析(TGA)和差示扫描量热分析(DSC)等方法对4种螯合硼离子液体进行了结构分析、 硼含量测定和热稳定性分析. 以聚乙二醇200(PEG200)作为基础油样品, CnMImBScB(n=2,4,6,8)作为添加剂, 采用四球摩擦磨损试验机、 扫描电子显微镜(SEM)和能量色散X射线光谱(EDX)分别对油样的减摩抗磨性能、 磨斑形貌和磨斑表面元素分布进行了分析和表征. 结果表明, CnMImBScB(n=2,4,6,8)可作为在较宽温度范围内使用的润滑油添加剂, 离子液体的低浓度(质量分数1%~2%)添加使PEG200的摩擦性能得到大幅度提高, 摩擦系数最大降低58.46%, 磨斑直径最大降低20.5%; 硼元素沉积到表面参与润滑膜的成膜, 磨斑表面碳元素含量的增加也有助于摩擦性能的提高.

    物理化学
    Rh/Al2O3-Cr2O3整体式催化剂的制备和二氯甲烷催化氧化性能
    陈文亚, 朱丽, 何军, 谢云龙, 鲁继青, 罗孟飞
    2017, 38(4):  606-612.  doi:10.7503/cjcu20160843
    摘要 ( 995 )   HTML ( 0)   PDF (1539KB) ( 273 )  
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    以粉末Al2O3为载体, 通过浸渍Rh(NO3)3制备Rh/Al2O3催化剂; 再以Rh/Al2O3、 粉末Cr2O3和铝胶经过研磨混合制得催化剂活性浆料; 将催化剂活性浆料涂覆到堇青石蜂窝陶瓷载体表面, 经烘干, 焙烧制得不同Rh含量的Rh/Al2O3-Cr2O3系列整体式催化剂. 研究了该类催化剂的二氯甲烷催化氧化性能, 发现Rh负载量为0.4 g/L的Rh/Al2O3-Cr2O3催化剂活性最佳, 且未生成含氯中间产物. 结合催化剂的表征结果发现, Rh的添加可增加催化剂的表面酸性和氧化还原性能, 二者的协同作用提高了催化剂活性; 而Cr2O3的存在有利于CH3Cl中间体的进一步氧化, 从而提高了催化剂的选择性.

    Criegee中间体RCHOO(R=H,CH3)与NCO的反应机理
    马倩, 王渭娜, 赵强莉, 刘峰毅, 王文亮
    2017, 38(4):  613-621.  doi:10.7503/cjcu20160803
    摘要 ( 803 )   HTML ( 2)   PDF (5278KB) ( 279 )  
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    采用CCSD(T)/aug-cc-pVTZ//B3LYP/6-311+G(2df,2p)方法对Criegee中间体RCHOO(R=H,CH3)与NCO反应的机理进行了研究, 利用经典过渡态理论(TST)并结合Eckart校正模型计算了标题反应在298~500 K范围内优势通道的速率常数. 结果表明, 上述反应包含亲核加成、 氧化和抽氢3类机理, 其中每类又包括NCO中N和O分别进攻的两种形式. 亲核加成反应中O端进攻为优势通道, 氧化和抽氢反应则是N端进攻为优势通道; 甲基取代使CH3CHOO反应活性高于CH2OO; anti-CH3CHOO的加成及氧化反应活性高于syn-CH3CHOO, 而抽氢反应则是syn-CH3CHOO的活性高于anti-CH3CHOO. anti-构象对总速率常数的贡献大于syn-构象, 且总速率常数具有显著的负温度效应.

