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2025年 第46卷 第10期    刊出日期：2025-10-10

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高等学校化学学报2025年第46卷第10期封面和目次

2025, 46(10):  1-4. 

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研究论文: 无机化学

SrAl₂O₄@SiO₂核壳结构复合物的制备及发光耐水解性能

付佳霖, 朱玉凤, 杨开元, 郭永梅, 卢燕, 姚同杰

2025, 46(10):  20250214.  doi:10.7503/cjcu20250214

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为解决碱土铝酸锶(SrAl₂O₄)易水解而导致晶体结构破坏的难题， 以乙二醇作为非水反应介质， 采用液相沉积法对碱土铝酸锶长余辉发光粉进行SiO₂层包覆. 该反应在无水环境中进行， 从源头上避免了包覆过程中SrAl₂O₄水解副反应的发生. 通过系统的工艺优化研究确定了最佳包覆条件： 反应溶液pH=11.0、 反应温度为80.0 ℃、 反应时间为2.0 h及Na₂SiO₃质量为碱土铝酸锶的6.0%. 在此条件下， 在碱土铝酸锶表面构筑了厚度为60 nm的致密SiO₂包覆层. 透射电子显微镜和X射线衍射等研究结果表明， SiO₂包覆层结构完整均匀， 且未改变碱土铝酸锶的晶体结构. 荧光光谱仪及耐水解性能测试结果表明， 经包覆处理的碱土铝酸锶材料在发光强度仅降低9.0%的前提下， 耐水性显著提升， 经6 h水洗后仍保持良好的发光强度. 热重分析结果表明， 核壳复合物经800 ℃高温处理后质量保留率达93.7%. 本文研究结果为碱土铝酸锶长余辉发光粉改性， 特别是无水环境中壳层的包覆提供了新方法， 并为其在消防领域的应用创造了条件.



有机化学

可见光催化烯烃的硅酰基化反应

姬宝宝, 王智香, 刘艳, 曹佳

2025, 46(10):  20250202.  doi:10.7503/cjcu20250202

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硅硼化物作为硅自由基前体在有机合成中备受关注， 已成为研究热点. 本文发展了在可见光催化下实现硅硼化物和酰基氮盐对烯烃的三组分双官能化反应， 合成了一系列高附加值含硅的酮化物. 通过机理实验和理论计算研究发现， 光催化下碱/硅基硼酸酯络合物与酰基氮盐进行单电子转移， 继而产生的硅基自由基和酰基盐自由基阴离子依次与烯烃偶联， 最终生成在β位有硅烷基的酮类化合物. 该方法具有良好的官能团耐受性、 温和的反应条件和广泛的底物适用范围.



异吲哚啉酮类ERK抑制剂的设计、合成及初步生物活性研究

张灵芝, 鞠秋荣, 管哲, 朱启华, 张婷婷, 杨诗勤, 徐云根

2025, 46(10):  20250123.  doi:10.7503/cjcu20250123

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以ERK抑制剂EK-I-22和MK-8353为先导化合物, 利用药效团融合策略, 设计合成了14个异吲哚啉酮类目标化合物. 初步的药理活性测试结果显示, 化合物19a(IC₅₀=16 nmol/L), 19b(IC₅₀=15 nmol/L), 19e(IC₅₀= 20 nmol/L), 27a(IC₅₀=19 nmol/L)和27b(IC₅₀=56 nmol/L)对ERK2激酶具有较好的抑制活性, 其中化合物27b对 4种人肿瘤细胞(Colo-205, A375, A2058和HT-29)均具有一定的抑制活性.



化学生物学

DNA链二级结构调控链置换反应设计策略

李子慕, 汤雨晴, 程嘉宁, 孙晨蕴, 吕慧, 左小磊

2025, 46(10):  20250174.  doi:10.7503/cjcu20250174

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对DNA置换反应的输入单链引入多种不同类型的自身互补结构, 以改变其自由能及构象, 探究了不 同结构对链置换反应速率的影响. 研究发现, 链置换反应速率随互补结构长度的增加而减慢. 这一现象在立足点区域设计互补结构的效果比干区形成互补结构更为明显. 在链置换反应的输入链中引入二级结构, 对DNA链置换反应速率产生不同程度的降低, 甚至阻止反应进行. 最后, 阐释了二级结构影响链置换反应速率的机制, 为扩宽DNA链置换反应的时域调控能力, 并提升其DNA分子计算、 生物传感等领域的应用提供了 新思路.



