(按年度、期号倒序) 一年内发表的文章 | 两年内 | 三年内 | 全部 Please wait a minute... 研究论文 苯基取代苯并二噻吩二酮构建新型聚合物及其光伏性能研究 邓燧楠, 刘海珍, 张连杰, 罗文君, 罗妹, 张泽升, 梁嘉豪, 王新康, 陈军武 化学学报 2024, 82 (3): 257-264. DOI: 10.6023/A23100439 摘要 (183) HTML (7) PDF (1484KB)(131) 可视化 随着材料和器件的不断发展, 有机光伏(OPV)的器件效率不断提升, 但制备仍存在较多额外加工工艺, 不利于其大规模生产. 如何合理调控活性层材料的溶解性、结晶性和两相形貌来简化器件制备工艺, 实现高性能的as-cast器件将十分具有科学意义. 本工作通过设计合成苯基取代的苯并二噻吩二酮单元(二维BDD)作为共聚单元, 制备了三种新型聚合物材料. 当二维BDD单元摩尔分数为10%时, FBDT-m10能实现良好的聚集性能和加工性能, 与Y6-BO共混制备的as-cast器件就可以得到良好的活性层形貌, 最终实现了71.14%的填充因子及16.06%的器件效率. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 聚集诱导发射光笼分子的设计合成及原位光激活成像研究 赵玉强, 张霞, 杨芸如, 朱立平, 周莹 化学学报 2024, 82 (3): 265-273. DOI: 10.6023/A23100457 摘要 (200) HTML (2) PDF (4029KB)(176) 可视化 通过将1,2,4,5-四氮嗪基团引入到聚集诱导发射(AIE)荧光团上, 制备了两个光激活的荧光小分子化合物TPA-Tz1和TPA-Tz2. 光激活后, TPA-Tz1和TPA-Tz2的荧光强度分别增强了167倍和100倍. 光激活的原理是光照导致四氮嗪基团转化为氰基, 从而恢复荧光发射. 通过密度泛函理论(DFT)计算, TPA-Tz1的猝灭机理为能量转移至暗态(ETDS). TPA-Tz1的激活产物TPA-CN1具有独特的AIE特点, 其聚集态分子间发生的电荷转移是导致聚集态荧光蓝移的主要原因. 通过溶剂挥发法获得的TPA-Tz1晶体结构揭示了其内部复杂的堆叠结构, 氢键和C—H…π作用代替π-π相互作用是同时维持晶格稳定和AIE特性的重要原因. TPA-Tz1具有良好的生物相容性, 其最高的细胞抑制率仅有25.3%. 因此, TPA-Tz1在细胞水平和多细胞生物秀丽隐杆线虫体内实现了原位的光激活成像. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 磷酸氧钒钠纳米片的可控制备研究 张东彬, 袁欣然, 辛亚男, 刘天豪, 韩慧果, 杜光超, 滕艾均 化学学报 2024, 82 (3): 274-280. DOI: 10.6023/A23100449 摘要 (126) HTML (3) PDF (2839KB)(65) 可视化 基于磷酸氧钒钠的制备条件苛刻、颗粒粒径大和电导率差等问题, 提出了一种制备纳米片状磷酸氧钒钠的新方法. 通过特定条件下的表面能调控技术, 实现纳米片状磷酸氧钒钠的可控制备. 通过对不同生长时间的产物进行监测分析, 研究了纳米片的形成过程. 结合密度泛函理论(DFT)模拟计算, 分析了片状磷酸氧钒钠的成片机理. 调控不同硫酸根的添加量, 研究了不同硫酸根条件下磷酸氧钒钠的微观形貌变化规律, 验证了片状磷酸氧钒钠的成片机制. 研究结果表明: $\text{SO}_{\text{4}}^{2}$离子在不同晶面的吸附改变了不同晶面的表面能大小, 改变了磷酸氧钒钠晶核优势生长取向, 实现了定向生长与自组装, 最终获得了独特的纳米片状磷酸氧钒钠. 由于独特的纳米片状微观形貌, 所制备的片状磷酸氧钒钠具有更高的比表面积和压实密度. 其比表面积为16.2 m2/g, 优于纳米颗粒状磷酸氧钒钠的4.3 m2/g, 压实密度达到1.86 g/cm3, 高于颗粒状磷酸氧钒钠的1.77 g/cm3. 此外, 纳米片状磷酸氧钒钠还表现出优异的储钠性能. 在 0.1 C电流密度条件下, 纳米片状磷酸氧钒钠的放电比容量达到93.76 mAh/g, 大于相同放电电流密度下, 纳米颗粒状磷酸氧钒钠的82.85 mAh/g. 同时, 10 C电流密度条件下, 循环100次后, 仍能保持105%的初始容量(相同情况下, 纳米颗粒状磷酸氧钒钠仅有92%), 表现出良好的循环稳定性. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 金纳米粒子-金单晶微米片自由碰撞行为中“热点”限域空间内的表面增强拉曼光谱研究 杨青, 刘肖宇, 王晨, 徐敏敏, 姚建林 化学学报 2024, 82 (3): 281-286. DOI: 10.6023/A23120527 摘要 (83) HTML (1) PDF (1594KB)(35) 可视化 纳米粒子的自由运动及与其他介质的相互作用研究已成为纳米粒子应用拓展的重要领域, 特别是动态行为的实时监测仍然是目前亟待解决的难题. 本工作基于表面增强拉曼光谱(SERS)技术及布朗运动下Au纳米粒子与Au单晶微米片碰撞过程中“热点”的形成, 以苯硫酚(TP)为探针分子, 实现了碰撞过程中Au纳米粒子自由运动行为的实时监测和动态SERS研究. 通过对检测到SERS强度轨迹的“尖峰”及所含“单峰”和“簇峰”的统计分析, 深入解析了纳米粒子的微观运动本质及影响因素. 结果表明, “尖峰”主要来源于纳米粒子与平面的可逆碰撞所形成的“热点”对SERS的贡献. “单峰”对应Au纳米粒子与平面碰撞后快速离开Au片表面, “簇峰”对应Au纳米粒子与平面碰撞后在Au片表面短暂停留然后离开或可能多个粒子连续碰撞的过程. “尖峰”内多个TP的SERS光谱谱峰的相对强度不同, 并表现出振动模式的依赖性, 伸缩振动模式出现几率更高, 主要来源于动态碰撞过程中“热点”限域空间内分子的取向不同. 