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2010年 第31卷 第3期    刊出日期：2010-03-10

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高等学校化学学报2010年第31卷第3期目次

2010, 31(3):  0. 

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综合评述

仿生智能浸润性表面研究的新进展

杜晨光, 夏帆, 王树涛, 王京霞, 宋延林, 江雷

2010, 31(3):  421-431. 

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简要介绍了固体表面浸润性的概念及近年来的相关理论研究成果, 并概述了自然界中具有特殊浸润性表面的生物体典型实例以及仿生制备的特殊浸润性表面和智能响应表面, 展望了具有特殊浸润性表面的研究方向.

研究快报

非液晶偶氮苯聚酰胺酸的合成与光响应研究

张超慧, 赵晓刚, 刘艳梅, 王策, 张万金

2010, 31(3):  432-434. 

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为了研究和更多了解此类化合物的性质, 本文将3,3′, 4,4′-联苯二酸酐、4,4′-二氨基偶氮苯和4,4′-二氨基二苯醚进行聚合反应, 制备了一系列不同偶氮含量的偶氮非液晶聚合物, 并对其性质进行了表征.

研究论文

手性钌配合物的合成、抗肿瘤活性及其与血清蛋白的相互作用

刘亚楠, 杨芳, 梅文杰, 刘杰, 郑文杰

2010, 31(3):  435-441. 

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合成了手性钌配合物Δ, Λ-[Ru(bpy)₂(pyip)]²⁺, 通过元素分析、核磁共振、质谱和CD光谱对配合物进行了表征. 采用MTT法评价了3种异构体对多种肿瘤细胞株的体外抗肿瘤活性以及对正常细胞的毒性. 结果表明, Δ-[Ru(bpy)₂(pyip)]²⁺的抗肿瘤活性明显优于其异构体, 对A375, SW480, MCF-7和A549的半数抑制浓度低于顺铂. 通过荧光光谱法研究了在生理pH条件下, 手性钌配合物与牛血清白蛋白(BSA)之间的结合作用以及荧光猝灭机制. 依据Scatchard方程测定了结合常数和结合位点数, 根据热力学方程讨论了两者间的主要作用力类型. 结果表明, 钌配合物对牛血清白蛋白的荧光猝灭机制为静态猝灭. Δ-1, 1和Λ-1与牛血清白蛋白的结合常数分别为1.16×10⁵, 5.12×10⁴和3.64×10⁴, 结合位点数均为1, 主要作用力类型是静电作用. 钌配合物在体内能够被血清蛋白存储转运且结合时对蛋白构象无影响.

蚕沙叶绿素锌配合物对DNA的光断裂作用

司利平, 刘晶晶, 史蕾, 王湘利, 张雷, 刘海洋, 计亮年

2010, 31(3):  442-446. 

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利用从蚕沙中提取的叶绿素(CHL)制得了锌叶绿素Z(n-CHL)配合物. 采用紫外-可见光谱、CD光谱和黏度法研究了Zn-CHL与小牛胸腺DNA(ct-DNA)的相互作用, 并采用琼脂糖凝胶电泳研究了光照条件下Zn-CHL对pBR322 DNA的切割能力. 结果表明, Zn-CHL与ct-DNA的作用方式属于外部结合模式, 其结合常数为 2.32×10⁵ L/mol, Zn-CHL在可见光照射下具有切割DNA的能力.

Fe₃O₄和Zn²⁺掺杂型Zn_1-xFe_2+xO₄纳米晶的溶剂热合成和电磁性能

颜爱国, 刘浩梅, 刘娉婷, 郝喜海, 刘跃军

2010, 31(3):  447-451. 

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利用溶剂热法, 在醋酸钠静电保护剂的辅助下, 成功制备出Fe₃O₄和Zn²⁺掺杂型Zn_0.07Fe_2.93O₄纳米晶. 利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等对样品的晶体结构、粒径、形貌和化学组成进行了分析. 结果表明, 所得纳米晶的粒径均匀, 形貌为球形, 分散度好; Zn_0.07Fe_2.93O₄纳米晶的平均粒径(70 nm)明显小于Fe₃O₄(170 nm). 磁性能测量结果表明, 室温下Zn_0.07Fe_2.93O₄的饱和磁化强度(54.2 A·m²·kg^-1)小于Fe₃O₄ (81.6 A·m²·kg^-1). 利用矢量网络分析仪对样品的电磁性能和吸波性能进行了研究. 结果表明, Zn²⁺掺杂型Zn_0.07Fe_2.93O₄纳米晶的吸波性能优于Fe₃O₄, 前者的最大吸收峰(-19.3 dB)大于后者(-9.8 dB), 且吸收峰低于-10 dB的峰宽达2.5 GHz.

