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当期目录

    2019年 第40卷 第8期    刊出日期:2019-08-10
    目次
    研究论文:无机化学
    酪氨酸微波水热法制备碳点及其在Fe3+检测和荧光标记方面的应用
    黄贺, 李春光, 施展, 冯守华
    2019, 40(8):  1579-1585.  doi:10.7503/cjcu20190076
    摘要 ( 667 )   HTML ( 41)   PDF (3893KB) ( 308 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    以酪氨酸为原料,乙二胺为钝化剂,采用绿色、简便的微波辅助水热法制备了尺寸均一、分散性好的碳点.通过调节乙二胺的加入量可以在一定程度上对碳点尺寸进行调节.所得碳点可以通过改变激发波长实现蓝光到绿光的转变,且荧光强度随激发光波长的红移也保持了一定的强度.所得碳点对Fe3+具有很好的选择性猝灭,被用于检测Fe3+时检测限为0.82 nmol/L,检出限为2.98 nmol/L.所制备碳点具有良好的生物相容性和低细胞毒性,被用于标记AD293细胞时标记位置为细胞质.
    介孔结构增强的Fe3O4超粒子@介孔SiO2的光热性能
    王晓慧, 王可心, 刘俊平, 洪霞
    2019, 40(8):  1586-1592.  doi:10.7503/cjcu20180832
    摘要 ( 593 )   HTML ( 29)   PDF (4851KB) ( 162 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    采用湿化学法制备了多功能Fe3O4超粒子@介孔SiO2复合材料.该纳米复合材料具有超顺磁性,在商用磁铁下可实现快速富集、分离.SiO2的包覆增强了Fe3O4超粒子在近红外光区的吸收,提高了其光热性能;介孔结构的构建提高了近红外光的利用率,进一步提升了纳米复合物的光热性能,且介孔SiO2的壳层越厚,光热性能越优.细胞实验结果表明,Fe3O4超粒子@介孔SiO2在近红外光照射下具有较高的癌细胞杀伤能力.
    分析化学
    基于碳点的荧光纳米开关灵敏检测Cu(Ⅱ)离子和焦磷酸盐
    周思慧, 李琼, 张婷, 庞代文, 唐宏武
    2019, 40(8):  1593-1599.  doi:10.7503/cjcu20190243
    摘要 ( 562 )   HTML ( 22)   PDF (4499KB) ( 225 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    利用羟基与氨基在高温条件下反应,不断聚合生成碳点(CDs),该碳点可发射不依赖激发波长的明亮的红色荧光.将CDs作为目标敏感荧光团时,发现Cu2+可特异性猝灭碳点的荧光,而焦磷酸盐(PPi)可在一定程度上恢复上述体系的荧光.其中,Cu2+对CDs的荧光猝灭是由于Cu2+与CDs发生络合反应,从而发生静态猝灭过程;而加入PPi之后,由于它与CDs的结合能力更强,因此Cu2+离开CDs的表面,体系的荧光得以恢复.在此基础上构建了一种高选择性、高灵敏度的off-on荧光纳米开关传感体系,分别用于Cu2+和PPi的定量检测,检出限分别达2.14 μmol/L和1.85 μmol/L.该传感体系可应用于实际样品检测,拓宽了荧光CDs的传感应用,为其在生物体内目标分子的检测提供了可能性.
    基于能量重分配的波长偏移校正方法
    于丙文, 金伟, 金钦汉, 刘旭, 李晓东
    2019, 40(8):  1600-1605.  doi:10.7503/cjcu20190144
    摘要 ( 325 )   HTML ( 9)   PDF (2126KB) ( 265 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    针对原子光谱分析中波长偏移问题,提出了一种基于能量重分配原理实现波长偏移校正的方法.用抛物线插值法对能量密度分布进行反演,以谱图相似度为判断指标,通过三分法确定最佳偏移量,并根据最佳偏移量与能量密度分布对光谱强度进行重新计算,实现了亚像素级别的波长校正.对微型光纤光谱仪与单道扫描光谱仪获得的谱图进行了算法验证,使Eu元素的背景噪音平均降低了48%,Mo元素的信号稳定度由20%改善至约5%.该方法对具有结构化特征的谱图具有较好的适用性,且无须寻峰算法配合使用,有助于提高光谱分析精确度.
