(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 基于热解ZIF-8的氮掺杂碳电化学氧还原合成过氧化氢催化剂 王丹, 封波, 张晓昕, 刘亚楠, 裴燕, 乔明华, 宗保宁 化学学报 2022, 80 (6): 772-780. DOI: 10.6023/A22010030 摘要 (2122) HTML (62) PDF (3480KB)(1172) 可视化 氧气的两电子还原反应(2e-ORR)是绿色、安全的H2O2合成路线. 本工作以Zn2+和2-甲基咪唑合成的沸石型咪唑酸框架-8 (ZIF-8)为前驱体, 通过高温热解炭化, 利用ZIF-8中的锌在高温下的可挥发性, 制备了非金属氮掺杂石墨化多孔碳材料(p-ZIF), 系统考察了ZIF-8热解炭化温度(900、950和1000 ℃)对催化剂结构和2e-ORR催化性能的影响. p-ZIF不仅保留了ZIF-8规整的菱形十二面体形貌, 而且氮含量高, 拥有高的比表面积和多级孔结构. 在酸性条件下的2e-ORR反应中, 三个p-ZIF催化剂均显示了较低的过电位和较低的Tafel斜率, 而且稳定性良好. 其中在H2O2选择性最高的p-ZIF-950催化剂上, 过电位为86 mV, H2O2选择性最高可达89.2%. 在6 h恒电位反应中, p-ZIF-950催化剂能够以87 mmol•gcat-1•h-1的恒定速率产生H2O2. 根据多种表征结果, 推测p-ZIF催化剂的孔径尺寸和石墨N含量是影响其2e-ORR催化性能的主要因素. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 ZIF-67/石墨烯复合物衍生的氮掺杂碳限域Co纳米颗粒用于高效电催化氧还原 闫绍兵, 焦龙, 何传新, 江海龙 化学学报 2022, 80 (8): 1084-1090. DOI: 10.6023/A22040143 摘要 (1669) HTML (55) PDF (4532KB)(1214) 可视化 燃料电池阴极氧还原(ORR)催化剂目前主要以商业Pt/C为主, 其高成本和稀缺性极大地限制了燃料电池的广泛应用. 为了替代Pt/C催化剂, 廉价高效的非贵金属催化剂目前受到了广泛的研究和关注. 利用氧化石墨烯(GO)为诱导模板, 借助表面丰富的含氧官能团, 实现了Co基金属有机框架材料(MOF) (ZIF-67)在GO表面的原位生长, 构筑了ZIF-67/GO层状复合材料. 热解过程中, 石墨烯的存在有效抑制了Co纳米颗粒的团聚, 并且很好地维持了原始的层状结构. 最终获得的Co@N-C/rGO复合催化剂材料实现了活性位的高度分散, 并且具有丰富的孔结构和优异的导电性能. 在电化学性能测试中Co@N-C/rGO表现出优异的ORR性能, 其起始电位为0.96 V, 半波电位0.83 V, 远优于ZIF-67直接热解得到的Co@N-C材料, 且性能与商业Pt/C催化剂相当. 此外, Co@N-C/rGO复合催化剂还表现出良好的催化稳定性和甲醇耐受性, 显示出该材料作为燃料电池氧还原催化剂的重要潜力. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 加速器生产医用同位素211At及单抗标记 陈德胜, 刘葳豪, 黄清钢, 曹石巍, 田伟, 殷小杰, 谈存敏, 王洁茹, 初剑, 贾子萌, 程念炜, 高瑞勤, 吴晓蕾, 秦芝, 范芳丽, 白静, 李飞泽, 廖家莉, 杨远友, 刘宁 化学学报 2021, 79 (11): 1376-1384. DOI: 10.6023/A21060266 摘要 (1644) HTML (41) PDF (2815KB)(1157) 可视化 211At, 半衰期7.2 h, 发射的α粒子具有很高的线性传能密度, 是一种理想的靶向α治疗核素. 利用中国科学院近代物理研究所强流超导直线加速器提供的α束流辐照Bi靶生产211At, 系统考察了加速器生产211At的整个流程, 包括加速器辐照、干蒸馏分离、质量分析以及单抗标记. 研究结果表明, 干蒸馏分离211At的总收率最高达78.53%, 获得的固体211At产品具有极高的比活度、核纯度以及化学纯度, 其中杂质元素Bi、Cu、Zn、Al含量均低于100 ng/GBq, 且入射粒子能量低于28.2 MeV时, N(210At)/N(211At)值低于10–5, 研究也实现了211At在尼妥珠单抗上的标记, 标记率高达94.86%. 基于以上研究我们确立了一套简单、高效的分离方法, 为后续我国211At的生产和应用奠定了良好基础. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 AgNPs@ZIF-67复合纳米粒子的合成及其抗菌性能研究※ 陈敬煌, 孟天, 武烈, 石恒冲, 杨帆, 孙健, 杨秀荣 化学学报 2022, 80 (2): 110-115. DOI: 10.6023/A21110519 摘要 (1606) HTML (82) PDF (2100KB)(1389) 可视化 细菌感染和因抗生素滥用而引发的细菌耐药性问题已经成为威胁公共健康的重大隐患, 开发新型、高效的抗菌剂势在必行. 金属有机框架材料(MOFs)是当今抗菌材料研究的热点之一. 多孔的碳骨架结构能够提供有限空间避免负载的金属纳米颗粒聚集以及有利于其稳定存在. 基于ZIF-67的载体作用, 发展了一种新颖、绿色、简便、低成本的银纳米颗粒-沸石咪唑骨架(AgNPs@ZIF-67)复合纳米粒子的制备方法. 