高密度、长波长InGaAs量子点材料的制备与表征

李林, 张彬, 李占国, 李梅, 刘国军

2010, 31(3):  452-455. 

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利用MOCVD外延生长技术, 对InAs/GaAs量子点材料的生长参数进行调节, 获得了高密度(~5×1010 cm^-2)的InAs量子点. 室温荧光光谱表明, 覆盖厚度为5 nm的InGaAs(In组分的摩尔分数为12%)低应变层量子点材料的基态发光波长为1.346 μm, 光谱线宽为24 meV. 研究结果表明, 利用较低温度生长InAs量子点, 结合较高In组分的InGaAs低应变层量子点材料可以实现发光波长红移, 有效地改善材料的光学特性.

喷砂-阳极氧化-氟化处理构筑铝合金超疏水表面

周荃卉, 余新泉, 张友法, 李康宁, 陈锋, 顾忠泽

2010, 31(3):  456-462. 

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为研究复合法制备超疏水表面过程中主要工艺参数对表面形貌及超疏水性能的影响, 开发了一种喷砂-阳极氧化复合方法, 在铝合金表面构筑了微米-纳米二级结构, 经氟化处理后获得了超疏水特性. 结果表明, 喷砂处理在铝合金表面通过冲蚀的凹坑构筑出微米结构, 阳极氧化则在铝合金表面通过蜂窝状氧化膜构筑纳米结构. 但单纯构筑粗糙结构或单纯改变表面化学组成均不能在铝合金表面获得超疏水特性. 单纯的微米结构或纳米结构, 即使有低表面能聚合物修饰也不能获得超疏水特性. 只有微米-纳米二级结构和低表面能聚合物的协同作用, 才能有效构筑铝合金超疏水表面. 这种铝合金与水滴接触时, 形成的气阱可减小固体表面与水滴的接触面积, 降低表面与水滴间的热量交换, 从而减缓水分子的凝结, 提高铝合金的抗霜冻性. 同时, 气阱还可有效减缓海水的腐蚀, 提高铝合金的耐海水腐蚀性.

基于线性荧光探针对T4 DNA连接酶的活性分析

刘斌, 羊小海, 王柯敏, 谭蔚泓

2010, 31(3):  463-467. 

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利用线性荧光探针作为核酸连接反应的模板和信号分子, 通过实时监测荧光信号的降低来表征连接产物的生成过程, 从而建立了一种连续、简单且特异性高的T4 DNA连接酶活性分析的新方法, 检出限可达1.2 U/mL; 同时, 该方法还可用于快速考察金属离子和化学药物对酶促反应的影响. 实验结果表明, 该法不仅为灵敏、实时监测核酸连接反应提供了一种简便快捷的非同位素分析方法, 也为开展核酸连接酶活性分析、反应动力学机制探讨和药物快速筛选提供了一种新技术.

离子液体-非极性溶剂微波提取法在人参化学成分研究中的应用

孙硕, 翟玉娟, 孙烨, 张玉璞, 刘贺, 王兴华, 于爱民, 张寒琦

2010, 31(3):  468-472. 

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以离子液体作为微波吸收介质建立了离子液体-非极性溶剂微波提取法, 对人参中的化学成分进行了提取, 并将该法与固体微波吸收介质-非极性溶剂微波提取法、极性溶剂微波提取法以及混合溶剂微波提取法进行了对比. 结果表明, 极性溶剂提取的主要化学成分为极性化合物, 而固体微波吸收介质-非极性溶剂微波提取法与离子液体-非极性溶剂微波提取法相比, 提取所得的化学成分并无明显差别, 说明离子液体是一种较好的微波吸收介质和能量传递材料. 所建立的方法具有提取时间短、操作简单及绿色环保等优点, 又对后期分析无明显影响, 是快速提取化学成分的理想方法.

同位素稀释-超高效液相色谱-串联质谱法测定纺织品中的六溴环十二烷

马强, 白桦, 王超, 席海为, 马微, 周新, 董益阳, 王宝麟

2010, 31(3):  473-478. 

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建立了同时测定纺织品中α-,β-,γ-六溴环十二烷的同位素稀释-超高效液相色谱-串联质谱分析方法. 不同类型的纺织品样品采用加速溶剂萃取法, 以正己烷-丙酮(体积比1∶1)混合液为萃取溶剂, 在10.3 MPa和80 ℃下, 静态循环萃取3次, 每次5 min, 萃取液经ENVI-CarbⅡ/PSA固相萃取柱净化, 收集二氯甲烷-正己烷(体积比2∶3)洗脱液, 采用Waters ACQUITY UPLC BEH Phenyl色谱柱(50 mm×2.1 mm, 1.7 μm), 以甲醇-水为流动相梯度洗脱分离后进行UPLC/MS/MS多反应监测模式下的定性及定量分析. 结果表明, α-,β-,γ-六溴环十二烷的方法定量限为0.5 μg/kg, 在0.5~10 μg/kg浓度范围内, 低、中及高3个添加水平的平均回收率为84.2%~93.7%, 日内精密度均小于10%, 日间精密度均小于12%. 本方法准确快速, 且灵敏度高, 可用于纺织品的实际检验.