    不同形态的氧氟沙星在凹凸棒土上的吸附特征
    全瑶, 毕二平
    2017, 38(4):  622-630.  doi:10.7503/cjcu20160773
    摘要 ( 744 )   HTML ( 0)   PDF (3280KB) ( 201 )  
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    通过控制反应体系的pH值, 探究了阳离子、 兼性和阴离子形态的氧氟沙星(OFL, 3种形态分别记为OFL+, OFL±和OFL-)在凹凸棒土(ATP)上的吸附特征. 实验结果表明, OFL+主要通过与ATP表面的Ca2+, Mg2+进行阳离子交换吸附于ATP上, 当其吸附量较高时, 会存在少量的氢键; OFL±和OFL-可与ATP表面的铁氧化物、 铝氧化物进行表面络合, 也可与溶液中从ATP中溶解出的Ca2+和Mg2+形成络合物, 再通过静电作用吸附于ATP上. 在中性至微碱性(pH=7.10~7.70)条件下, 由于Ca的电负性小于Mg, [Ca2+-OFL]+不能稳定地存在于溶液中, 使得OFL±与Ca2+进行阳离子交换而与Mg2+形成络合物, 再通过静电作用吸附于ATP上. 当OFL主要以OFL-形态存在于溶液中时(pH=9.00~10.00), Ca2+和Mg2+均可与OFL-形成络合物, 再通过静电作用吸附于ATP上.

    胶带表面优异防覆冰性能
    陈宇, 王磊, 王波
    2017, 38(4):  631-635.  doi:10.7503/cjcu20160766
    摘要 ( 867 )   HTML ( 1)   PDF (5245KB) ( 305 )  
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    通过在普通胶带表面黏结聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微米球, 再通过水热法在微米球表面制备规则的ZnO纳米棒结构, 经氟化处理后得到了具有柔性、 大面积、 低温超疏水和防冰性能的薄膜. 低温环境中, 液滴在这种复合的微纳米结构表面可以实现结冰延迟. 经历结冰-融化循环后, 液滴的界面未发生明显变化, 证明了该结构的可靠性. 这种抗结冰的薄膜是建立在胶带和PMMA基础之上的, 在风电、 高压线缆以及冰箱制造工业中具有良好的应用前景.

    环己烷辅助水热法简易合成改性δ-MnO2及其类Fenton催化性能
    马子川, 李俊淑, 邢胜涛
    2017, 38(4):  636-641.  doi:10.7503/cjcu20160731
    摘要 ( 892 )   HTML ( 2)   PDF (3759KB) ( 232 )  
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    以KMnO4为锰源, 少量的环己烷为改性剂, 采用简易的水热法制备了对照样品(CHM-0)和3种环己烷改性的δ-MnO2(CHM-2, CHM-5和CHM-10). 以亚甲基蓝(MB)溶液为模拟染料废水, 比较了材料的吸附性能和类Fenton催化性能. 采用X射线衍射(XRD)、 场发射扫描电子显微镜(FESEM)、 透射电子显微镜(TEM)和N2吸附-脱附等技术对材料进行了表征. 利用GC-MS技术对水热反应过程中环己烷的中间氧化产物进行了分析; 通过自由基捕获剂实验初步分析了改性δ-MnO2的催化机理, 并评价了其稳定性. 结果表明, 改性δ-MnO2对亚甲基蓝(MB)的吸附性能和催化活性显著提高, 且MB的吸附量随着环己烷添加量的增加而增大, 而CHM-5的催化活性最高; 在水热制备δ-MnO2过程中, 环己烷的中间氧化产物有丙酮、 环己醇和环己酮; 添加环己烷可改变δ-MnO2的形貌与结晶度, CHM-0和CHM-5的比表面积分别为15.9及148.7 m2/g, 比表面积的增大提高了δ-MnO2的吸附性能和催化活性; 环己烷改性δ-MnO2具有良好的稳定性, 其催化H2O2分解主要生成羟基自由基.

    应用超微电极和粉末微电极技术研究有机溶剂和正极材料对氧气还原反应和氧气生成反应的影响
    Feng WU, 李伟伦, 姚莹, 吴锋, 张存中
    2017, 38(4):  642-652.  doi:10.7503/cjcu20160727
    摘要 ( 849 )   HTML ( 2)   PDF (3901KB) ( 498 )  
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    采用碳纤维超微电极分别研究了O2在二甲基亚砜、 乙腈和四甘醇二甲醚3种有机溶剂中的电化学反应, 结果表明, 当阳离子只含四丁胺离子时, 反应呈可逆的一电子转移; 而阳离子只含锂离子时, O2的还原和氧化均经历了多电子转移过程. 利用超导炭黑和乙炔黑制作粉末微电极进行电化学测试, 结果表明, 在这2种正极材料上, 氧气还原反应(ORR)过程相似, 氧气生成反应(OER)过程区别明显. 此外, Tafel分析结果表明, 对于不同有机溶剂和正极材料, O2还原均经历了初始的一电子转移步骤.

