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当期目录

    2022年 第43卷 第4期    刊出日期:2022-04-10
    目次
    高等学校化学学报2022年第43卷第4期封面和目次
    2022, 43(4):  1-6. 
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    无机化学
    Cr,In共掺杂MgGa2O4小尺寸近红外长余辉纳米颗粒的制备及发光性能
    孙雪峰, 热娜古丽·阿不都热合曼, 杨通胜, 杨倩婷
    2022, 43(4):  20210850.  doi:10.7503/cjcu20210850
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    采用乙二醇辅助共沉淀法制备了小尺寸Cr,In共掺杂MgGa2O4(MGO∶Cr, In)近红外长余辉发光纳米粒子(Persistent luminescence nanoparticles, PLNPs), 并考察了Cr, In共掺杂及煅烧温度对MGO晶体结构、 余辉发光性质和尺寸的影响. 结果表明, 最优Cr, In共掺杂浓度分别为0.3%和0.02%, MGO∶Cr, In晶体属于Fd3m空间群, Cr, In共掺杂对纳米颗粒的结构无影响, 平均粒径为(8.61±2.23) nm, 分散性良好, 最佳煅烧温度为700 ℃. 并且, In掺杂可有效延长其余辉发光寿命, 平均发光寿命(τav)从49.33 s增大至52.89 s; 荧光量子产率增高至44.9%; 活化能Ea为(0.36±0.04) eV, 具有良好的热稳定性; 陷阱深度为0.696 eV. 此外, 该PLNPs分别在260 nm、410 nm和600 nm处有激发峰, 表明UV光、 蓝绿光以及红光皆可实现对其的激发, 发射波长皆位于705 nm处, 属于Cr3+2E(2G)→4A2(4F)跃迁. 该PLNPs在红色LED灯、 光学储器件以及生物医学等领域具有巨大潜在应用价值.

    香蒲基生物炭的活化及对VOCs吸附的应用
    王红宁, 黄丽, 清江, 马腾洲, 蒋伟, 黄维秋, 陈若愚
    2022, 43(4):  20210824.  doi:10.7503/cjcu20210824
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    以香蒲为原料制备生物炭(Biochar), 并用不同试剂进行活化. 活化前的Biochar比表面积和孔体积很小, 分别为1.71 m2/g和0.00421 cm3/g, 而活化后的Biochar比表面积和孔容均增大, 其中经碳酸钠(Na2CO3)活化后的Biochar比表面积和孔容最大. 研究了Na2CO3与Biochar的质量比对其活化的影响, 确定了Na2CO3/Biochar最佳质量比为3∶1条件下, 得到的样品Biochar-Na2CO3-3具有最优的表面积和孔容, 分别为624 m2/g和0.211 cm3/g, 并具有优异的挥发性有机化合物(VOCs)吸附性能, 其正己烷、 甲苯和92号汽油的静态吸附容量分别为1.03, 0.814和0.751 g/g, 正己烷和甲苯的动态吸附容量分别为1.00和0.796 g/g, 且吸附稳定性相对较高, 优于商业用活性炭(AC)和硅胶(SG).

    分析化学
    聚合物共混物的超高效液相色谱-空间排阻色谱在线联用分离与表征
    汪明芳, 付华, 付志博, 王月荣, 章弘扬, 张敏, 胡坪
    2022, 43(4):  20210865.  doi:10.7503/cjcu20210865
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    黏合剂和涂料行业中, 聚合物共混物表征是分析的难题, 分离技术的研究一直备受关注. 本文设计并搭建了超高效液相色谱-空间排阻色谱在线联用系统(UHPLC-SEC), 采用羟基聚丁二烯(HTPB)考察了二维色谱系统的溶剂兼容性及正交性, 以苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)、 苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(SIS)和聚甲基丙烯酸酯(PMMA)共混物研究了二维色谱系统的适用性. 结果表明, HTPB分子量及分布的UHPLC-SEC测定结果与SEC测定结果一致, 峰尖分子量(Mp)为3407 Da, 重均分子量(Mw)为6573 Da, 分散系数(PDI)为2.36, 相对标准偏差(RSD)均小于5.7%, 系统的溶剂兼容性和正交性良好. UHPLC-SEC法测得聚合物共混物中PMMA, SBS和SIS的Mp, Mw和PDI与单个聚合物的SEC测定结果的相对误差均小于7.1%. PMMA, SBS和SIS共混物在200 °C加热3 h后, PMMA 稳定不变, SBS和SIS组分明显降解. UHPLC-SEC在线联用方法对聚合物共混物的表征结果准确、 重复性好, 为聚合物配方产品的失效分析提供了一种重要且有效的手段.