问题肝素中多硫酸软骨素杂质的柱前衍生高效液相色谱分析

赵峡, 李广生, 于广利, 王金霞, 王皓, 孙淑萌, 郑晨

2010, 31(3):  479-483. 

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基于肝素和多硫酸软骨素(OSCS)在单糖组成上的差别, 建立了可用于肝素中OSCS检测的柱前衍生高效液相色谱法. 采用3 mol/L三氟乙酸, 将受污染的问题肝素在110 ℃下充氮封管水解4 h, 在碱性条件下与1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮进行衍生化反应, 再采用C₁₈反相色谱柱, 以0.1 mol/L磷酸盐(pH=6.7)缓冲液/乙腈(体积比82∶18)为流动相, 在流速1.0 mL/min、柱温25 ℃及紫外检测波长245 nm的条件下进行液相色谱分析. 结果表明, 肝素和OSCS的单糖色谱峰具有良好的分离度, 测得2批问题肝素中OSCS杂质的质量分数分别为19.6%和28.3%. 该方法具有良好的精密度和重现性, 易于推广, 适合于肝素中OSCS杂质的检测, 并可用于硫酸软骨素A和C与硫酸软骨素B的区分和鉴别.

胆囊组织、组织细胞膜及细胞株的FTIR研究

王健生, 张佳, 吴文安, 段小艺, 王嗣岑, 张明鑫, 周苏娜, 莫非, 徐怡庄, 石景森, 吴瑾光

2010, 31(3):  484-487. 

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研究了不同病理生理状态的胆囊组织、胆囊组织细胞膜及胆囊癌细胞株的傅里叶变换红外光谱的相关性. 结果显示, 与正常组织比较, 胆囊癌组织中脂质相关谱带(2955, 2920, 2870, 2850和1740 cm^-1)与蛋白相关谱带(1550 cm^-1)强度降低; 胆囊癌细胞株中脂质相关谱带与蛋白相关谱带(1550 cm^-1)强度明显增加; 胆囊癌组织细胞膜中脂质相关谱带强度明显增加; 核酸相关吸收谱带强度变化在胆囊癌组织和胆囊癌细胞株中一致, 在细胞膜中消失; I₁₄₆₀/I₁₄₀₀比值在组织、细胞株和细胞膜层面变化一致, 与正常组织相比均有所减少. 结果表明, 与胆囊癌组织相比, 胆囊癌细胞株和胆囊癌组织细胞膜的红外光谱发生了显著变化: 癌组织的脂类和蛋白质的相对含量降低; 癌细胞株的脂质和蛋白相对含量增加; 胆囊癌组织细胞膜的脂质和蛋白相对含量升高. 实验从组织、细胞和细胞膜3个层面阐述了癌变的分子光谱变化. I₁₄₆₀/I₁₄₀₀比值的变化在组织、细胞株和细胞膜层面变化一致, 对此指标的深入研究有望获得一个良好的临床诊断指标.

吡啶类离子液体萃取-氧化脱除含硫化合物

赵地顺, 王亚楠, 段二红, 张娟

2010, 31(3):  488-491. 

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制备了N-丁基吡啶四氟硼酸盐离子液体([BPy]BF₄), 考察了其对含有噻吩和二苯并噻吩的模型油萃取脱硫的效果. 在此基础上以离子液体为萃取剂, 以过氧化氢(质量分数30%)为氧化剂, 研究了其对模型油进行萃取-氧化脱硫的效果, 结果表明, 当V([BPy]BF₄)∶V(Oil)∶V(H₂O₂)=1∶1∶0.4时, 在55 ℃下进行萃取-氧化脱硫30 min, 噻吩和二苯并噻吩的脱硫率分别达到78.5%和84.3%; 将该萃取-氧化体系应用于实际汽油体系, 脱硫率达到56.3%; 对使用过的离子液体进行再生处理, 重复使用4次脱硫率无明显变化.

白骨壤酸性果胶多糖HAM-3-Ⅱb-Ⅱ的结构分析

方旭波, 江波, 陈小娥

2010, 31(3):  492-496. 

