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当期目录

    2018年 第39卷 第12期    刊出日期:2018-12-10
    目次
    无机化学
    由2,2'-联苯醚二甲酸和1H-咪唑并[4,5-f][1,10]-邻菲罗啉构筑的稀土配合物的荧光光谱及对氨的荧光传感
    张德春, 许奇炜, 李夏
    2018, 39(12):  2611-2620.  doi:10.7503/cjcu20180009
    摘要 ( 328 )   HTML ( 3)   PDF (6338KB) ( 104 )  
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    采用水热法合成了5个新的配合物[Ln2(2,2'-Hoba)6(IP)2]{Ln=Eu(1), Tb(2), 2,2'-H2oba=2,2'-联苯醚二甲酸, IP=1H-咪唑并[4,5-f][1,10]-邻菲罗啉}, [Ln2(2,2'-oba)3(IP)][Ln=Eu(3), Tb(4)]和[Eu2(2,2'-oba)3(TPP)(H2O)](5){TPP=四吡啶[2,3-a:3',2'-c:2″,3″-h:3″',2″'-j]夹二氮蒽}, 并通过X射线单晶衍射、 元素分析和红外光谱等对其结构和组成进行了确认. 配合物1和2是双核分子结构, 配合物3和4是1D链状结构, 配合物5是3D结构. 利用荧光光谱法研究了配合物1~5与NH3 的识别作用. 结果表明, NH3对配合物1~5都有一定的荧光猝灭作用, 猝灭率为82.05%~97.49%. 同时研究了配合物1与NH3和金属阳离子(Ca2+, K+, Mg2+, Na+, Zn2+, Cu2+, Cr3+, Ba2+, Al3+, Mn2+, Ni2+和Pb2+)的荧光作用. 实验结果表明, 在生理环境(pH=4~8)下, 配合物1具有良好的稳定性, NH3使配合物1的荧光性能减弱, 同时NH3对配合物1的荧光猝灭性不受pH的影响, 说明配合物1对NH3具有较好的灵敏性. 在配合物1-NH3的体系中, 加入并增加Zn2+, Al3+或Cr3+离子浓度, 在波长为430~510 nm范围内出现了新的发射宽峰, 并且在618 nm处的峰强度先增强后减弱. 这是Zn2+(Al3+或Cr3+)、 NH3与配合物1共同作用的有力证明. 配合物1作为识别NH3的荧光探针显示出较好的灵敏性, 同时一些金属阳离子对其探针行为有影响.

    TiO2纳米薄膜油下超疏水/超亲水性的可逆调控
    康红军, 于晓妍, 来华, 成中军, 刘宇艳
    2018, 39(12):  2621-2626.  doi:10.7503/cjcu20180493
    摘要 ( 378 )   HTML ( 1)   PDF (2944KB) ( 96 )  
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    采用简单的提拉镀膜法制备了一种TiO2纳米薄膜, 在油相介质中, 水滴在其表面的接触角约为160°, 呈现出油下超疏水状态. 当在湿度为20%的空气环境下对TiO2纳米薄膜进行紫外光照射(60 min)后, 该薄膜由油下超疏水状态转变为油下超亲水状态. 对紫外光照射后的TiO2纳米薄膜在100 ℃下热处理70 min后, 该薄膜又恢复到了初始的油下超疏水状态. 因此, 通过紫外光照射和热处理可实现TiO2纳米薄膜油下超疏水性与油下超亲水性的可逆调控. TiO2纳米薄膜油下水超浸润性可逆调控主要归因于薄膜表面的微纳米结构和化学组成变化的协同作用.

    海藻基含杂原子碳材料的制备及电化学性质
    王昀, 贲腾
    2018, 39(12):  2627-2636.  doi:10.7503/cjcu20180297
    摘要 ( 335 )   HTML ( 1)   PDF (6200KB) ( 140 )  
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    以天然海藻为原料, 经条件优化制备了含杂原子的碳材料SarCW-900及LamCW-900, 对其形貌、 元素成分、 孔性质和石墨化程度进行分析并讨论其活化机理. 将2种材料作为电化学电容器及锂离子电池的电极材料活性物质, 分别进行电化学性能测试. 结果表明, SarCW-900及LamCW-900在被用作电化学电容器电极材料时, 比电容分别为106 F/g及85 F/g, 经5000次循环伏安稳定性测试, 比电容值稳定在101 F/g及81 F/g, 分别降低不到4%和5%, 是理想的电容器电极材料; 在被用作锂离子电池电极材料时, 经100次循环比容量分别保持在100.3及33.9 mA·h/g, 低于纯石墨的理论值, 但具有较高的稳定性.

