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当期目录

    2020年 第41卷 第9期    刊出日期:2020-09-10
    目次
    庆祝《高等学校化学学报》复刊40周年专栏
    共价有机框架材料在光催化领域中的应用
    李丽, 李鹏飞, 王博
    2020, 41(9):  1917-1932.  doi:10.7503/cjcu20200409
    摘要 ( 210 )   HTML ( 41)   PDF (12359KB) ( 287 )  
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    共价有机框架(COFs)材料是有机构筑基元通过共价键连接而形成的晶态有机多孔材料. COFs具有孔道结构规整、 及比表面积高等特点, 被广泛地应用于气体储存与分离、 催化、 传感、 储能及光电转化等领域. 将具有可调吸光能力的有机构筑基元引入到COFs中, 可使其展现出强大的光催化潜力. 近年来, COFs在光催化领域中发展迅猛. 本文总结了COFs在光催化产氢、 光催化二氧化碳还原、 光催化有机反应以及光催化污染物降解等方面的研究进展, 并展望了其在光催化领域的应用前景.

    荧光纳米探针用于细胞器pH检测的研究进展
    公少华, 张霞, 李娜, 唐波
    2020, 41(9):  1933-1944.  doi:10.7503/cjcu20200279
    摘要 ( 227 )   HTML ( 23)   PDF (17751KB) ( 209 )  
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    pH稳态对于维持活细胞细胞器的正常功能具有重要作用. 细胞器内pH稳态被打破会导致细胞器功能的紊乱, 进而引发癌症、 神经退行性疾病等相关疾病. 因此, 在活细胞水平上定量测定pH并对其波动进行实时监测对于理解相关疾病的发生机制非常重要. 基于非侵入、 高时空分辨率成像的优势, 荧光探针非常适合用于活细胞内pH的检测. 本综述总结了近些年利用不同种类荧光纳米探针对不同细胞器进行pH成像的研究工作, 并对荧光纳米探针应用面临的机遇与挑战进行了展望.

    量子点电化学发光研究进展及展望
    曹芷源, 孙慧, 苏彬
    2020, 41(9):  1945-1955.  doi:10.7503/cjcu20200390
    摘要 ( 180 )   HTML ( 14)   PDF (5697KB) ( 196 )  
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    电化学发光因具有低背景、 高灵敏度的优势已成为当前最先进的体外诊断技术之一. 以三联吡啶钌为代表的分子型电化学发光体系虽然实现了商业化应用, 但其光学性质已无法满足电化学发光分析的发展需求. 量子点作为新一代的理想发光材料在电化学发光领域表现出巨大的应用前景. 然而, 由于对量子点电化学发光的过程和机理研究尚不充分, 目前量子点电化学发光的各项性能均有待提升. 本文聚焦于量子点电化学发光领域的关键科学问题, 在总结该领域重要研究进展的基础上, 指出光谱学、 合成化学及电分析化学等多领域学科交叉是未来量子点电化学发光研究的重要发展方向.

    多力响应基团聚合物合成的研究进展
    邓亚奎, 袁媛, 陈于蓝
    2020, 41(9):  1956-1967.  doi:10.7503/cjcu20200310
    摘要 ( 169 )   HTML ( 26)   PDF (6302KB) ( 153 )  
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    多力响应基团聚合物(MMPs)的设计与合成为高灵敏地观察和定量力化学转变及高效利用机械能提供了新机遇, 推动了聚合物力化学的发展. 本文主要介绍了后聚合改性、 逐步聚合、 开环易位聚合和活性/可控自由基聚合等4种MMPs的合成方法, 分别对这些方法的特点、 优势和适用体系进行了论述, 期望为新型机械力响应性聚合物的制备和应用提供新思路.