该研究实现了纳米粒子动态研究, 有利于理解纳米粒子的微观运动本质, 为研究碰撞过程中“热点”限域空间内动态表界面化学反应奠定基础. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 NiCe(x)/FLRC-TiO2催化剂的制备及其加氢脱氧性能研究 张强, 王欢, 王帅, 王园园, 张梅, 宋华 化学学报 2024, 82 (3): 287-294. DOI: 10.6023/A23120546 摘要 (105) HTML (2) PDF (1701KB)(58) 可视化 生物质作为自然界唯一可再生的有机碳源, 其转化利用具有重要意义. 本工作制备了具有特殊形貌和孔道结构的放射状二氧化钛(FLRC-TiO2)载体, 并在高加氢活性Ni基础上, 引入Ce赋予催化剂酸活性位, 制备了负载型金属-酸双功能NiCe(x)/FLRC-TiO2催化剂(x为Ni和Ce的原子比), 并以对甲酚为模型化合物, 研究了Ni/Ce比对催化剂加氢脱氧(HDO)性能的影响. 结果表明, Ce的引入能够增强催化剂的酸性, 增强催化剂C—OH键氢解能力, 从而提高甲基环己烷(MCH)选择性. 与单金属Ni/FLRC-TiO2相比, 双金属NiCe(1)/FLRC-TiO2的目标产物MCH的选择性显著提高. 在275 ℃、3 MPa、2.5 h的反应条件下, NiCe(1)/FLRC-TiO2催化剂对对甲酚转化率为100%, 脱氧产物选择性为97.9%, 且MCH的选择性高达95.4%. NiCe(1)/FLRC-TiO2催化剂上的HDO以hydrogenation (HYD)反应路径为主. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 铜掺杂氮化碳电催化硝酸盐产氨性能研究 韩晶, 廖润华, 邓文强, 梁博宇, 周雨晴, 任帅, 洪燕 化学学报 2024, 82 (3): 295-302. DOI: 10.6023/A23110508 摘要 (93) HTML (229) PDF (1434KB)(95) 可视化 NH3是硝酸盐还原产物之一, 不仅在工业中需要大量应用, 在清洁生产过程中也是一种非常有前途的能源载体, 现有的哈伯-博施(Haber-Bosch)工艺生产NH3会对大气环境造成危害, 而电催化法由于便捷、安全且能够在常温和常压下催化合成NH3成为最近研究的热点. 本实验以3-氨基-1,2,4三唑为前驱体, 利用热解法先合成C3N5, 再通过调控铜元素的比例在煅烧条件下合成Cu-C3N5, 合成一系列材料形貌、晶体构相、化学价态存在差异的C3N5基催化剂, 并评价这些催化剂的电化学性能以及电催化硝酸盐还原产氨性能, 通过在0.1 mol/L KOH+0.1 mol/L KNO3混合电解液中进行1 h电解实验后发现, 氨气产量和法拉第效率可以达到0.541 mmol•h−1•mgcat−1和87.79%, 远远高于C3N5, 且该催化剂在循环试验和长时间实验中具有良好的活性和稳定性, 表明在电催化硝酸盐领域中具有一定的研究价值. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 低共熔溶剂辅助制备空心球状钙钛矿型高熵氧化物及高倍率储锂性能 鲍梦凡, 陈诗洁, 邵霞, 邓慧娟, 冒爱琴, 檀杰 化学学报 2024, 82 (3): 303-313. DOI: 10.6023/A23100465 摘要 (83) HTML (4) PDF (11337KB)(58) 可视化 近年来高熵氧化物因其独特的四大效应, 作为高性能的锂离子电池(LIBs)负极材料受到广泛关注. 本研究借助于形貌和缺陷调控策略调控晶格畸变和氧空位, 以金属硝酸盐为金属源, 葡萄糖和尿素为低共熔溶剂, 采用基于低共熔溶剂辅助的固相反应法制备了La(Co0.2Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2)O3以及Li、Na元素掺杂的La(Li1/6Co1/6Cr1/6Fe1/6Mn1/6Ni1/6)O3和La(Na1/6Co1/6Cr1/6Fe1/6Mn1/6Ni1/6)O3钙钛矿型高熵氧化物纳米晶粉体. 测试结果表明: 所制备的高熵氧化物均为单相钙钛矿结构, 其形貌为具有介孔结构的空心球状且各组成元素分布均匀. 储锂性能表明: La(Li1/6Co1/6Cr1/6Fe1/6Mn1/6Ni1/6)O3电极展示了最高的比容量(电流密度200 mA•g−1下循环100圈的可逆比容量为410.0 mAh•g−1)和优异的倍率性能(100 mA•g−1电流密度下可逆比容量为342 mAh•g−1, 3000 mA•g−1电流密度下可逆比容量为169.43 mAh•g−1, 容量保持率为49.4%). 虽然La(Li1/6Co1/6Cr1/6Fe1/6Mn1/6Ni1/6)O3具有略小的DLi+, 但适当的晶格畸变、氧空位和较高的比表面积使其具有更高的电导率(0.072 S•cm−1)以及更小的阻抗, 从而显著提升了材料的比容量和倍率性能. 该项工作为开发出高性能LIBs的先进负极材料提供了新的设计理念和思路. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 水热后处理构建K掺杂和表面缺陷g-C3N4纳米片促进光催化制氢 黄广峥, 李坤玮, 罗艳楠, 张强, 潘远龙, 高洪林 化学学报 2024, 82 (3): 314-322. DOI: 10.6023/A23110484 摘要 (160) HTML (2) PDF (4233KB)(204) 可视化 石墨相氮化碳具有可吸收可见光、成本低廉、制备方法简单、稳定性好、无毒等优点, 作为光催化分解水制氢催化剂备受关注, 但其较高的光生载流子复合率、较少的反应活性位点等缺点导致其光催化效率较低. 