    连续致密LTA分子筛膜对痕量TNT爆炸物气氛的浓缩
    郭亚楠, 宫淼淼, 窦新存
    2018, 39(12):  2637-2643.  doi:10.7503/cjcu20180211
    摘要 ( 183 )   HTML ( 1)   PDF (5635KB) ( 41 )  
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    采用晶种浆料刮擦法在多孔α-Al2O3陶瓷管载体表面制备了连续致密的LTA分子筛膜, 并设计了基于致密分子筛膜的2,4,6-三硝基甲苯(TNT)爆炸物蒸气浓缩装置, 利用分子筛孔径尺寸与TNT分子动力学半径的差异对TNT进行浓缩, 提高密闭空间内TNT分子的浓度. 采用静态扩散和动态浓缩2种方式评价了LTA型分子筛膜对TNT气氛的分离浓缩效果.

    具有近红外光热转换性能的双层氧化硅包覆金纳米花复合材料的制备及体内代谢研究
    宋文植, 李慧, 张艳, 何丹, 李英姿, 黄臻臻, 刘新, 尹万忠
    2018, 39(12):  2644-2650.  doi:10.7503/cjcu20180299
    摘要 ( 376 )   HTML ( 2)   PDF (2321KB) ( 155 )  
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    采用种子生长法和改良Stöber法制备了双层氧化硅包覆的金纳米花复合材料, 并测试了其近红外光热转换性能, 研究了其在裸鼠体内的生物毒性, 并以种植了人口腔鳞癌CAL27细胞的荷瘤裸鼠为体内模型, 应用光声成像方法研究了其体内分布、 代谢和在肿瘤组织的被动靶向富集行为. 结果表明, 所制备的金纳米花复合材料在近红外光区具有良好的光热转换性能, 无明显体内生物毒性, 是一种良好的光声成像剂, 其在荷瘤裸鼠体内主要经肝脏代谢至肠道排出体外, 可通过EPR效应实现在肿瘤组织的靶向富集. 本研究证明所制备的双层氧化硅包覆金纳米花复合材料可用于生物体内治疗, 可作为包括口腔癌在内的恶性肿瘤近红外光热诊疗的理想介导材料.

    分析化学
    千瓦级微波等离子炬-原子发射光谱(MPT-AES)在油液分析中的应用
    鄢雨微, 金伟, 朱旦, 张涛, 应仰威, 单锦, 张旭晨, 于丙文, 陈挺, 刘超, 金钦汉
    2018, 39(12):  2651-2657.  doi:10.7503/cjcu20180377
    摘要 ( 282 )   HTML ( 1)   PDF (2122KB) ( 48 )  
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    采用千瓦级微波等离子炬-原子发射光谱(MPT-AES)装置对油液样品直接雾化进样分析, 对直接稀释后的润滑油中8种金属元素进行了检测, 并记录了进样时等离子体形貌的变化. 结果表明, 所有元素的校正曲线线性回归方程的R2值均优于0.995, 精密度高, 检出限接近传统的ICP-AES方法检出结果, 为MPT-AES在油液视情维修中的分析监测及在线快速监测奠定了基础. 同时还设计了一种油液在线混合进样装置, 操作方便、 进样量准确, 适用于微量样品的采集和直接稀释及进样.

    一种适用于复杂异相体系中羟基自由基定量检测的探针分子—香豆素
    韩瑞霞, 吕继涛, 张淑贞
    2018, 39(12):  2658-2664.  doi:10.7503/cjcu20180364
    摘要 ( 665 )   HTML ( 2)   PDF (2894KB) ( 271 )  
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    系统比较了3种定量检测羟基自由基(·OH)的探针分子对苯二甲酸二钠(TPA)、 苯甲酸钠(BA)和香豆素(COU), 相应的转化产物分别为2-羟基对苯二甲酸(hTPA)、 2-羟基苯甲酸(SA)和7-羟基香豆素(7-hCOU). 结果表明, 最常用的TPA和BA的转化产物在水铁矿表面存在明显的吸附, 最大吸附量分别为2.49和2.09 mg/g, 因而不适合作为复杂矿物体系的探针分子. 就探针分子对·OH的响应灵敏度、 响应线性及线性范围而言, COU的表现明显优于TPA和BA, 并且7-hCOU的检测限与hTPA和SA相仿(分别为0.005, 0.046和0.072 μmol/L). 通过COU在微生物-矿物体系还原-氧化循环过程及土壤/沉积物还原-氧化过程中对·OH测定的应用, 进一步验证了该探针分子用于·OH定量检测的稳定性和重现性. 因此, COU可作为复杂异相体系中·OH定量检测的探针分子. 值得注意的是, pH对·OH的产生影响极大, 因此在比较不同体系间·OH产量时应注意使其处于相同的pH缓冲液中以排除干扰.

