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  • 综述与评论
    杨柳, 雷霆, 裴坚*, 刘晨江*
    化学进展.
    有机微纳米材料是一类新型的材料体系,具备了传统体相有机材料诸多特点,同时由于尺寸效应表现出独特的物理化学特性,因而在最近几年引起了广泛的关注。相比传统的无机微纳米材料体系,有机微纳米材料构筑单元选择广泛、可调控性强、加工成本低以及易于大规模加工,目前已被应用在有机场效应晶体管、有机光伏太阳能电池等方面。本文总结了有机微纳米材料的加工方法,利用超分子化学的概念探讨了有机微纳米材料的分子设计思路,以及有机微纳米材料的生长机理,并介绍了其相关应用。
  • 综述与评论
    龙金林, 顾泉, 张子重, 王绪绪
    化学进展. 2011, 23(12): 2417-2441.
    Baidu(3)   CSCD(1)        
    表面金属有机化学是设计制备组成和结构明确的表面金属物种的一条有效途径。同步辐射X射线吸收精细结构光谱技术(XAFS)是当前表征固体催化剂活性中心结构的有力工具。二者结合为在分子水平上设计构筑催化中心提供了一条可借鉴的分子研究途径和方法,已发展成为催化基础研究的重要方向之一。本文综述了过去十年内,我们研究组在利用表面金属有机化学方法在沸石分子筛孔道表面分子构筑单分散金属氧活性单元和XAFS在表征多相催化材料活性位结构方面取得的一些进展。简要介绍了XAFS技术的基本物理原理、实验方法、数据分析及在表征催化材料方面的优缺点,并回顾了固体表面金属有机化学的化学基础。借助表面金属有机化学的理论和方法实现了在沸石分子筛表面分子构筑“单点”单核或“单点”多核金属钛、铜和铁催化活性中心。通过对其微观结构的详细表征,并结合其催化性能的研究建立起活性与组成、结构三者之间的关联,阐明了这些金属物种化学态与其催化活性之间的本质联系。研究结果从分子层面揭示了MCM-41表面Cu 2的热解化学机制,给出了具有明确组成和微观结构的CuO、Cu2O和Cu(0)/MCM-41材料的新制备途径, 并阐明了含铜介孔分子筛催化苯酚羟基化反应中Cu活性中心的作用本质以及铁核性相关的苯酚羟化机制;基于分子构筑的、结构和组成明确的双核二铁 簇,发现并提出了铁催化HC-NO选择性催化还原反应新途径;借助X射线精细结构分析光谱技术鉴别了含铁、钛沸石分子筛光催化剂和N掺杂二氧化钛可见光催化剂的光活性物种及局域结构,提出了“表面激发光催化作用模型”新概念。
  • 综述与评论
    陈传东 翟尚儒 翟滨 王少君 安庆大 孙予罕
    化学进展. 2010, 22(10): 1921-1928.
         

    利用有巨大界面特征和发达孔道结构的氧化硅基多孔材料作为功能离子液体的载体,不仅可实现离子液体的固相化从而解决均相离子液体分离难的瓶颈,而且也可增加离子液体的比表面积进而提高离子液体的使用效率和稳定性;探索结合离子液体和氧化硅基多孔材料双重优点的目标功能材料的制备及应用成为近年来的一个研究热点。本文综述了离子液体/氧化硅基多孔复合材料的最新研究进展,探讨了其合成手段的有效性,并对其应用前景进行了展望。

  • 综述
    陈诚, 董志强, 陈昊文, 陈杨, 朱志刚, 施惟恒
    Baidu(3)   CSCD(7)        
    光子晶体是一种介电常数周期变化的功能材料,其基本特征是具有光子带隙。光子晶体理论诞生已三十年,基于理论及实验的研究取得了许多成绩。当所制备的光子带隙与光波的波长相当时,光子晶体材料抑制光子在一定频段内的传播。由于在光学、电学、热学、磁学等方面均有优良特性和潜在应用,光子晶体作为一种新型材料也越来越受到科研人员的青睐。不论在可加工性方面还是在传播特性方面,二维光子晶体的优势正逐渐体现出来。本文重点阐述二维光子晶体的研究进展,分别介绍了二维光子晶体的结构与性能特点以及近年来发展出的新型制备方法,如自组装法、刻蚀法、多光束干涉法等,并着重列举其在传感器、波导、光纤、太赫兹技术等领域的发展现状,表明二维光子晶体作为超材料具有巨大的发展空间和潜力。最后,本文对二维光子晶体今后的研究方向和发展前景作了展望。
  • 综述与评论
    唐守渊,夏之宁,付钰洁,勾茜
    化学进展. 2009, 21(05): 1060-1069.
         