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以分离纯化得到的白骨壤酸性多糖HAM-3-Ⅱb-Ⅱ为研究对象, 采用高碘酸氧化-Smith降解、部分酸水解以及甲基化分析等技术对该多糖的结构进行分析. 结果表明, HAM-3-Ⅱb-Ⅱ为典型的鼠李半乳糖醛酸聚糖I 型酸性果胶类多糖, 主链骨架包括: 1,4-连接的α-D-GalpA构成的无分支的半乳糖醛酸聚糖(光滑区)和通过α-D-GalpA的O4位与1,2-和1,2,4-L-Rhap的O2交替相连构成的含有较多分支的鼠李半乳糖醛酸聚糖(毛发区). 由T-、1,6-、1,3,6-、1,4-、1,4,6-D-Galp和T-、1,2-、1,3-、1,5-、1,2,5-、1,3,5-Aaraf聚合成的AGⅠ型阿拉伯半乳聚糖、AGⅡ型阿拉伯半乳聚糖、半乳聚糖以及阿拉伯聚糖, 构成了HAM-3-Ⅱb-Ⅱ的侧链部分, 通过Rha残基的O4位与主链相连.

多壁碳纳米管活化A549细胞核转录子-κB的机制

叶社房, 温雯, 王义芳, 林翠林, 吴艺晖, 张其清

2010, 31(3):  497-501. 

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探讨多壁碳纳米管对人肺上皮细胞A549核转录因子-κB(NF-κB)活性的影响及其活化机制. 不同浓度的多壁碳纳米管作用于A549细胞后, 用活性氧(ROS)敏感探针2′,7′-二氯荧光素二乙酸酯结合流式细胞仪检测细胞内氧化应激状态; 用凝胶电泳迁移率改变这一分析技术检测A549细胞NF-κB DNA结合活性; 用蛋白印迹检测A549细胞NF-κB p65蛋白和IκBα蛋白表达; 用免疫荧光结合共聚焦显微镜观察A549细胞NF-κB p65蛋白的核转位情况. 结果表明, 多壁碳纳米管诱导A549细胞内ROS过量产生和NF-κB DNA结合活性; 同时伴有p65蛋白核移位和IκBα蛋白胞浆降解. 抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)可抑制多壁碳纳米管诱导的A549细胞内ROS产生、NF-κB DNA结合活性、p65蛋白核移位以及IκBα蛋白降解. 结果表明, 多壁碳纳米管可以通过诱导A549 细胞氧化应激机制从而活化核转录因子NF-κB活性.

通过快速定点突变表征人源含硒单链抗体酶的底物结合部位

宋健, 徐俊杰, 魏景艳, 于扬, 孙卫国, 张桂荣

2010, 31(3):  502-506. 

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为了对人源含硒单链抗体酶Se-scFv-B3的底物结合部位和催化基团进行研究, 在理论预测的基础上, 通过快速定点突变法分别在2个理论预测的底物结合部位(位点1和位点2)内选定Ala180和Ala44定点突变为丝氨酸(Ser). 2个突变体蛋白经化学修饰将Ser转变成谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)的催化基团硒代半胱氨酸(Sec)后, 前者的GPX活力达到了Se-scFv-B3的2倍多, 而后者的GPX活力没有明显提高, 这表明位点1可能是主要的底物结合部位, 与理论预测的结果一致.

在镉盐胁迫下扇贝鳃组织应激蛋白的研究

方财王, 黄清育, 凌雪萍, 柯才焕, 黄河清

2010, 31(3):  507-513. 

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采用透射电子显微镜观察了虾夷盘扇贝(Patinopecten yessoensis)鳃组织细胞的超微结构, 发现镉盐能胁迫鳃组织中的腮丝、细胞核和线粒体产生病变. 利用双向凝胶电泳(2D-PAGE)优化分离扇贝鳃组织的全蛋白, 获得约800个蛋白质斑点, 并筛选出37个由于镉盐胁迫而产生的差异蛋白质斑点. 选用基质辅助激光解吸离子化-飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术和数据库检索鉴定差异蛋白, 结果发现7个与镉毒性密切相关的蛋白质, 即热休克蛋白70和β-淀粉酶等上调蛋白质及原肌球蛋白、肌动蛋白和钙活化核苷酸酶1等下调蛋白质. 此外, 还发现转录调节子Crp/Fnr家族为低表达蛋白质, 而ABC转运子为高表达蛋白质. 在这些差异蛋白中, 部分蛋白质适合作为连续监测流动海水中镉污染程度及评价其危害性的蛋白指示物.

2,6-二氧杂双环[3.2.1]辛烷类衍生物的串联合成

金慧娟, 鲁静, 郑宁娟, 吴学

2010, 31(3):  514-519. 