    水溶性超分子荧光探针对多菌灵的识别及细胞成像
    杨梅, 刘青, 唐青, 王成会, 杨梅香, 孙涛, 黄英, 陶朱
    2018, 39(12):  2665-2672.  doi:10.7503/cjcu20180319
    摘要 ( 245 )   HTML ( 1)   PDF (3728KB) ( 101 )  
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    基于八元瓜环(Q[8])可使吖啶橙(AD)的荧光降低的性质制备了荧光探针2AO@Q[8], 当在该探针中加入多菌灵后荧光强度又逐渐增强, 利用此超分子配合物的荧光效应, 构建了一种能够检测多菌灵的超分子荧光探针. 研究结果表明, 该探针在水溶液中对多菌灵具有良好的选择性, 在一定浓度范围内其线性关系良好, 检出限为8.14×10-8 mol/L. 细胞成像结果显示, 该探针在前列腺癌细胞中对多菌灵具有良好的响应, 可用于生物细胞内多菌灵的识别检测.

    大孔聚合物层析介质孔结构对蛋白载量的影响
    李恒, 王少云, 方嘉璇, 赵岚, 靳海波, 何广湘, 郭晓燕, 谷庆阳, 郝思雯, 热孜亚, 支伟杰, 于洪斌, 张荣月
    2018, 39(12):  2673-2678.  doi:10.7503/cjcu20180304
    摘要 ( 309 )   HTML ( 1)   PDF (3023KB) ( 57 )  
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    分别以甲基丙烯酸缩水甘油酯和乙二醇二甲基丙烯酸酯作为功能单体和交联剂, 采用悬浮聚合方法制备了大孔聚合物微球. 考察了致孔剂组成对微球的孔径、 比表面积的影响, 并用聚乙烯亚胺将微球衍生为阴离子交换层析介质, 考察了微球结构与蛋白载量之间的关系. 结果表明, 微球孔径尺寸随着致孔剂中不良溶剂用量[V(良溶剂)/V(不良溶剂)=1:1~1:3.5]的增加而增大, 而比表面积则呈相反趋势. 离子交换容量(0.11~0.27 mmol/mL)与比表面积(4~38 m2/g)呈正相关, 对应的蛋白静态结合载量亦呈正比关系. 在所考察的孔径范围(301~1524 nm)内, 蛋白动态结合载量先减少后保持稳定, 即当孔径超过410 nm后, 蛋白动态载量值保持在13 mg/mL不变, 表明介质孔径超过此数值后蛋白载量不再受介质的比表面积影响. 此外, 以乙肝病毒表面抗原分子(HBsAg, 22 nm)为探针分子, 利用激光共聚焦显微镜观察了该分子在微球内部的分布, 结果表明, 在该孔径考察范围内, HBsAg均能完全扩散至微球内部.

    有机化学
    苏氨酸对接法合成利拉鲁肽
    范佳辉, 卞亚楠, 苏贤斌
    2018, 39(12):  2679-2685.  doi:10.7503/cjcu20180350
    摘要 ( 297 )   HTML ( 6)   PDF (2026KB) ( 100 )  
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    通过苏氨酸对接的策略实现片段组氨酸1-甘氨酸4(His1-Gly4)与片段苏氨酸5-甘氨酸31(Thr5-Gly31)的连接, 有效避免了利拉鲁肽N端氨基酸偶联效率低的问题; 再通过控制pH值的方法, 选择性地将赖氨酸20(Lys20)侧链修饰基团引入到未保护的肽链上. 此方法每步均有良好的化学选择性, 片段对接的收率达76.4%, 且反应条件温和, 具有较好的应用前景.

    二胺与二酮环聚合反应的不同途径与产物
    朱磊, 韩军燕, 常海珍, 邱宇渊, 张雅楠, 彭丹妮, 胡伟, MiaoShaobin
    2018, 39(12):  2686-2692.  doi:10.7503/cjcu20180302
    摘要 ( 287 )   HTML ( 0)   PDF (2164KB) ( 72 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    在质子性溶剂中, 3,5-二叔丁基-1,2-苯醌分别与双[(三异丙基硅烷基)乙炔基]萘-2,3-二胺和双[(三异丙基硅烷基)乙炔基]蒽-2,3-二胺反应, 在不同条件下得到含有吡嗪环的缩合产物1和含有咪唑环的缩合产物2. 通过核磁共振波谱、 紫外-可见光谱、 高分辨质谱及单晶X射线衍射表征确定了产物的结构, 并提出了可能的反应机理.