    冠醚功能化的栅控石墨烯场效应晶体管的制备及对汞离子的检测
    曹磊, 陈美君, 袁刚, 常钢, 张修华, 王升富, 何汉平
    2022, 43(4):  20210688.  doi:10.7503/cjcu20210688
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    Hg2+是一种具有生物蓄积性和毒性的重金属, 对环境和人类健康均可造成严重损害. 因此, 开发便捷的Hg2+传感器非常必要. 本文基于溶液栅控石墨烯场效应晶体管的优异性能, 通过氮硫杂冠醚的尺寸效应以及冠醚与Hg2+的螯合作用来特异性识别Hg2+, 制备了一种冠醚功能化栅极的溶液栅控石墨烯场效应晶体管(SGGT)传感器. 该SGGT传感器因其固有的信号放大功能而比传统电化学检测Hg2+更灵敏, 其检出限为1×10-12 mol/L, 比传统电化学传感器降低了2~3个数量级, 在1×10-12~1×10-7 mol/L检测范围内, 狄拉克点的变化值与目标物浓度的对数值之间存在良好的线性关系, 同时具有极高的选择性. 对实际湖水样品的检测效果良好, 对Hg2+的检测标准偏差为1.10%~3.77%. 本文结果表明, 该晶体管传感器可以对Hg2+进行高选择和高灵敏检测.

    物理化学
    BiVO4/CuBi2O4薄膜光电极的制备及光电性能
    刘家琪, 李天保
    2022, 43(4):  20220017.  doi:10.7503/cjcu20220017
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    通过金属有机物分解法(MOD)协同光电化学沉积法, 将p型氧化物半导体CuBi2O4沉积在BiVO4纳米薄膜上, 形成包覆性异质结结构, 制备了一种新型p-n异质结光阳极n-BiVO4/p-CuBi2O4, 用于太阳能光电化学(Photoelectrochemical, PEC)水分解. 研究结果表明, 在1.23 V(vs. RHE)电势下, BiVO4/CuBi2O4 异质结光阳极表现出优良的PEC水氧化性能, 光电流密度达到2.8 mA/cm2, 负载磷酸钴(Co-Pi)的BiVO4/CuBi2O4/Co-Pi光电极, 光电流密度达到4.45 mA/cm2, 分别为BiVO4电极光电流密度的3.1倍和4.9倍. X射线衍射(XRD)、 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、 电化学阻抗谱(EIS)和能级结构图等结果也证实, BiVO4/CuBi2O4和BiVO4/CuBi2O4/Co-Pi复合电极材料在内建电场和能带弯曲作用下, 光吸收特性增强, 载流子界面转移电阻减小, 具有良好的光电化学性能与稳定性.

    超薄Sm-MOF纳米片的合成及可见光催化降解芥子气模拟剂性能
    冯丽, 邵兰兴, 李思骏, 全文选, 庄金亮
    2022, 43(4):  20210867.  doi:10.7503/cjcu20210867
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    超薄金属-有机框架材料(MOFs)纳米片具有高密度、 易暴露的表面活性位点、 较短的底物/产物扩散路径等特点, 是性能优异的异相催化剂. 本文以光活性有机配体(H4TBAPy)和镧系金属离子Sm3+构筑光活性超薄MOFs纳米片, 以苯甲酸作为调节剂, 利用微波法快速合成了Sm-TBAPy二维纳米片. 利用扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射(XRD)、 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)和氮气吸附-脱附等手段表征了Sm-TBAPy二维纳米片的形貌、 结构和组成. 所合成的Sm-TBAPy为单分散二维纳米片, 宽度约为200 nm, 厚度约为12 nm, BET比表面为163 m2/g, 禁带宽度为2.62 eV. Sm-TBAPy二维纳米片在室温、 氧气氛围和可见光照射条件下, 可将芥子气模拟剂[2-氯乙基乙基硫醚(CEES)]高效、 高选择性氧化成亚砜产物CEESO, 且催化剂经过4次循环使用仍保持较高的催化性能. 结合电子顺磁共振波谱, 提出了Sm-TBAPy二维纳米片可见光催化氧化CEES的催化机理.

