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新闻公告
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化学进展 2012, No.12 上一期 后一期 返回主页

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2012年12月 第24卷 第12期目 次
2012, 24 (12): 0-0 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
综述与评论
过渡金属酸盐在催化反应中的应用
王洒洒, 孙辉, 陈胜洁, 尤洪星, 刘晔*
2012, 24 (12): 2287-2298 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
过渡金属酸盐因其催化性能优良、价格低廉、容易获得、毒性低、稳定性良好等特点,成为广受关注的一类催化剂。金属酸盐是指一类含有配合物阴离子的离子型化合物,其配合物阴离子包括中心金属和与其相配位的多个配体基团:中心金属为过渡金属元素,配体为氧离子(金属氧酸盐,如WO42-, PMo12O403- 等)、硫离子(硫代金属酸盐,如MoS42- 等)或卤素离子(卤代金属酸盐,如PtCl62-, TiF62-等)。通过改变中心过渡金属元素和抗衡阳离子的组成,可在分子水平上对金属酸盐进行性能调控。但过渡金属酸盐在催化领域中的研究多集中于金属氧酸盐,本综述则涵盖了包括金属氧酸盐、硫代金属酸盐、氰基金属酸盐和卤代金属酸盐等多种过渡金属酸盐作为催化剂在催化反应中的应用。另外,本文还着重介绍了过渡金属酸盐催化剂与离子液体结合使用,从而实现其循环使用的研究。
有机微纳米材料的设计策略、加工及应用
杨柳, 雷霆, 裴坚*, 刘晨江*
2012, 24 (12): 2299-2311 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
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。
不同形貌纳米FeNi合金的制备
姚永林, 张传福*, 湛菁, 邬建辉, 黎昌俊
2012, 24 (12): 2312-2319 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
纳米FeNi合金因其独特的电磁及催化性能在磁记录、催化剂、吸波材料及生物医学等领域存在广阔的应用前景。由于材料的形貌对其性能有着重要的影响,本文重点介绍了不同形貌(球形、一维形貌、纳米点阵、纳米环、纳米片、纳米花、树枝状及无特定形貌)纳米FeNi合金的制备方法,叙述了各方法制备纳米FeNi合金的基本原理及调控规律,并对各方法的优缺点作出了简要评价。同时,对材料形貌与尺寸对其性能影响的机理及规律作出了简要说明,阐述了其形貌及结构特征对材料性质的影响,指出了不同形貌纳米FeNi合金的优势应用领域。最后,对该领域未来的研究方向作出了展望。
石墨烯纳米带
郑小青, 冯苗, 詹红兵*
2012, 24 (12): 2320-2329 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
近年来,一种新型的准一维石墨烯基材料即石墨烯纳米带(graphene nanoribbons, GNRs)受到广泛关注,限域的宽度和丰富的边缘构型使其具有许多不同于二维结构大面积石墨烯的性质和应用。本文介绍了GNRs特殊的边缘效应以及由此产生的电学、磁学等特殊性质,在此基础上进一步介绍了GNRs典型的制备方法、缺陷种类、掺杂和化学改性等,并对功能化的GNRs的应用进行了展望。
铀的复合吸附材料
张文, 叶钢, 陈靖*
2012, 24 (12): 2330-2341 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
铀是重要核燃料资源,也是放射性废液中主要的污染元素之一。铀的吸附涉及到溶液中铀的提取、含铀废水的处理和铀元素化学分析的预富集等。本文从有机官能团化学键合修饰基体的复合材料出发,从基体和有机官能团两方面对溶液中的铀的吸附行为进行了综述,分析了各种官能团所适用的水相pH值、对铀的吸附量和选择性。含有机磷类官能团的复合材料具有pH适用范围广、吸附量和选择性较好的优点,是一种具有良好发展前景的铀复合吸附剂。
Diels-Alder反应在构建特殊结构高分子中的应用
王志鹏, 袁金颖*
2012, 24 (12): 2342-2351 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