为提高光生载流子分离效率促进材料表面催化反应进行, 本研究采用简单的氰酸钾水热后处理策略, 通过离子插层剥离和表面偶联反应实现了氮化碳的剥离和表面缺陷构建, 制备了具有K掺杂和表面氰基缺陷的氮化碳纳米片. 后处理提高了材料光催化分解水制氢性能, 其中, CCN-4表现出最优异的光催化还原水制氢性能, 制氢速率为319.5 μmol•g−1•h−1, 是未经后处理氮化碳的6.2倍. 通过一系列表征方法对获得的样品进行详细研究, 发现氰酸钾溶液水热后处理改善了材料的亲水性, 增大了比表面积, 调节了材料的能带结构(导带位负移), 降低了材料与溶液间的电荷传输阻力并提高了光生载流子的分离效率. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 三氟氯乙烯与甲基异丙烯基醚的光诱导共聚反应★ 易敬霖, 陈茂 化学学报 2024, 82 (2): 126-131. DOI: 10.6023/A23080387 摘要 (182) HTML (3) PDF (1160KB)(130) 可视化 氟聚合物综合性能优异, 在诸多领域发挥了重要作用. 三氟氯乙烯(chlorotrifluoroethylene, CTFE)与乙烯基醚共聚物被用于高性能涂料, 但其较低的玻璃化转变温度对应用场景带来了局限. 在本工作中, 发展了CTFE与甲基异丙烯基醚(methyl isopropenyl ether, MIE)的光照自由基共聚反应, 在室温常压条件下合成了全新化学结构的氟烯烃与烯基醚共聚物. 聚合反应过程符合一级动力学与交替共聚特征, 通过控制链转移剂用量与MIE转化率可合成不同分子量的共聚物, 表明该聚合反应具备一定的可控性, 但共聚物分子量分布较宽、链末端保真度有限. 在此基础上, 本工作首次揭示了CTFE-MIE共聚物比CTFE-乙烯基乙醚共聚物的玻璃化转变温度提高了近50 ℃, 有助于进一步开发高性能氟聚合物材料. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 “陈试剂”作为三氟甲基源机理的理论研究 黄广龙, 薛小松 化学学报 2024, 82 (2): 132-137. DOI: 10.6023/A23090434 摘要 (259) HTML (8) PDF (1873KB)(263) 可视化 FSO2CF2CO2Me (MFSDA)是陈庆云院士课题组于1989年开发的一种十分有效的三氟甲基化试剂, 在学术界和工业界有着广泛地应用, 是我国有机氟化学领域早期最重要的研究成果之一, 该试剂也被命名为“陈试剂”. 此研究采用密度泛函理论(DFT)方法研究了碘化亚铜介导“陈试剂”形成三氟甲基亚铜的反应机理. 计算结果揭示了反应中碘化亚铜催化剂的双重作用: 一方面碘负离子通过进攻“陈试剂”中具有亲电性的甲基启动反应; 另一方面一价铜阳离子络合物捕获原位生成二氟卡宾形成二氟卡宾亚铜中间体. 发现与过去普遍假设的机理不同, (1)关键的脱羧过程并不需要一价铜阳离子参与, (2)三氟甲基是通过二氟卡宾亚铜中间体与氟离子络合后形成, 而非二氟卡宾直接捕获氟离子. 研究结果丰富了对“陈试剂”形成三氟甲基源的认识, 为进一步开发基于“陈试剂”的新反应提供了理论依据. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 结合容错编码的量子化学分布式计算 李宁, 徐丽娜, 方国勇, 马英晋 化学学报 2024, 82 (2): 138-145. DOI: 10.6023/A23110496 摘要 (88) HTML (2) PDF (973KB)(58) 可视化 随着大尺度模拟、机器学习等前沿应用的兴起, 分布式计算越发成为重要的计算研究手段. 然而分布式计算由于多节点导致的软硬件局限, 在科学计算、机器学习等领域的应用仍会存在一些问题. 本工作将编码分布式计算应用到量子化学领域, 通过借鉴梯度编码方案, 一方面解决分布式量子化学计算中的掉队节点问题; 另一方面增加量子化学分布式计算的自动纠错能力, 减少计算过程耗费的人力物力, 以期实现自动化的容错量子化学计算. 此外, 也提出了编码复用的计算思路, 能够简单有效地使用更多的计算资源在设定的容错能力上进行分布式计算. 最后将此计算方案应用到计算P38蛋白与配体的结合能上, 将使用编码计算得到的结果与真实的结果进行对比, 验证此方案的准确性及其在自动化容错量子化学计算方面的应用潜力. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 微量量热法分析锂离子电池热失控过程 顾晓瑜, 李进, 孙千, 王朝阳 化学学报 2024, 82 (2): 146-151. DOI: 10.6023/A23110498 摘要 (100) HTML (4) PDF (1349KB)(89) 可视化 动力锂离子电池(LIB)的安全问题, 尤其是热失控这一频发的安全事件严重影响乘车人员的安全以及新能源汽车的推广. 本工作使用C80微量量热仪准确测量了商用锂离子电池的内在产热, 通过研究分析不同质量比例的负极-电解液产热及不同质量比例的正极-负极产热, 明确了LIB在热失控阶段的主要反应分为负极与电解液反应放热(130~200 ℃), 三元镍钴锰酸锂(NCM)正极释氧与负极反应放热(200~240 ℃)和磷酸铁锂(LFP)正极释氧与负极反应放热(240~300 ℃)等. 