化学酶法解析乳腺癌细胞治疗性早衰进程中线粒体蛋白质O⁃GlcNAc修饰时序性改变

蒋馨雅, 马起乐, 程洪英, 刘寅, 黄煌, 赵然, 刘宇博, 仲小敏

2025, 46(10):  20250121.  doi:10.7503/cjcu20250121

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细胞早性衰老与线粒体功能障碍密切相关. 本文以阿霉素诱导乳腺癌细胞MCF-7构建了治疗性早性衰老细胞模型， 采用基于Gal-T1酶(Y289L)的化学酶法标记早衰进程中多个时间点的MCF-7细胞线粒体 O-GlcNAc糖蛋白质组， 通过点击化学反应正交捕获线粒体糖蛋白， 利用LC-MS/MS进行非标定量蛋白质组学分析， 研究了细胞早性衰老进程中线粒体O-GlcNAc糖蛋白的时序性定量变化， 并对其进行了生物学功能富集解析， 以寻找参与调控乳腺癌细胞早性衰老的线粒体O-GlcNAc修饰蛋白， 从而解析线粒体O-GlcNAc糖基化调控细胞早性衰老的机制.



物理化学

噻二唑基稀土金属有机骨架高效催化CO₂环加成反应

郭井鹏, 张航川, 魏娜, 王舒, 姜宏波, 赵震

2025, 46(10):  20250196.  doi:10.7503/cjcu20250196

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利用含有噻二唑基团的四羧酸配体5,5′-(苯并噻二唑-4,7-二取代)-间苯二甲酸(H₄BTDI)与稀土金属硝酸盐, 通过溶剂热法合成了一系列异质同晶的新型三维稀土金属有机骨架(MOFs)材料[RE₄(BTDI)₃(DMF)₄]·solv(RE-BTDI, RE=Er, Dy, Y). 通过Py-IR和NH₃-TPD测试证实了RE-BTDI结构的稀土金属节点可作为Lewis酸性位点, 同时通过配体引入的噻二唑基团作为极性位点可提升材料的CO₂吸附性能, 在二者的协同下, RE-BTDI对CO₂和系列环氧化物的环加成反应展示出良好的催化活性. 在80 ^oC， 1MPa CO₂条件下, 用0.1%(摩尔分数)的Er-BTDI催化CO₂与氧化苯乙烯的环加成反应, 反应5 h后苯乙烯环状碳酸酯的产率均可达到90%, 并且在循环催化5轮后, 催化活性和催化剂结构均无明显改变. 此外, 对于其它环氧化物, 在较温和的催化条件下使用RE-BTDI， 相应环状碳酸酯产物的产率可达到92.5%~99.0%.



发展可极化键偶极模型快速预测环肽分子构象稳定性

郑笑函, 祝佳怡, 李晓蕾, 郝强, 王长生

2025, 46(10):  20250173.  doi:10.7503/cjcu20250173

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环肽分子具有独特的结构稳定性、 多样的生物活性和良好的靶向性， 是药物研发的重要先导化合物. 快速准确预测环肽构象稳定性， 不仅有助于揭示蛋白质错误折叠的分子机制， 还可为靶点识别与干预提供理论依据， 对理性设计结构稳定、 活性优良的环肽类药物具有重要意义. 本文将环肽分子中主链上C=O, N—H, C ^α —H化学键和侧链上C—O， O—H化学键视为键偶极， 使用固有偶极-固有偶极作用描述体系中的静电作用， 使用固有偶极-诱导偶极作用以及诱导偶极-诱导偶极作用描述极化作用， 并引入键长、 键角和二面角作用项描述成键作用， 从而将可极化偶极-偶极作用模型发展为可预测环肽分子不同构象相对稳定性的分子力场势函数. 将所得势函数应用于数据库中9个环肽分子共计33个不同构象， 快速计算其构象能， 并与高精度DLPNO-MP2/aug-cc-pVTZ方法和可极化分子力场AMOEBA方法计算所得构象能进行比较. 结果表明， 相对于DLPNO-MP2/aug-cc-pVTZ方法的环肽分子构象能， 本文方法的线性相关系数R²=0.9784， 均方根偏差RMSE=13.43 kJ/mol， 略优于AMOEBA方法（R²=0.9682， RMSE=16.28 kJ/mol）. 对环肽分子的结构优化和频率计算结果进一步表明了本文方法的合理性. 相较于AMOEBA可极化分子力场方法， 本文方法显著降低了静电作用项数.