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以2-甲基-4-戊烯-1,2-二醇和芳香醛为原料, 三氯化铟为催化剂, 得到了一系列1,3-二取代2,6-二氧杂双环[3.2.1]辛烷类衍生物. 整个反应采用一锅法, 反应条件简单且产率高. 所有的化合物均用¹H NMR, ¹³C NMR和质谱法进行了表征, 并用NOESY确立了分子的相对构型.

2,3,4-三羟基二苯甲酮与2,1-重氮萘醌-5-磺酰氯酯化反应条件和酯化产物溶解度关系研究

刘陆, 邹应全

2010, 31(3):  520-523. 

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对不同条件下合成的三羟基二苯甲酮酯化215感光剂进行高效液相色谱分析, 确定了产物中各酯化产物的保留时间及其在产物中所占的积分峰面积比. 通过分析, 确认二酯化产物三乙胺盐是影响感光剂溶解度的主要原因. 得到合成感光剂的最优条件: 丙酮和水作溶剂的体积比为85∶15, 三乙胺作催化剂.

四聚噻吩的单层组装及其对气相甲醛的传感性能

刘太宏, 聂云霞, 何刚, 张媛, 丁立平, 房喻

2010, 31(3):  524-529. 

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以荧光活性2,2′∶5′,2″∶5″,2″′-四聚噻吩(4T)为传感元素, 经过化学键合将其单层组装到玻璃基质表面, 得到一种荧光薄膜材料. 研究发现, 光照下固定化4T在空气中易被氧化, 薄膜荧光因而减弱. 然而, 将此薄膜经紫外光照处理1 h后, 薄膜荧光虽然大大减弱, 但不再随着时间发生变化. 气态甲醛的存在会显著敏化薄膜荧光, 在原荧光发射的短波方向(464 nm)产生新的荧光发射. 该处荧光强度随着气相甲醛浓度增大而增强. 特别需要指出的是, 常见酸、碱和溶剂对甲醛传感均不产生明显影响, 而且传感过程完全可逆. 据此, 认为该薄膜在甲醛气相检测中有可能获得应用.

CuPc(COOH)₈-SA/CuTAPc-CS双极膜的制备及表征

陈日耀1, 陈震, 郑曦, 陈晓, 倪世茂, 尤春满

2010, 31(3):  530-536. 

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分别用八羧基铜酞菁[CuPc(COOH)₈]和四氨基铜酞菁(CuTAPc)改性海藻酸钠(SA)阳膜层和壳聚糖(CS)阴膜层, 制备了CuPc(COOH)₈-SA/CuTAPc-CS双极膜. 实验结果表明, 经八羧基铜酞菁和四氨基铜酞菁改性后, 促进了双极膜中间层水的解离, 增大了阳离子交换膜层和阴离子交换膜层的离子交换容量及H⁺和OH^-的透过率. 与Fe³⁺改性的Fe-SA/mCS双极膜相比, CuPc(COOH)₈-SA/CuTAPc-CS双极膜的阻抗、电阻压降(即IR降)和溶胀度降低. 当电流密度高达120 mA/cm²时, CuPc(COOH)₈-SA/CuTAPc-CS双极膜的IR降仅为0.9 V.

缓蚀剂膜抑制腐蚀介质扩散行为的分子动力学模拟

刘林法, 刘金祥, 张军, 尤龙, 于立军, 乔贵民

2010, 31(3):  537-541. 

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采用分子动力学模拟方法研究了4种腐蚀介质粒子(H₂O, H₃O⁺, HS^-和Cl^-)在6种不同烷基链长的1-(2-羟乙基)-2-烷基-咪唑啉缓蚀剂膜中的扩散行为. 计算了腐蚀介质粒子在不同缓蚀剂膜中的扩散系数、膜的自由体积分数、粒子与膜的相互作用能等, 并对缓蚀剂膜抑制腐蚀介质粒子扩散行为的微观机理进行了分析. 计算结果表明, 6种缓蚀剂膜均可有效阻碍腐蚀介质粒子向金属表面的扩散, 从而达到抑制或延缓腐蚀的目的; 随烷基链长的增加, 缓蚀剂膜对腐蚀介质粒子扩散行为的抑制能力逐渐增强; 同种缓蚀剂膜对正负离子H₃O⁺, HS^-和Cl^-比对中性的H₂O分子具有更强的扩散抑制能力.

离子液体[emim]Br熔点的分子动力学模拟

冯海军, 周健, 钱宇

2010, 31(3):  542-547. 

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运用分子动力学模拟, 采用直接加热法和微正则(NVE)系综法计算离子液体[emim]Br的熔点, 以期获得较好的熔点预测方法. 直接加热法通过分析体系的非键合能、密度、径向分布函数、扩散系数和平动序参数随温度的变化关系判断熔点; NVE系综法则通过获得固液共存体系判断熔点. 直接加热法中, 体系易出现过热问题; NVE系综法则能有效克服过热问题, 是在模拟研究中应优先选择的离子液体熔点预测方法.