通过使用去卷积数学方法对不同质量比例的负极-电解液及不同质量比例的正极-负极产热分析研究表明, 在商用锂电池注液系数条件下, 电解液会优先与负极反应且被全部消耗, 剩余嵌锂负极会进一步与正极反应放热, 且反应热与正极材料特性密切相关. 残余正极物质虽然结构坍塌仍会释氧, 但由于缺少与之反应的负极或电解液, 热量不会再明显增加. 通过对不同荷电状态(SOC)及不同类型的锂电池主材进行产热测试, 能更好地指导电极材料的改性和电池组装的开发设计, 从而提高LIB整体热稳定性和安全性, 最终获得整包和新能源车的安全提高. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 一例钴基金属有机框架化合物活化过氧单硫酸盐高效降解水中亚甲基蓝研究 刘洋, 高丰琴, 马占营, 张引莉, 李午戊, 侯磊, 张小娟, 王尧宇 化学学报 2024, 82 (2): 152-159. DOI: 10.6023/A23100459 摘要 (147) HTML (7) PDF (2336KB)(150) 可视化 在水净化领域, 基于硫酸根自由基(SO4•-)的高级氧化工艺因其高选择性和氧化优势应用潜力巨大. 开发高性能过氧单硫酸盐(PMS)催化剂是染料废水处理的研究热点. 此工作中, 选用5,5'-二苯醚间苯二甲酸(H4odip)和Co2+离子通过溶剂热法合成得到一例新的钴基金属有机框架化合物Co(μ6-odip)0.5(μ2-OH2)0.5(H2O)2•1.5H2O (1). 该化合物水稳定性和热稳定性优良且具有一定的耐酸碱性. 通过X-射线单晶和粉末衍射、热重分析、元素分析和红外光谱表征了该化合物的结构及组成. 化合物1属于单斜晶系C2/c空间群, 晶胞参数为a=1.6101(9) nm, b=1.5508(10) nm, c=0.9660(6) nm, α=90°, β=112.70(2)°, γ=90°. 通过紫外-可见分光光度计对1活化过氧单硫酸盐降解水中亚甲基蓝(MB)的性能进行测试, 系统研究了1的负载量、过氧单硫酸盐的浓度、反应温度和溶液pH对染料降解性能的影响. 综合化学淬灭实验和电子顺磁共振证明在1/PMS反应体系中催化降解MB的主要活性氧物种(ROS)有SO4•-, •OH和1O2, 但O2•-对MB的催化降解也起到一定促进作用. 实验结果表明该化合物在催化PMS过程中可作为一种高效且可重复使用的新型多相催化剂用于染料废水的修复处理. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 智能二维光子晶体水凝胶精准检测Hg2+ 史雨晴, 储名珠, 韩波, 马豪杰, 李然, 侯雪艳, 张玉琦, 王记江 化学学报 2024, 82 (1): 9-15. DOI: 10.6023/A23100443 摘要 (237) HTML (11) PDF (1709KB)(265) 可视化 结合二维光子晶体的德拜衍射效应和水凝胶的体积相转变特性, 开发了一种智能二维光子晶体水凝胶, 用于精准检测Hg2+. 采用“三明治”法制备了聚苯乙烯二维光子晶体阵列嵌入的聚(丙烯酰胺-烯丙基硫脲)水凝胶. 水凝胶链上功能基团的N、O、S等原子与Hg2+选择性配位, 缩短了水凝胶链之间的距离, 增加了水凝胶的交联密度, 使其收缩, 导致二维光子晶体的聚苯乙烯微球间距缩小, 德拜衍射环直径变大. 通过监测二维光子晶体水凝胶响应前后的德拜衍射环直径, 获知微球间距变化, 实现了高灵敏、高选择性、快速、可逆检测Hg2+. 线性检测范围为10~100 nmol/L和25~200 μmol/L, 最低检测限3.32 nmol/L. 所制智能二维光子晶体水凝胶已成功应用于化妆品及水样中Hg2+的检测. 该方法测试简单, 只需激光笔和刻度尺, 无需精密的仪器设备, 可实现便携式检测, 为金属离子检测提供了新思路. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 钒电池用聚胺薄层复合膜研究 滕祥国, 张良伟, 韩晓玉, 李郭威, 戴纪翠 化学学报 2024, 82 (1): 16-25. DOI: 10.6023/A23080375 摘要 (197) HTML (11) PDF (2666KB)(206) 可视化 钒电池(VRB)具有容量和功率相互独立、易于模块化、寿命长和安全性高等优点, 因此特别适合作为大规模储能系统使用. 隔膜是VRB的核心部件之一, 对电池的综合性能和成本影响巨大. 全氟磺酸膜如Nafion(杜邦)具有化学稳定性高、电导率高和机械性能好等优点, 因此是当前VRB中所广泛使用的商业化隔膜. 然而, Nafion用于VRB时存在着钒离子渗透率高和成本高两大主要缺点, 严重制约了VRB的商业化进程. 薄层复合(TFC)膜具有皮层和支撑层易调控、制备简单和离子选择性高等特点, 特别适合于在VRB中使用. 但是传统的聚酰胺型TFC膜在VRB强酸电解液中存在潜在的水解和分解问题. 为了制备VRB用高稳定性TFC膜, 本工作以聚乙烯亚胺(PEI)和三聚氰氯(CC)作为两相单体, 通过界面聚合法制备了不含酰胺基的聚胺型TFC膜并应用于VRB. 在此基础上, 对所制备复合膜进行了钒离子渗透率、单电池充放电性能、化学稳定性和长期循环稳定性等物化性能及电化学性能研究. 结果表明: 聚胺TFC膜(MT)的钒离子渗透系数为3.17×10-7 cm2•min-1, 远小于基膜M0 (30.89×10-7 cm2•min-1)和商业N 115膜(Nafion 115, 10.91×10-7 cm2•min-1). MT膜在40 mA•cm-2的电流密度下的能量效率(EE)高达86.2%, 远高于M0 (74.9%)和N 115 (80.0%)膜. 