铜-钛硅分子筛协同催化低温甲醇水蒸气重整反应

卢庆, 陈雪, 刘园园, 王菲, 脱永笑, 赵浩扬, 伊晨雪, 穆涛洋, 徐少飞, 秦浩田, 冯翔, CHEN De

2025, 46(10):  20250167.  doi:10.7503/cjcu20250167

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低温甲醇水蒸气重整制氢技术(L-MSR)是解决当前氢能源可持续性和氢源分布不均的重要途经之 一. 本文研究了铜负载于不同Ti配位形式的钛硅分子筛(Cu/TS-1)催化剂在低温甲醇水蒸气重整制氢反应中 的性能, 并结合X射线光衍射仪(XRD)、 透射电子显微镜(TEM)、 氨气程序升温脱附测试(NH₃-TPD)和CO₂程序升温脱附测试(CO₂-TPD)等表征方法, 揭示了铜与骨架钛之间的协同吸附作用显著提高了催化剂的低温 活性和稳定性. 结果表明, 在常压、 240 ℃、 水醇比为2的条件下, Cu/TS-1催化剂表现出148.4 mmol·g^-1·h^-1 的氢气产率, 单位质量铜的活性为891 mmol·g^-1·h^-1, 是共沉淀法合成Cu/ZnO催化剂单位铜质量活性 (约621 mmol·g^-1·h^-1)的1.4倍. 在构效关系分析中发现, 骨架钛的引入增加了分子筛表面的弱酸性位点, 改善了铜纳米颗粒的分散性及其与钛硅分子筛表面的相互作用. 此外, 骨架钛与铜纳米颗粒之间的相互作用有利于形成丰富的双配位CO₂吸附位点, 优化了MSR反应中甲酸中间体的吸附构型, 从而显著提升了甲酸关键中间体的分解速率, 最终使Cu/TS-1催化剂具备了优异的低温制氢活性.



热激活延迟荧光敏化荧光薄膜激发态弛豫：受体跃迁偶极矩的关键作用

杜敏, 郭子龙, 马骁楠, 杨文胜

2025, 46(10):  20250161.  doi:10.7503/cjcu20250161

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在热激活延迟荧光（TADF)敏化荧光（TSF）体系中， 受体跃迁偶极矩（TDM）对激发态弛豫路径的影响尚不明确. 本文通过构建受体TDM差异显著的TSF薄膜—双[4-(9，9-二甲基-9，10-二氢吖啶)苯基]硫砜/1，3，5，7-四甲基-8-苯基-氟硼二吡咯（DMAC-DPS/TMePh-BDP）与双二苯胺基苯基蒽醌/2，4-双[4-(二乙氨基)-2-羟基苯基]方酸[AQ(PhDPA)₂/DiEA-SQ]， 利用稳态/瞬态荧光技术探究了模型体系的激发态弛豫路径. 结果表明， TDM较大的DiEA-SQ通过增强光谱重叠积分扩大Förster半径（R₀）， 从而有效抑制了Dexter能量转移（DET）. 值得注意的是， 高TDM受体虽可抑制DET导致的无辐射弛豫， 但其光致发光量子产率因自吸收（SA）效应而显著降低. 研究发现， 提升受体TDM是增强Förster共振能量转移（FRET）效率并抑制DET的有效策略， 但需设计具有更大斯托克斯位移的受体分子或结合光学结构以抑制SA效应. 这种机理层面的理解为TSF发光器件的设计提供了理论支撑.