    Pd/WO3-RGO纳米催化剂对甲酸氧化的电催化性能
    金燕仙, 贾文平, 梁丹霞, 李芳, 李嵘嵘, 郑梦梦, 高为一, 倪佳敏, 胡佳杰, 吴廷华
    2017, 38(4):  653-659.  doi:10.7503/cjcu20160692
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    采用表面修饰技术将WO3晶粒引入到氧化石墨烯(GO)表面, 通过硼氢化钾还原法制备了载钯催化剂Pd/WO3-RGO. 对催化剂进行了结构和形貌表征, 并考察了该催化剂对甲酸氧化的电催化性能. 结果表明, Pd/WO3-RGO催化剂由石墨烯、 单斜态WO3和立方面心Pd晶粒组成, Pd颗粒均匀分散在载体上; 使用Pd/20%WO3-RGO催化剂电极时的甲酸氧化最大峰电流密度大幅增加, 是Pd/RGO催化剂电极甲酸氧化峰电流密度的2.5倍; Pd/WO3-RGO催化剂稳定性大大增强, 且具有更加优异的抗CO中毒能力; Pd晶粒与WO3晶粒的相互交叠有利于它们之间的催化协同效应, 增强催化剂的催化性能.

    高分子化学
    自缩合乙烯基聚合体系中的环化效应
    王云明, 常沛杨, 顾芳, 王海军
    2017, 38(4):  660-668.  doi:10.7503/cjcu20160824
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    基于超支化高分子的生长代数模型, 利用Monte Carlo模拟方法研究了不同溶剂条件下自缩合乙烯基聚合(SCVP)体系的环化效应. 根据SCVP体系的反应机理给出含环反应的微分动力学方程, 并通过环化反应的内在特征确定了分子间反应和内环化反应的速率常数. 在此基础上, 利用Monte Carlo模拟方法得到了高分子的数量分布函数、 重均分子量、 环数以及含环分子的链段分数等相关物理量, 分析了环化效应对于体系平均物理量的影响. 进一步根据模拟结果对单体浓度和溶剂效应等对内环化反应的影响予以分析. 结果表明, 环化效应取决于单体浓度和溶剂效应之间的协同作用, 其中单体浓度在环化反应中起着主导作用.

    接枝亲水型高分子的丝瓜络对水中重金属离子的吸附行为
    刘志, 李炳睿, 潘艳雄, 石凯, 王伟财, 彭超, 王哲, 姬相玲
    2017, 38(4):  669-677.  doi:10.7503/cjcu20160760
    摘要 ( 818 )   HTML ( 0)   PDF (3219KB) ( 384 )  
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    采用接枝聚合的方法将亲水性聚丙烯酰胺接枝到丝瓜络上, 部分水解的聚丙烯酰胺的接枝率可高达161.3%. 选择典型的Cu2+和Pb2+体系, 研究亲水型丝瓜络对水中重金属离子的吸附行为. 结果表明, 在单离子体系中, 准二级动力学方程适于描述亲水型丝瓜络吸附动力学过程, 饱和吸附量随着接枝率和pH值增加而增大, 对Cu2+和Pb2+的最大饱和吸附量分别为647和 887 mg/g. Langmuir 和Freundlich等温吸附模型都适合描述等温吸附过程. 8次吸附-解吸附循环实验表明, 饱和吸附量基本保持恒定, 同时对吸附机理进行了讨论.

    两亲性Janus粒子在蜂窝状多孔聚合物膜上的自组装性能
    杨平辉, 朱嘉峰, 孙巍, 周婉蓉
    2017, 38(4):  678-685.  doi:10.7503/cjcu20160711
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    采用具有两亲性的两面体(Janus)粒子实现稳定的粒子界面组装与水滴模板法自组装过程相结合的方法获得了粒子在蜂窝状多孔聚合物薄膜内壁的高效定向修饰. 通过与均质粒子组装形貌的对比, 证明了Janus粒子因其特殊的界面自组装活性, 可以获得高粒子加量条件下的规则多孔结构, 解决了使用均质粒子时存在的结构有序性和粒子修饰密度之间的矛盾. 而在较低粒子加量的条件下, Janus粒子也展示出与均质粒子极为不同的组装形貌. 这一方法的建立, 为新型表面功能化材料的制备提供了一个新的思路.