    BMIMBF4中2-氨基-3-氯-1,4-萘醌电化学捕获CO2的机理
    乔雪娇, 李丹, 程龙玖, 金葆康
    2019, 40(8):  1606-1613.  doi:10.7503/cjcu20190096
    摘要 ( 346 )   HTML ( 7)   PDF (2882KB) ( 83 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    利用循环伏安法(CV)和现场红外光谱电化学技术研究了2-氨基-3-氯-1,4-萘醌(ACNQ)在1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BMIMBF4)中电化学捕获CO2的机理.研究结果表明,当体系中不存在CO2时,ACNQ在BMIMBF4中经历可逆的两步一电子过程;当体系中引入CO2时,电化学还原过程中形成的二价阴离子(ACNQ2-)作为亲核试剂,可攻击CO2的亲电子碳中心,形成稳定的CO2加合物.对电化学捕获CO2的化学计量进行了评估,结果表明,1摩尔的ACNQ2-可捕获1摩尔的CO2.结合B3LYP方法在6-311++G**水平上计算分析了反应中CO2加合物可能的结构.
    基于UPLC-Q-Orbitrap MS/MS技术研究酸枣仁发酵过程中的化学成分转化
    杜晨晖, 李泽, 崔小芳, 张敏, 裴香萍, 詹海仙, 闫艳
    2019, 40(8):  1614-1620.  doi:10.7503/cjcu20190055
    摘要 ( 637 )   HTML ( 16)   PDF (3050KB) ( 147 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    利用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱串联质谱(UPLC-Q-Orbitrap MS/MS)研究了酸枣仁经茯苓发酵前后的主要化学成分变化,初步探讨了茯苓对酸枣仁发酵的转化规律.鉴定了发酵产物中24种化学成分,整合多元统计方法对酸枣仁发酵0,7和14 d后的差异性化学成分进行研究,采用正交偏最小二乘分析找到7个差异成分.采用t-检验对24种化学成分的相对含量进行分析;并分析了酸枣仁中黄酮苷、皂苷类成分的代谢反应途径.通过茯苓发酵,酸枣仁中化学成分主要发生了脱酰基和脱糖基等水解反应.为酸枣仁发酵产物的化学成分检测提供了快速、直观且准确的方法,为酸枣仁-茯苓共发酵产物的深入开发与利用提供了科学依据.
    构象转换型传感器对汞、 铅、 锶离子的同时检测
    周羽婷, 汤玉娇, 邵爽, 戴诗岩, 程圭芳, 何品刚, 方禹之
    2019, 40(8):  1621-1627.  doi:10.7503/cjcu20180868
    摘要 ( 428 )   HTML ( 14)   PDF (4220KB) ( 89 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    将核酸构象转换与纳米孔膜技术联用设计了一种新型高灵敏电化学传感器, 实现了对Hg 2+, Pb 2+和Sr 2+的分步同时检测. 使用2种分别能与Hg 2+及Pb 2+, Sr 2+结合的核酸适体, 将其固定在氧化铝纳米孔膜孔道内以阻碍铁氰化钾离子传导. 利用核酸适体包裹目标物时的蜷缩状态与目标物被洗脱剂洗脱后核酸适体的伸展状态之间的构象转换, 控制纳米孔通道的“开”和“关”, 使铁氰化钾溶液的氧化还原电流发生改变. 通过监测铁氰化钾溶液的电信号变化值, 可实现同时检测此3种金属离子的目的. 实验结果表明, 该传感器对3种金属离子具有很高的灵敏度和选择性, 检测的线性范围均为0.051.50 nmol/L, 对Hg 2+, Pb 2+和Sr 2+的检出限分别为0.013, 0.017和0.022 nmol/L(S/N=3).