离子液体中树脂催化转化果糖为5-羟甲基糠醛

杜芳, 漆新华, 徐英钊, 庄源益

2010, 31(3):  548-552. 

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开发了以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)为溶剂, 固体酸离子交换树脂NKC-9为催化剂转化果糖为5-羟甲基糠醛的绿色工艺. 在此催化体系中, 100 ℃下反应10 min时5-HMF的产率达到78.0%, 其反应时间远远小于已有文献报道的长达数小时的反应时间. 在此催化体系中, 果糖起始浓度的增加对5-HMF产率影响不大, 因而此工艺同样适用于处理高浓度的果糖溶液. 离子液体[BMIM]Cl和树脂组成的催化体系可以循环使用, 经过9次重复使用后仍能保持稳定的催化活性.

大环炔基噻吩衍生物的结构和UV-Vis光谱的理论研究

黄双, 任爱民, 李卓, 赵杨, 闵春刚

2010, 31(3):  553-558. 

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用DFT 和TDDFT方法对大环炔基噻吩衍生物的结构和UV-Vis光谱进行了理论研究. 对分子不同的对称性结构(C₁, C₅, C_5v)进行了优化, 得到了稳定的几何构型.以优化构型为基础计算了分子的UV-Vis光谱, 结果表明, C₅,C_5v对称性下丁基取代的分子构型(C[3T_DA]₅-Bu)都是较稳定的; 当分子构型具有C₅对称性时, 得到的光谱数据与实验值符合的较好. 对于大环噻吩C[3T_DA]₅衍生物, 性质相同取代基的体积大小及分子对称性都将影响结构的稳定性.

磷酯酰乙醇胺与硬脂酸和十八醇二元混合体系单层膜的热力学特性和AFM观测

常怡光, 孙润广, 郝长春

2010, 31(3):  559-565. 

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利用表面压力-平均分子面积(π-A)曲线的关系, 分别研究了在水/空气界面上形成的磷酯酰乙醇胺(PE)与硬脂酸(SA)和十八醇(OD)二元混合体系的热力学特性. 根据对弹性模量(C_S^-1)、过量分子面积(A_ex)以及表面过量吉布斯自由能(ΔG_ex)等热力学参数的数据计算, 定量分析了混合单层膜分子之间的相互作用. 实验结果表明, PE/SA和PE/OD单层膜两种组分之间摩尔比对其热力学参数有影响. 热力学分析表明, 在X_SA=0.2, 0.8和X_OD=0.8处, PE/SA和PE/OD二元混合体系的热力学参数[过量分子面积(A_ex)和表面过量吉布斯自由能(ΔGex)]相对理想状态均表现为负偏差作用, 说明分子之间的作用为引力作用. 相反, PE/OD二元体系在X_OD=0.2, 0.4, 0.6处, 表现为正偏差作用, 这说明分子之间的作用为斥力作用. AFM观测为PE/SA和PE/OD单层膜热力学特性的理论分析提供了有力的支持.

棒-棒二嵌段共聚物自组装行为的自洽场研究

韩向刚, 张程祥

2010, 31(3):  566-570. 

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利用格子自洽场模型, 模拟了棒-棒二嵌段共聚物熔体系统的自组装行为, 并与线-棒二嵌段共聚物系统性质进行了对比. 结果表明, 棒-棒二嵌段共聚物系统的有序无序转变临界点低于线-棒二嵌段共聚物系统的相变临界点. 通过模拟计算, 发现薄层交叠柱状相、柱状相、层状相和Z形层状相4种稳定的有序形貌. 薄层交叠柱状相和柱状相仅在有序无序转变曲线的边缘位置出现, 层状相也仅存在于有序无序转变临界点上面的一小块区域内, 而稳定的Z形层状结构则占据了相图中较强相互作用的大部分区域.

对甲苯磺酸掺杂聚(苯胺/中性红)复合物的乳液聚合法制备及电化学电容行为

徐海丽, 曹琪, 王先友, 陈权启, 廖丽

2010, 31(3):  571-576. 