利用透射电子显微镜、元素分布图谱、X射线衍射、X射线光电子能谱、N2吸-脱附等温线和Zeta电位等表征手段证实了小尺寸AgNPs均匀、稳定地分散在ZIF-67上. 少量的AgNPs沉积大幅提升了ZIF-67的抗菌性能, 使AgNPs@ZIF-67成为一种很有前途的抗菌纳米材料. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 硼氮杂薁基[4]螺烯的设计合成及性质研究※ 段超, 张建伟, 向焌钧, 杨笑迪, 高希珂 化学学报 2022, 80 (1): 29-36. DOI: 10.6023/A21110508 摘要 (1428) HTML (56) PDF (2199KB)(1355) 可视化 本工作设计合成了分别含有B—N键和C=C键的薁基[4]螺烯类分子1a/1b和2, 其中B—N键和C=C键互为等电子体. 紫外-可见吸收光谱、电化学循环伏安测试和理论计算结果表明B—N键可以调控共轭骨架的电子结构及芳香性. 单晶结构表明1a具有螺旋几何构型, 晶体中存在P和M两种对映异构体. B—N键具有部分双键性质, 硼氮六元环具有一定的芳香性. 大位阻基团2,4,6-三甲基苯基(Mes)使得1b在三氟乙酸(TFA)作用下不会发生类似于1a的脱硼化, 而是发生和2相似的可逆质子响应, B—N键对薁单元的质子响应性质无明显影响. 三配位的硼原子可以进一步和氟离子配位, 使得1a对氟离子有明显的选择性响应, 而1b则因大位阻的Mes取代基的存在对氟离子无明显的响应性. 本工作报道了新型薁基硼氮杂螺烯及全碳螺烯分子, 为薁基多环芳烃的“自下而上”合成及性质研究提供了参考. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 石墨烯量子点/铁基金属-有机骨架复合材料高效光催化二氧化碳还原※ 王旭生, 杨胥, 陈春辉, 李红芳, 黄远标, 曹荣 化学学报 2022, 80 (1): 22-28. DOI: 10.6023/A21100455 摘要 (1388) HTML (87) PDF (2757KB)(1639) 可视化 利用可见光将二氧化碳光还原为有用的化学品是一项有前景但充满挑战的工作. 金属有机骨架(MOFs)作为一种新兴的具高孔隙率、高比表面积、强吸附富集CO2能力、结构和功能可调的多孔材料, 在光催化二氧化碳还原反应中具有极强的应用潜力. 但大多数金属有机骨架材料存在可见光吸收范围窄、光生载流子快速复合等问题, 导致催化二氧化碳还原活性仍然较低. 通过静电自组装策略将纳米级胺基化金属有机骨架材料(NH2-MIL-88B(Fe))和羧酸化石墨烯量子点(GQD)通过静电作用结合, 得到GQD/NH2-MIL-88B(Fe)复合材料. 该复合催化剂有效结合了金属有机骨架强二氧化碳吸附富集能力和GQD的可见光吸收范围宽、电子传导能力强等优点, 因此与纯金属有机骨架材料NH2- MIL-88B(Fe)相比较, 该复合材料能高效光催化还原CO2为CO, 并在10 h可见光下活性高达590 μmol/g, 约为NH2-MIL-88B(Fe)活性的四倍. 这项工作为制备高活性催化CO2的金属有机骨架复合材料提供了借鉴. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 双齿氮配体螯合五价碘试剂介导的苯酚氧化去芳构化机理的理论研究 张丹琪, 邵英博, 郑汉良, 周碧莹, 薛小松 化学学报 2021, 79 (11): 1394-1400. DOI: 10.6023/A21080358 摘要 (1369) HTML (20) PDF (1521KB)(771) 可视化 采用密度泛函理论方法研究了不同配体螯合五价碘试剂介导的苯酚氧化去芳构化反应机理以及配体对试剂活性的影响机制. 揭示了双齿氮配体具有双重作用: 一方面通过配位螯合作用增强五价碘试剂2-碘酰苯甲酸(2-iodoxybenzoic acid, IBX)的反应活性, 另一方面作为碱捕获反应中生成的强酸, 避免强酸与邻醌产物发生进一步反应, 从而提高反应的总收率. 研究结果将增加和深化对配体调控高价碘试剂反应性的认识和理解, 为理性设计与开发新配体和反应提供理论依据. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 Pt0.01Fe0.05-g-C3N4催化剂高效光热催化二氧化碳还原 王瑞兆, 邹云杰, 洪晟, 徐铭楷, 凌岚 化学学报 2021, 79 (7): 932-940. DOI: 10.6023/A21030118 摘要 (1345) HTML (64) PDF (4469KB)(1144) 可视化 光热催化是一种高效利用太阳光, 将二氧化碳转化为高价值产物的方法. 本工作以石墨相氮化碳为载体, 通过水热-浸渍两步法制备了负载铂、铁氧化物的石墨相氮化碳催化剂. 该催化剂具备优异的光热转换性能, 可实现7.36 mmol•h-1•gcat-1的二氧化碳还原活性和97%的一氧化碳选择性. 使用X射线晶体衍射(XRD)、配备能量色散X射线谱(EDS)的球差校正扫描透射电子显微镜(Cs-S/TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(DRS)等表征手段从催化剂物相、微观结构、表面状态、光学性能等方面对催化剂进行了表征. 结果显示, 催化剂能吸收全谱太阳光, 且具备较高的载流子分离效率. 基于原位傅里叶变换红外光谱(DRIFTS)表征结果, 提出了二氧化碳在催化剂表面的可能的反应机理, 并对铂在铁氧化物表面的氢溢流效应进行了表征. 结果表明二氧化碳和氢气分别在铁氧化物、铂位点被活化, 参与催化反应. 