    有机化学
    以联萘酚为侧基的手性聚合物在不对称环氧反应中的应用
    刘凤, 李琴芳, 欧阳昆冰, 阳年发
    2019, 40(8):  1628-1636.  doi:10.7503/cjcu20190141
    摘要 ( 375 )   HTML ( 15)   PDF (2004KB) ( 114 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    合成了2种以联萘酚为侧基的手性聚合物, 将其用作手性诱导剂, 与ZnEt2发生配位反应形成自负载催化剂, 进而应用到α,β-不饱和酮的不对称催化反应中. 在温和的反应条件下, 可获得高产率和良好对映选择性(e.e.值高达99%)的目标产物. 回收的聚合物经4或5次循环利用后, 催化活性无明显降低.

    硒催化羰基化合成1,3,4-噻二唑-2-氨基甲酸酯
    张晓鹏, 牛雪利, 高贺梅, 范学森, 张贵生
    2019, 40(8):  1637-1642.  doi:10.7503/cjcu20190069
    摘要 ( 386 )   HTML ( 13)   PDF (825KB) ( 99 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    以非金属硒作为催化剂,以CO替代剧毒光气作为羰基化试剂,以O2作为氧化剂,通过2-氨基-1,3,4-噻二唑与醇以"一锅法"方式发生硒催化氧化羰基化反应,提出了一种成本低、原子经济性高、合成路线简短及环境相对友好的合成1,3,4-噻二唑-2-氨基甲酸酯类化合物的新方法.研究了反应温度、醇的用量、压力及碱的种类等对合成1,3,4-噻二唑-2-氨基甲酸酯的影响,在优化反应条件下,2-氨基-1,3,4-噻二唑可与一系列醇顺利发生羰基化反应,以45%~90%的收率得到1,3,4-噻二唑-2-氨基甲酸酯类化合物.
    肽钙螯合物VGLPNSR-Ca的结构表征及在Caco-2单细胞层的促钙吸收性能
    刘冰彤, 庄永亮
    2019, 40(8):  1643-1648.  doi:10.7503/cjcu20190064
    摘要 ( 487 )   HTML ( 14)   PDF (2038KB) ( 191 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    以Val-Gly-Leu-Pro-Asn-Ser-Arg(VGLPNSR)和氯化钙为原料制备了肽钙螯合物VGLPNSR-Ca.采用紫外光谱(UV)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、高分辨质谱等手段对VGLPNSR-Ca的结构特性进行了分析,并通过体外Caco-2单细胞层模型模拟研究了VGLPNSR-Ca在肠道中的促钙吸收能力.紫外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜分析结果显示,VGLPNSR-Ca形成了一个稳定的肽钙螯合物.红外光谱表明VGLPNSR-Ca的螯合位点主要为氨基的氮原子和羧基的氧原子,结合高分辨质谱分析,VGLPNSR与钙离子的螯合反应主要由氮端Val、碳端Arg及氨基酸Asn参与.根据上述分析结果预测了VGLPNSR-Ca的分子结构.此外,VGLPNSR-Ca在Caco-2单细胞层中的钙吸收率为31.97%,是氯化钙的钙吸收率的2倍多,证明了VGLPNSR-Ca能有效提高钙的生物利用率.
    物理化学
    范德华复合物Kr-C2H2的势能面和振转光谱的理论研究
    白旭, 韩超英, 朱华
    2019, 40(8):  1649-1654.  doi:10.7503/cjcu20190254
    摘要 ( 391 )   HTML ( 6)   PDF (1532KB) ( 64 )  
    参考文献 | 相关文章 | 多维度评价
    采用[CCSD(T)]-F12方法和aug-cc-pVTZ基组,同时引入中心键函数(3s3p2d1f1g)构建了Kr-C2H2体系的高精度四维势能面.在构建势能面时考虑了分子间的振动方式及C2H2单体内的ν1对称伸缩和ν3反对称伸缩振动.将计算得到的四维势能面在Q1方向和Q3方向分别做积分得到C2H2单体分别处于振动基态和(ν1ν3)=(1,1)激发态的平均势能面.计算结果表明,这2个平均势能面均存在2个等价的T型全局极小值和2个等价线性极小值.全局极小值的几何构型位于R=0.41 nm,θ=65.6°/114.4°,势阱深度为151.88 cm-1.对径向部分采用离散变量表象法(DVR),角度部分采用有限基组表象法(FBR),并结合Lanczos循环算法计算了Kr-C2H2的振转能级和束缚态.计算结果表明,复合物在(ν1ν3)=(1,1)区域的带心位移为-1.48 cm-1,表现为红移,与实验值-1.38 cm-1很接近;计算得到的红外跃迁频率也与实验值相吻合,说明得到的从头算势能面具有高精度.