化学稳定性测试表明MT膜的钒离子渗透系数损失率为4.42%, 低于M0 (8.93%)和N 115 (4.86%). 在80 mA•cm-2的电流密度下100次充放电循环内, 所制备TFC膜具有稳定的库仑效率、电压效率和能量效率. 该TFC膜是理想的商业Nafion膜替代产品, 在VRB中有良好的应用前景. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 磷酸钴修饰Cu3V2O8/ZnO光阳极的动力学特性及光电化学水分解研究 王志强, 苏进展 化学学报 2024, 82 (1): 26-35. DOI: 10.6023/A23090403 摘要 (162) HTML (6) PDF (4951KB)(178) 可视化 钒酸铜是一种新兴的应用前景广阔的光阳极材料. 本工作首先制备了不同厚度的Cu3V2O8光电极, 通过强度调制光电流谱、电化学阻抗谱等手段深入探究了影响Cu3V2O8光电性能的关键因素在于光生载流子扩散距离短造成的载流子体相复合严重以及缓慢的氧化动力学造成的表面复合严重. 为解决该问题, 本工作提出了将一维ZnO纳米棒阵列作为支撑骨架以及负载CoPi助催化剂的策略. 一维ZnO纳米棒阵列可作为电子快速传输通道促进光生载流子的体相分离, CoPi助催化剂可提高光生载流子表面分离效率提升氧化动力学. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 氟掺杂对可逆固体氧化物电池性能的影响及相关动力学研究 李萍, 杨琪玉, 曾婧, 张然, 陈秋燕, 闫飞 化学学报 2024, 82 (1): 36-45. DOI: 10.6023/A23090412 摘要 (124) HTML (5) PDF (4513KB)(149) 可视化 可逆固体氧化物电池(RSOC)表现出优异的热力学和动力学性质, 被认为是一种很有前途的能量转换装置. 制备了两种RSOC电极材料La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2O3 (LSFC)和La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2F0.1O2.9 (F0.1-LSFC), 对比了F掺杂对电池放电和电解性能的影响并对电极表面动力学反应进行探究. 研究表明F掺杂可降低B位元素价态、提高材料氧空位浓度, 进而提高电池性能. 700 ℃, 30%H2O/H2燃料下, 由F0.1-LSFC组成的RSOC的最大功率密度为234.3 mW•cm-2, 约为LSFC组成的RSOC的1.7倍. 并且在1.3 V下, 由LSFC和F0.1-LSFC组成的RSOC的电流密度分别为–245.6和–417.9 mA•cm-2. 此外, 通过电极表面动力学分析发现, 对于氢氧化反应(HOR), F0.1-LSFC电极反应的速度控制步骤(RDS)主要是电荷转移反应, 而LSFC电极反应的RDS主要是氢气的吸附和解离反应; 对于氧还原反应(ORR), RDS是吸附的氧原子还原成O-. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 氟醚磷酸胆碱的合成及性能研究 廖晨宇, 郭山巍, 黄美薇, 郭勇, 陈庆云, 刘超, 张运文 化学学报 2024, 82 (1): 46-52. DOI: 10.6023/A23090430 摘要 (169) HTML (9) PDF (2056KB)(229) 可视化 磷酸胆碱是一类两性型表面活性剂, 在生物领域被广泛应用. 当把它的疏水部分由碳氢链段替换为含氟链段时, 磷酸胆碱表面活性剂的界面性质会呈现出明显差异. 将含氟链段引入到磷酸胆碱中丰富了它的种类拓展了它的应用. 本工作合成了一种氟醚磷酸胆碱表面活性剂, 在含氟链段中插入氧原子, 使含氟链段更加多样化. 对氟醚磷酸胆碱的表面活性、泡沫性能及润湿性能进行了一系列探究, 实验结果表明, 氟醚磷酸胆碱具有低表面张力、泡沫性能好、可在聚四氟乙烯(PTFE)上润湿等优点, 是一类具有良好应用前景的表面活性剂. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 基于可断裂双功能探针的糖蛋白分析★ 李畅, 郑振东, 郑江南, 田瑞军 化学学报 2023, 81 (12): 1673-1680. DOI: 10.6023/A23050263 摘要 (222) HTML (15) PDF (1644KB)(287) 可视化 糖蛋白在细胞活动和疾病发生发展过程中发挥着重要作用. 然而, 在复杂的生物样本中, 糖蛋白的丰度往往较低, 因而在质谱分析前必须对其进行富集以实现高灵敏质谱分析. 目前, 已经发展出诸多糖蛋白富集方法, 其中肼化学法与肟点击化学法因对糖蛋白标记的普适性与无偏性受到了越来越多的关注. 然而, 由于这些方法以共价连接或者超高亲和力生物素结合的方式在固相载体上捕获糖蛋白, 因此无法选择性地洗脱被富集的糖蛋白. 传统的方法是在固相载体上直接进行酶解, 因此无法排除非特异性吸附蛋白、内源性生物素化蛋白、固相载体上的链霉亲和素等无关蛋白对糖蛋白质谱分析产生的背景干扰. 本工作设计并合成了三种可断裂的双功能探针[生物素-偶氮苯-氧胺(BAA)、生物素-N-1-(4,4-二甲基-2,6-二氧环亚己基)乙基-氧胺(BDA)、生物素-邻硝基苄基-氧胺(BNA)], 通过温和的方式从固相载体上释放糖蛋白, 从而排除非糖蛋白的干扰, 提高糖蛋白富集的选择性. 对三种探针的标记与富集效果、切割效率、蛋白回收率等性能进行了评估. 结果显示, 探针BDA与BNA的性能较为优越. 最后, 探针BNA被应用于细胞表面糖蛋白的分离富集与质谱鉴定中. 