    微波波谱法具有研究分子系统的结构、构象平衡、分子间相互作用、分子内部运动等物理化学动力学过程的能力。本文综述了微波波谱技术的进展。对微波吸收波谱仪、脉冲喷嘴傅立叶变换微波波谱仪、线性脉冲傅立叶变换微波波谱仪等技术进展进行了论述,详细介绍了脉冲喷嘴阀技术、外部场调制、微波二次共振、线性脉冲、快速扫描等技术,分析了微波谱仪在分析测试领域的发展。对微波谱仪的未来发展做了展望。

  • 综述与评论
    刘涛, 孙丽宁, 刘政, 仇衍楠, 施利毅
    化学进展.
    稀土上转换发光纳米材料(简称UCNPs)不仅光稳定性强、发射带窄、荧光寿命长、化学稳定性高、潜在生物毒性低,而且采用近红外连续激发光源激发还使其具有较大的光穿透深度、无光闪烁和光漂白、无生物组织自发荧光以及对生物组织几乎无损伤等显著优点,已经成为当前很多领域乃至交叉科学的应用研究热点。由于氟化物基质的UCNPs具有较高的发光效率,本文首先归纳总结了近年来氟化物UCNPs的主要合成及表面改性方法,然后重点综述了近年来UCNPs在免疫分析及生物传感、生物成像、载药、光动力理疗及热致理疗、光导开关和信息存储以及太阳能电池等方面的研究与应用进展。
  • 综述
    胡强强, 郭和泽, 窦红静
      CSCD(4)        

    沸石咪唑酯骨架材料(Zeolitic Imidazolate Framework-8, ZIF-8)是由锌离子与2-甲基咪唑配位自组装成的多孔结晶材料,其比表面积大、孔隙率高、合成便捷、尺寸可控,在功能物质的包封与输运中具有突出的优势。与此同时,这类材料更具备优异的生物相容性,且其结构在生理条件下具有良好的稳定性,而在酸性条件下解体,对于与恶性肿瘤等多种疾病相关的弱酸性环境具有响应性,是控制药物运输与释放的理想载体,因而在生物医学上有很大的应用潜力。事实上,ZIF-8不但能高效负载阿霉素、5-氟尿嘧啶等小分子化疗药物,而且可以充当抗体、核酸等生物大分子的保护层。ZIF-8的粒径等性能对于相应的生物医学应用非常关键,而如何实现ZIF-8功能性的精准调控将是实现其生物医学应用的重要挑战,基于此,本文就ZIF-8的制备机理、性能调控及其生物医学应用进行综述和展望。

  • 综述与评论
    王克夷
    化学进展. 1996, 8(02): 98.
    Baidu(72)   CSCD(8)        

    糖生物学是生物化学中最后一个重大的研究前沿。糖类研究的复杂性在于其结构的复杂多变, 但是近年来对糖类结构, 特别是糖复合物中的糖部分的测定取得了很大进展。糖结构的复杂性, 也使糖类成为携带着最大信息量的生物分子。作为信息分子的糖类在生物体内发挥多方面的生物作用: 决定了分子的抗原性和细胞的表型; 在很多生理和病理过程中起了关键的识别作用; 也可作为动态和时空调节的信号。

  • 综述与评论
    陶占良,陈军
    化学进展. 2009, 21(09): 1945-1953.
         