本工作对后续光热二氧化碳还原催化剂的设计、合成与机理研究具有一定的参考作用. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 水溶性IR-780聚合物用于线粒体靶向的光动力治疗※ 李嫣然, 王子贵, 汤朝晖 化学学报 2022, 80 (3): 291-296. DOI: 10.6023/A21120544 摘要 (1334) HTML (40) PDF (2049KB)(610) 可视化 11-氯-1,1'-二正丙基-3,3,3',3'-四甲基-10,12-三亚甲基吲哚三碳花青碘盐(IR-780)被具有较强组织穿透能力的近红外光照射后, 能快速高效地产生活性氧, 导致细胞死亡, 可用于光动力治疗. 但是IR-780的水溶性差, 这极大限制了其生物医学应用. 基于此我们设计合成了可高效靶向线粒体的水溶性IR-780聚合物Poly-IR, Poly-IR在水中自组装成为纳米粒子. Poly-IR纳米粒子受近红外光激活后, 在肿瘤细胞内外均能快速高效地产生活性氧, 并且该纳米粒子能够在线粒体中富集, 受近红外光的激发后产生的活性氧能够破坏线粒体, 导致线粒体膜电位降低. 细胞毒性、活死细胞染色及凋亡实验结果也进一步证明, 该纳米粒子在近红外光照下能够有效地抑制肿瘤细胞的增殖. 本体系为靶向线粒体的光动力治疗肿瘤领域拓展了思路. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 Al2O3/PDMS复合材料热传导的分子动力学模拟 杜英喆, 张恒, 苑世领 化学学报 2021, 79 (6): 787-793. DOI: 10.6023/A21030098 摘要 (1277) HTML (42) PDF (2705KB)(981) 可视化 采用分子动力学模拟方法研究了Al2O3/聚甲基二硅氧烷(PDMS)复合材料在300 K时的传热行为, 通过分析热传导、温度梯度以及导热增强等理论数据, 讨论了不同半径以及不同浓度的Al2O3填料粒子对PDMS传热的影响. 结果表明随着体积分数的增大, Al2O3/PDMS复合材料的热传导先减小后增加. 并且当Al2O3填充粒子的半径为5 nm时, Al2O3/PDMS复合材料的热传导达到最大值. 通过考察传热过程中的Al2O3填料和Al2O3/PDMS复合材料的温度和结构变化, 添加有小半径Al2O3填料的Al2O3/PDMS复合材料在传热的过程中主要以声子的形式进行传热, 此时决定热导率的主要因素有热容c、声子的平均速度v和声子的平均自由程l. 同时, 当体积分数为15%时, 传导链形成, 热量可以顺利通过Al2O3填料形成的传导链传播, 有助于热传导的增加. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 基于神经网络势与增强采样的气相水团簇成核过程研究※ 徐森, 吴丽铃, 李震宇 化学学报 2022, 80 (5): 598-606. DOI: 10.6023/A22010003 摘要 (1221) HTML (34) PDF (2288KB)(564) 可视化 由于气相分子密度低, 对气相成核过程的理论模拟往往需要很大的计算量. 为了提高模拟效率, 本工作将神经网络势与增强采样技术结合, 并以水团簇成核为例进行了研究. 采用密度泛函理论方法对不同尺寸的水团簇进行了能量和力的计算, 并由此训练出一套能较好描述水团簇体系相互作用的神经网络势. 将这个势应用于蒙特卡洛模拟并结合多种增强采样方法, 实现了在不同尺寸水团簇之间的随机行走, 由此可得到水团簇在特定条件下的概率分布以及吉布斯自由能. 通过后续的蒙特卡洛模拟结合伞形采样和变分过渡态理论, 可以进一步计算出不同水团簇的水分子蒸发速率. 观察到了四聚体到五聚体的自由能和蒸发速率的突变现象. 结构分析表明虽然五聚体的最低能量构型是二维环状结构, 但是在有限温度下五聚体中三维氢键网络已经开始形成. 这导致了在四聚体过渡到五聚体时的异常. 本工作提供的第一性原理精度下对气相水团簇成核进行研究的方法可以推广到更为复杂的多组分体系, 为研究大气颗粒物形成机理奠定了基础. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 蝎子毒素多肽WaTx的高效化学合成及氧化折叠研究 尹昊, 陈西同, 付邢言, 马艳楠, 徐以梅, 张特, 梁帅, 杜姗姗, 齐昀坤, 王克威 化学学报 2022, 80 (4): 444-452. DOI: 10.6023/A21120580 摘要 (1209) HTML (30) PDF (2295KB)(1657) 可视化 相比于1-羟基-7-氮杂苯并三氮唑(HOAt)、1-羟基苯并三唑(HOBt)等传统偶联试剂, 新型多肽偶联试剂2-肟氰乙酸乙酯(Oxyma)具有安全、偶联效率高、消旋率低等优势, 在多肽合成特别是微波固相合成中得到广泛应用. 但是, 不同反应温度(例如28、50和75 ℃)对N,N'-二异丙基碳二亚胺(DIC)/Oxyma的偶联效率以及对甲硫氨酸(Met)等易氧化氨基酸的影响尚有待研究. 瞬时受体电位锚蛋白1(TRPA1)通道在感受温度、听觉和炎症痛中发挥重要作用. 蝎子毒素多肽芥末受体毒素(WaTx)是一种新型、非共价结合的TRPA1特异性激动剂. 本研究利用6-氯苯并三氮唑-1,1,3,3-四甲基脲六氟磷酸酯(HCTU)/N,N'-二异丙基乙胺(DIEA)和DIC/Oxyma缩合体系, 首次探索了不同温度下线性WaTx的合成效率以及Met残基的氧化情况. 通过一次氧化折叠和两次氧化折叠策略, 实现了WaTx的体外快速复性折叠, 利用圆二色谱和钙荧光检测等技术评价WaTx的结构和活性. 