    物理化学
    高分子熔体的空间密度关联
    潘登, 孙昭艳
    2018, 39(12):  2693-2699.  doi:10.7503/cjcu20180626
    摘要 ( 216 )   HTML ( 1)   PDF (2160KB) ( 107 )  
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    利用分子动力学模拟方法, 以不同链结构的高分子熔体为对象, 研究了高分子熔体的空间密度关联. 链节的局域结构性质通过Voronoi分割方法得到. 结果表明, 链端链节的平均局域体积更大, 运动能力也更强; 不同构造及链不同部位链节的局域体积大小具有统一的分布规律, 表明在链节尺度上, 熔体具有相似的无定形结构. 通过局域体积来划分疏堆积和密堆积链节, 2种链节均倾向于形成团簇. 疏堆积链节形成的团簇更大, 并且团簇大小的温度依赖性也更显著. 模拟结果表明疏堆积链节的空间关联更强.

    水体系中尿素卤化铵共晶合成及影响因素的理论研究
    闫璇, 薛冰纯, 刘二保
    2018, 39(12):  2700-2706.  doi:10.7503/cjcu20180481
    摘要 ( 208 )   HTML ( 0)   PDF (2035KB) ( 48 )  
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    通过缓慢蒸发技术合成尿素氯化铵、 尿素溴化铵和尿素氟化铵3种尿素卤化铵共晶. 采用第一性原理方法, 在原尿素氯化铵晶胞结构基础上, 构建同晶系的尿素氟化铵及尿素溴化铵共晶晶胞, 并对3种尿素卤化铵共晶结构的稳定性、 堆积系数和形成能、 卤素离子半径和电负性及离子水合作用进行对比研究. 结果表明, 对于尿素溴化铵共晶, Br-半径较大导致晶胞内部空腔变形, 溴离子水合团簇稳定, 均会阻碍Br-进入尿素孔道内; 对于尿素氟化铵共晶, F-的强电负性使氟离子水合团簇F-(H2O)5稳定性很强, 阻碍裸F-进入尿素空腔中; 对于易于合成的尿素氯化铵共晶, 由于Cl-的电负性及半径大小都适中, 水合离子团簇的稳定性适当, 易于进入尿素空腔中.

    低光降解性氟喹诺酮类抗生素的分子设计及光解路径推断
    赵晓辉, 褚振华, 李鱼
    2018, 39(12):  2707-2718.  doi:10.7503/cjcu20180475
    摘要 ( 174 )   HTML ( 1)   PDF (3361KB) ( 105 )  
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    以已知光降解半衰期(t1/2)的12种氟喹诺酮(FQs)同系物按摩尔比4:1选择训练集和测试集(随机组合), 釆用Sybyl-X 2.0软件QSAR模块中结合比较分子力场分析(CoMFA)方法和比较分子相似性指数分析(CoMSIA)方法进行三维定量构效关系(3D-QSAR)研究, 建立以FQs分子结构参数为自变量, lgt1/2为因变量的3D-QSAR模型, 并预测剩余14种FQs分子的t1/2. 结果表明, 任意组合所构建的CoMFA和CoMSIA模型交叉验证相关系数q2在0.564~0.655区间内(>0.5), 非交叉验证相关系数r2在0.996~1.000区间内(>0.9), 表明所构建模型稳定性较强且预测能力良好; 对剩余14种FQs分子的t1/2预测发现, 第四类FQs的t1/2普遍高于第三类FQs; 选取环丙沙星(CIP)为目标分子, QSAR三维等势图分析其C-13位置引入体积较小的基团有利于降低目标分子的t1/2值, 据此设计出9种t1/2值显著降低的新型CIP分子, 其中引入·OH基团的新型分子t1/2下降幅度最为显著(27.2%); 对CIP分子以及新型CIP分子可能发生的光降解路径进行推断发现, CIP光降解过程中发生芳香环羟基化的路径所需能垒最小, 推断为FQs类抗生素降解过程中的主要反应类型, 而氧化脱羧反应能垒最大, 发生哌嗪环断裂的路径最多, 而新型CIP分子光解过程中发生芳香环羟基化、 氧化脱羧及羟基化脱氟3种反应的能垒较原CIP分子变化不大, 仅哌嗪环断裂所需要能垒明显小于CIP分子需要的能垒; 新型CIP分子及其光解产物的生物降解性评价发现, 新型CIP分子不仅光解活性提高, 其生物降解性同时提高0.26%~59.71%, 且其光解产物的生物降解性也显著上升(12.03%~34.38%), 即CIP分子以及新型CIP分子可通过光降解最终生成生物降解性显著提高的物质, 从而达到进一步控制FQs环境行为的目的.