    氢能是一种新型的清洁能源,有望替代碳经济,而氢的储存是氢能应用的关键。近年来,研究集中在具有储氢容量高和可逆性好等优点的固态储氢材料上。许多新型储氢材料不断出现,其中以MAlH4(M=Li, Na)为代表的金属复合氢化物体系被认为是最有前景的储氢材料之一。本文综述了MAlH4(M=Li, Na)作为可逆储氢材料的研究现状,主要从吸放氢反应、储氢性能、反应机理、理论计算和存在的问题等方面进行了讨论,并指出其相关发展趋势。

  • 邀请综述
    韩鹏博, 徐赫, 安众福, 蔡哲毅, 蔡政旭, 巢晖, 陈彪, 陈明, 陈禹, 池振国, 代淑婷, 丁丹, 董宇平, 高志远, 管伟江, 何自开, 胡晶晶, 胡蓉, 胡毅雄, 黄秋忆, 康苗苗, 李丹霞, 李济森, 李树珍, 李文朗, 李振, 林新霖, 刘骅莹, 刘佩颖, 娄筱叮, 吕超, 马东阁, 欧翰林, 欧阳娟, 彭谦, 钱骏, 秦安军, 屈佳敏, 石建兵, 帅志刚, 孙立和, 田锐, 田文晶, 佟斌, 汪辉亮, 王东, 王鹤, 王涛, 王晓, 王誉澄, 吴水珠, 夏帆, 谢育俊, 熊凯, 徐斌, 闫东鹏, 杨海波, 杨清正, 杨志涌, 袁丽珍, 袁望章, 臧双全, 曾钫, 曾嘉杰, 曾卓, 张国庆, 张晓燕, 张学鹏, 张艺, 张宇凡, 张志军, 赵娟, 赵征, 赵子豪, 赵祖金, 唐本忠
        CSCD(13)      

    聚集诱导发光(AIE)是唐本忠院士于2001年提出的一个科学概念,是指一类在溶液中不发光或者发光微弱的分子聚集后发光显著增强的现象。高效固态发光的AIE材料有望从根本上解决有机发光材料面临的聚集导致发光猝灭难题,具有重大的实际应用价值。从分子内旋转受限到分子内运动受限,从聚集诱导发光到聚集体科学,AIE领域已经取得了许多原创性的成果。在本综述中,我们从AIE材料的分类、机理、概念衍生、性能、应用和挑战等方面讨论了AIE领域最近取得的显著进展。希望本综述能激发更多关于分子聚集体的研究,并推动材料、化学和生物医学等学科的进一步交叉融合和更大发展。

  • 综述与评论
    高春梅*, 柳明珠*, 吕少瑜, 陈晨, 黄银娟, 陈远谋
    Baidu(47)   CSCD(24)        

    近年来, 由于智能水凝胶在药物的控制释放、基因传送、组织工程等领域的应用前景诱人, 研究者对智能水凝胶的研究十分活跃。合成类水凝胶常用的单体有丙烯酸及其衍生物、丙烯酰胺及其衍生物等, 合成水凝胶具有较好的稳定性, 但其生物降解性和生物相容性较差。天然类水凝胶的原料主要有壳聚糖、海藻酸钠、纤维素、淀粉等。由于这些天然多糖具有较好的生物相容性和生物降解性, 同时价廉易得, 因此, 天然类水凝胶在药物控制释放领域更具有优势。海藻酸钠是β-D -甘露糖醛酸(β-D -mannuronic, M)和α-L -古洛糖醛酸(α-L -guluronic, G)按照(1→4)糖苷键连接而成的线型聚合物, 每个糖醛酸单元上含有一个羧基, 因此, 海藻酸钠在中性或碱性条件下呈现聚阴离子电解质的性质。本文综述了海藻酸钠水凝胶的制备方法, 包括物理交联法、化学交联法、酶交联法、互穿聚合物网络等;概述了海藻酸钠水凝胶在药物释放中的应用, 包括口服给药、皮下给药、黏膜给药、肺部给药、经皮给药等;最后讨论了海藻酸钠水凝胶在研究与应用中存在的问题。

  • 综述与评论
    徐源鸿, 熊兴泉, 蔡雷, 唐忠科, 叶章基
    化学进展.
    点击化学自2001年由 Sharpless提出后,由于其高效、可靠、高选择性的特点迅速成为药物和高分子材料合成的新方法。随着对点击化学研究的深入,其反应类型在不断增多,应用范围也在不断扩大。自由基或亲核试剂引发的巯基-烯反应作为其中一种新型的点击反应具有点击化学的所有特性。本文从点击化学的概念、特征和类型出发,重点介绍了巯基-烯反应的机理和在合成功能聚合物、制备拓扑结构高分子、表面修饰以及生物药物等方面的应用,并对巯基-烯反应的最新研究成果进行综述,最后展望了巯基-烯的点击化学的发展前景。
  • 综述
    王金岭, 温玉真, 汪华林, 刘洪来, 杨雪晶
        CSCD(5)      