高效一维豆荚状NiFe₂O₄-Ni _x Fe_1－x S异质结构电催化剂的制备及析氧反应性能

陈红, 张杭, 付思雨, 张鑫, 牟佳佳

2025, 46(10):  20250156.  doi:10.7503/cjcu20250156

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针对析氧反应（OER）催化剂活性低、 反应速率差的问题， 构建纳米异质结催化剂是提升析氧反应动力学性能的高效方法. 本文通过静电纺丝结合硫化煅烧两步法， 设计并制备了一种一维豆荚状NiFe₂O₄-Ni _x Fe_1－x S异质结构. 通过调控硫化温度（350~550 ℃）， 优化了NiFe₂O₄-Ni _x Fe_1－x S的异质界面结构与组分协同效应. 结果显示， 在450 ℃的硫化样品（NiFe₂O₄-Ni _x Fe_1－x S-450）中， Ni _x Fe_1－x S纳米片均匀负载于NiFe₂O₄纳米棒表面， 形成稳定的异质界面， 并伴随Fe²⁺/Fe³⁺， Ni²⁺/Ni³⁺多价态共存及氧空位富集. 电化学测试结果表明， 该材料在 1 mol/L KOH中展现出优异的析氧性能： 在10和50 mA/cm²电流密度下的过电位分别为344和396 mV， Tafel斜率低至40.7 mV/dec， 同时电化学活性面积有所提升. 该材料性能提升的主要机制为： 异质界面处的电子再分布促进了活性位点暴露， 氧空位加速了电荷转移， 而一维豆荚结构增强了传质效率与结构稳定性.



MIL-101(Cr)基膜材料的制备及双氯芬酸钠去除性能

胡晓静, 谢晶晶, 张雨昕, 张郁涵, 黄晓辉

2025, 46(10):  20250153.  doi:10.7503/cjcu20250153

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以一种结构稳定的MOFs材料MIL-101(Cr)为吸附剂， 以高分子化合物聚丙烯腈（PAN）为载体， 制备了一种通过减压抽滤即可高效去除水溶液中双氯芬酸钠的MOFs混合基质膜材料MIL-101@PAN. 研究表明， 所制备的膜材料具有疏松多孔的结构， 膜厚度约为14 μm， 而且随着MOFs含量的增加， 膜材料的性能得到明显提高. 其中， 当MIL-101(Cr)与PAN的质量比增加至2∶5时， 所制备的膜材料MIL-101@PAN-2对双氯芬酸钠的去除效果最佳， 特别是对20 mg/L双氯芬酸钠水溶液中双氯芬酸钠的去除效率可达95.59%， 而且经5次循环使用后， 去除效率仍保持在75%以上. 此外， 在含有与双氯芬酸钠等浓度（20 mg/L）的Na⁺， K⁺和NH₄⁺的混合溶液中， 该膜材料依然可以保持90%以上的去除效率.



Pd/Zr-MOFs催化剂中Pd电子密度与粒径对糠醛低温加氢反应路径的影响

王春花, 侯海洋, 刘颖雅, 丁海, 刘涛, 和淑文

2025, 46(10):  20250138.  doi:10.7503/cjcu20250138

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以一系列相同拓扑结构的Zr基金属有机框架(MOFs)材料为载体, 采用过量浸渍法制备了Pd/UiO-66, Pd/UiO-66-NH₂及Pd/UiO-67-bpydc催化剂. 研究了载体中不同含氮配体对Pd颗粒尺寸、 电子密度以及糠醛加氢路径的影响. X射线光电子能谱(XPS)、 CO探针红外光谱(CO-FTIR)及透射电子显微镜(TEM)等表征结果表明, 不同含氮配体与Pd颗粒间存在强度各异的相互作用, 这种相互作用不仅调控了Pd颗粒的尺寸, 还对Pd电子密度产生了显著的影响. 催化反应结果表明, 不同的含氮配体导致催化剂的活性及产物选择性呈现明显差异, 从活性角度看, 金属与不同载体间适度的键合作用有利于提升Pd/Zr-MOFs催化剂的活性, 而过强的相互作用则会抑制其催化活性. 在选择性方面, Pd电子密度是影响糠醛加氢路径选择性的关键因素. 具体而言, UiO-66-NH₂中的的氨基氮及UiO-67-bpydc中的联吡啶氮促进了Pd颗粒的分散, 还促进了UiO-66-NH₂及 UiO-67-bpydc与Pd颗粒之间的电子转移. 对于电子密度较大的Pd/UiO-67-bpydc及Pd/UiO-66-NH₂催化剂, 糠醛优先通过侧链醛基(C=O)进行加氢; 而对于电子密度较小的Pd/UiO-66催化剂, 糠醛则优先通过呋喃环 C=C双键加氢.