    浓硫酸法快速制备质子化g-C3N4纳米带及其紫外光催化降解有机染料研究
    李娇娇, 赵卫峰, 张改, 马爱洁, 陈卫星, 周宏伟
    2018, 39(12):  2719-2724.  doi:10.7503/cjcu20180460
    摘要 ( 334 )   HTML ( 4)   PDF (2738KB) ( 99 )  
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    利用浓H2SO4(质量分数98%)强的质子化作用与水合放热效应, 实现了石墨相氮化碳(g-C3N4)在浓H2SO4中的快速剥离, 制备了经浓H2SO4质子化改性的g-C3N4(g-C3N4-H2SO4)纳米带. 通过X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和荧光光谱(PL)等对样品进行了表征分析. 结果表明, 所制备的g-C3N4纳米带与浓H2SO4发生了明显的质子化作用. 相比体相g-C3N4, g-C3N4-H2SO4纳米带禁带宽度明显增大, 光生电子-空穴对复合率有效降低. 以亚甲基蓝为目标污染物, 研究了g-C3N4-H2SO4纳米带在紫外光下的光催化活性, 结果表明, g-C3N4-H2SO4纳米带在2 h内对水溶液中MB的降解率可接近100%, 紫外光催化性能明显优于体相g-C3N4.

    二氧化硅/木质素多孔碳复合材料的制备及作为锂离子电池负极材料的性能
    李常青, 杨东杰, 席跃宾, 秦延林, 邱学青
    2018, 39(12):  2725-2733.  doi:10.7503/cjcu20180436
    摘要 ( 284 )   HTML ( 2)   PDF (6215KB) ( 115 )  
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    将来源于造纸黑液中的碱木质素(AL)通过水热反应与纳米二氧化硅(SiO2)复合, 制备了二氧化硅/季铵化碱木质素复合物(SiO2/QAL), 再经过碳化和酸洗后得到二氧化硅/木质素多孔碳复合材料(SiO2/PLC). 形貌与结构表征结果表明, SiO2/PLC的比表面积达到1069 m2/g, 具有平均孔径约20 nm的介孔结构. 二氧化硅纳米颗粒均匀分散在三维网络结构的木质素多孔碳内部. 电化学性能测试结果表明, SiO2/PLC作为锂离子电池负极材料具有良好的倍率性能和循环性能, 在100 mA/g电流密度下经过100周循环后放电比容量为820 mA·h/g, 在5 A/g大电流密度下嵌锂容量达到235 mA·h/g.

    氧化剂一步法改变氧化铁红色泽
    姜雪, 付瑶, 黄丹, 郭玉鹏
    2018, 39(12):  2734-2738.  doi:10.7503/cjcu20180417
    摘要 ( 271 )   HTML ( 0)   PDF (3603KB) ( 93 )  
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    以氧化铁红为原料, 采用硫酸一步煅烧法制备出色泽品质更高的铁红. 结果表明, 氧化铁红与60%(质量分数)的硫酸在750 ℃条件下混合煅烧效果最佳, 产物色泽有明显的改善. 通过X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、 紫外-可见光谱(UV-Vis)及元素分析(EDX)等手段表征, 发现煅烧前后氧化铁红的晶型不变, 但煅烧后形貌更加规则, 粒径更加均一, 颜色更加鲜艳.

    自支撑镍纳米线阵列电极的制备及电催化性能
    杜孟孟, 孙海军, 高山, 叶小利, 乔磊, 郭芬
    2018, 39(12):  2739-2745.  doi:10.7503/cjcu20180405
    摘要 ( 228 )   HTML ( 0)   PDF (5289KB) ( 70 )  
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    采用低熔点合金和多孔聚碳酸酯模板辅助制备了自支撑镍纳米线阵列电极, 并研究了其催化肼电氧化的性能. SEM, XRD和TEM测试结果表明, 该电极由镍平板和支撑在其上的镍纳米线阵列构成; 镍纳米线的絮状表面增加了电极的比表面积. 循环伏安和计时电位测试结果表明, 当肼的浓度为24.6 mmol/L时, 该电极的起始氧化电位低至-0.25 V, 氧化电流密度高达163 mA/cm2; 当肼浓度较低时, 肼电氧化反应和电极自身的Ni(OH)2/NiOOH转化反应共存; 当肼浓度较高时, 仅发生肼电氧化反应; 肼的反应分级数约为1, 反应活化能为16.13~21.24 kJ/mol; 镍纳米线阵列电极的一体化、 开放式结构使其电催化性能明显优于商业镍片和泡沫镍, 并表现出良好的稳定性.