本研究建立了WaTx的温和、高效合成以及复性折叠方法, 为固相多肽合成特别是手动固相合成WaTx等含有易氧化基团的二硫键构象锁定多肽提供了重要参考. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 配位环境可调的Cu单原子的合成及催化加氢性能研究※ 李玲玲, 刘宇, 宋术岩, 张洪杰 化学学报 2022, 80 (1): 16-21. DOI: 10.6023/A21100467 摘要 (1159) HTML (47) PDF (1940KB)(1208) 可视化 具有可控配位环境的高催化活性和选择性的稳定单金属位点催化剂的合成仍然具有挑战性. 本工作采用阳离子交换策略合成了两种具有不同配位结构的Cu单原子催化材料. 该策略主要依赖于硫化物的阴离子骨架和富含 N 的聚合物壳在高温退火过程中产生大量的S和N缺陷, 精确合成了富边缘S和N双修饰的单金属Cu位点催化材料. 在这两种材料, 一种Cu单原子具有硫(S)、氮(N)双配位, 一种Cu单原子只有单一的S配位. Cu中心原子的第一壳层配位数为4, Cu-S/N-C的结构为Cu-S1N3, Cu-S-C的结构为Cu-S4. 实验表明, S、N双修饰的Cu单原子材料在室温下催化硝基苯加氢过程中表现出较高活性. 反应20 min后, 在Cu-S/N-C催化下, 硝基苯加氢转化率达到100%, 循环使用5次后活性未见显著下降. 该发现为调节中心金属配位环境以提高单原子催化材料的性能提供了一种可行的方法. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 一种新型磺酸修饰的共价有机框架用于二氧化碳吸收和染料吸附 王自陶, 刘耀祖, 王钰杰, 方千荣 化学学报 2022, 80 (1): 37-43. DOI: 10.6023/A21100454 摘要 (1141) HTML (44) PDF (3547KB)(1179) 可视化 环境污染是地球现今的重要问题之一, 而其中就包括水污染与温室效应. 共价有机框架(covalent organic frameworks, COFs)作为一种新兴的晶态多孔聚合物, 因其优异的吸附性能, 在污染治理领域具有广阔的应用前景. 本工作报道了一种基于β-酮胺单体通过迈克尔加成-消除反应合成的磺酸型微孔COF (JUC-603). 该COF不仅能有效分离水中染料, 而且具有显著的二氧化碳吸收能力. 本研究为环境修复中的染料分离和二氧化碳吸收领域提供了一种具有潜力的材料. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 2D/3D ZnIn2S4/TiO2复合物的原位构筑及其提高的光催化性能 刘欢, 李京哲, 李平, 张广智, 张广智, 张豪, 邱灵芳, 齐晖, 多树旺 化学学报 2021, 79 (10): 1293-1301. DOI: 10.6023/A21060265 摘要 (1116) HTML (52) PDF (4051KB)(866) 可视化 通过高温煅烧和油浴的方法构筑二维/三维(2D/3D) ZnIn2S4/TiO2异质结, 应用于光催化降解罗丹明B (RhB)和四环素(TC), 来研究异质结的构筑对TiO2可见光响应范围和光生载流子对分离效率的影响. 结果表明, TiO2维持了MOFs的形貌, 显示窄的可见光响应范围和高的光生电荷复合率, 与ZnIn2S4纳米片复合后, TiO2的比表面积增大, 光催化活性位点增多. 带隙宽度也由TiO2的3.23 eV减小到ZnIn2S4/TiO2-II的2.52 eV, 从而获得了更宽的可见光响应范围. 能带结构表明ZnIn2S4/TiO2是type II型异质结, 提高了光生载流子对的分离与转移效率. 在可见光照射下, ZnIn2S4/TiO2-II显示了最高的RhB光催化降解效率(93%), 分别是TiO2和ZnIn2S4的18和2倍. 同时, ZnIn2S4/TiO2-II也显示出比TiO2和ZnIn2S4更高的TC降解效率(90%). 循环实验表明ZnIn2S4/TiO2-II能保持良好的稳定性, 经5次循环实验后仍能降解83%的RhB. 研究表明基于MOFs衍生的TiO2构筑2D/3D ZnIn2S4/TiO2异质结是提高TiO2光催化性能的一条有效途径. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 固体氧化物燃料电池运行初期电化学性能演变机制 吕泽伟, 韩敏芳, 孙再洪, 孙凯华 化学学报 2021, 79 (6): 763-770. DOI: 10.6023/A21020065 摘要 (1089) HTML (42) PDF (4999KB)(1224) 可视化 固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)是一种清洁高效的发电装置, 其运行中的性能衰减受到众多因素的影响, 如何分辨这些因素的贡献、并在此基础上确定衰减的主导因素, 对于更有针对性地提升SOFC的运行寿命至关重要. 广泛的测试结果表明, SOFC的电化学性能在运行初期(约前100 h)会发生最为显著且复杂的变化, 但是对其演变机制还没有形成清晰的认识. 本工作基于电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy, EIS)分析方法分别研究了工业尺寸电池(100 cm2)和纽扣电池(0.45 cm2)在运行初期的电化学性能演变规律, 得到了关于电池性能和电极微观结构演变机制的一致性规律. 