Diels-Alder反应是一类高选择性、高产率、高可靠性和环境耐受性的反应。从其发现以来,已广泛应用于有机合成化学,成为click化学中的一种类型。近来,在具有特殊结构的高分子合成中,Diels-Alder反应也由于其广泛的实用性与正交性逐渐成为重要的链接手段之一。本文以各类结构高分子的合成作为分类方法,综述Diels-Alder反应在构建这些高分子中的应用。在此基础上,本文展望了Diels-Alder反应在高分子科学中的一些应用前景。发展方法学、应用于特殊结构聚合物的合成、拓宽功能化是相关研究中的关键性问题。
聚酰胺-胺型树枝状大分子及其衍生物在基因传递中的应用
董博, 闫熙博, 牛玉洁, 王欣, 王连永, 王燕铭*
2012, 24 (12): 2352-2358 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
基因治疗通过基因载体将治病基因导入病患的特异细胞以治疗心血管、神经系统疾病和癌症等。寻找安全高效的非病毒基因载体一直是基因治疗以及生物材料领域中的前沿课题。聚酰胺-胺型(PAMAM)树枝状高分子作为一类三维的、结构高度有序的新型载体,由于具有安全性好、易于修饰、携带外源基因容量大等特点,已经引起了广泛的关注。但是另一方面,合成步骤相对繁琐、后期产物纯化困难以及转染效率相对较低等问题限制了这类载体的进一步发展。本文结合本课题组的研究情况,针对如何提高PAMAM的转染效率以及增强其基因传递的靶向性等相关问题,对近几年在PAMAM树枝状分子修饰改性方面所做的一些有意义的工作进行了综述,并对前景进行了展望。
静电纺丝法在制备改性醋酸纤维素中的应用
侯甲子, 张万喜, 管东波, 孙晓平, 李莉莉*
2012, 24 (12): 2359-2366 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
纤维素是一种天然存在于有机物或植物中储量巨大的可再生资源。醋酸纤维素是在催化剂的作用下,将纤维素的羟基酯化而得到的一种热塑性树脂。由于其具有稳定,易于加工,不易燃烧,生物可降解性等特点,常用来替代天然纤维素作为静电纺丝的原料。静电纺丝技术作为目前制备纳米纤维材料的一种简单有效的方法,近些年来一直备受关注。本文系统介绍了以醋酸纤维素为静电纺丝的基体材料, 通过添加纳米粒子、聚合物溶液、表面改性、同轴电纺等物理改性方法以及再生纤维处理和硝化反应等化学改性方法制备改性醋酸纤维素纤维, 讨论了改性后的新材料结构和性能等多方面的变化。综述了近几年来国内外关于以静电纺丝法制备改性醋酸纤维素纤维的研究进展以及其在生物医药、组织工程支架、过滤膜以及功能性织物等方面的应用前景。
电化学发光分析方法在核酸检测中的应用
朱德斌*, 马文革, 邢晓波
2012, 24 (12): 2367-2373 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
电化学发光(electrochemiluminescence, ECL)分析方法具有灵敏、快速、准确、分析适应性广等特点。本文首先介绍了ECL的基本原理和特点、ECL核酸分析方法的分类和核酸的钌标记,随后对2003年以来基于磁性微球的ECL与核酸扩增及纳米技术联用在核酸检测中的应用、直接固定的ECL核酸分析方法及毛细管电泳(CE)-ECL核酸分析方法的应用做出了评述,并对ECL核酸分析方法的发展方向进行了展望。
环境中纳米材料的分离与分析方法
吕继涛, 张淑贞*
2012, 24 (12): 2374-2383 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
随着纳米科技的发展和纳米材料的广泛应用,进入环境中的纳米材料必将随之增加。由于纳米材料可能对生态环境和人体健康带来潜在的危害,了解环境中纳米材料的浓度水平和行为有助于正确认识和评价纳米材料的环境风险,并做出相应的防治对策。然而,纳米材料所具有的诸多特殊性质直接影响它们的环境行为和生态毒性,因此,环境中纳米材料的分析不仅包括浓度的定量测定,还包括对其组成、粒径和表面电荷等性质的表征,是一项具有挑战性的工作。本文综述了近年来关于环境纳米材料分离、表征及检测的相关手段和方法,重点包括场流分离、色谱分离和电泳分离在纳米材料分离以及显微和谱学技术在纳米材料分析中的应用;提出了一些思考和展望,希望能够增进对环境中纳米材料分离和分析方法的了解,有助于纳米材料环境分析方法的建立和推动纳米材料环境行为和生态毒理研究的进一步规范。
稳定氯同位素分析技术及其在有机氯污染物研究中的应用
张原, 祁士华*
2012, 24 (12): 2384-2390 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