    氧基氯化铁(FeOCl)是一种典型的Fe基层状材料,于20世纪30年代被发现,并于20世纪70年代起作为一种优异的插层主体在超分子插层化学领域进行了大量的研究。FeOCl的层状结构赋予了其远比传统铁(氢)氧化物更加灵活的调变空间,自2013年第一次发现FeOCl具有优异的固体Fenton活性以来,围绕FeOCl及其插层化合物在催化、能源等领域涌现了大量的应用性研究,展现了其巨大的发展潜力。本文首先对FeOCl及其几种典型的插层体系进行了介绍,重点对插层诱导的FeOCl晶体和电子结构变化进行了讨论,然后对FeOCl及其插层化合物在水中污染物高级氧化降解、电极材料以及其他新兴领域的应用研究进展进行了综述。最后,从FeOCl的结构设计和稳定性等方面对其未来的开发应用趋势进行了展望。

  • 吴文浩, 雷文, 王丽琼, 王森, 张海军
      CSCD(4)        

    单原子催化剂作为一种原子尺度的催化剂,在制氢、CO氧化及光催化等领域均具有广阔的应用前景。大量实验结果和理论计算证实了金属单原子和载体之间的相互作用,及由两者之间电荷转移引起的电子结构改变是单原子催化剂具有高的选择性和催化活性的主要原因。本文着重综述了近年来共沉淀法、化学还原法及浸渍法所制备单原子催化剂的催化性能,并进行展望。

  • 综述与评论
    刘晓博,李玉艳,尤启冬
    化学进展. 2009, 21(09): 1930-1938.
         

    脂肪酸的生物合成对病原细菌的存活至关重要。近年来,在这一生物合成途径中所涉及的关键酶引起了人们的广泛关注。其中β-酮脂酰-ACP合成酶Ⅲ(KAS Ⅲ,FabH)控制着细菌脂肪酸生物合成的起始步骤,普遍存在于病原体中且在人体中无其同源蛋白,成为新型抗菌药物靶标研究的热点。抑制FabH酶活性的小分子抑制剂有望成为对细菌具选择性而对人体无毒的广谱抗菌药。本文对脂肪酸的生物合成,FabH相关结构研究以及目前FabH抑制剂的研究进展进行了综述。

  • 邀请综述
    范克龙, 高利增, 魏辉, 江冰, 王大吉, 张若飞, 贺久洋, 孟祥芹, 王卓然, 樊慧真, 温涛, 段德民, 陈雷, 姜伟, 芦宇, 蒋冰, 魏咏华, 李唯, 袁野, 董海姣, 张鹭, 洪超仪, 张紫霞, 程苗苗, 耿欣, 侯桐阳, 侯亚欣, 李建茹, 汤国恒, 赵越, 赵菡卿, 张帅, 谢佳颖, 周子君, 任劲松, 黄兴禄, 高兴发, 梁敏敏, 张宇, 许海燕, 曲晓刚, 阎锡蕴
        CSCD(10)      