电池在运行初期依次经历活化阶段和老化阶段: 活化阶段阳极孔隙率增加、气相扩散过程改善, 电池性能逐渐上升; 老化阶段阳极Ni颗粒发生烧结团聚, 有效三相界面长度显著降低, 阳极界面反应过程劣化, 电池性能逐渐下降. 各阶段的持续时间、性能变化幅度会受到电池制备工艺的影响. 本工作提出的运行初期电化学性能演变机制能够为进一步研究SOFC的长期稳定性奠定基础. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 基于吸收互补有机半导体本体复合薄膜的高性能柔性光突触晶体管 孙嘉贤, 刘禹廷, 尹志刚, 郑庆东 化学学报 2022, 80 (7): 936-945. DOI: 10.6023/A22030096 摘要 (1047) HTML (37) PDF (3221KB)(572) 可视化 采用光吸收互补的聚(3-己基噻吩)(P3HT)和引达省并二噻吩-苯并噻二唑共聚物(PIDT-BT), 通过溶液法制备了两者的本体复合异质结构有机半导体薄膜, 并研究了薄膜的表面结构和光电性质. 将PIDT-BT:P3HT复合薄膜作为一类新型光敏沟道层, 与聚电解质介电材料相结合, 制备了高性能柔性低电压光突触晶体管. 考察了不同光刺激条件对光突触晶体管性能的影响及半导体机制, 发现PIDT-BT:P3HT器件具有明显光突触特性, 并且相较于单纯PIDT-BT或P3HT器件具有更高响应的兴奋性突触后电流. 基于PIDT-BT:P3HT薄膜的光突触器件, 在绿红双色光刺激下的响应大于两种单色光分别刺激的响应之和, 表明附加光刺激可调控器件的记忆效率. 该研究为发展高性能光响应半导体薄膜及柔性低功耗光突触器件提供了新策略. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 理论研究“受阻路易斯酸碱对”催化的烯醇硅醚氢化反应机理 王英辉, 魏思敏, 段金伟, 王康 化学学报 2021, 79 (9): 1164-1172. DOI: 10.6023/A21050236 摘要 (1045) HTML (32) PDF (3031KB)(546) 可视化 “受阻路易斯酸碱对”(FLPs)催化的烯醇硅醚氢化反应是一类重要的直接合成醇类化合物的方法, 然而目前其反应机理仍不明确. 基于此, 以乙基取代的全氟苯基硼作为路易斯酸(Et-B(C6F5)2), 三叔丁基膦(t-Bu3P)作为路易斯碱, 烯醇硅醚化的苯乙酮(Me-TMS)作为底物建立了模型反应, 并使用密度泛函理论系统研究了其催化氢化反应机理. 结果显示: FLPs催化的烯醇硅醚氢化反应从Et-B(C6F5)2和t-Bu3P形成B-P-FLPs开始, 随后会依次经过H2裂解, H+和H-转移等过程, 其中H+转移为决速步, H-转移无势垒, B-P-FLPs生成及H+转移是吸热反应. 升高温度不利于氢化反应发生, 但是增大压力可促进反应进行. 底物取代基效应会影响H-转移过程, 可能使反应不发生. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 Cu催化偶联反应合成烷基芳基醚的DFT机理研究 满清敏, 付尊蕴, 刘甜甜, 郑明月, 蒋华良 化学学报 2021, 79 (7): 948-952. DOI: 10.6023/A21040172 摘要 (1038) HTML (78) PDF (710KB)(785) 可视化 本工作提出了Cu催化的2-(2-碘苯基)-1-乙醇分子内Ullmann C―O偶联反应机理, 并用密度泛函理论(density functional theory, DTF)计算验证. 催化循环从原位生成的亚铜配合物开始, 亚铜配合物经氧化加成生成Cu(III)配合物; Cu(III)配合物和反应物醇配位形成四配位Cu(III)配合物; 然后四配位Cu(III)配合物被O-卤键活化, 活化后进行配体交换; 最后经还原消除释放烷基芳基醚并再生催化剂. 量化计算显示叔丁醇离子不仅是一种碱而且还扮演催化剂物种的角色. 然后, 计算各步反应能垒表明配体交换是整个反应的决速步骤. 计算结果与实验结果吻合较好, 证明了计算机理的合理性. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 原子级结构精确Cu13团簇的光致发光和电化学传感研究 秦浩男, 王朝阳, 臧双全 化学学报 2021, 79 (8): 1037-1041. DOI: 10.6023/A21050212 摘要 (1010) HTML (46) PDF (1407KB)(1091) 可视化 铜基纳米材料在发光和(生物)化学传感领域展现出广阔的应用前景. 铜纳米团簇作为一种新型的纳米材料, 由于其具有原子级精确的结构而引起了研究人员的广泛关注, 但是合成稳定并且具有优异性能的铜簇仍然具有挑战性. 本工作通过引入还原剂(NaBH4)成功地制备出一种新型的巯基咪唑配体保护的一价铜纳米团簇[Cu13(SR)12]NO3 (Cu13 NC, 其中RSH=2-巯基苯并咪唑), 并通过单晶X射线衍射分析和电喷雾电离质谱(ESI-MS)对其结构和组成进行了表征. Cu13 NC的金属骨架可以看成是三个三角双锥共享一个或两个顶点构成, 并通过简单的桥联模式被12个巯基配体保护. 固态Cu13 NC具有良好的稳定性及亮红色的发光(λem=627 nm). 同时, 结构的两端有两个裸露的铜原子, 这使其在电化学检测H2O2的实验中表现出良好的电化学活性. 本工作为更好地研究纳米铜簇的结构和其光、电性能之间的联系提供了机会. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 镍氮掺杂有序大孔/介孔碳负载银纳米颗粒用于高效电催化CO2还原 穆春辉, 张艺馨, 寇伟, 徐联宾 化学学报 2021, 79 (7): 925-931. DOI: 10.6023/A21030104 摘要 (1009) HTML (45) PDF (3521KB)(895) 可视化 多组分体系中的协同作用为设计高效的二氧化碳还原电催化剂提供了新的思路. 本工作通过双模板法和化学还原法精心设计制备了大孔/介孔镍氮掺杂碳(Ni-N-OMMC)负载银纳米颗粒复合材料(Ag/Ni-N-OMMC), 用于高效电催化还原CO2为CO. 此复合材料表现出良好的电催化活性, 在CO2饱和的0.1 mol•L–1 KHCO3电解液中, 电位为–1.0 V (相对于可逆氢电极, RHE)时CO的电流密度(JCO)高达33.29 mA•cm–2. 并具有较宽的工作电压范围, 在–0.7~–1.0 V (vs. RHE)下, CO的法拉第效率超过90%. 其优异的电催化性能可能归因于Ag纳米颗粒与具有丰富Ni-N x活性位点的Ni-N-OMMC载体之间的协同效应, 以及三维互联有序大孔/介孔结构提供的高比表面积和高效的质量/电荷传输. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 柔性高储能TPU/P(VDF-HFP)全有机复合薄膜的制备及性能表征 冯启琨, 张冬丽, 刘畅, 张涌新, 党智敏 化学学报 2021, 79 (10): 1273-1280. DOI: 10.6023/A21060273 摘要 (1008) HTML (28) PDF (6783KB)(747) 可视化 拥有超快放电速率以及超高功率密度的聚合物薄膜电容器, 在脉冲功率技术、先进电力与电子系统等诸多领域中发挥着关键的作用. 本工作采用溶液刮涂的方法, 制备了柔性全有机热塑性聚氨酯/聚偏氟乙烯-六氟丙烯(TPU/P(VDF-HFP))复合薄膜, 并结合多种表征手段系统地研究了复合薄膜的微观特性、介电特性、绝缘特性、储能特性以及力学性能. 系统观察和测试结果表明: 适量热塑性聚氨酯添加到P(VDF-HFP)中, 能够形成分散性和相容性均十分优异的两相交联结构, 从而进一步提高复合材料的电学、储能、力学等性能. 在P(VDF-HFP)中添加2% (φ) TPU时, 复合薄膜的特征击穿强度为450 MV/m, 对应的放电能量密度为7.03 J/cm3, 分别提高了25.35%和49%. 此外, 复合材料的机械性能也随着TPU的添加得到一定程度的提高, TPU-2% (φ)/P(VDF-HFP)复合薄膜的杨氏模量、抗拉强度以及断裂伸长率分别达到591.22 MPa, 25.6 MPa, 362%. 通过以上表征分析, 发现在聚合物中添加弹性体橡胶能够形成具有高击穿强度、高能量密度以及高充放电效率等优点的柔性电介质材料, 有望在大规模的工业生产中获得较好的应用. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 ECL金属-有机框架(MOF)生物传感平台用于肿瘤细胞分泌H2O2的测定 廖妮, 钟霞, 梁文斌, 袁若, 卓颖 化学学报 2021, 79 (10): 1257-1264. DOI: 10.6023/A21050223 摘要 (1004) HTML (29) PDF (2849KB)(1021) 可视化 本工作借助金属-有机框架(MOF)结构, 通过配位作用实现对电化学发光(ECL)分子的空间有序组装, 获得了高性能ECL新材料, 发展了孔道限域效应和微纳空间ECL分子有序组装的协同增强ECL新策略. 具体而言, 以非共平面ECL分子1,1,2,2-四(4-羧基苯)乙烯(H4TCPE)为配体采用一步水热法合成了具有优异ECL性能的新型MOF材料(Zr-TCPE). Zr-TCPE通过将发光配体H4TCPE固定在MOF多孔材料上, 一方面其多孔结构可以促进限域空间内物质和电子的传递, 加快电化学反应的效率; 同时, MOF结构的配位键合作用限制了发光基团的自由转动与振动以及分子间的紧密堆积, 从而有效减少了非辐射弛豫和内滤效应. 和H4TCPE的微纳晶体相比, Zr-TCPE的ECL强度提高了3.46倍, ECL效率提高了17.44倍. 采用Zr-TCPE构建了ECL生物传感平台, 成功实现了在药物刺激下肿瘤细胞释放过氧化氢(H2O2)的原位监测, 对临床检测肿瘤细胞具有指导意义. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 MOF基Pd单位点催化CO酯化制碳酸二甲酯 谢晨帆, 徐玉平, 高明亮, 徐忠宁, 江海龙 化学学报 2022, 80 (7): 867-873. DOI: 10.6023/A22020085 摘要 (991) HTML (31) PDF (3608KB)(825) 可视化 碳酸二甲酯(DMC)是一种重要的工业产品, 被广泛应用于制备锂离子电池溶剂和聚碳酸酯等化工产品. 一氧化碳(CO)酯化反应制DMC是一种新型的碳一技术路线, 具有成本低、反应效率高和安全等优势, 近年来引起了广泛的研究兴趣. 许多研究表明, Pd单位点催化剂(Pd SSCs)可以催化该反应高选择性合成DMC, 却易被反应物CO还原成Pd纳米颗粒, 从而导致DMC选择性快速下降. 因此, 设计合成稳定的Pd SSCs显得尤为重要. 通常, 研究人员通过增加Pd原子与载体之间的相互作用来稳定催化剂. 