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以对甲基苯磺酸(TSA)为掺杂剂和乳化剂, 过硫酸铵(APS)为引发剂, 采用现场乳液聚合方法合成了对甲基苯磺酸掺杂聚(苯胺/中性红)复合材料(TSA-PANI/PNR). 利用X射线衍射(XRD)和电子扫描显微镜(SEM)对共聚物复合材料的结构和形貌进行了分析和表征. 以此复合材料为活性物质制备电极, 以l mol/L H₂SO₄水溶液为电解液组装超级电容器, 通过恒电流充放电、循环伏安和交流阻抗等技术研究了其电化学性能. 研究结果表明, TSA-PANI/PNR电极具有比TSA/PANI更优良的电化学性能. 扫描速度为1 mV/s的循环伏安曲线计算结果表明, 其单电极比电容可达到1350 F/g, 而TSA/PANI在相同的扫速下其单电极比电容仅为1038 F/g; 在5 mA放电电流下, TSA-PANI/PNR组装的电容器首次充放电比电容可达到348 F/g, 1000次循环后容量保持87%.

聚丙烯酰胺/水溶性酚醛交联反应机理的模拟

倪涛, 黄光速, 郑静, 高品, 陈猛猛

2010, 31(3):  577-582. 

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采用密度泛函、分子力学和分子动力学等方法从交联反应热力学、动力学等方面研究了聚丙烯酰胺/水溶性酚醛体系的交联机理. 以丙酰胺(PA)和(2,4,6)-三羟甲基苯酚(THP)为模型化合物, 采用密度泛函方法分别计算了体系中所有可能发生反应的吉布斯自由能和反应能垒. 研究结果表明, PA/THP共缩合与THP自缩合反应在热力学上都具有自发性. 其中, PA/THP邻位共缩合反应的能垒最小, 仅64.54 kJ/mol, 因此该反应的活性最大. 构建了聚丙烯酰胺/THP体系的交联网络模型, 模拟计算得到参予交联反应的—CONH₂为其总量的60%. 对交联产物进行X射线光电子能谱测试, 结果表明, 交联产物中仲胺含量与伯胺含量之比约为1.5∶1, 从而证实了模拟结果.

1,3-二苯基-2-吡唑啉纳米带的制备及其光波导性质

陈伟, 付红兵, 姚建年

2010, 31(3):  583-587. 

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以1,3-二苯基-2-吡唑啉(DP)为目标化合物, 利用再沉淀方法, 以混合溶剂作为不良溶剂, 制备了形貌均一、宽度约2 μm、厚度200 nm和长度数十微米的一维纳米带状结构. 选区电子衍射结果证实, DP分子在纳米带中因为强的分子间π-π相互作用而沿着晶体[100]方向优势生长. 稳态光谱结果表明, DP纳米带具有不同于分子和体相材料的介观特性. 由于J-聚体在DP纳米带中优势形成, 其480 nm的发射峰与分子和体相材料相比分别红移了30和20 nm. 利用扫描近场光学显微镜进一步发现, 一维DP纳米带类似于天然的亚波长尺度谐振腔, 紫外激发DP分子发射的荧光被限域在DP纳米带中, 沿一维方向传导并在两端耦合输出.

碳纳米管的水热-模板合成及在锂离子电池中的应用

冯红彬, 温珍海, 李景虹

2010, 31(3):  588-591. 

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结合模板技术与水热法合成了具有管端开口结构的碳纳米管. 采用X射线衍射与电镜对该碳纳米管进行了结构与形貌的表征. 电化学测试结果表明, 相对于气相沉积法合成的多壁碳纳米管, 该方法合成的碳纳米管具有更高的比容量和更好的循环性能.

新型有机-无机杂化碱性介孔材料的合成——空间位阻对催化性能的影响

邵艳秋, 王虹苏, 管景奇, 于小芳, 刘恒, 阚秋斌

2010, 31(3):  592-596. 

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通过直接合成方法制备了2个二级胺功能化的SBA-15型有机-无机杂化碱性介孔材料. 粉末X射线衍射分析、氮气吸附-脱附和透射电镜表征表明, 合成的材料保持了SBA-15的有序介孔孔道结构, 而热重、红外光谱和元素分析表明有机功能团被成功引入. 在对硝基苯甲醛和丙酮的羟醛缩合反应中, 相对于一级胺功能化的材料, 二级胺功能化的SBA-15展示了极大改进的催化活性, 这可能是由于具有更大空间位阻效应的有机功能团的引入导致了碱性胺中心催化活性增强.

非共价键自组装制备聚对苯撑乙炔/聚丙烯酸水溶性荧光纳米粒子及其光物理行为研究

卢晓梅, 范曲立, 张广维, 浦侃裔, 黄维

2010, 31(3):  597-601. 

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通过功能化聚对苯撑乙炔(含羟基与氨基)和聚丙烯酸之间的非共价键自组装制备了一系列含共轭聚合物的水溶性荧光纳米粒子, 并进行了相关结构和光学性质表征. 研究表明, 纳米粒子的大小和聚丙烯酸/聚对苯撑乙炔质量比直接相关. 光物理性质研究表明, 形成水溶性纳米粒子后, 疏水的聚苯撑乙炔链在纳米粒子中易于形成π-链间聚集, 其光物理性质与其在薄膜态时相似.