    近红外光谱用于低温水结构的分析
    赵洪涛, 孙岩, 郭一畅, 蔡文生, 邵学广
    2020, 41(9):  1968-1974.  doi:10.7503/cjcu20200401
    摘要 ( 93 )   HTML ( 3)   PDF (2351KB) ( 57 )  
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    采用近红外光谱分析并结合拉曼光谱和分子动力学模拟研究了二甲基亚砜(DMSO)-水混合物中水在低温时的结构, 对DMSO降低水冰点的机理进行了讨论. 通过对不同DMSO含量混合物的近红外和拉曼光谱分析, 发现了DMSO与水相互作用的光谱信息, 表明DMSO与水在混合物中主要以摩尔比1∶2和2∶1的氢键结构(DW2和D2W)的形式存在, 结构形式主要取决于DMSO和水在混合物中的比例. 通过对水和30%(摩尔分数)DMSO-水混合物的温控近红外光谱分析, 发现DW2结构抑制四面体水结构的形成是混合物冰点降低的主要原因. 采用分子动力学模拟对DMSO-水混合物体系进行的模拟进一步证明了结论的可靠性.

    研究论文:无机化学
    钒钨酸盐/刚果红电致变色复合膜及器件研究
    杨艳艳, 张洁, 冯素洋, 祁岳, 刘晓庆, 于晓洋, 曲小姝
    2020, 41(9):  1975-1982.  doi:10.7503/cjcu20200299
    摘要 ( 123 )   HTML ( 11)   PDF (7057KB) ( 71 )  
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    应用Layer-by-Layer自组装技术, 采用聚乙烯亚胺(PEI)阳离子将无机电致变色材料[P2W15V3O62]8?(P2W15V3)阴离子与刚果红(CR)阴离子通过静电引力复合, 构筑了复合膜[PEI/P2W15V3/PEI/CR]20及对比膜 [PEI/P2W15V3]20. 利用扫描电子显微镜、 紫外-可见吸收光谱和电化学工作站研究了复合膜的形貌与电致变色性能. 对比研究表明, 复合膜可实现浅红色-蓝紫色-浅红色的可逆颜色调变, 且保持了[P2W15V3O62]8?阴离子的电致变色性能, 光反差22.55%, 着色效率122.67 cm2/C.复合膜循环测试400圈后透过率(500 nm)处损耗仅为6.94%, 稳定性良好; 由复合膜组装的电致变色器件也实现了由浅红色到蓝紫色的颜色变化. 本研究可为解决多酸电致变色材料颜色变化单一的问题提供参考.

    分析化学
    高效液相色谱-非特异性同位素稀释质谱联用技术定量分析全血中总血红蛋白含量
    潘梦芸, 冯流星, 李红梅
    2020, 41(9):  1983-1988.  doi:10.7503/cjcu20200321
    摘要 ( 66 )   HTML ( 4)   PDF (1102KB) ( 56 )  
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    建立了基于同位素稀释(ID)的高效液相色谱(HPLC)-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)联用技术, 通过测量血红蛋白(HGB)中铁(Fe)元素含量实现了全血中总HGB准确定量的策略. 该策略包括2种方法, 第一种方法为在线HPLC-ID-ICP-MS定量技术: 全血中HGB经液相色谱分离后, 通过柱后在线添加浓缩54Fe同位素稀释剂的方式, 与液相色谱洗脱液经三通混合后进入ICP-MS在线测量54Fe/56Fe的同位素比值, 并根据同位素稀释质谱法公式及蛋白中Fe的含量计算HGB的浓度. 针对全血样品中存在的其它主要含铁蛋白[如转铁蛋白(Tf)], 在实现色谱完全分离的基础上, 通过在线优化改变54Fe稀释剂流速实现了HGB和Tf的同时定量. 在另一种方法中, 先对全血样品进行消解并通过ID-ICP-MS测定其中Fe的总量, 然后根据全血样品的HPLC-ICP-MS分析结果, 通过计算HGB质谱峰面积占总峰面积的比值从而得到HGB中Fe含量占总Fe含量的比例, 实现了其中HGB的准确定量. 2种定量方法得到的结果分别为(115.3±2.4) mg/g和(115.5±2.1) mg/g, 结果吻合良好, 方法的检出限为1.0×10?7 mg/g, 方法精密度RSD均<3%. 2种方法均经过HGB标准物质IRMM/IFCC-467进行验证, 测量结果在标准值不确定度范围之内, 可作为临床检验领域HGB分析的参考测量方法.