构筑镧基耐蚀膜助力水系锌电池实现超长循环寿命

苟蕾, 孙爱红, 梁凯, 王延静, 樊小勇, 李东林

2025, 46(10):  20250105.  doi:10.7503/cjcu20250105

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在锌负极表面生长的镧基耐蚀膜(LaCRF)有效降低了锌离子的成核过电位, 显著抑制了锌枝晶、 基体腐蚀和副产物的生成. 电化学性能测试结果表明, 采用Zn@LaCRF改性的对称电池在电流密度为2 mA/cm²， 面容量为1 mA·h/cm²的条件下展现出超过3000 h的循环稳定性和较小的极化现象; 在Zn@LaCRF||Cu半电池中, 循环次数超过800次; Zn@LaCRF||MnO₂全电池在1.8 A/g电流密度下经过2000次循环后, 容量保持率高达91.9%.



高分子化学

球形二氧化硅微粒表面特性调控对电子封装用环氧树脂复合材料性能的影响

张丽丽, 胡海军, 李厚文, 聂兴成, 李斌, 张海琳, 胡乔巨, 郑德州, 张国庆, 井金峰, 刘文星, 高长有

2025, 46(10):  20250145.  doi:10.7503/cjcu20250145

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系统研究了硅烷偶联剂(SCA)界面改性对二氧化硅微粒/环氧树脂复合材料性能的影响. 通过表面能谱分析验证了硅烷偶联剂在二氧化硅微粒表面的成功接枝， 并制备了高填料含量(质量分数， 50%)的环氧树脂基封装膜， 对比了SiO₂改性前后所得复合材料的综合性能. 研究结果表明： 由于环氧基团参与树脂交联反应， γ-(2，3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)显著提升了界面结合强度， 对应复合材料的玻璃化转变温度(170.38 ℃)、 导热系数(0.15 W/mK)及拉伸强度(102.79 MPa)均最高； 由于苯环的疏水性与共轭效应， N-苯 基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(KBM-573)赋予复合材料最大的水接触角(114.9°)， 但力学性能略低； 由于氨基极性， γ-氨丙基三甲氧基硅烷(KH-540)改性体系导致材料介电性能与疏水性改善有限. 研究结果表明， 改性二氧化硅微粒对“力学-热学-电学”性能具有协同作用， 为电子封装材料的性能定向优化提供了理论依据.



海绵状氧化石墨烯/聚乙二醇复合相变材料的制备及性能

蔡磊, 李立哲, 李昊, 蔡畅, 李铁虎

2025, 46(10):  20250035.  doi:10.7503/cjcu20250035

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针对现有复合相变材料(Composite phase change material, CPCM)中载体质量较大且导热性能不佳的问题， 采用改进的Hummers方法制备了氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)胶体溶液， 并通过冷冻干燥技术进一步制备成具有多孔结构的海绵状氧化石墨烯(Sponge-like graphene oxide, SLGO). 以SLGO为载体， 聚乙二醇(Polyethylene glycol, PEG)为相变介质， 通过真空浸渍结合超声辅助工艺， 制备了SLGO/PEG复合相变材料. 采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、 扫描电子显微镜(SEM)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 X射线衍射(XRD)、 差示扫描量热法(DSC)和激光导热等表征技术分析了复合相变材料的微观结构和热物理性能. 研究结果表明， PEG在SLGO孔隙中的有效填充和片层吸附作用不仅显著增大了石墨烯层间距， 并通过氢键与SLGO表面的含氧官能团形成了稳定的相互作用. 复合相变材料具有超过179 J/g的高潜热值和172.7 J/g的结晶焓， 相对焓效率均超过90%， 表明其优异的相变储能性能. 尤为重要的是， SLGO的添加显著提升了材料的热导率， 当 SLGO的质量分数增至1%时， 复合相变材料的热导率可达0.98 W·m^-1·K^-1. 此外， 随着SLGO含量的增加， 复合相变材料的定形效果得到显著增强.