新型超支化聚(芴-co-吡啶并[3,2-b]吡嗪)共聚物的合成与发光性能

周鹏, 王晶禹, 李小东

2010, 31(3):  602-606. 

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合成了新型三溴代的含有吡啶并[3,2-b]吡嗪的化合物, 通过Suzuki缩聚反应合成了以吡啶并[3,2-b]吡嗪为核, 以9,9-二辛基芴为枝的超支化共聚物. 该共聚物在甲苯和四氢呋喃等有机溶剂中具有较好的溶解性能. 采用共聚物制备了结构为ITO/PEDOT/polymer/Ca/Al的发光器件, 其中基于共聚物PFPQ-2的器件在电流密度为3.8 mA/cm²时得到蓝光发射, 最大外量子效率为1.29%, 最大亮度为1173 cd/m², 色坐标为(0.16, 0.11).

己内酯和2,2-二羟甲基丁酸共聚酯的非等温结晶动力学研究

祝明, 李亚鹏, 汤军, 王书唯, 王静媛

2010, 31(3):  607-611. 

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采用示差扫描量热仪(DSC) 研究了具有生物相容性及可降解性P(BHB-CL)超支化共聚酯的非等温熔融结晶过程, 分别采用Avrami 方程、Ozawa 方程和Mo方程对P(BHB-CL)共聚酯的非等温动力学数据进行比较分析, 计算了相关的非等温结晶动力学参数, 并利用Kissinger方程计算其非等温结晶活化能. 结果表明, Mo方程更适合描述P(BHB-CL)共聚酯的非等温结晶过程.

溶剂对脂肪酶降解高分子量PBS及改性共聚物的影响

张敏, 丁明亮, 张婷, 杨金明

2010, 31(3):  612-615. 

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采用固定化脂肪酶分别在四氢呋喃(THF)、甲苯及THF和甲苯的混合溶剂体系中, 对高分子量的PBS及PBS/CHDM共聚物进行了催化降解, 用GPC测定了降解产物的分子量, 用质谱(MS)对降解产物进行了分析, 用FTIR表征了产物化学结构. 研究结果表明, 在脂肪酶的作用下, 对M_n在10⁵以上的PBS, 在THF体系中可降解到1.4×10⁴, 而在甲苯体系中可降解到4×10⁴; 但在THF和甲苯的混合体系中, 可将M_n 10⁵以上的PBS和PBS/CHDM共聚物都可降解为0.1×10⁴以下的原料单体、一至四环状低聚物及少量线型低聚物. 分析了水含量对酶解反应的影响.

用于透射电子显微镜表征的单层纳米晶/聚合物复合薄膜的制备

姚晰, 董凤霞, 吴杰, 宁杨, 张皓

2010, 31(3):  616-622. 

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为了提高纳米晶的TEM表征质量, 通过在水/气两相界面上铺展纳米晶/聚合物复合单层膜的方法, 制备了质量较高的TEM样品. 对于水相纳米晶采用表面活性剂再包覆的方法, 将其转移到油相. 与传统制样方法(尤其是水相合成纳米晶)相比, 嵌入聚合物膜中的纳米晶更容易分散(受到空间位阻与分子间弱相互作用等因素的影响), 并且聚合物膜可以自支持在空的铜网上, 从而提高了TEM照片的清晰度. 研究了系统中聚合物、纳米晶、表面活性剂和溶剂的种类及配比关系对于样品和成像质量的影响, 结果表明, 该方法对各种金属及半导体纳米晶的TEM表征具有一定的普适性.

氮化硼纤维先驱体的制备与表征

邓橙, 宋永才, 王应德, 李义和, 雷永鹏

2010, 31(3):  623-628. 

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以三氯环硼氮烷为原料, 将其与正丙胺/异丙胺进行共取代反应, 制得了不同结构的取代单体, 再经热聚合反应获得了相应的聚硼氮烷先驱体. 通过分析不同正丙胺/异丙胺配比制得的聚合产物的组成与结构, 探讨了不同单体的胺基取代基对先驱体的聚合反应性及对产物结构的影响. 结果表明, 当正丙胺/异丙胺摩尔比为2∶1, 聚合温度为150 ℃, 反应时间为10 h时, 合成产物具有近似线性分子结构, 熔点为90 ℃, 具有良好的成丝性, 可获得平均直径10~20 μm, 组成为BC_1.27N_1.52H_x的先驱体纤维, 先驱体纤维再经不熔化处理及1200 ℃氨气高温煅烧等工艺可获得近化学计量比的氮化硼纤维.