    共晶诱导增强的电化学发光9,10-二苯基蒽-苝微晶构建高效尿酸传感器
    廖妮, 张捷源, 黄梓阳, 赵晏汐, 柴雅琴, 袁若, 卓颖
    2020, 41(9):  1989-1995.  doi:10.7503/cjcu20200294
    摘要 ( 70 )   HTML ( 4)   PDF (6189KB) ( 60 )  
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    采用表面活性剂辅助自组装方法, 制得非共平面分子9,10-二苯基蒽(DPA)与平面型分子苝(Pe)形成的具有共晶诱导增强效应的电化学发光(ECL)新材料. DPA的引入不仅可以有效降低Pe分子因π-π作用聚集 引起的聚集诱导猝灭(ACQ)效应, 导致Pe分子的ECL发射从二聚体或多聚体激发态(1Pe2*)转变为单体激 发态(1Pe*); 还发挥了供体分子的作用, 为受体分子Pe提供了有效的能量传递, 进一步增强了ECL响应. 将该共晶发光材料修饰到玻碳电极表面构建了新型ECL尿酸传感器, 其对尿酸检测的线性范围为0.01 μmol/L~ 5.0 mmol/L, 检出限为4.0 nmol/L, 具有良好的选择性和稳定性.

    β-酮烯胺类手性共价有机框架的合成及在毛细管气相色谱中的应用
    严逸伦, 黄晓玲, 范军, 蔡松亮, 郑盛润, 章伟光
    2020, 41(9):  1996-2002.  doi:10.7503/cjcu20200206
    摘要 ( 103 )   HTML ( 5)   PDF (4690KB) ( 44 )  
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    利用2,4,6-三羟基-1,3,5-苯三甲醛(Tfp)和(S)-2,5-双(2-甲基丁氧基)对苯二甲酸二酰肼(Mth)作为单体, 通过席夫碱反应合成了新型的β-酮烯胺类手性共价有机框架(COF)材料TfpMth COF. 采用粉末X射线衍射、 红外光谱、 热重分析及氮气吸附-脱附等手段对制备的TfpMth COF粉末进行了表征, 结果表明其具有良好的结晶度、 高的孔隙率和优异的热稳定性. 基于此, 以该COF为新型固定相采用原位生长法制备了TfpMth COF键合毛细管柱, 成功分离了一系列直链与支链的烷烃和醇类, 以及苯/环己烷、 乙苯/苯乙烯混合物. 该结果为β-酮烯胺类COF在色谱分离中的应用提供了新思路, 也为研究新型气相色谱固定相提供了参考.

    内部萃取电喷雾电离质谱对二氧化钛纳米线阵列光催化降解罗丹明B反应机理的研究
    李肖乾, 张华, 路海健, 刘畅, 刘庆龙, 马夏禹, 方媛萍, 梁大鹏
    2020, 41(9):  2003-2010.  doi:10.7503/cjcu20200165
    摘要 ( 66 )   HTML ( 5)   PDF (3003KB) ( 33 )  
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    利用水热合成法在掺杂F的SnO2导电玻璃(FTO)基底上制备TiO2纳米线阵列结构, 与内部萃取电喷雾电离质谱(iEESI-MS)联用, 实现了罗丹明B降解中间产物的检测, 并推测了反应机理. 考察了离子源电压、 离子传输管温度和洗脱剂组成对罗丹明B及其降解产物信号强度的影响. 结果表明, 在光催化反应时间为2 h, 反应溶液体积为15 μL, 离子源电压为3 kV, 离子传输管温度为300 ℃, 洗脱剂为0.5%乙酸-甲醇(体积比)混合溶液条件下, 可以获得最佳的罗丹明B及其中间产物信号. 在优化的条件下, 从罗丹明B反应溶液中共检测出8种中间产物, 基于此推测了罗丹明B的降解机理. 该方法对罗丹明B定量分析的检出限(S/N≥3)为0.1 μg/L, 相对标准偏差(RSD, n=6)为2.1%~7.3%, 具有检测限低、 灵敏度高、 样品耗量少、 分析速度快及操作简便等特点. 此外, 该方法还可用于其它光催化反应中间产物的检测, 拓宽了质谱分析法在环境领域中的应用范围, 为今后环境污染物降解机理的探究提供了新思路.