    三维多孔Sn-Zn合金电极助力Zn的均匀沉积/剥离
    樊小勇, 朱永强, 毋妍, 张帅, 许磊, 苟蕾, 李东林
    2022, 43(4):  20210861.  doi:10.7503/cjcu20210861
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    通过在化学镀构建的三维多孔铜上电沉积锡-锌(Sn-Zn)合金, 构筑了孔径为5 μm左右的三维多孔 Sn-Zn合金电极(3D Sn-Zn), 对其形貌、 结构和性能进行了表征和测定. 结果表明, 该电极拥有高稳定性和适宜孔径的三维多孔结构, 可降低局部电流密度, 提供均匀的电场分布, 缓解了由于锌的不均匀生长而造成的粗大枝晶; 合金镀层中的Sn元素不仅可以增大析氢过电位, 增强电极的防腐蚀性能, 还可降低锌的形核势垒, 为锌的沉积提供丰富的形核位点, 促进锌在电极表面的均匀沉积, 减少枝晶的形成. 采用3D Sn-Zn电极组装的对称电池, 在0.5 mA/cm2 下可稳定循环超过1200 h, 电压滞后仅为21.3 mV; 而采用锌片(2D Zn)组装的对称电池电压滞后达到了99.2 mV, 且在循环300 h后开始出现剧烈的电压波动. 使用3D Sn-Zn电极组装的全电池在 1.8 A/g电流密度下可稳定循环2000次.

    单糖/双糖对近中性pH下共轭亚油酸囊泡影响的比较
    李磊, 方云, 夏咏梅, 薄纯玲, 樊晔
    2022, 43(4):  20210860.  doi:10.7503/cjcu20210860
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    比较了乳糖等3种双糖或核糖等3种单糖及其复配物对近中性范围共轭亚油酸(CLA)形成脂肪酸囊泡(FAV)的影响. 用激光丁达尔效应确定FAV的pH窗口及各相区, 用透射电子显微镜及动态光散射表征其形貌和尺寸, 用浊度法研究了其稳定性, 用等温滴定量热证明各种糖及其复配物与FAV表面的弱非共价键合作用, 并经理论计算获得结合能. 实验和计算结果表明, 各种糖及其复配物均可以双向拓宽CLA形成FAV的pH窗口, 且拓宽其近中性pH窗口的能力按照双糖<单糖≈双糖/单糖≤单糖/单糖的顺序依次增强. 主要归结为单糖在FAV表面的强竞争吸附, 以及双糖可能因多结合位点吸附而减少其自由羟基与环境水分子的缔合作用, 从而影响多羟基小分子依靠自由羟基增强囊泡表面亲水性的效果.

    有机半导体非平衡态HOMO和LUMO能量位移规律与OLED中“热激子”形成的唯象理解
    王剑桥, 马於光
    2022, 43(4):  20210856.  doi:10.7503/cjcu20210856
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    以能斯特方程为基础, 通过分析电流密度与氧化还原物种活度变化, 即载流子浓度变化的关系, 计算出有机半导体材料电极电势的变化, 从而建立起有机半导体前线轨道, 即最高占据分子轨道(HOMO)能级和最低未被占据分子轨道(LUMO)能级相对于热力学平衡态的能量位移随电流密度变化的数学关系. 进而依据能级能量位移引起的能隙变化, 提出了有机电致发光显示器(OLED)中“热激子”的产生机制.