    MIL-53系列金属有机骨架化合物的合成及在Strecker反应中的催化性能
    王鹏程, 单梁, 范勇, 王莉, 徐家宁, 吴淑杰
    2019, 40(8):  1655-1661.  doi:10.7503/cjcu20190201
    摘要 ( 536 )   HTML ( 30)   PDF (815KB) ( 243 )  
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    通过改变金属中心和配体官能团,合成了4个MIL-53系列金属有机骨架化合物NH2-MIL-53(Sc),NH2-MIL-53(Al),MIL-53(Sc)和NO2-MIL-53(Sc);研究了它们在合成α-氨基腈的Strecker反应中的催化性能.结果表明,NH2-MIL-53(Sc)对于Strecker反应具有优异的催化性能,并具有可重复使用性.通过对比NH2-MIL-53(Sc)和NH2-MIL-53(Al)的催化性能,分析了金属离子半径和金属中心不饱和配位点对Strecker反应的影响.通过对比NH2-MIL-53(Sc)与MIL-53(Sc)的催化性能,证明了作为路易斯碱中心的氨基可通过与路易斯酸中心的协同作用,有效促进Strecker反应的进行.通过对比NO2-MIL-53(Sc)与MIL-53(Sc)的催化性能,认为催化剂结构上的硝基对于Strecker反应的进行具有重要影响.最后,通过对比NH2-MIL-53(Sc)、硝酸钪和2-氨基对苯二甲酸(ATA)配体对催化性能的影响,总结出催化剂在纳米尺度的孔道结构是提高Strecker反应选择性的关键因素.
    石墨烯负载Pt/Co双金属纳米颗粒催化剂的制备及催化制氢性能
    李晓莉, 黄亮, 段红娟, 张力, 张海军
    2019, 40(8):  1662-1669.  doi:10.7503/cjcu20190165
    摘要 ( 429 )   HTML ( 17)   PDF (10843KB) ( 171 )  
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    采用化学共还原方法制备了石墨烯负载Pt/Co双金属纳米颗粒(GBNPS)催化剂,并将其用于催化硼氢化钾(KBH4)水解制氢.采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)仪和X射线光电子能谱(XPS)表征了该催化剂,并研究了双金属纳米颗粒的化学组成对其催化KBH4水解制氢性能的影响.结果表明,制备的石墨烯负载Pt/Co双金属纳米颗粒平均粒径为3.2~3.9 nm,其中石墨烯负载Pt20Co80双金属纳米颗粒的催化活性最高,35℃时制氢活性可达35973 molH2·h-1·mol-1Pt,且具有良好的耐久性,催化KBH4水解反应的表观活化能为36 kJ/mol.
    K促进的纳米片状水滑石衍生CoAlO金属氧化物催化碳烟燃烧
    任伟, 田野, 邢令利, 杨岳溪, 丁彤, 李新刚
    2019, 40(8):  1670-1678.  doi:10.7503/cjcu20190161
    摘要 ( 383 )   HTML ( 7)   PDF (5628KB) ( 70 )  
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    采用水热法合成了负载K的纳米片状水滑石衍生CoAlO金属氧化物,其表现出优异的催化碳烟燃烧活性.氢气-程序升温还原(H2-TPR)实验结果表明,K与Co之间的相互作用提高了催化剂的氧化还原性能.X射线光电子能谱(XPS)分析结果表明,K的负载增大了表面Co2+/Co3+的比例,促进了氧空位的产生,提高了催化剂对气相氧的吸附能力.碳烟-程序升温还原(Soot-TPR)实验结果表明,K的负载增加了表面吸附氧数量.动力学实验结果表明,K的负载增加了单位质量催化剂上的活性氧数量、反应速率和转化频率(TOF),从而提高了催化剂的本征活性.另外,碳烟颗粒可以分散在纳米片的层间,与活性位点的接触效率得到提高,也有利于提高催化碳烟燃烧活性.