    表面修饰探针纳升电喷雾质谱脂质组学对大型溞和蚤状溞的快速鉴别
    邓洁薇, 杨运云, 林里, 栾天罡
    2020, 41(9):  2011-2017.  doi:10.7503/cjcu20200154
    摘要 ( 57 )   HTML ( 3)   PDF (2895KB) ( 56 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    采用表面修饰探针敞开式纳升电喷雾质谱技术建立了脂质组学方法, 以实现溞属(Daphnia)生物大型溞和蚤状溞的快速鉴别. 采用微尺度表面修饰探针直接从Daphnia体内萃取和富集出脂质化合物, 然后在常压敞开条件下进行纳升电喷雾质谱分析, 利用高分辨率质谱仪获得脂质指纹图谱并进行脂质种类和结构鉴定. 采用该方法获得了大型溞和蚤状溞的脂质指纹图谱, 并研究了大型溞和蚤状溞体内的脂质组成特征. 通过结合化学计量学手段实现了大型溞和蚤状溞的快速区分, 并鉴定了相关的生物标志物. 结果表明, 所建立的微萃取探针纳升电喷雾质谱脂质组学方法具有分析速度快、 灵敏度高的优点, 可用于Daphnia属生物的快速鉴定和识别.

    物理化学
    极性敏感的BDP分子溶剂化效应的光谱性质
    赵宇辉, 李明乐, 龙飒然, 樊江莉, 彭孝军
    2020, 41(9):  2018-2024.  doi:10.7503/cjcu20200339
    摘要 ( 55 )   HTML ( 6)   PDF (2073KB) ( 27 )  
    数据和表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 多维度评价

    合成了具有分子内电荷转移(ICT)性质的三重态光敏剂分子BDP, 研究了其稳态吸收光谱、 荧光光谱、 荧光寿命、 飞秒/纳秒瞬态吸收光谱及诱导产生单线态氧的能力等性质, 发现强极性溶剂对BDP分子的溶剂化效应降低了其ICT态和第一激发三重态(T1态)的能量, 从而降低了BDP分子单线态氧的产量.

    纳米多级孔Silicalite-1分子筛负载Ziegler-Natta催化剂对聚丙烯性能的影响
    黄湃, 周光远, 刘博, 王蕾, 张佳旗
    2020, 41(9):  2025-2031.  doi:10.7503/cjcu20200331
    摘要 ( 48 )   HTML ( 4)   PDF (5930KB) ( 49 )  
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    分子筛无机多孔材料具有特殊的孔道结构、 较大的比表面积、 极佳的稳定性和独特的择形选择性, 是一种优异的绿色无机载体材料. 本文采用具有MFI拓扑结构的纳米尺寸多级孔分子筛Silicalite-1(S-1)作为无机载体负载Ziegler-Natta催化剂. 通过X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜及氮气吸附-脱附等表征手段研究了纳米S-1载体的理化性质, 并研究了S-1载体性质对Ziegler-Natta催化剂在合成聚丙烯反应中催化性能的影响. 结果表明, 在丙烯聚合反应中, 纳米片状无机载体S-1较大的比表面积和多级孔特性有利于提高Ziegler-Natta催化剂负载量及改善传质限制; 此外, S-1载体还可以起到模板导向作用, 使所得聚丙烯呈现复型效应; 在相同压力和反应温度下进行的丙烯聚合反应中, 由于丙烯单体受多级孔S-1载体孔道结构和尺寸的择形作用及无机载体的复型效应影响, 聚合产物的结晶度和全同立构指数较高, 有利于提高聚丙烯产物的熔点.