    二氧化钛纳米粒子-氧化石墨烯/聚酰亚胺混合基质膜的原位聚合及气体渗透性能
    杨彩虹, 满春利, 薛琬蕾, 王挺, 陈迪, 陈潜, 吴礼光
    2017, 38(4):  686-693.  doi:10.7503/cjcu20160678
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    以钛酸四丁酯为前驱体, 采用浸渍-沉淀法制备二氧化钛纳米粒子-氧化石墨烯(TiO2-GO)复合物, 再将TiO2-GO复合物与4,4'-(六氟异亚丙基)邻苯二甲酸酐和4,4'-二氨基二苯醚通过原位聚合构建TiO2-GO/TiO2-GO/PI(聚酰亚胺)混合基质膜, 用于CO2的渗透脱除. 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 拉曼光谱(Raman)、 透射电子显微镜(TEM)、 扫描电子显微镜(SEM)、 热失重(TG)和Zeta电位等表征了TiO2-GO复合物和TiO2-GO/PI混合基质膜的形貌与结构; 探讨了TiO2掺杂量对TiO2-GO复合物及TiO2-GO/PI混合基质膜的结构和气体渗透性能的影响. 结果表明, TiO2-GO复合物中TiO2纳米粒子较均匀地沉积在GO片层上, TiO2纳米粒子在形成的同时破坏了GO的结构, 使其无序度增加. TiO2的掺杂对TiO2-GO/PI混合基质膜的形貌与结构影响较小, 但提升了TiO2-GO/PI混合基质膜的CO2和N2渗透性能. 但过量的掺杂使TiO2粒子在GO片层上团聚, 从而导致TiO2-GO复合物在混合基质膜中的分散性变差, CO2渗透性及CO2/N2渗透选择性降低. 当TiO2掺杂质量分数为30%时, TiO2-GO/PI混合基质膜的CO2渗透性为360 Barrer[1 Barrer=10-10cm3(STP)·cm/(cm2·s·cm Hg)=7.5×10-14cm3(STP)·cm/(cm2·s·Pa)], CO2/N2的渗透选择性可达31.

    石墨烯-ITO复合电极对聚苯胺薄膜电致变色性质的影响
    吕晓静, 于朋飞, 欧阳密, 钱亮, 闫拴马, 金晓强, 张诚
    2017, 38(4):  694-700.  doi:10.7503/cjcu20160636
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    采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO), 首先, 石墨与浓硫酸、 过硫酸钾和五氧化二磷反应制得强氧化产物, 随后将其与浓硫酸、 硝酸钠、 高锰酸钾反应, 经双氧水发泡、 酸洗、 超声等合成氧化石墨烯水溶液, 再通过金属箔还原和基底转移过程制备GO-氧化铟锡(ITO)复合电极材料. 通过金属箔还原和基底转移过程制备GO-氧化铟锡(ITO)复合电极材料. 利用电化学聚合法在GO-ITO复合电极上制备聚苯胺(PANI)薄膜, 并对其形貌结构、 电化学及电致变色性质进行表征. 结果表明, 与ITO电极相比, 采用GO-ITO复合电极制备的PANI的成膜性得到明显改善, 复合电极具有更加均匀细致的颗粒表面, 增大了聚合物与电解液之间的接触面积, 为电致变色过程中平衡离子的注入/脱出提供了更多的通道, 因而PANI薄膜在700 nm处的光学对比度提高了约13%, 响应速度缩短了约2.6 s, 着色效率高达169.6 cm2/C. GO的引入保持了PANI良好的电化学稳定性. GO-ITO复合电极有效改善了聚合物的综合性能, 对于聚合物电致变色材料及器件的开发具有潜在的应用前景.