    2-氨基苯并噻唑的结构及激发态质子转移动力学
    魏馨, 邓要亮, 郑旭明, 赵彦英
    2019, 40(8):  1679-1685.  doi:10.7503/cjcu20190112
    摘要 ( 443 )   HTML ( 12)   PDF (1761KB) ( 104 )  
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    通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、傅里叶变换拉曼(FT-Raman)和488 nm拉曼光谱,结合密度泛函理论(DFT)计算研究了2-氨基苯并噻唑(ABT)在晶态和溶剂中的二聚体结构,并解释了质子性溶剂中ABT二聚体与溶剂分子间的氢键作用.电子光谱实验揭示了ABT二聚体的光物理和光化学反应;紫外吸收和荧光发射光谱结果表明,溶剂、激发波长和pH值对ABT二聚件激发态衰变具有调控作用;含时密度泛函理论(TD-DFT)解释了ABT二聚体双荧光现象,提出了高激发态的质子转移机理.
    以NiAl-NO3-LDH为前驱体制备Ni-Al2O3催化剂及其催化乙酰丙酸加氢性能
    张因, 郭健健, 王杰, 李海涛, 赵永祥
    2019, 40(8):  1686-1696.  doi:10.7503/cjcu20190068
    摘要 ( 446 )   HTML ( 9)   PDF (6055KB) ( 115 )  
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    以NO3-插层类水滑石(NiAl-NO3-LDH)为前驱体制备了一系列不同Ni/Al摩尔比的Ni-Al2O3催化剂,考察了其催化乙酰丙酸液相加氢性能.表征结果表明,随着Ni/Al摩尔比的增加,类水滑石层板结构中存在的游离态γ-AlOOH物种逐步演变为游离的Ni(OH)2物种,制备的催化剂中金属-载体相互作用逐渐减弱,Ni物种分散度逐渐降低,表面酸性中心数量先增多后减少;当Ni/Al摩尔比为3时,所制备的催化剂表面具有最丰富的酸性中心和加氢中心.在酸性中心和加氢中心的协同作用下,该催化剂表现出优异的催化乙酰丙酸加氢合成γ-戊内酯性能及良好的使用稳定性.在160℃,4 MPa氢气条件下反应5 h时,γ-戊内酯的收率最高可达92.7%.
    两亲性季铵盐对钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的影响
    姜叶芳, 董茹, 蔡雪刁, 冯江山, 刘治科, 刘生忠
    2019, 40(8):  1697-1705.  doi:10.7503/cjcu20190024
    摘要 ( 516 )   HTML ( 17)   PDF (4761KB) ( 157 )  
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    将廉价易得的两亲性季铵盐十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)加入到钙钛矿前驱体溶液中,通过调节添加量研究了CTMAB对钙钛矿太阳能电池效率和稳定性的影响.结果表明,加入CTMAB后制备的钙钛矿薄膜更加致密均匀,表面缺陷更少,钙钛矿晶体结晶性得到显著提高,从而提高了电池的光电转换效率及电池稳定性;含有CTMAB的钙钛矿太阳能电池的光电转换效率(PCE)为18.03%,明显高于未添加CTMAB的电池效率(17.05%);含有CTMAB的电池稳定性有较大的提高,在一定湿度环境中保存40 d后效率仍达初始效率的95%,而未添加CTMAB的器件效率只有初始效率的70%.