    层级多孔碳载铂催化剂的制备及可达性
    罗昪, 周芬, 潘牧
    2022, 43(4):  20210853.  doi:10.7503/cjcu20210853
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    层级多孔碳作为氧还原铂基催化剂载体的选择之一, 简单的旋转圆盘电极(RDE)验证此类催化剂具有较高的氧还原活性, 但几乎都缺少膜电极(MEA)性能验证, 实用性无法保证. 本文设计制备了基于聚苯胺的层级多孔碳(NHPC)载铂催化剂(Pt/NHPC850), 研究了其氧还原活性、 MEA质子传输和氧传输特性. RDE测试研究表明, Pt/NHPC850催化剂在低I/C(离聚物与碳载体质量比)时的面积活性低于实心碳载铂催化剂(Pt/XC-72), 但当I/C增大到与膜电极中一致时, 由于Nafion树脂对Pt催化剂的毒化作用增强, 其面积活性反而优于 Pt/XC-72. Pt/NHPC850催化剂的高Pt分散性及其优异的抗Nafion毒化性能, 使其在I/C为0.8时的质量活性为Pt/XC-72催化剂的1.34倍. MEA质子传输研究表明, 即使在高加湿条件下, Pt/NHPC850质子电阻率仍高达72.6 mΩ·cm2, 为Pt/XC-72的3倍. Pt/NHPC850制备的膜电极极化曲线在500 mA/cm2电流密度下性能迅速下降, Pt/NHPC850的氧增益电压达到144.4 mV, 比Pt/XC-72高56.7 mV. 表明Pt/NHPC850膜电极的质子传输和氧传输性能较差. 对比Pt/NHPC850催化剂的RDE和MEA的测试结果, 说明以层级多孔碳为载体的铂碳催化剂虽然耐Nafion毒化能力提高, 但是质子和氧气的氧传输性较差, 此类层级多孔碳还需进一步优化其结构, 才有可能满足低铂质子交换膜燃料电池(PEMFC)的应用需求.

    基于反应力场分子模拟的乙烯燃烧自由基与氮气相互作用研究
    刘嘉欣, 闵杰, 许华杰, 任海生, 谈宁馨
    2022, 43(4):  20210834.  doi:10.7503/cjcu20210834
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    采用反应力场分子动力学(ReaxFF-MD)方法, 模拟了富燃料条件下乙烯在空气中的燃烧以及燃烧产生的自由基与氮气的相互作用. 采用ReacNetGenerator程序提取反应网络, 结合自编后处理程序确定反应网络上的相关反应, 分析了乙烯燃烧的反应路径, 以及自由基与N2的相关反应和NO的生成路径. 结果表明, 乙烯燃烧路径与已报道的通过乙烯燃烧反应机理模拟得到的燃烧路径一致, 说明用ReaxFF-MD方法模拟乙烯高温燃烧有效而可靠; 乙烯在富燃料条件下燃烧产生的CH, C2H, C2, C2O自由基是瞬发型NO生成的重要反应物. 这些自由基与N2的反应和NO的生成路径, 为构建乙烯和大分子碳氢燃料燃烧氮氧化物排放的反应机理提供了重要参考.

    Mg-Al-Ti层状双氢氧化物的零电荷点和界面酸-碱反应平衡常数
    田震, 杜娜, 李海平, 宋淑娥, 侯万国
    2022, 43(4):  20210833.  doi:10.7503/cjcu20210833
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    采用共沉淀法, 固定Mg2+/(Al3++Ti4+)摩尔比为3.00, 改变Ti4+/(Al3++Ti4+)摩尔比(RTi, 0~0.40), 合成了5个Mg-Al-Ti-CO3层状双氢氧化物(LDHs)样品, 并进行了表征. 采用电势滴定、 盐滴定和电势质量滴定法, 测定了其结构电荷密度(σst)、 零净电荷点(pHPZNC)和零净质子电荷点(pHPZNPC)等, 并基于普适1-pK和2-pK模型得出其表面羟基酸碱反应特征平衡常数(pK, pKa1int和pKa2int), 考察了RTi对LDHs晶体结构和界面电化学性质的影响. 研究结果表明, 随着RTi增大,晶胞常数和层间距均增大, 可归因于Ti4+离子间强静电排斥作用. pHPZNC和pHPZNPC以及pK, pKa1int和pKa2int均随RTi的增大而有增大的趋势, 表明表面羟基去质子化趋势降低. 各LDHs样品的pHPZNPC值低于其pHPZNC值, 且随电解质(NaNO3)浓度的增大而升高, 可归因于结构正电荷效应.