    纳米酶(Nanozymes)是由我国科学家首次提出的新概念,它是一类具有生物催化功能的纳米材料,能够基于特定的纳米结构催化天然酶的底物并作为酶的代替品。自2007年首次报道以来,全球已有来自于55个国家的420多个研究机构证实了纳米酶的普遍规律。纳米酶的发现第一次揭示纳米材料蕴含一种独特的纳米效应——类酶催化效应。纳米酶作为一种新材料,既有纳米材料本身的理化性质,又有类似酶的催化功能,兼具天然酶与人工酶的优势于一身。其中,纳米结构不仅赋予纳米酶高效催化功能,而且使纳米酶比天然酶稳定,易于规模化生产。另外,纳米酶独特的多酶活性将为设计廉价、稳定、各种各样全新的催化级联反应提供功能分子。纳米酶是多学科交叉融合的典范, 2022年被IUPAC评为十大化学新兴技术。在全球从事化学、酶学、材料学、生物学、医学、理论计算等多领域科学家的共同推进下,如今纳米酶已经成为新的研究热点。我国科学家在这一新兴领域一直发挥着引领作用,解析了纳米酶的构-效关系,将其催化活性提高了约1万倍,实现了超越天然酶的理性设计,创造了全球首个纳米酶产品,出版了纳米酶学英文专著,发布纳米酶术语及中国/国际标准化。更可喜的是,纳米酶新领域汇集了一大批多学科交叉融合的优秀青年科学家,推动纳米酶进入高速发展阶段,纳米酶的种类已经超过1200多种,其催化机制研究也更加深入,应用研究也从当初的检测逐步拓展到纳米酶催化医学、传感检测、绿色合成、新能源、环境治理等多个领域。本文向读者介绍纳米酶自发现以来的主要进展,包括最近发现的天然纳米酶,期待纳米酶从新概念、新材料衍生出新技术、新产品、新商品,服务人类健康,并带动新学科发展。