    曲唑酮的两步法制备及对碳钢的缓蚀机理
    马玉聪, 樊保民, 王满曼, 杨彪, 郝华, 孙辉, 张慧娟
    2019, 40(8):  1706-1716.  doi:10.7503/cjcu20190017
    摘要 ( 398 )   HTML ( 8)   PDF (6388KB) ( 61 )  
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    以3-氯苯胺、N-氯丙基二乙醇胺和吡啶三唑酮为原料,两步法制备出曲唑酮(TZD).通过动态失重、极化曲线与电化学阻抗谱研究了TZD在0.5 mol/L盐酸溶液中对20#钢的缓蚀性能;借助扫描电子显微镜、原子力显微镜、衰减全反射红外光谱与吸附活化参数分析研究了TZD在碳钢表面的作用机理.结果表明,TZD可显著降低碳钢在盐酸溶液中的腐蚀速率,缓蚀率随TZD添加浓度的增加而增大,随温度升高而降低;298 K下,添加6 mmol/L TZD时,缓蚀率达95.8%;TZD可自发吸附组装于碳钢表面,同时抑制腐蚀反应的阴、阳极过程,显著增加界面极化阻抗;吸附为放热过程,符合Langmuir等温式.理论计算结果显示,TZD倾向以平行取向组装于碳钢表面.
    Mo对脱合金制备的Ni-Mo电极骨架结构与析氢性能的影响
    周琦, 李志洋, 汪帆
    2019, 40(8):  1717-1725.  doi:10.7503/cjcu20180492
    摘要 ( 452 )   HTML ( 12)   PDF (6427KB) ( 132 )  
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    采用快速凝固结合脱合金化方法制备了不同Mo含量的纳米多孔Ni-Mo合金,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和N2吸附-脱附分析等对多孔合金的物相、形貌结构及孔径分布进行了表征,并通过线性扫描伏安、Tafel斜率、交流阻抗和循环伏安等方法测试了多孔合金电极的电催化析氢性能.结果显示,多孔合金电极材料在50 mA/cm2电流密度下析氢过电位随着Mo含量的增加先降低后升高,Ni2.5Mo2.5合金析氢活性最强,过电位为218 mV,析氢过程由Volmer-Heyrovsky步骤控制,交换电流密度为0.29 mA/cm2,经1000周循环后的极化曲线基本保持原状,50 mA/cm2电流密度下过电位增加3.67%,表现出优良的析氢稳定性.
    高分子化学
    聚吡咯改性层状黏土/聚己内酯抗菌纳米复合材料的制备与性能
    毛龙, 刘跃军, 范淑红
    2019, 40(8):  1726-1732.  doi:10.7503/cjcu20190120
    摘要 ( 514 )   HTML ( 15)   PDF (4006KB) ( 127 )  
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    利用Fe3+引发吡咯(Py)在层状双羟基金属氧化物(LDHs)表面发生氧化反应,形成聚吡咯(PPy)包覆LDHs(LDHs@PPy);以LDHs@PPy和聚己内酯(PCL)为原料,采用溶液浇筑方法制备LDHs@PPy/PCL纳米复合薄膜.研究结果表明,LDHs@PPy对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到99.7%,其与基材PCL界面相容性良好,而且在基材中还具有异相成核作用.当LDHs@PPy的质量分数仅为1%时,LDHs@PPy/PCL纳米复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别增加35%和23%,氧气渗透性降低幅度达到56%,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均超过99.99%,表现出良好的抗菌活性,拓展了层状黏土/生物基高分子复合材料在活性包装领域的应用.
    反式丁戊橡胶改性航空轮胎侧胶的结构与性能
    张跃发, 邵华锋, 王日国, 贺爱华
    2019, 40(8):  1733-1739.  doi:10.7503/cjcu20190113
    摘要 ( 582 )   HTML ( 15)   PDF (3659KB) ( 78 )  
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    采用反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶(简称反式丁戊橡胶,TBIR)改性航空轮胎侧胶[天然橡胶(NR)/顺丁橡胶(BR)(质量比80/20)],研究了NR/BR/TBIR混炼胶的结晶行为、力学性能、硫化特性及硫化胶的物理机械性能、动态力学性能和填料分散性.结果表明,相比NR/BR并用胶,结晶性TBIR的并用赋予NR/BR/TBIR混炼胶较高的格林强度和杨氏模量.NR/BR/TBIR混炼胶工艺正硫化时间延长,交联密度提高.TBIR用量范围内,NR/BR/TBIR硫化胶300%定伸应力提高7%,耐屈挠疲劳性能提高35%~50%,滚动阻力降低.m(NR)/m(BR)/m(TBIR)为80/10/10硫化胶具有更好的综合力学性能及耐热氧老化性能.随着硫化时间的延长,NR/BR/TBIR(80/10/10)硫化胶较NR/BR(80/20)硫化胶100%定伸应力提高18%以上,NR/BR体系的耐屈挠疲劳性降低近60%,而NR/BR/TBIR(80/10/10)体系仍能保持原来的50%;反映滚动阻力的60℃损耗因子降低8%~14%,反映抗湿滑性的0℃损耗因子保持不变.填料分散度得到改善,填料聚集体尺寸降低.NR/BR/TBIR(80/10/10)硫化胶具有更好的耐长时间硫化的特性.