在各种载体中, 金属有机框架材料(MOFs)由于具有比表面积大、稳定性好、可修饰性强等特点, 是稳定单金属位点的理想载体. 选择自身较为稳定且易修饰的UiO-66-NH2作为载体, 采用后合成修饰的方法将吡啶-2-甲醛引入UiO-66-NH2的孔中. 吡啶-2-甲醛通过与氨基进行反应连接在UiO-66-NH2的框架上, 进而创造了相近的双氮原子位点共同鳌合Pd原子, 记为PdII-UiO-66-X%. 该催化剂在反应中, 展现出极高的DMC选择性, 同时也具备良好的催化稳定性, 在70 h的连续评价中, 依旧能够保持85%以上的DMC选择性. 该工作这一发现对构筑稳定Pd SSCs高选择性催化合成DMC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 多组件学习器实现有机分子沸点的精准预测 刘雨泽, 李昆华, 黄佳兴, 于曦, 胡文平 化学学报 2022, 80 (6): 714-723. DOI: 10.6023/A22010017 摘要 (982) HTML (40) PDF (1997KB)(643) 可视化 沸点(BP)是有机分子液体的基本物理化学量, 也是化学工业生产中的重要参数. 有机分子的沸点由分子结构决定, 呈现复杂的结构-沸点关系, 函数法(Function Method)、基团贡献法(Group Contribution Method)等传统方法无法应对复杂多样有机分子结构的预测, 应用范围狭窄, 预测精度低. 本研究中, 我们利用基于人工神经网络(ANN)和支持向量机(SVM)的多组件学习器实现有机分子沸点的精准预测. 我们构建了基于可解释性描述符的ANN、基于相关性描述符的ANN及基于复合分子指纹的SVM三个异质模型, 并通过包含4550个各种类别的有机分子沸点的数据集进行训练得到了三个异质性学习器, 最后集成三个学习器对有机分子沸点进行预测. 相比于传统方法和此前的定量结构性质关系(QSPR)模型, 多组件模型结合了三种模型的优点, 展现出很好的预测精度和泛化能力以及低的过拟合, 实现了对多种类型有机分子的沸点的有效预测. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 电/离子导体双包覆的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2锂离子电池阴极材料及其电化学性能 陈守潇, 刘君珂, 郑伟琛, 魏国祯, 周尧, 李君涛 化学学报 2022, 80 (4): 485-493. DOI: 10.6023/A21120600 摘要 (981) HTML (31) PDF (3548KB)(700) 可视化 高镍三元材料LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM)比容量高且成本低, 但材料结构在电化学循环过程中的不稳定性影响了其大规模的应用, 可采用表面包覆的策略来改善材料的结构稳定性, 从而提高其电化学性能. 本工作结合高速固相包覆法和高温烧结法, 分别将电子导体氧化锡锑(ATO)和锂离子导体偏磷酸锂(LOP)共同包覆在NCM材料表面. 双包覆后的NCM材料的电子电导率从2.17×10-3 Ѕ•cm-1提高至1.02×10-2 Ѕ•cm-1, 锂离子扩散系数也从7.05×10-9 cm2•s-1提高至2.88×10-8 cm2•s-1. 同时, NCM表面的双包覆层可以在循环过程中阻止电极材料与电解液发生氧化还原反应, 抑制材料不利相变, 减少氧的析出, 稳定材料结构. 电化学性能测试表明, 经过表面包覆后, NCM材料在1 C (180 mA•g-1)的电流下和2.7~4.3 V (vs. Li/Li+)的电压范围内, 循环150周后容量为161.1 mAh•g-1, 保持率为87.1%, 而在10 C的充放电倍率下具有133 mAh•g-1的可逆比容量. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 机器学习与分子模拟协同的CH4/H2分离金属有机框架高通量计算筛选 王诗慧, 薛小雨, 程敏, 陈少臣, 刘冲, 周利, 毕可鑫, 吉旭 化学学报 2022, 80 (5): 614-624. DOI: 10.6023/A22010031 摘要 (968) HTML (50) PDF (2255KB)(1127) 可视化 在减少CO2排放、实现碳中和的背景下, 金属有机框架(MOFs)在清洁能源领域展现出广阔应用前景. 提出一种机器学习和分子模拟协同的分层筛选策略, 快速、准确地从134185个假设MOFs中识别出具有最佳CH4/H2分离性能的吸附剂. 首先, 根据MOFs的结构性质, 筛掉孔径或体积比表面积不恰当的吸附剂, 初筛后MOFs的数量减至62278个. 接下来, 抽取10% MOFs将结构和化学混合描述符作为特征, 利用随机森林分别构建变压吸附和真空变压吸附过程中其对CH4的吸附剂性能得分(APS)预测模型. 相比于其他模型构建策略, 基于本策略构建的模型具有最优预测准确性, 可用于余下MOFs的性能预测. 随后根据APS预测值排序, 筛选出Top 1000的MOFs并利用分子模拟修正预测结果, 进一步确定了10个最佳MOFs. 最后, 对描述符的重要性进行解释, 揭示了实现模型在不同操作场景下的迁移具有潜力, 为未来开发适用于多操作场景下的高性能MOFs筛选方法提供了一条高效的研究路径和方法. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 退役锂离子电池碳/硫协同选择性提锂技术 徐平, 张西华, 马恩, 饶富, 刘春伟, 姚沛帆, 孙峙, 王景伟 化学学报 2021, 79 (8): 1073-1081. DOI: 10.6023/A21030083 摘要 (942) HTML (50) PDF (3091KB)(1076) 可视化 针对当前退役锂离子电池有价金属提取工艺选择性差、环境风险突出的瓶颈问题, 提出了碳/硫协同选择性提锂的新思路. 首先在系统考察(NH4)2SO4、NH4HSO4、NaHSO4和H2SO4分别作为焙烧剂对退役锂离子电池LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极粉末中锂的浸出选择性、环境友好性和经济性影响的基础上, 确定H2SO4为最佳焙烧剂. 基于此, 研究了石墨添加量对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中锂的浸出选择性的影响, 揭示了C/S协同强化锂的浸出选择性的转化路径及其机制. 结果表明, 在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2与H2SO4物质的量比为2∶1、石墨添加量为20% (w)、焙烧温度为600 ℃、焙烧时间为120 min的最优条件下, LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中锂的浸出率高达93%, 回收的Li2CO3纯度高于电池级Li2CO3纯度要求; Ni、Co和Mn均进入渣相, 经分离纯化后可作为合成正极材料的前驱物, 分离得到的石墨可回用于硫化焙烧过程的添加剂. 通过对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2混合粉末(含20 wt.%石墨)硫化焙烧热行为及其产物X射线衍射(XRD)表征表明, 石墨的添加降低了硫化焙烧的反应温度, 通过C/S协同作用强化了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中锂的选择性浸出, 且不产生SOx等有毒有害气体. 本工作结合硫化焙烧和碳热还原优势, 为退役锂离子电池正负极材料的同步循环利用开辟了新思路, 实现了LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中锂的高效选择性清洁提取和废石墨负极的循环利用. 图表 | 参考文献 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 近红外光激发功能化上转换纳米颗粒用于解聚Aβ聚集体 黄菊, 李贞, 刘志洪 化学学报 2021, 79 (8): 1049-1057. DOI: 10.6023/A21050194 摘要 (936) HTML (46) PDF (1944KB)(972) 可视化 阿尔兹海默症(AD)是一种进行性神经退行性疾病, 其特征是记忆力减退、神志不清和各种认知障碍. β-淀粉样蛋白(Aβ)的自组装聚集是阿尔茨海默症患者大脑的主要特征之一, 其加剧了AD患者的神经病变和认知障碍, 因此抑制Aβ聚集是一种潜在的治疗AD的策略. 光动力疗法是抑制Aβ聚集和解聚Aβ聚集体的有效方法. 然而, 大多数光敏剂为紫外和可见光激发, 在生物组织中的渗透深度低, 并引起严重的组织损伤, 这限制了其在生物医学中的应用. 本工作构建了一种近红外光激发的双靶向上转换纳米体系应用于抑制Aβ聚集过程. 以核壳结构的上转换纳米颗粒(UCNPs)作为光转换器, 通过两亲聚合物二硬脂酰基磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇-马来酰亚胺(DSPE-PEG-MAL)的疏水包覆作用负载光敏剂二氢卟吩e6 (Ce6), 在纳米颗粒表面通过马来酰亚胺与巯基的特异性反应修饰了可跨越血脑屏障的肽链TGN和靶向Aβ42的肽链QSH. 实验结果表明在近红外光激发下UCNPs通过发光共振能量转移(LRET)将能量转移至光敏剂Ce6, 使其跃迁至激发态后与周围的氧气分子作用产生单线态氧(1O2), 不可逆地氧化Aβ, 从而有效解聚了Aβ聚集体, 降低了Aβ聚集体的神经毒性. 此外, 该体系不仅具有良好的生物相容性, 而且可以有效穿过血脑屏障靶向作用于Aβ42, 显示出其在活体水平治疗AD的潜力. 图表 | 参考文献 | 补充材料 | 相关文章 | 相关统计 研究论文 镍催化α,β-不饱和醛的选择性α,β-双芳基化反应 谢君瑶, 曾小明, 罗美明 化学学报 2021, 79 (9): 1118-1122. DOI: 10.6023/A21060262 摘要 (907) HTML (32) PDF (699KB)(764) 可视化 三组分双官能化反应是一种高效、简便构建C―C键、C―X键的方式. 双键广泛存在于众多有机化合物中, 对双键的双官能化反应研究有巨大的应用潜力. 本工作以Ni(COD)2为催化剂, 以芳基溴化镁、芳基溴化物为芳基化试剂, 实现了3-芳基-2-丙烯醛亚胺中碳碳双键的双芳基化反应. 该反应建立了一个新的镍催化α,β-不饱和醛的α,β-双芳基化方法, 可以高度区域选择性地向底物分子中引入两个不同取代的芳环, 得到多种2,3,3-三芳基丙醛骨架的产物. 利用这一反应作为核心步骤实现了天然产物Quebecol的简便合成. 机理研究表明, 该反应可能经历了亲核加成、金属交换、还原消除的历程. 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9页 共247条记录 首页 上一页 下一页 尾页