有机氯污染物是近几十年环境科学持续关注的热点,传统研究以环境化学为主。随着同位素分析技术日趋高效便捷,氯同位素分析技术也开始在有机污染研究中得到更多应用。本文综述了稳定氯同位素分析技术的研究进展,介绍了氯同位素技术在有机污染物研究中的应用现状,并对其研究趋势进行了展望。单体同位素分析技术有助于开展有机氯污染物的同位素相关理论及应用研究;双路-同位素质谱和热电离质谱方法是测试精度较高的两种氯同位素测试方法,但是前处理过程繁杂、样品用量较大,不能满足环境样品中痕量的有机氯污染物分析;在线同位素测试技术提高了分析方法的灵敏度,拓宽了单体氯同位素分析技术在环境有机污染研究中的应用范围,是未来环境有机污染研究的趋势之一, 有待深入研究。目前氯同位素分析主要应用在环境有机污染物的溯源、降解途径的辩识和降解效率的量化等方面,尚需加强相关理论和应用研究。
SERS技术在疾病诊断和生物分析中的应用
邵锋, 陈坤, 罗志辉, 王艳君, 陆冬莲, 韩鹤友*
2012, 24 (12): 2391-2402 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)技术以其独特的谱带窄、灵敏度高、抗光漂白、原位和无损等优势,在疾病诊断和生物分析领域得到了越来越广泛的应用。本文介绍了近几年来应用于生物大分子、病原微生物、细胞和活体检测分析中的最新SERS技术,并分别从标记与非标记的角度对其进行了阐述,总结了SERS标记检测生物大分子的基本识别模式,简述了检测低浓度病原微生物的SERS技术,着重评述了SERS检测技术在细胞和活体研究中的应用,并对基于SERS的疾病诊断和生物分析技术的发展趋势进行了初步展望。
纳米粒子的分类合成及其在生物领域的应用
陈梦君, 杨万泰, 尹梅贞*
2012, 24 (12): 2403-2414 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
纳米粒子是当今最受关注也是最常报道的一类纳米材料,尺寸处于纳米级别是纳米粒子的突出特点,这赋予其在化学、光学、电学和磁学等方面优于传统块体材料的独特性能,因而纳米粒子越来越受到人们的重视,并广泛应用于很多领域,尤其是生物医药领域。本文围绕可生物应用的纳米粒子,从组成以及结构的角度着手,将纳米粒子分为有机纳米粒子、无机纳米粒子以及有机/无机杂化纳米粒子。同时结合近三年国内外关于各类纳米粒子新颖的合成报道,分别阐述了上述不同种类纳米粒子所具有的适合生物应用的物理和化学方面的特征,并针对不同类别的新型纳米粒子,着重描述了其具体合成方法和潜在的生物应用。最后,简单介绍了纳米粒子在生命科学这一领域的具体应用实例,如刺激响应感应器、生物特异性标记及基因药物载体等,并展望了纳米粒子在该领域的长远发展。
数字PCR技术进展
林彩琴, 姚波*
2012, 24 (12): 2415-2423 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
数字PCR是近年来迅速发展起来的一种定量分析技术。与传统定量PCR技术不同的是数字PCR不依赖于扩增曲线的循环阈值(CT)进行定量,不受扩增效率的影响,也不必采用看家基因和标准曲线,具有很好的准确度和重现性, 可以实现绝对定量分析。迄今为止,已有Fluidigm、Bio-Rad等几家公司相继推出了数字PCR产品,这些产品已经在单细胞分析、癌症早期诊断和产前诊断等研究领域显示出巨大的技术优势和应用前景。本文在现有文献基础上,对数字PCR技术的基本原理和定量方法进行介绍,并对该技术的分类及其特点以及目前的主要应用领域进行评述。
多功能超声造影剂
靳玉慎, 柯亨特, 戴志飞*
2012, 24 (12): 2424-2430 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
与其他成像方法相比,超声成像具有成像效果好、实时成像、操作简便、无放射性污染、价格相对低廉、适用面广以及适用于床旁等诸多无法比拟的优点,因此是目前临床上应用最为广泛的成像诊断手段之一。临床上使用超声造影剂可以提高疾病诊断的准确性,但是,超声成像自身的缺点如灵敏度相对较低等使其在对癌症等重大疾病进行诊断时存在一定的局限性。将超声成像与其他成像模式联合使用则可实现优势互补,为临床诊断提供更快捷、更精确和更清晰的图像,为疾病的诊治提供更多的信息。同时,由于超声成像实时便捷的特性,使得超声成像特别适合与多种治疗方式结合在一起,开发超声成像实时监控治疗的复合试剂,即基于超声成像的诊断治疗一体化试剂。本文介绍了以超声成像为核心的多功能造影剂,包括靶向超声造影剂、多模态造影剂以及基于超声成像的诊断治疗一体化试剂,综述了近年来有关这一研究热点的报道,并提出了存在的问题以及今后可能的研究方向。
有机电路及其基本元器件