与传统的在固相载体上直接进行酶解的方法相比, 该方法中非糖蛋白数目从3564降到了2139, 降幅达到了40.0%, 糖蛋白的无标定量(LFQ)分析强度提升了104.2%. 此外, 切割方法极大降低了内源性生物素化蛋白的干扰. 上述结果表明, 可断裂双功能探针显著地提高了糖蛋白质谱鉴定的灵敏度与选择性, 为生物与医学等领域中糖蛋白的深度解析提供了新的工具. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 基于纸寿预测的中国传统手工纸脱酸效果的综合评价★ 金姗姗, 王思浓, 张红东, 杨玉良 化学学报 2023, 81 (12): 1681-1686. DOI: 10.6023/A23070360 摘要 (123) HTML (10) PDF (2054KB)(133) 可视化 纸质文献和文物的保存与保护的核心问题是尽可能延长其寿命, 对纸质文献和文物定期进行脱酸是被广泛采用的延寿方法. 中国传统手工纸是古籍刷印和书画创作的重要介质, 但对其脱酸效果的评估研究却很缺乏. 本研究选取手工楮皮纸为研究对象, 基于预期寿命估算的结果, 对其脱酸有效性进行了综合评估. 楮皮纸干热老化过程的动力学分析表明, 楮皮纸降解遵循经典的一级降解动力学. 随后, 采用一级动力学和阿伦尼乌斯方程对脱酸前后楮皮纸的寿命进行了预测. 结果显示脱酸后楮皮纸的寿命提高到大约5倍. 因此, 即便是对于寿命已经很长的中国传统手工纸, 定期进行脱酸仍然可以大幅度延长其寿命. 此外, 本研究还对楮皮纸脱酸前后随老化时间变化的多个参数, 包括酸碱度、抗张指数、色差以及氧化度进行了测量与分析. 酸碱度和抗张指数的测试显示脱酸提高了纸张表面的pH值, 从而有效地抑制了纸张的酸化速率, 并减缓了抗张指数的下降. 分光测色仪和傅里叶变换红外光谱测试结果显示脱酸后楮皮纸的色差和氧化度略有增加. 显微镜和光学照片显示脱酸前后纤维形态基本保持一致. 研究结果可以推广到其他类型纸张的脱酸效果评价和寿命估算中, 为纸张脱酸有效性评价提供多角度和更为实用的方法和实验依据. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 HA-AuNPs/FDF用于透明质酸酶的高灵敏检测、肿瘤靶向细胞荧光成像和光疗 黄艳琴, 栗丽君, 杨书培, 张瑞, 刘兴奋, 范曲立, 黄维 化学学报 2023, 81 (12): 1687-1694. DOI: 10.6023/A23060283 摘要 (224) HTML (8) PDF (2774KB)(247) 可视化 本工作构建了一种新型复合纳米诊疗剂HA-AuNPs/FDF, 用于透明质酸酶(HAase)的高灵敏荧光检测、肿瘤靶向荧光成像和光动力/光热协同治疗. 吡咯并吡咯二酮基共轭小分子(FDF)与肿瘤靶向生物分子透明质酸(HA)功能化的金纳米粒子(HA-AuNPs)通过静电作用自组装形成HA-AuNPs/FDF. FDF在近红外光激发下产生较强的荧光, HA-AuNPs会通过荧光共振能量转移效应(FRET)猝灭FDF的荧光. 然而, 肿瘤细胞中过表达的透明质酸酶(HAase)能使HA逐渐降解, FDF被释放, 从而荧光逐渐恢复. HA-AuNPs/FDF的荧光恢复程度与HAase的浓度有很好的线性关系, 可用于快速定量检测HAase. 而且, HA-AuNPs/FDF作为透明质酸酶激活的荧光探针成功地用于人宫颈癌肿瘤HeLa细胞的靶向荧光成像, 细胞实验结果证实它能通过光动力/光热协同治疗有效抑制HeLa细胞的增殖. 该体系为实现精准高效的肿瘤诊疗拓展了思路. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 通过聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸改性实现高性能蓝色钙钛矿发光二极管 张璇, 熊军, 张旺 化学学报 2023, 81 (12): 1695-1700. DOI: 10.6023/A23070344 摘要 (192) HTML (12) PDF (2265KB)(206) 可视化 金属卤化物钙钛矿材料因其独特的光电特性, 在光电器件领域引起了相当大的关注和研究. 特别是近年来, 绿色和红色钙钛矿发光二极管(PeLEDs)研究取得了显著进展. 然而, 蓝色PeLEDs的发展落后于绿光和红光PeLEDs, 效率也要低得多. 其中一个主要原因是空穴传输层与蓝色钙钛矿材料的能级不匹配. 在这项研究中, 通过使用聚(4-苯乙烯磺酸钠)(PSS-Na)和溴化钾(KBr)改性空穴传输层材料聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS), 抑制PEDOT:PSS与钙钛矿材料界面之间的非辐射复合. 并通过降低膜的粗糙度来提高钙钛矿膜的质量. 结果表明, PSS-Na和KBr有效地提高了空穴传输能力, 从而提高了PeLEDs器件的整体性能. 通过PSS-Na改性PEDOT:PSS制备的蓝色PeLEDs具有低启亮电压(仅为3.3 V)和高外量子效率(EQE)(达到4.12%). 随着PEDOT:PSS中进一步加入KBr, 蓝色PeLEDs最大EQE达到6.25%, 启亮电压降至3 V. 此外, 与其他蓝光钙钛矿器件相比, 该器件在不同电压下也表现出了良好的光谱稳定性. 说明通过改性空穴传输层, 可以提高钙钛矿发光器件的效率和稳定性, 显示出钙钛矿发光二极管在彩色显示器和固态照明中的潜力. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 金属-有机骨架衍生的Co单原子高效催化硝基芳烃氢化还原 刘健, 欧金花, 李泽平, 蒋婧怡, 梁荣涛, 张文杰, 刘开建, 韩瑜 化学学报 2023, 81 (12): 1701-1707. DOI: 10.6023/A23080374 摘要 (249) HTML (15) PDF (3176KB)(404) 可视化 芳香胺及其衍生物是药物、染料、除草剂等的重要原料或关键中间体, 开发高效、低成本、高选择性的硝基芳烃还原催化剂具有重要的现实意义. 以常见的沸石类咪唑骨架材料为模板, 原位热解制备了一种Co单原子催化剂(Co-N-C), 并以乙醇作溶剂, 水合肼作氢源, 实现了多种硝基芳烃的高效氢化还原. 该Co-N-C材料制备简单, 催化活性优异, 所催化的硝基芳烃还原体系反应条件温和, 官能团兼容性优异. 天然产物应用实验、克级扩大实验、循环实验和抗浸出实验证实了Co-N-C的高效性和还原体系的实用性. 另外, 通过反应过程检测, 提出了Co-N-C催化硝基芳烃直接还原和缩合还原的两种反应机理. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 三维结构Li6.28La3Zr2Al0.24O12增强聚氧化乙烯基固态电解质的性能研究 常婉莹, 谭莹瑛, 吴静怡, 刘英杰, 蔡金海, 赖春艳 化学学报 2023, 81 (12): 1708-1715. DOI: 10.6023/A23070335 摘要 (190) HTML (7) PDF (4512KB)(254) 可视化 通过牺牲模板法制备了一种三维框架Li6.28La3Zr2Al0.24O12 (3D-LLZAO)无机电解质, 并将其用于构建聚氧化乙烯(PEO)基复合固态电解质膜. 通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等物理表征及电化学阻抗谱(EIS)、线性扫描伏安(LSV)和充放电循环等电化学测试方法研究了PEO基固态电解质的性能. 结果表明加入10% (w) 3D-LLZAO的PEO基复合固态电解质CPE-10具有较小的体电阻、较宽的电化学稳定窗口. 复合电解质CPE-10室温下离子电导率为1.58×10−4 S•cm−1, 锂离子迁移数为0.26. 利用复合固态电解质组装的锂锂对称电池可在室温下0.05 mA•cm−2的电流密度条件下稳定循环1600 h. 以磷酸铁锂(LFP)为正极组装的LFP/CPE-10/Li电池在0.5 C倍率下初始放电比容量为155.6 mAh•g−1, 循环100次后容量保持率为86%. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 推拉电子基团区域异构苯并咪唑的发射行为与力致荧光变色性能研究 贾彦荣, 徐凯, 赵彦英, 倪华钢, 吴滢, 夏敏 化学学报 2023, 81 (12): 1716-1723. DOI: 10.6023/A23070349 摘要 (204) HTML (5) PDF (3342KB)(249) 可视化 以芘基和4-腈基苯基为取代基, 分别合成了两者在苯并咪唑环上N1位与C2位区域异构的两个化合物BIMNPy和BIMCPy, 研究了两种化合物在溶液中以及固态下的荧光发射性质与力致荧光变色行为. 在溶液中, BIMCPy的荧光发射波长表现出中等幅度的正向溶剂变色效应, 而BIMNPy的荧光发射波长则对溶剂极性的变化无响应. 两种化合物的晶体在受力后均出现发射波长的蓝移, 且在BIMNPy晶体上产生的力致荧光变色活性比在BIMCPy晶体上更为显著. 此外, BIMNPy的力致荧光变色性在溶剂熏蒸及热退火状态下均可逆, 并在室温下具有部分自恢复特性; BIMCPy的力致荧光变色性在溶剂熏蒸下可逆而在热退火处理时不可逆. 根据示差热扫描、粉末与单晶衍射、发射衰变光谱以及理论计算的结果, 对两种化合物发射行为差异性的原因进行了分析与探讨, 认为溶液态下的差异起源于高能级电子激发态的发射特征不同而固态下的差异起源于分子堆积模式的区别, 但推拉电子基团区域异构所引起的分子偶极矩以及π-共轭程度的变化则是异构体产生宏观性能不同的根本原因. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 金属性Ni3N纳米粒子的制备与乙二醇电氧化性能★ 杨镇鸿, 干晓娟, 王书哲, 段君元, 翟天佑, 刘友文 化学学报 2023, 81 (11): 1471-1477. DOI: 10.6023/A23050202 摘要 (316) HTML (43) PDF (4228KB)(392) 可视化 利用小分子电催化氧化反应耦合水解制氢不仅有助于降低阳极反应过电位, 提高析氢反应(HER)效率, 而且产生高附加值的化学品, 是提升电催化水分解性能的有效策略. 其关键是开发具有高导电性和低氧化电位的非贵金属电催化剂. 以Ni(OH)2纳米片为前驱物, 通过退火氮化工艺, 制备了具有低氧化电位和高导电性的金属相Ni3N纳米颗粒(Ni3N-NPs). 与Ni(OH)2相比, Ni3N-NPs具有较小的法拉第电阻, 更低的氧化电位(1.36 V时达到10 mA•cm–2), 较小的Tafel斜率(29 mV•dec–1), 表现出更好的乙二醇(EG)电催化氧化性能. 在1.36 V时, Ni3N-NPs电催化氧化EG生成甲酸盐的法拉第效率高达91.16%. 通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)对反应前后Ni3N-NPs结构进行详细表征发现, 在电催化 EG 氧化过程中, Ni3N-NPs表面被氧化生成NiOOH, 同时EG在催化剂表面发生脱H氧化生成甲酸, H同步还原NiOOH并将其转化为Ni(OH)2. 此外, Ni3N-NPs对有机小分子电催化氧化具有良好的普适性. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 铂活性位空间结构调控氧还原机理的理论研究★ 刘金晶, 杨娜, 李莉, 魏子栋 化学学报 2023, 81 (11): 1478-1485. DOI: 10.6023/A23050221 摘要 (280) HTML (11) PDF (2585KB)(303) 可视化 氧还原反应(ORR)的两个主要中间物种(*OH和*OOH)吸附强度不同且又存在线性比例关系, 导致对*OH和*OOH吸附强度调节的顾此失彼, 即使在最好的Pt催化剂上, ORR理论过电位约有0.45 V, *OH脱附为决速步(PDS). 本工作构建了具有三维空间结构的多低指数晶面Pt(100)-(110)-(111)模型, 多晶面交错形成的凹凸结构上, *OH和*OOH的吸附不再有线性比例关系, 达到同步优化*OH和*OOH吸附强度, 进而实现降低固有过电位的目的. 密度泛函理论计算结果表明, Pt(111)-(100)晶面交错的“凹点”因配位不饱和度最小, 对中间物种的调节最强, 吸附最弱; 同时还可平衡*OOH与*OH吸附强度, 使*O的质子化成为联合机理的PDS; 晶面交错形成的“平点-凹点”双活性位, 可催化解离机理的进行, 过电位可降低至0.27 V. 该策略有望推广到其它具有类似线性比例关系的反应中, 突破顾此失彼的症结, 实现催化活性根本性提高. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 酪氨酸衍生物调控酶催化路径可控合成功能黑色素★ 苏东芮, 任小康, 于沄淏, 赵鲁阳, 王天宇, 闫学海 化学学报 2023, 81 (11): 1486-1492. DOI: 10.6023/A23050240 摘要 (218) HTML (14) PDF (2501KB)(276) 可视化 利用酶催化自组装将生物小分子构筑成具有独特功能的生物大分子聚合物是制备功能生物材料极具前景的新策略, 然而其挑战在于如何在底物层面调控生物大分子的结构和功能. 以从酪氨酸构筑黑色素为例, 通过底物结构的简单衍生化, 实现了对酶催化自组装过程中关键聚合位点的控制, 得到一系列尺寸、形貌各异的黑色素产物. 进一步表征了各黑色素产物的光热转换性能, 在细胞层次验证了结构修饰的黑色素用于光热材料的潜力. 揭示了通过改变底物核心基团周边化学结构调控酶催化路径, 进一步调控黑色素产物性质及功能的可行性, 为构筑新型功能黑色素材料提供了新思路, 同时对揭示生物大分子结构与生物功能的关系提供了有益启示. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 铜掺杂与氮化碳复合氧化锌材料结构和二氧化氮气体传感性质的密度泛函理论计算 王娟, 肖华敏, 谢丁, 郭元茹, 潘清江 化学学报 2023, 81 (11): 1493-1499. DOI: 10.6023/A23060312 摘要 (199) HTML (12) PDF (3195KB)(283) 可视化 氮氧化物已引发环境污染和危害人类健康等诸多问题. 然而, 氧化锌基传感器件在监测时存在响应和恢复时间长、核心材料和传感反应过程中间体结构不明确、传感机制不清楚等缺点. 为应对这些挑战, 采用了全电子密度泛函理论探索铜掺杂氧化锌(标记为ZOC)及其复合物材料的结构和对NO2的传感反应; 计算了复合物ZOC/CN和ZOC/Gr, 并与纯ZnO进行对比, 其中CN和Gr分别代表二维材料石墨型氮化碳和石墨烯. 计算显示, ZOC具有Cu-Zn杂核双金属活性吸附位点; 铜的引入增大了金属成分对最前线占据轨道贡献, 使得ZOC可同时通过Cu/Zn-O供体作用和反馈供体作用吸附NO2; 其吸附自由能相比ZnO增大0.27 eV. 这很好地解释了铜掺杂氧化锌有更快NO2响应时间的实验结果. 进一步复合CN能够提高NO2传感性能: ZOC/CN具有最大的NO2吸附能、很小的吸附第二个NO2上坡能(决速步)和较大的硝酸盐生成能. 通过电子结构、反应能和界面相互作用计算, 揭示了传感NO2的反应机制. 本工作为理解金属掺杂和材料复合等合成策略以及筛选有潜质敏感材料奠定了理论基础. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 轮烷结构优化聚合物太阳能电池光伏性能★ 李东旭, 徐翔, 宋佳鸽, 梁松挺, 付予昂, 路新慧, 邹应萍 化学学报 2023, 81 (11): 1500-1507. DOI: 10.6023/A23070353 摘要 (231) HTML (11) PDF (10921KB)(280) 可视化 聚合度高低会影响聚合物太阳能电池(PSC)活性层的共混微观结构, 导致其器件性能存在较大差异, 一般在聚合度较低时, PSC的能量转化效率(PCE)通常因电荷传输受到影响而明显降低. 为解决这一问题, 本工作将环状化合物冠醚与聚合物以非共价键的方式组成轮烷结构, 合成了四种具有不同冠醚含量且聚合度较低的给体材料PM6-C1、PM6-C2、PM6-C3和PM6-C4. 在保留聚合物本身优异光电性质的同时, 适量轮烷结构带来的非共价相互作用使活性层形成合适的纤维状网络结构和良好的相分离尺度, 增强了器件的电荷提取效率, 减少了陷阱/双分子复合, 从而导致高的电荷传输与收集效率. 基于PM6-C2的器件最终实现了16.23%的PCE, 高于基于PM6-L的器件(15.33%), 表明轮烷结构有助于改善聚合物太阳能电池活性层形貌, 在PSC材料研究中具有极大的潜力. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 跳至 页 第1页 共320页 共9591条记录 首页 上一页 下一页 尾页