    碲化锗场效应晶体管的制备及电学性能
    张鑫, 赵付来, 王宇, 梁雪静, 冯奕钰, 封伟
    2020, 41(9):  2032-2037.  doi:10.7503/cjcu20200311
    摘要 ( 83 )   HTML ( 8)   PDF (5478KB) ( 31 )  
    数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价

    采用微机械剥离法得到横向尺寸为10 μm的碲化锗(GeTe)纳米片. 通过电子束曝光和真空溅射镀膜的方法, 以钛金合金为接触电极, 制备基于二维碲化锗(2D-GeTe)纳米材料的场效应晶体管(FET), 并测定了其电学性能. 结果表明, 剥离所得GeTe纳米材料具有良好的结晶性, 光学带隙为1.98 eV, 属于p型半导体; 该场效应晶体管展现出了6.4 cm2·V?1·s?1的载流子迁移率和670的开关电流比的良好电学性能.

    颗粒聚集体对两性SiO2颗粒无水泡沫表面性质的影响
    李根, 王克亮, 逯春晶
    2020, 41(9):  2038-2045.  doi:10.7503/cjcu20200296
    摘要 ( 36 )   HTML ( 0)   PDF (13227KB) ( 29 )  
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    基于Pickering乳液模板法, 合成了2种用于制备非水泡沫的不同相对两亲面积的Janus颗粒, 并合成了表面均匀修饰的颗粒作为对比. 通过调整油混合物的性质, 对颗粒在油气表面上的行为进行了测量和对比, 对颗粒团聚体在颗粒吸附中的作用进行了研究. 结果表明, 受颗粒表面接触角的影响, Janus颗粒的表面活性(表面张力降低能力与产生泡沫的体积)不总是大于均匀改性颗粒. 均匀改性颗粒和Janus颗粒均不是以单个颗粒形式从体相吸附至表面上, 而是以颗粒团聚体状态向表面移动, 并且需要颗粒团聚体的Cassie-Baxter复合表面的接触角约为90°, 而颗粒的本征接触角小于70.1°.

    柱芳烃与烷烃间CH…π和CH…O的作用本质及协同性
    孙涛, 王一波
    2020, 41(9):  2046-2053.  doi:10.7503/cjcu20200291
    摘要 ( 83 )   HTML ( 2)   PDF (5786KB) ( 51 )  
    数据和表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 多维度评价

    以CCSD(T)/CBS方法的结合能计算结果为标准, 选择CAM-B3LYP-D3BJ/def2-SVPD密度泛函理论方法计算了甲氧基柱[5]芳烃(MeP5)与CnH2n+2(n=1~10, 12, 14, 16) 复合物的结合能, 结果表明, 它们之间存在强烈的相互作用, 且随着烷烃分子碳链的增长而增大; 热力学函数计算结果表明, 在298.15 K, 101325 Pa下, MeP5与CnH2n+2(n=3~10, 12, 14, 16)形成复合物的过程中, ΔG和ΔH均小于零, 是焓驱动的自发过程. 烷烃与MeP5之间C―H…π和C―H…O的协同作用是主客体复合物稳定化的起因, 用二代绝对局域分子轨道能量分解(ALMO-EDA)方法分析此协同作用, 发现其中静电作用和色散作用的贡献相近, 二者加和约占总吸引的94%, 极化能和电荷转移能仅占6%.

    多溴联苯醚与人血清白蛋白相互作用的表面等离子体共振及分子对接
    张爱芹, 王嫚, 申刚义, 金军
    2020, 41(9):  2054-2060.  doi:10.7503/cjcu20200270
    摘要 ( 32 )   HTML ( 2)   PDF (6487KB) ( 20 )  
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    采用表面等离子体共振(SPR)技术, 在模拟生理条件下实时动态研究了8种典型多溴联苯醚(PBDEs)与人血清白蛋白(HSA)相互作用的动力学和热力学行为. 通过分子对接模拟研究了PBDEs与HSA相互作用的分子机制, 探讨了不同PBDEs与蛋白的结合模式及作用力. 动力学实验结果表明, PBDEs中溴原子的个数和取代位置对相互作用有规律性的影响. 溴原子通过改变PBDEs分子与HSA作用过程中的解离速率来影响其亲和力, 溴原子个数越多, PBDEs与HSA作用的亲和力越强; 而取代基位置则影响PBDEs与HSA作用结合速率的快慢, 同分异构体中间位取代溴的亲和力大于邻位取代溴. 分子对接结果显示, 8种PBDEs主要结合于HSA的Site I位点, 但结合位点周边氨基酸残基类型的差异影响了结合力. 范德华力和氢键对结合能的贡献远大于静电力.