    催化酯化升级生物质油
    程岩岩, 隋光辉, 陈志敏, 魏庆玲, 段亚军, 王晓峰, 杨晓敏, 王子忱
    2018, 39(12):  2746-2751.  doi:10.7503/cjcu20180404
    摘要 ( 363 )   HTML ( 1)   PDF (1492KB) ( 89 )  
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    以稻壳热解油为原料, 采用减压蒸馏法将生物质油轻组分和重组分分离. 由生物质油重组分通过催化酯化反应制备了乙醇生物质油, 对催化剂硫酸采用纳米碳酸钙沉淀法进行分离, 从而实现生物质油的品质升级. 以生物质油的pH值作为评价升级反应的指标, 考察了催化酯化反应条件和后处理条件的影响. 采用气相色谱-质谱联用(GC/MS)和凝胶色谱(GPC)研究了稻壳热解油和乙醇生物质油的组成和分子量的变化. 实验结果表明, 在催化酯化过程中, 当反应温度为120 ℃, 反应时间为3 h, 硫酸用量为4 g, 溶剂为无水乙醇时, 乙醇生物质油的pH值可达5.86. 在催化剂中和过程中, 中和剂对乙醇生物质油pH值的影响顺序为BaO≈BaCO3<CaCO3<nano-CaCO3<CaO. 经过催化酯化升级过程, 不仅乙醇生物质油中的酯类物质增加了26.1%, 酸类物质和酚类物质分别减少了15.9%和12.8%, 而且乙醇生物质油的分子量也降低了90%.

    一种保护层可揭除的新鲜多级银SERS活性基底
    徐蔚青, 管树霖, 王祎, 王馨楠, 陶艳春, 徐抒平
    2018, 39(12):  2752-2757.  doi:10.7503/cjcu20180366
    摘要 ( 293 )   HTML ( 1)   PDF (4318KB) ( 111 )  
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    以多级结构的阳极氧化铝(AAO)为模板, 通过真空蒸镀金属银层拷贝AAO的多级结构, 获得了以AAO及铝基为保护层的银多级微纳结构. 该保护层可在基底用于表面增强拉曼散射(SERS)检测时直接揭除. 此方法解决了传统银材质纳米结构作为SERS基底使用时表面易被氧化及污染的问题, 可最大程度保证基底的新鲜度, 做到即用即揭.

    超疏水、 高强度石墨烯油水分离材料的制备及应用
    邱丽娟, 张颖, 刘帅卓, 张骞, 周莹
    2018, 39(12):  2758-2766.  doi:10.7503/cjcu20180332
    摘要 ( 319 )   HTML ( 2)   PDF (6403KB) ( 129 )  
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    通过绿色环保的表面修饰方法, 采用氧化石墨烯(GO)对双亲的三聚氰胺海绵(MS)进行表面改性, 制备了超疏水的还原氧化石墨烯/三聚氰胺海绵(RGO-MS). 采用X射线衍射(XRD)、 拉曼光谱(Raman)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)及扫描电子显微镜(SEM)对制备的RGO-MS进行了结构、 形貌和组分分析, 并对其机械性能、 疏水性、 吸附性能、 循环使用和连续油水分离性能进行了研究. 实验结果表明, 还原氧化石墨烯涂层和海绵骨架紧密相连; RGO-MS对水上浮油和水下重油均具有优异的吸附能力, 并且在完成50次吸附-挤压循环测试之后仍保持90%以上的吸附能力, 对静止和搅拌情况下的油水混合物的分离效率分别高达4.5×106和3×106 L/(m3·h). 因此, RGO-MS在处理油脂和有机物泄漏造成的大面积污染方面有着巨大的应用前景.

    高性能钛酸锂/还原氧化石墨烯复合负极材料的合成与应用
    孙兵, 蒋尚, 王润伟, 倪玲, 裘式纶, 张宗弢
    2018, 39(12):  2767-2773.  doi:10.7503/cjcu20180250
    摘要 ( 294 )   HTML ( 0)   PDF (5681KB) ( 118 )  
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    通过简单的水热法制备了具有介孔结构的钛酸锂/还原氧化石墨烯(LTO/RGO)负极材料, 并对该材料的结构及形貌进行了表征. 结果表明, 该方法获得的LTO/RGO负极材料具有高的比表面积且钛酸锂纳米片不易团聚. 电化学性能测试结果表明, 该材料在0.1C倍率下的初始放电比容量达到182.2 mA·h/g; 在5C倍率下经过500周循环后容量仍保持在160. 6 mA·h/g, 表现出较好的循环性能.

    高分子化学
    硫醚-金配位相互作用的单分子力谱研究
    李逊, 薛玉瑞, 宋宇, 张文科
    2018, 39(12):  2774-2780.  doi:10.7503/cjcu20180496
    摘要 ( 301 )   HTML ( 1)   PDF (2628KB) ( 74 )  
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    利用基于原子力显微镜的单分子力谱技术, 定量研究了独立状态下自组装单层膜中的单个硫醚-金相互作用强度, 并从单分子水平探讨了外界因素对硫-金配位键强度的影响. 结果表明, 硫醚分子以配位键形式与金基底结合; 与还原金表面相比, 氧化金表面能够加强硫-金作用强度; 另外, 溶剂对其硫-金配位键强度也产生影响.