蔡晓舟, 江浪, 董焕丽, 李晶泽*, 胡文平*
2012, 24 (12): 2431-2442 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
半导体电路及其元器件是实现现代信息传递的重要组成部分,随着无机电路特别是硅基电路的研究发展进入瓶颈,有机电路及其基本元器件的研究对于电路及系统的未来发展意义更加重大。近十年来,有机电路及其基本元器件取得了飞速的发展,多种基本元件器性能已经达到可应用程度,特别是在显示领域,基于有机半导体制备的OLED显示电路已经成为新一代显示器的选择。同时,有机电路也因其所具有的低成本、可弯折、高透光等特性而具有了更多的发展空间。本综述从构成有机电路的各基本部件出发,以各部分器件在电路系统中的应用为线索,从系统信息采集、信息处理、信息存储和信息输出4个方面简述了各部分基础元件的发展情况,并以基于有机场效应晶体管的器件为基础,对器件的结构、电性能的优化以及所面临的问题进行了讨论。
结构可控的炭基材料在锂离子电池中的应用
韩飞, 陆安慧, 李文翠*
2012, 24 (12): 2443-2456 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
为了满足人们对高性能锂离子电池的需求,对电极材料进行结构设计和表面改性非常重要。基于炭材料独特的优势,通过使用炭材料或是制备炭基复合物能够极大地提高锂离子电池的电化学性能。基于本实验室的研究基础,本文总结了炭基材料在锂离子电池应用领域所发挥的重要作用,综述了炭材料和炭基复合材料作为锂离子电极材料的研究进展,着重阐述了通过引入炭材料和控制材料结构来提高电池电化学性能。在炭负极材料方面,主要概述了新型炭负极材料(碳纳米管、石墨烯和无定形炭)的各种形貌结构对电 化学性能的影响及各自的优缺点。在含炭复合电极材料方面,详细介绍了正负极复合材料的制备方法、结构设计、形貌控制及复合物中炭对于提高正负极活性材料的导电性和结构稳定性所发挥的积极作用。最后,对于炭基材料在锂离子电池领域需要解决的问题进行了探讨,以期提高锂离子电池的应用性能。
非水系二次锂-氧电池正极
李鹏, 孙彦平*
2012, 24 (12): 2457-2471 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
非水系二次锂-氧电池(NRLOB)在当前所研发的二次电池中理论能量密度最高,但存在循环性能差,充、放电电流密度低等显著问题;这些问题主要同其氧正极上的电化学反应相关,关键在于过氧化锂Li2O2可逆生成、分解反应能否在较高的速率下连续地进行。本文综述了近年来NRLOB正极电化学反应机理、正极碳材料、催化剂和电极结构、电解液分解导致电极副反应等方面的研究现状;归纳了今后需要进一步研究的主要问题。
锂空气电池研究述评
张栋, 张存中*, 穆道斌, 吴伯荣, 吴锋
2012, 24 (12): 2472-2482 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
由于锂空气电池具有很高的理论能量密度因而引起了广泛关注和研究。本文较为全面地论述了各种电解质体系中的锂空气电池的进展,包括:有机体系、水体系、离子液体体系、有机-水双电解质体系和全固态体系的锂空气电池;详细阐述和归纳了它们的工作原理和最新研究现状。对最新提出的锂-空气-超级电容电池的原理和特点进行了较详细的论述。结合氧气在有机电解质中的电化学还原行为指出单一有机电解质锂空气电池存在的问题以及可能的解决办法;同时展示了这类电池中空气电极催化剂的发展现状。结合双电解质锂空气电池、固态电解质锂空气电池、锂-空气-超级电容电池的结构阐述了它们各自的优缺点。本文还展示了一些可望用于单一有机电解质锂空电池、有机-水双电解质体系锂空电池的新型碳材料。最后对锂空气电池的研究发展进行了总结与展望,提出新型电解液、催化剂以及改进锂空气电池构造将会成为今后的发展趋势。
动态与信息
2012年度国家杰出青年科学基金评审结果简况(化学科学部)
黄宝晟, 梁文平
2012, 24 (12): 2483-2484 |
出版日期: 2012-12-24
摘要
国家自然科学基金委员会化学科学部2012年受理国家杰出青年科学基金申请313项,比2011年的344项减少31项,主要原因是2012年优秀青年科学基金的设立转移了部分年轻申请人。在通讯评议基础上,化学科学部择优推荐46名申请者到会答辩,其中女性学者5人。化学科学部杰出青年科学基金专业评审组专家就申请者的主要学术成绩、创新点、拟开展的研究工作及科学意义等方面进行了评议,投票遴选出31名资助候选人。2012年9月21日经国家杰出青年科学基金评审委员会评审,化学科学部推荐的31名候选人均获得资助,资助率为9.9%。