    细胞松弛素B对葡萄糖/质子共转运蛋白GlcPSe的抑制机理
    曾晛阳, 赵熹, 黄旭日
    2022, 43(4):  20210822.  doi:10.7503/cjcu20210822
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    通过分子动力学对细胞松弛素B与葡萄糖/质子共转运蛋白的两种质子化状态进行了模拟, 发现细胞松弛素B对处于去质子化阶段的葡萄糖转运蛋白具有更好的抑制效果. 结果表明, 357号色氨酸和117号脯氨酸是葡萄糖转运蛋白结合细胞松弛素B的关键氨基酸; 并且当抑制剂与受体蛋白结合时, 位于第10号跨膜螺旋上的357号色氨酸与细胞松弛素B的相对位置对抑制剂的结合有重要意义.

    CeO2负载的PdO与Ce1‒x Pd x O2‒δ 物种的甲烷催化燃烧性能
    王明智, 郑燕萍, 翁维正
    2022, 43(4):  20210816.  doi:10.7503/cjcu20210816
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    通过调控Pd前驱物在CeO2上的沉积方式, 分别制备了以PdO和离子态的Ce1?x Pd x O2?δ 物种为主的 Pd/CeO2催化剂, 并采用X射线光电子能谱(XPS)和拉曼(Raman)光谱确证了这两种Pd物种的存在. 氧气程序升温脱附(O2-TPD)和氢气程序升温还原(H2-TPR)的表征结果显示, 相比于与载体相互作用较弱的PdO物种, 与CeO2相互作用较强的Ce1?x Pd x O2?δ 物种具有更加稳定的Pd—O键. 催化剂的甲烷燃烧反应起燃活性测试结果显示, 以PdO物种为主的催化剂表现出了良好的低温催化性能, 在原料气配比为1%CH4/4%O2-Ar, 空速为60000 mL·gcat-1·h?1的条件下, T10T90分别为275和367 ℃, 而两种以Ce1?x Pd x O2?δ 物种为主的催化剂的T10均超过420 ℃. 催化剂的甲烷程序升温还原(CH4-TPR)表征结果表明, 在升温过程中只有当PdO或Ce1?x Pd x O2?δ 物种被CH4还原后, 催化活性才开始上升. 由于PdO物种的Pd—O键强度较弱, 有利于Pd物种上的晶格氧在较低温度下参与CH4的氧化过程. 而Ce1?x Pd x O2?δ 物种的Pd—O键较稳定, 且在反应条件下离子态Pd2+与反应体系中氧物种的作用较强, 进而抑制了其与CH4的反应, 因此反应的起燃温度较高. 以γ-Al2O3为载体采用相同的方法制备了Pd/γ-Al2O3催化剂, 相关的表征结果进一步证实, 与载体相互作用较弱的PdO物种更容易被CH4还原, 进而具有较高的催化活性. 据此可以认为Pd/CeO2上氧化态的Pd物种被CH4的还原性能是决定其甲烷催化燃烧反应活性的重要因素之一.

    过渡金属修饰对Pt/M-DMSN催化剂丙烷脱氢性能的影响
    胡慧敏, 崔静, 刘丹丹, 宋佳欣, 张宁, 范晓强, 赵震, 孔莲, 肖霞, 解则安
    2022, 43(4):  20210815.  doi:10.7503/cjcu20210815
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    以两步法制备了一系列过渡金属(M=Fe, Co, Ni, Cu, Zn)修饰的树枝状介孔二氧化硅纳米粒子(DMSN)负载铂(Pt/M-DMSN)催化剂, 并对该系列催化剂进行了丙烷催化脱氢性能评价. X射线衍射(XRD)、 透射电子显微镜(TEM)、 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和氢气程序升温还原(H2-TPR)表征结果表明, 不同过渡金属在DMSN载体表面分散状态不同,且与Pt的相互作用程度不同. 其中Zn-DMSN载体最有利于Pt的分散, 且反应后催化剂上积碳含量最低; Pt/Fe-DMSN催化剂中Pt与载体的相互作用力较强. 通过活性评价结果可知, Pt/Fe-DMSN催化剂表现出最优的丙烷催化脱氢性能, 丙烷初始转化率为44.2%, 反应6 h后丙烷转化率仍可达36.5%.