    接枝聚乙烯/GMS接枝SiO2共混物的制备和性能
    褚明, 张健夫, 屈栎杭, 李眉远, 朱丹彤, 李文斐, 姚占海
    2018, 39(12):  2781-2788.  doi:10.7503/cjcu20180345
    摘要 ( 336 )   HTML ( 0)   PDF (5374KB) ( 77 )  
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    合成了单硬脂酸丙烯酸甘油二酯(AGMS)和改性纳米SiO2的接枝物(SiO2-g-PAGMS), 将AGMS、 SiO2-g-PAGMS、 聚乙烯、 接枝聚乙烯和改性纳米SiO2等物质按比例挤出, 吹膜. 60 ℃加速流滴实验结果表明, SiO2-g-PAGMS与聚乙烯及接枝聚乙烯混合膜加速流滴期最高可达36 d, 是同等条件下AGMS与聚乙烯及接枝聚乙烯混合膜的1.50倍, 是只添加SiO2-g-PAGMS/聚乙烯膜的2.25倍. 接枝聚乙烯/SiO2-g-PAGMS共混物在降低雾度的同时, 结晶温度降低, 熔融温度升高, 膜拉伸强度变化小于11%.

    星型绿色磷腈阻燃剂的制备及阻燃环氧树脂性能
    卢林刚, 程哲, 丘新铭, 王会娅, 杨守生, 钱小东, 王学宝
    2018, 39(12):  2789-2796.  doi:10.7503/cjcu20180339
    摘要 ( 351 )   HTML ( 3)   PDF (3629KB) ( 101 )  
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    从分子结构设计出发, 以六氯环三磷腈、 对羟基苯甲醛、 三氯氧磷及新戊二醇等为原料, 制备了一种新型阻燃剂六[4-(5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂己内磷酰基)苯氧基]环三磷腈(HDDCPPCP), 并将其与聚磷酸铵(APP)和多壁碳纳米管(MWCNT)复配, 应用于环氧树脂(EP)中, 制备了HDDCPPCP/APP/MWCNT/EP阻燃复合材料. 利用极限氧指数(LOI)、 水平燃烧(UL-94)、 锥形量热(CONE)、 拉伸、 弯曲和冲击等方法研究该阻燃复合材料的燃烧性能、 热性能及力学性能. 实验结果表明, 保持阻燃体系总质量分数为30%, 当MWCNT质量分数为2%时, EP2(HDDCPPCP/APP/MWCNT/EP)的各项燃烧参数综合表现较好, 其LOI值达到42.8%, 热释放速率峰值(pk-HRR)、 热释放速率平均值(av-HRR)、 有效燃烧热平均值(av-EHC)及一氧化碳释放率平均值(av-CO)相对EP0分别降低92.5%, 93.0%, 65.2%和66.6%, 呈现出良好的阻燃、 抑烟和抑毒性能; EP2的拉伸强度、 断裂伸长率、 弯曲强度和弯曲模量较好, 分别为110.46 MPa, 6.24%, 1259.99 MPa, 377.72 MPa.

    “滑轮环”拓扑结构增韧聚乳酸及其形状记忆性能和机理探究
    吴瑞清, 来婧娟, 潘毅, 邓瑾妮, 郑朝晖, 丁小斌
    2018, 39(12):  2797-2804.  doi:10.7503/cjcu20180293
    摘要 ( 247 )   HTML ( 1)   PDF (1825KB) ( 85 )  
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    通过羟丙基化改性聚轮烷(HPPR)引发L-丙交酯(LLA)开环聚合, 将具有机械互锁特性的“滑轮环”拓扑结构引入到聚乳酸体系中, 制备了高韧度的“滑轮环”聚乳酸基聚氨酯高分子体系(SR-PLAU), 并将其与化学交联的聚乳酸基聚氨酯体系(CC-PLAU), 以及聚乳酸/HPPR原位化学共混体系(PLA/HPPR)进行对比研究. 结果表明“滑轮环”拓扑结构的引入有效地提高了聚乳酸基材料的拉伸性能, 杨氏模量大幅度下降, 当“滑轮环”拓扑结构含量为1%(摩尔分数)时, 材料的断裂伸长率提高了10倍; “滑轮环”拓扑结构的引入赋予材料优异的形状记忆性能, 形状固定率和形状回复率都达到了90%以上. 提出了可能的形状记忆机理, 并利用材料的应力松弛特性对形状记忆机理进行了分析验证. 为材料的增韧改性和新性能研究提供新的理论和思路.