    步进扫描差示扫描量热法研究不同链结构的聚乙烯类聚烯烃热力学特性
    宋丽, 林家祥, 黄定海
    2019, 40(8):  1740-1747.  doi:10.7503/cjcu20190109
    摘要 ( 353 )   HTML ( 9)   PDF (1164KB) ( 102 )  
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    采用步进扫描差示扫描量热法研究了几种具有不同链结构的聚乙烯类聚烯烃的热力学性质.结果表明,不同链结构的聚烯烃在热力学平衡熔融态下,其绝对比热容的温度依赖性在实验误差范围内几乎相同;而无论链结构的变化如何,在极低温度下稳定结晶态的热容也非常接近.但在熔融温度范围内,比热容对不同聚烯烃的链结构非常敏感,这是由于在远低于聚烯烃主熔化峰温度范围内,聚乙烯晶体结构中的不同支链的影响.在时间-热流的步进扫描曲线中,具有长支链结构的聚烯烃表现出独特的熔融-再结晶行为,这可能是由于交联点之间较长的受约束链段的运动在熔融过程中得到释放并重排所致.
    以PS-b-P2VP为模板剂诱导调控聚苯胺形貌、尺寸及电化学性能
    王琳, 张艳慧, 阿孜古丽·木尔赛力木, 兰海蝶
    2019, 40(8):  1748-1756.  doi:10.7503/cjcu20190105
    摘要 ( 535 )   HTML ( 11)   PDF (3145KB) ( 198 )  
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    采用可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)法合成了具有pH响应性的两亲嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚(2-乙烯基吡啶)(PS101-b-P2VP70),并以其胶束为"模板",通过氧化聚合制备聚苯胺(PANI).通过调节PS101-b-P2VP70胶束溶液的pH值,探究PANI颗粒形貌的可控调节及颗粒尺寸与PANI电化学性能之间的关系.利用凝胶渗透色谱(SEC)和核磁共振氢谱(1H NMR)确定了PS101-b-P2VP70的分子量分布及结构;利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)、粒度测试、循环伏安(CV)、计时电位(Chronopotentio-metry)及交流阻抗谱(EIS)对PANI结构、形貌和电化学性能进行了表征.结果表明"模板"法合成的PANI形貌尺寸得到了很好的控制,在pH ≤ 4时其尺寸随pH值的增加而减小;当pH=5时,模板剂中P2VP段疏水性的明显增大导致其胶束颗粒聚集为尺寸较大的聚集体,并使其诱导的PANI颗粒平均粒径显著增大;当pH=4时PANI颗粒在溶液中的平均粒径为141 nm,呈"串状"形貌且分散性最好.PANI具有快速充放电能力和良好的赝电容特性,随颗粒尺寸减小样品电化学性能增强.pH=4时样品电化学活性最好,循环伏安曲线面积最大,放电比容量最高,在电流密度为1 A/g时,其放电比容量可达1411.88 F/g,且该样品阻抗值最小.