    目录

    0 引言

    1 纳米酶概述

    1.1 纳米酶的发现与命名

    1.2 纳米酶术语及标准化

    1.2.1 “纳米酶”术语的演变

    1.2.2 “纳米酶”术语国家标准的制定

    1.2.3 纳米酶催化活性测量方法的国家标准和国际标准制定

    1.2.4 与“纳米酶”有关的国家标准样品和国家标准物质的研制现状

    1.2.5 小结

    1.3 纳米酶的催化活力测定

    1.3.1 纳米酶的催化活性种类

    1.3.2 典型的纳米酶反应动力学

    1.3.3 纳米酶的活性位点及颗粒数计算

    1.3.4 小结

    1.4 纳米酶催化机制

    1.4.1 过氧化物酶纳米酶

    1.4.2 氧化酶纳米酶

    1.4.3 超氧化物歧化酶纳米酶

    1.4.4 过氧化氢酶纳米酶

    1.4.5 小结

    2 纳米酶的设计

    2.1 纳米酶催化活性调节

    2.1.1 组成结构的影响

    2.1.2 外部因素的影响

    2.2 纳米酶的选择性调控

    2.2.1 分子印迹

    2.2.2 亲疏水作用

    2.2.3 物理和化学吸附

    2.2.4 表面修饰

    2.2.5 手性识别

    2.2.6 仿生设计

    2.2.7 集成式纳米酶

    2.2.8 小结

    2.3 纳米酶的多功能性特性

    2.3.1 引言

    2.3.2 酶活性与材料的磁性结合

    2.3.3 酶活性与金属等离子体性质结合

    2.3.4 酶活性与光热特性的结合

    2.3.5 酶活性与光声现象的结合

    2.3.6 酶活性与荧光特性的结合

    2.3.7 酶活性与材料的导电性结合

    2.3.8 表面修饰使纳米酶具有新功能

    2.3.9 小结

    2.4 纳米酶多酶活性

    2.4.1 POD-CAT

    2.4.2 POD-OXD

    2.4.3 SOD-CAT

    2.4.4 OXD-CAT

    2.4.5 具有3种及以上类酶活性的纳米酶

    2.4.6 小结

    3 纳米酶工程化

    3.1 纳米酶与机器学习

    3.2 纳米酶制备与表征

    3.2.1 纳米酶的制备

    3.2.2 纳米酶的表征

    3.3 纳米酶的合成

    3.3.1 物理合成法

    3.3.2 化学合成法

    3.3.3 生物合成法

    3.3.4 小结

    4 纳米酶的应用

    4.1 纳米酶传感

    4.1.1 比色分析法

    4.1.2 化学发光法

    4.1.3 荧光检测

    4.1.4 电化学检测

    4.1.5 表面增强拉曼散射(SERS)检测

    4.1.6 其他检测方法

    4.1.7 多模态检测

    4.1.8 小结

    4.2 纳米酶抗肿瘤

    4.2.1 纳米酶用于肿瘤催化治疗的应用现状

    4.2.2 纳米酶抗肿瘤的作用机制

    4.2.3 纳米酶抗肿瘤的应用策略

    4.2.4 小结

    4.3 纳米酶抗菌、抗病毒

    4.3.1 纳米酶介导的表层杀菌

    4.3.2 纳米酶介导的深层杀菌

    4.3.3 生物正交纳米酶介导的杀菌

    4.3.4 纳米酶介导的海洋防污

    4.3.5 纳米酶介导的抗真菌治疗

    4.3.6 纳米酶介导的抗病毒治疗

    4.4 纳米酶用于污水环境治理

    4.4.1 介绍

    4.4.2 水环境污染物检测

    4.4.3 水环境污染物处理

    4.4.4 小结

    5 对纳米酶领域的展望

    5.1 关键科学问题

    5.2 结语

  • 环境化学专辑
    骆永明
    化学进展. 2009, 21(0203): 558-565.
         

    本文综述了国内外污染土壤修复技术的研究现状和发展趋势,并联系我国土壤污染态势探讨了中国土壤修复技术研发的需求。文中指出,包括生物修复、物理修复、化学修复及其联合修复的污染土壤修复技术体系已经基本形成;土壤修复技术正朝着6大方向发展,即向绿色与环境友好的生物修复、联合杂交的综合修复、原位修复、基于环境功能修复材料的修复、基于设备化的快速场地修复、以及土壤修复决策支持系统及修复后评估等技术方向发展。我国土壤环境污染态势严峻,需要发展能广泛应用、安全、低成本的原位农田生物修复技术和物化稳定技术,发展安全、土地能再开发利用、针对性强的工业场地快速物化工程修复技术与设备,发展能控制水土流失与污染物扩散的矿区植物稳定化与生态工程修复技术,建立污染土壤修复技术规范、评价标准和管理政策。

  • 综述与评论
    徐秀娟 秦金贵 李振
    化学进展. 2009, 21(12): 2559-2567.
    Baidu(241)      

    石墨烯是目前发现的唯一存在的二维自由态原子晶体,它是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp2杂化碳的基本结构单元,具有很多奇异的电子及机械性能。因而吸引了化学、材料等其它他领域科学家的高度关注。本文介绍了近几年石墨烯的研究进展,包括石墨烯的合成、去氧化、化学修饰及应用前景等方面的内容。

  • 综述与评论
    刘宗光, 屈树新, 翁杰
    Baidu(20)   CSCD(7)        

    海洋生物贻贝通过其足腺分泌的具有超强黏附性能的蛋白,可在海水等潮湿环境中牢固黏附在各种材料的表面。受此黏附蛋白的启发,研究发现聚多巴胺(PDA)具有类似于贻贝黏附蛋白的结构和超强黏附性能。在碱性条件下,PDA可在各种材料的表面迅速成膜,其中含有大量亲水的羟基和氨基官能团,可提高材料表面的亲水性和化学多功能性;PDA可作为中间层,在基底材料表面强力结合功能分子。由于PDA的形成过程简单且不需要有机溶剂,近年来常被应用于材料的表面改性。此外,由于PDA可促进细胞的黏附,具有良好的生物相容性,在生物材料表面改性中也有较多的应用。本文将综述PDA的黏附机理及其在生物材料表面改性中的应用,并提出PDA在生物材料表面改性应用中的展望及研究过程中存在的问题,为PDA在生物材料和组织工程中的应用提供参考。

  • 综述
    姚淇露, 杜红霞, 卢章辉
        CSCD(7)      

    氢气作为全球公认的清洁能源载体,备受关注。寻找安全高效的储氢材料以转型到氢能社会是当前氢能应用面临最大的挑战之一。氨硼烷(NH3BH3,AB)具有非常高的储氢质量分数(19.6 wt%)和体积储氢密度(0.145 kgH2/L),因其在储氢和放氢性能方面的显著优势,被认为是一种颇具应用潜力的化学储氢材料。氨硼烷能够通过热解、醇解和水解放出氢气。其中,氨硼烷水解制氢可以通过催化剂进行可控放氢,且具有反应条件温和、不产生CO(易使催化剂中毒)等优点,被认为是一种安全高效和实用性强的制氢技术。本文简要介绍了氨硼烷的性质和合成,阐述了氨硼烷水解制氢的机理,综述了近年来氨硼烷水解制氢催化剂的研究进展,分析了碱对氨硼烷水解制氢的促进作用,并讨论了水解产物回收利用问题。


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