    平面五配位硅、 锗XBe5H6(X=Si, Ge)团簇
    郭谨昌, 刘芳林
    2022, 43(4):  20210807.  doi:10.7503/cjcu20210807
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    采用密度泛函理论PBE0方法, 在aug-cc-pVTZ水平上理论预测了含平面五配位硅和锗原子的XBe5H6 (X=Si, Ge)团簇. 势能面系统搜索及高精度量化计算表明, 它们均为全局极小结构. XBe5H6(X=Si, Ge)团簇整体呈完美的扇形结构: Si/Ge原子被5个金属Be原子配位; 4个H原子以桥基方式与Be原子相键连, 剩余的2个 H原子以端基方式与两端的Be原子成键. 化学键分析表明, XBe5H6(X=Si, Ge) 团簇中XBe5单元具有完全离域的1个π及3个σ键, 外围铍氢间形成4个Be—H—Be 三中心二电子(3c-2e)键及2个定域的Be—H键. XBe5单元上离域的2π及6σ电子赋予体系πσ双重芳香性, 并使Si/Ge原子满足八隅律(或八电子规则). 能量分解-化学价自然轨道分析揭示, Si/Ge和Be5H6之间主要为电子共享键.

    高分子化学
    非极性有机溶剂对分子内氢键弱化程度的单分子力谱定量研究
    张勇, 许俊, 鲍雨, 崔树勋
    2022, 43(4):  20210863.  doi:10.7503/cjcu20210863
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    利用单分子力谱技术, 以3种不同醇解度的聚乙烯醇(PVA)为模型体系, 定量研究了非极性有机溶剂对分子内氢键强度的影响. 3种PVA样品在非极性有机溶剂中的分子内氢键强度均约为其在真空中强度的48%. 结果表明, 非极性有机溶剂对分子内氢键的弱化作用十分显著, 可削弱其约50%的本征氢键强度. 本文研究结果提示人们需重新审视液相环境对高分子单链弹性和非共价相互作用的影响.

    吩噻嗪席夫碱可见光引发剂的合成与性能
    徐丹丹, 邹修成, 罗静, 刘仁
    2022, 43(4):  20210857.  doi:10.7503/cjcu20210857
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    利用吩噻嗪衍生物的供电子能力及紫外吸收强的特点, 通过引入推-拉电子结构, 设计并合成了4种D-π-A型吩噻嗪席夫碱类可见光引发剂, 并利用核磁共振氢谱和高分辨质谱表征了其结构. 该系列光引发剂在350~450 nm范围内具有摩尔消光系数达104 L·mol-1·cm-1的较强吸收, 与商品化Ⅱ型可见光引发剂硫杂蒽酮(ITX)相比, 其与405 nm LED光源具有更好的匹配性, 与碘鎓盐(Iod)组成的复合光引发体系也具有更高的引发效率和交联基团转化率. 通过光解、 电子自旋共振波谱和循环伏安(CV)实验证明了吩噻嗪席夫碱可见光引发剂与Iod复合光引发体系的光致电子转移(PET)机理. 最后, 利用吩噻嗪席夫碱可见光引发剂/碘鎓盐复合引发体系, 实现了光致发光器件的数字光处理(DLP)3D打印.

    pH/酶/光热多重响应的金纳米笼/透明质酸核壳结构纳米载体的制备与性能
    樊晓慧, 汪洋, 杨园园, 张玉红
    2022, 43(4):  20210855.  doi:10.7503/cjcu20210855
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    以金纳米笼(AuNC)为核, 巯基化改性的透明质酸(LC-HA)为壳, 盐酸阿霉素(DOX)为药物模型, 通过简单的一锅法制备了核壳结构载药纳米粒子DOX@AuNC@HA(DAH). 金纳米笼为药物装载提供容器且赋予载体光热性能, 改性的透明质酸对金纳米笼进行包封并提供pH/酶响应及靶向介导功能. 对DAH的结构进行了表征, 并进行了载药、 控释性能以及细胞摄取和细胞毒性的研究. 结果表明, 核壳结构纳米微粒DAH具有较高的载药能力, 在激光源的照射下具有较好的循环稳定性和较高的光热转换率. 在pH=7.4的磷酸盐缓冲液中, DAH具有较高的稳定性, 20 h的药物泄露率低于20%; 而在酸性环境、 透明质酸酶(HAase)及光热作用下, DAH均能较快地释放出装载的药物, 展现出较好的刺激响应性. 此外, DAH能够更多地被肿瘤细胞摄取, 表现出一定的靶向性; 当化疗与光热疗法共同作用时, 肿瘤细胞的活性大大减弱, 展现出了联合疗法的优势及潜力.