    Ce1-xMnxO2表面性质对催化CO2和甲醇直接合成DMC反应活性的影响
    张国强, 孙宇辰, 史亚波, 郑华艳, 李忠, 上官炬, 刘守军, 史鹏政
    2020, 41(9):  2061-2069.  doi:10.7503/cjcu20200250
    摘要 ( 51 )   HTML ( 8)   PDF (9959KB) ( 50 )  
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    通过共沉淀法制备了一系列Mn掺杂量不同的Ce1-xMnxO2催化剂, 并将其用于催化CO2和甲醇直接合成碳酸二甲酯(DMC). 通过X射线衍射(XRD)、 氮气吸附-脱附、 透射电子显微镜(TEM)、 X射线光电子能谱(XPS)和程序升温脱附(TPD)等手段研究了Ce1-xMnxO2表面性质对催化CO2和甲醇直接合成DMC反应活性的影响. 结果表明, Mn离子进入CeO2晶格中形成固溶体, 随着Mn掺杂量增加, 催化剂表面弱酸碱位数量逐渐降低, 中强酸碱和强酸碱位数量增加, 催化剂表面氧空位含量呈先增加后减少的变化趋势, 当Mn掺杂量较少时, 催化剂表面Mn2+比例较高, 有利于Ce4++Mn2+→Ce3++Mn3+反应的进行, 促进催化剂表面氧空位生成; 进一步提高Mn掺杂量时, 催化剂表面Mn4+比例提高, 有利于Ce3++Mn4+→Ce4++Mn3+反应的进行, 导致催化剂表面氧空位含量减少. 研究发现Ce1-xMnxO2催化剂活性与表面氧空位含量线性相关.

    高分子化学
    含咪唑离子聚乙烯离聚体的合成与性能
    张俊, 王彬, 潘莉, 马哲, 李悦生
    2020, 41(9):  2070-2077.  doi:10.7503/cjcu20200322
    摘要 ( 48 )   HTML ( 1)   PDF (1118KB) ( 41 )  
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    利用双(β-二酮单亚胺)钛催化乙烯和5-碘甲基降冰片烯(IMNB)的配位共聚, 高效合成了高分子量、 窄分子量分布和组分可控的烯烃共聚物. 将该含有碘甲基侧基的共聚物与N-甲基咪唑进行亲核取代反应, 然后再与有机金属盐进行离子交换, 制备了一系列带有甲磺酸根(CH3SO3-)、 三氟甲磺酸根(CF3SO3-)或双(三氟甲磺酰)亚胺负离子(Tf2N-)的聚乙烯离聚体. 研究表明, 离子基团的引入会破坏聚合物的结晶, 熔融温度和结晶度均随着离子含量的增加而降低. 但离聚体的玻璃化转变温度却高于乙烯/IMNB共聚物, 表明离子基团之间的强相互作用抑制了链段运动.与共聚物前体相比, 聚乙烯离聚体表现出更高的热稳定性、 更好的亲水性和更高的抗拉强度. 当离子含量相同时, 聚乙烯离聚体的抗拉强度顺序为: CH3SO3->CF3SO3->Tf2N-, 而断裂伸长率呈现相反的趋势.

    聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮/碘复合水凝胶的制备与性能
    宫宇宁, 王奇, 王红蕾, 关爽
    2020, 41(9):  2078-2084.  doi:10.7503/cjcu20200245
    摘要 ( 59 )   HTML ( 4)   PDF (5917KB) ( 42 )  
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    采用低温冷冻的方法, 通过改变聚乙烯醇(PVA)和聚乙烯吡咯烷酮碘络合物(PVP-I)的配比、 冷冻时间、 冷冻-解冻循环次数, 制备出一种可调控力学性能的PVA/PVP-I复合水凝胶. 研究了该复合水凝胶的机械 性能、 微观结构、 碘缓释性能和抑菌性质. 研究结果表明, PVA/PVP-I复合水凝胶可调控的力学性质可以满足伤口敷料对水凝胶力学性质的需求; 复合水凝胶的网络结构可以有效降低碘在紫外线下的分解速度, 实现对碘的稳定保护作用及控制释放, 从而发挥水凝胶持续抑菌性能, 为抑菌水凝胶的设计制备提供了新思路.