    不同磺化及碱处理聚醚醚酮的表面化学组成及体外生物活性评价
    成沁雯, 袁波, 朱向东, 张凯, 张兴栋
    2019, 40(8):  1757-1765.  doi:10.7503/cjcu20190089
    摘要 ( 449 )   HTML ( 6)   PDF (4030KB) ( 121 )  
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    提出一种酸碱结合改性聚醚醚酮(PEEK)方法,并评价其对PEEK表面类骨磷灰石形成的影响.结果表明,通过磺化处理引入-SO3H,显著改善了样品的亲水性,且磺化程度与H2SO4浓度和磺化反应时间成正比,并影响样品的表面形貌.质量分数为85% H2SO4处理30 min的PEEK-S具有较好的改性效果.将PEEK-S进一步用NaOH处理,可继续引入Na元素并提高样品的亲水性,但会受处理时间的影响.模拟体液(SBF)浸泡的生物活性评价结果表明,磺化后碱处理24 h的PEEK-Na具有快速的类骨磷灰石沉积能力,浸泡3 d的样品表面即可完全被沉积的类骨磷灰石覆盖,表现出较佳的生物活性.此酸碱双重改性方法操作简单,可大幅度提升PEEK的生物活性,具有较好的应用前景.
    电缆护套光屏蔽自愈合涂料的制备及性能
    林木松, 彭磊, 张晟, 李丽, 付强, 侯君波
    2019, 40(8):  1766-1774.  doi:10.7503/cjcu20190066
    摘要 ( 412 )   HTML ( 10)   PDF (5866KB) ( 77 )  
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    以环糊精修饰的二氧化钛纳米粒子作为光屏蔽剂,利用环糊精与金刚烷的包合作用作为自修复作用力制备了一种具有自愈合性能的光屏蔽涂料,并研究了其光屏蔽性能和自愈合性能.研究结果表明,该涂料能够与电缆护套软质基材牢固结合,具有较好的疏水性和较低的吸湿率(在相对湿度75%的环境中放置48 h后水接触角>90°;在相对湿度54%的环境中吸湿率<2%);该材料对紫外光具有较好的光屏蔽性能(紫外光屏蔽率>90%),并表现出良好的自愈合性能,在遭受损伤时,裂痕能反复多次恢复,拉伸性能可恢复80%以上.
    树莓状超疏水多孔复合棉纤维的制备及油水分离性能
    刘耘, 李婷, 汪洋, 东为富
    2019, 40(8):  1775-1783.  doi:10.7503/cjcu20190021
    摘要 ( 476 )   HTML ( 17)   PDF (7827KB) ( 200 )  
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    基于聚多巴胺(PDA)的化学性质和树莓状纳米粒子的粗糙结构,以聚多巴胺包覆的棉纤维为基底,制备了具有多重粗糙度的树莓状超疏水多孔复合棉纤维材料.通过扫描电子显微镜观察树莓状超疏水多孔复合棉纤维表面的微观形貌,PDA-SiO2纳米粒子稳定地固定在聚多巴胺涂覆的棉纤维表面.经过氟化改性的树莓状超疏水多孔复合棉纤维具有超疏水性,水接触角为158.2°,油接触角为0°.油/水分离实验结果表明,树莓状超疏水多孔复合棉纤维对己烷/水混合物的分离效率可达99.4%以上,使用20次后仍维持较高的分离效率.同时,其具有较高的溶剂吸附能力(13~34 g/g)、重复使用性及机械稳定性,吸油能力可与硅气凝胶相媲美.
    多孔羰基铁/CoFe2O4/聚苯胺复合材料的制备及吸波机理
    李泽, 王建江, 高海涛, 赵芳
    2019, 40(8):  1784-1792.  doi:10.7503/cjcu20190012
    摘要 ( 384 )   HTML ( 18)   PDF (6674KB) ( 143 )  
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    通过金属点蚀技术制备了表面多孔形貌的羰基铁粉(PCIP),并采用共沉淀及原位聚合方法,将CoFe2O4与聚苯胺(PANI)负载于多孔羰基铁表面,得到具有电磁吸收性能的PCIP/CoFe2O4/PANI复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TGA)及矢量网络分析仪(VNA)等对复合材料的形貌、成分和吸波性能进行了研究.结果表明,CoFe2O4/PANI团聚于PCIP表面,显著提升了复合材料电损耗能力,促进了低频电磁波的1/4波长干涉相消.当苯胺添加量为0.5 mL,复合材料在频率为5.7 GHz时,反射损耗达到-22.9 dB,低频吸波性能得到大幅提升.利用1/4波长干涉相消理论及电磁波界面反射模型对复合材料低频吸波性能提升的内在原因进行了分析.