    磷杂菲改性腰果酚多元醇的合成及阻燃聚氨酯硬泡性能
    唐刚, 孙俊杰, 张冬欣, 伍强, 张贺新, 沈海峰, 陶熠, 刘秀玉
    2022, 43(4):  20210847.  doi:10.7503/cjcu20210847
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    采用生物质原料腰果酚和9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料, 合成了一种磷杂菲改性腰果酚多元醇(P-Cardanol-Polyol), 并利用核磁共振氢谱和磷谱对其结构进行了表征. 利用P-Cardanol-Polyol对聚氨酯硬泡(RPUF)进行阻燃改性, 得到一系列阻燃聚氨酯硬泡. 考察了P-Cardanol-Polyol的用量对阻燃聚氨酯硬泡的形貌、 密度、 热导率、 压缩性能、 热稳定性以及阻燃性能的影响. 研究结果表明, P-Cardanol-Polyol对聚氨酯硬泡的密度影响可以忽略不计; 随着P-Cardanol-Polyol的加入, 阻燃聚氨酯硬泡的平均孔径逐渐减小, 热导率也逐渐降低. 未改性聚氨酯硬泡的最大热释放速率和总放热量分别为390 kW/m2和31.9 MJ/m2, 阻燃聚氨酯硬泡则降低至340 kW/m2和24.6 MJ/m2. 此外, 阻燃聚氨酯硬泡的压缩强度比未改性聚氨酯硬泡提升了约13%. 炭层分析结果表明, P-Cardanol-Polyol能够促进聚氨酯硬泡形成连续致密且具有良好抗热氧化性能的炭层, 有利于减少燃烧过程中可燃性气体的逸出, 从而提升阻燃性能.

    光交联自支撑丝素蛋白水凝胶的三维快速成型
    黄益, 吕玲玲, 潘小鹏, 孙广东, 李永强, 姚菊明, 邵建中
    2022, 43(4):  20210841.  doi:10.7503/cjcu20210841
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    将丝素蛋白(SF)光诱导自交联原理与挤出式三维(3D)打印相结合, 开发了光交联自支撑SF水凝胶的原位成型加工技术. 采用旋转流变仪、 光流变测试系统和改装的挤出式3D打印设备等对SF溶液的流变性能、 光交联性能和成型加工性能等进行研究. 结果表明, SF溶液主要表现为黏性特征, 结构强度和稳定性均较差. 利用SF的光诱导自交联特性, 以三联吡啶氯化钌[Ru(Ⅱ)]和过硫酸钾(KPS)为蓝光引发体系, 可实现SF水凝胶的快速光交联成型. SF光交联行为符合指数函数增长模型, 因“滤镜效应”, 当Ru(Ⅱ)的浓度为0.05 mmol/L时, SF具有最佳的光交联性能. 通过调节气压、 针头孔径、 移动速度及固化速率等参数, 采用3D打印设备可实现从单层几何结构到多层三维网络构型SF凝胶材料的高效、 精准构建, 为SF的生物3D打印提供了新思路.

    导热膨胀石墨/聚醚酰亚胺复合材料的制备与性能
    赵君禹, 王春博, 王成杨, 张克, 丛冰, 杨岚, 赵晓刚, 陈春海
    2022, 43(4):  20210800.  doi:10.7503/cjcu20210800
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    利用膨胀石墨(EG)经高温处理后比表面积大的特点, 以膨胀石墨作为导热填料, 通过球磨和热模压方法制备了膨胀石墨/聚醚酰亚胺(PEI)导热复合材料, 并对其加工过程、 微观形貌、 热性能和导热性能进行了研究. 结果表明, 球磨处理可以打破膨胀石墨的“泡沫”状态并减少石墨纳米片间的间隙, 热压可以诱使和促进石墨纳米片沿着水平方向排列和取向, 从而显著提升了复合材料的平面内导热性能. 当膨胀石墨在复合材料中的质量分数为20%时, EG/PEI复合材料的面内导热系数为2.38 W?m?1?K?1. 与PEI相比, 复合材料导热系数的增幅约为12倍. 所制备的EG/PEI复合材料均具有良好的散热能力、 较好的热稳定性和较高的储能模量, 是一种综合性能优异的导热材料.