    表面图案诱导两嵌段共聚物形成穿孔层状结构的模拟
    容婧婧, 马兰, 朱有亮, 黄以能, 孙昭艳
    2018, 39(12):  2805-2810.  doi:10.7503/cjcu20180263
    摘要 ( 316 )   HTML ( 0)   PDF (3850KB) ( 74 )  
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    利用耗散粒子动力学方法研究了两嵌段共聚物在表面圆形图案诱导下的相行为. 通过调节圆形诱导图案的半径和嵌段共聚物薄膜的厚度, 体系出现了非常丰富的穿孔层状相结构(PLS). 经过区分将这些结构分为4类, 并用PLS-Ⅰ, PLS-Ⅱ, PLS-Ⅲ, PLS-Ⅳ表示. 绘制了这些结构与圆形图案半径和薄膜厚度关系的相图, 并分析了这些结构出现的原因和规律, 为设计和发展嵌段共聚物功能薄膜材料提供理论支持.

    双核苯氧亚胺类催化剂的制备及烯烃聚合
    张翠, 王立娟, 吕中文, 许胜, 米普科
    2018, 39(12):  2811-2819.  doi:10.7503/cjcu20180256
    摘要 ( 281 )   HTML ( 3)   PDF (2289KB) ( 75 )  
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    合成了5个不同结构的苯氧亚胺配体L1~L5, 用Et3N, Me3SiCl或HNa处理后与TiCl4·2THF或CpZrCl3·DME进行配位反应得到不同取代基结构的化合物C1~C6, 经过 1H NMR, 13C NMR, IR和元素分析等表征, 确认了化学结构. 以甲基铝氧烷(MAO)为助催化剂, 化合物C1~C6为催化剂催化乙烯聚合, 考察了聚合温度、 乙烯压力、 铝钛或铝锆比对催化剂活性及聚合物分子量的影响. 聚合实验结果表明, 刚性桥基结构提高了双核化合物(LMCl3)2的稳定性, 催化剂的活性基本都能达到105~106 g/(mol M·h), 其中C5的催化活性最高, 达到1.23×106 g/(mol Zr·h); C4在Al/Ti摩尔比为50:1时也具有较好的催化活性[5.89×105 g/(mol Ti·h)], 聚合物分子量1.11×106. 该类催化剂还可以有效催化乙烯与1-辛烯共聚, 1-辛烯插入率达到10.65%(摩尔分数).

    基于聚合物中空微球构建膜内纳米空腔及其对气体渗透性能的影响
    康长勇, 丁晓莉, 赵红永, 王鑫兰, 张玉忠, 王丽娜
    2018, 39(12):  2820-2824.  doi:10.7503/cjcu20180197
    摘要 ( 292 )   HTML ( 0)   PDF (3144KB) ( 52 )  
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    分别以四氢呋喃丙烯酸酯和双季戊四醇六丙烯酸酯为油相反应单体和交联剂, 利用界面引发剂在无表面活性剂微乳液油水界面处引发聚合, 制备了中空微球, 浇铸形成具有纳米空腔的中空微球膜. 考察了膜内纳米空腔对分离膜气体渗透性和分离性的影响. 结果表明, 制备的中空微球平均粒径为116.7 nm, 中空结构明显, 壳层厚度为10~20 nm; 中空微球膜的渗透分离性能较壳层材料的本征值有显著提升, 在35 ℃, 0.2 MPa条件下, CO2的渗透系数增大1.4~5.7倍, 且分离系数也有所提升.

    不同聚酰胺树脂的吸水特征及对苯乙烯单体扩散聚合行为的影响
    陈韵乐, 黄承焕, 郭朝霞, 于建
    2018, 39(12):  2825-2832.  doi:10.7503/cjcu20180189
    摘要 ( 221 )   HTML ( 0)   PDF (2847KB) ( 38 )  
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    研究了不同聚酰胺(PA)树脂的吸水特征及对苯乙烯(St)单体扩散聚合行为的影响.结果表明,在利用扩散聚合法制备PA/PS纳米合金的过程中,纳米合金中的聚苯乙烯(PS)含量随着PA颗粒内部含水率的增加而增加;在90℃扩散聚合条件下,PA6,PA66及聚己二酰间苯二甲胺(MXD6)体系相应的饱和PS含量分别为6.7%,2.5%和1.6%;St单体对各PA颗粒的扩散聚合均发生在PA的非晶区,所生成的纳米PS小球尺度均在数十至100 nm左右,并呈均匀分布;由于刚性PS粒子对PA起到了较好的增强作用,可使各PA/PS纳米合金的拉伸强度和杨氏模量有明显提高.