    单分散聚合物微球稳定Pickering乳液法制备大粒径微胶囊相变材料
    李博鑫, 杨隽阁, 尹德忠, 高成乾, 张秋禹
    2020, 41(9):  2085-2089.  doi:10.7503/cjcu20200235
    摘要 ( 83 )   HTML ( 8)   PDF (6770KB) ( 57 )  
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    采用二步加料的分散聚合法制备单分散聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)微球, 并使其水解, 得到水包油(O/W)型Pickering乳液稳定剂. 在Pickering乳液聚合过程中, 利用相分离机制, 形成了聚苯乙烯(PSt)和 PGMA复合为整体囊壳的微胶囊相变材料. 微胶囊平均粒径达76 μm, 囊芯含量高达83%, 相变焓达到174 J/g, 具有很高的储热容量.

    基于金属配位键的自修复、 可重塑聚丁二烯橡胶的合成及性能
    郭文瑾, 王晓晗, 李想, 李洋, 孙俊奇
    2020, 41(9):  2090-2098.  doi:10.7503/cjcu20200215
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    橡胶材料通常因经过硫化及补强等工艺处理而呈现出热固性, 因而难以被回收处理, 容易造成严重的资源浪费和环境污染. 本文通过在聚丁二烯上修饰羧酸基团, 再加入锌离子(Zn2+)与羧酸配位, 制备了基于金属配位键交联的自修复橡胶(PB-COOH/Zn2+). 该橡胶具有良好的机械性能和优秀的自修复及重塑性能, 在70 ℃下修复3 h, 其韧性可以恢复到初始强度, 修复效率可达100%. PB-COOH/Zn2+较高的聚合物链段运动能力及配位键交联网络良好的动态性不仅赋予其优异的修复性能, 还使得其在较温和的条件下可以进行多次重塑, 在70 ℃及5 MPa的条件下重塑3次仍能保持原有的机械性能. 此外, 通过在PB-COOH/Zn2+中掺杂适量的碳纳米管, 不仅增强了其机械性能, 还使其具备了电致修复及传感能力, 扩宽了PB-COOH/Zn2+作为环境友好型材料的应用前景.

    氧化石墨烯-海藻酸钠-壳聚糖复合支架的制备及表征
    王博蔚, 马瑞, 吴凡, 刘志辉, 李凌锋, 张骁, 刘定坤, 杨楠, 李美慧, 杨德峰, 孙琪
    2020, 41(9):  2099-2106.  doi:10.7503/cjcu20200217
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    通过冷冻干燥技术, 将不同量的氧化石墨烯与海藻酸钠和壳聚糖复合, 构建复合支架材料. 研究了不同的氧化石墨烯含量(质量分数0, 0.3%, 0.5%, 0.7%, 1%)对支架材料微观结构、 孔隙率、 溶胀比、 体外降解性能、 机械性能及生物相容性的影响, 以确定复合支架中最佳氧化石墨烯含量. 研究结果表明, 复合材料呈固态海绵状结构, 具有一定的形态可塑性; 扫描电子显微镜观察发现, 各组支架均为三维网状结构, 随着氧化石墨烯含量的增加, 孔隙尺寸逐渐降低, 孔壁厚度增加, 孔隙尺寸在140~240 μm之间; 随氧化石墨烯含量的增加, 复合支架溶胀比和体外降解速率逐渐降低, 而机械强度明显增强; 体外细胞毒性显示, 当氧化石墨烯质量分数为0.3%时, 细胞存活率最高, 而当氧化石墨烯含量增高时, 细胞活性会被明显抑制, 造成细胞死亡. 因此, 氧化石墨烯在复合支架中最佳含量为0.3%.