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化学进展 2014, No.10 上一期 后一期 返回主页

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2014年10月 第26卷 第10期 目次
2014, 26 (10): 0-0 |
出版日期: 2014-10-15
摘要
综述与评论
离子掺杂氧化锌光催化纳米功能材料的制备及其应用
殷巧巧, 乔儒, 童国秀
2014, 26 (10): 1619-1632 | DOI: 10.7536/PC140452
出版日期: 2014-10-15
摘要

氧化锌是一种氧化还原电位高、激子结合能大(~60 meV)、物理和化学稳定性较好、廉价且无毒的半导体光催化剂。本文综述了掺杂氧化锌光催化剂的掺杂离子类型、制备方法、光催化效果及其作用机理。掺杂氧化锌的离子类型主要包括非金属离子单掺杂、金属离子(包括过渡金属离子和稀土金属离子)单掺杂和双离子共掺杂。离子掺杂后可在氧化锌晶格中引入更多的氧空穴或缺陷,为光致氧化反应提供更多的活性位点;或者引入杂质能级,扩大光吸收范围,增强可见光吸收能力。同时,掺杂的离子也可作为电子捕获中心,阻止光生电子-空穴对的复合,从而提高氧化锌光催化剂的性能。此外,文中还对掺杂氧化锌光催化剂在有机污染物降解、抗菌和光催化制氢等方面的应用进行了系统概述,并对其发展趋势作了展望。

功能离子液体杂化固相纳米材料的制备及催化应用
李善建, 冯拉俊
2014, 26 (10): 1633-1644 | DOI: 10.7536/PC140616
出版日期: 2014-10-15
摘要

离子液体是一种新颖的软功能材料,它既可以作为催化反应的绿色介质,也可以作为催化反应的活性组分,还可以作为一种客体的催化功能分子来修饰一些固相纳米材料。本文主要立足于多相催化材料的设计合成和应用的角度,结合近几年来一些新颖的固相纳米材料,系统地综述了功能离子液体对这些固相材料的杂化方法及其在催化应用中表现出的一些独特的催化性能。最后,对功能离子液体杂化固相纳米材料的研究现状进行了总结,并对将来可能的发展方向进行了展望。

金属有机框架材料的制备及在吸附分离CO2中的应用
姜宁, 邓志勇, 王公应, 刘绍英
2014, 26 (10): 1645-1654 | DOI: 10.7536/PC140634
出版日期: 2014-10-15
摘要

金属有机框架(MOFs)材料是当今的研究热点之一,是一类颇有潜力成为适用于CO2吸附和分离的重要材料。本文从MOFs的发展及其所具有的特点、MOFs用于CO2的吸附与分离所取得的突破性进展以及MOFs的传统合成及绿色制备方法三个方面展开论述。主要论述了MOFs适用于CO2吸附的原理,及其相对于传统的CO2吸附材料所具有的特点和优势,亦阐述了MOFs修饰与调变的方法。列出了MOFs用于单组分CO2吸附及CO2/CH4、CO2/N2吸附分离的结果。同时,针对传统MOFs制备方法不适宜大规模CO2捕集材料的生产,特别论述了机械化学合成法和新兴的潮湿矿物风化法,其均具有绿色化、无溶剂、低能耗和简单等特点,是一类较有研究价值和应用潜力的技术。随着温室效应和不可再生石化燃料的消耗等环境和能源问题的日趋严峻,研究及开发适用于CO2捕集与封存技术的MOFs新材料迫在眉睫,且任重而道远。

用于锕系分离和三价镧系/锕系分离的水溶性配体
吴宇轩, 刘宁, 丁颂东
2014, 26 (10): 1655-1664 | DOI: 10.7536/PC140531
出版日期: 2014-10-15
摘要

三价镧系(Lns(Ⅲ))与锕系(Ans(Ⅲ))分离是核工业高放废液处理过程中十分重要的环节。由于两者物理化学性质极为相近,分离难度很大,Lns(Ⅲ)与Ans(Ⅲ)的分离被公认为是最具挑战性的课题之一,迄今尚未得到满意解决。为实现两者的分离,技术上有两条途径可供选择:一是开发对Ans(Ⅲ)有高选择性的脂溶性萃取剂;二是开发对Ans(Ⅲ)有良好配位性质的水溶性配体。近年来,这两方面研究都已取得了较大进展。就后者而言,发现一些水溶性酰胺和吡啶衍生物、氨羧络合剂等配体对Ans(Ⅲ)有很好的选择性。它们已作为Ans(Ⅲ)的反萃剂或掩蔽剂用于Lns(Ⅲ)与Ans(Ⅲ)的分离。为此,本文就这些水溶性配体在对Lns(Ⅲ)和Ans(Ⅲ)萃取的影响、配合物组成与结构以及配位反应热力学性质等研究方面取得的进展进行综述,并对进一步的研究工作提出了一些建议。

氧气直接氧化苯制备苯酚
王伟涛, 姚敏, 马养民, 张金
2014, 26 (10): 1665-1672 | DOI: 10.7536/PC140637
出版日期: 2014-10-15
摘要

苯酚是重要的化工原料,其工业生产主要是通过异丙苯氧化法制备,该方法存在制备流程长、消耗丙烯多以及产生大量副产物等不足。苯直接氧化制备苯酚,特别是氧气直接氧化苯制备苯酚,因其步骤少、操作成本低、环境友好等特点已成为苯酚绿色制备的研究热点。本文较为系统地总结了氧气氧化苯液相法合成苯酚的研究工作,综述了该反应体系下的反应机理以及所使用的催化剂、还原剂等;归纳了反应温度、反应压力、还原剂用量及反应溶剂等反应条件对苯酚产率的影响;分析了目前氧气直接氧化苯液相法制苯酚研究中存在的问题,并总结了未来的研究方向。

苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩的结构修饰及在有机光伏材料中的应用
赖衍帮, 丁益民, 王洪宇
2014, 26 (10): 1673-1689 | DOI: 10.7536/PC140519
出版日期: 2014-10-15
摘要

近年来,苯并[1,2-b:4,5-b’]二噻吩吩(benzo[1,2-b:4,5-b’]dithiophene,BDT)作为构筑给体-受体结构有机半导体材料的优良电子给体,受到越来越多的重视,已广泛应用于场效应晶体管和有机光伏电池等领域。BDT类有机共轭材料具有优良的能级结构,同时又具有较高的载流子迁移率,目前报道的基于BDT的有机共轭聚合物的最高光电转换效率达到9.2% (单节光伏器件的最高效率),显示了其在有机太阳能电池领域巨大的应用前景。本文从BDT的结构修饰出发,系统地综述了基于BDT的有机光伏材料的最新研究进展,重点讨论BDT类光伏材料能级结构和聚集态形貌对光电性能的影响。

电场响应光子晶体
张慧捷, 王世荣, 肖殷, 李祥高
2014, 26 (10): 1690-1700 | DOI: 10.7536/PC140515
出版日期: 2014-10-15
摘要

光子晶体是一种介电常数周期变化、具有光子带隙、对光路可控的新型功能材料。将对外界刺激敏感性材料引入光子晶体空隙就得到可响应光子晶体。电场响应光子晶体是由电活性材料与光子晶体结构相结合所得,可以应用于反射型彩色显示并表现出其他显示技术所没有的独特优点。本文重点介绍了电场响应光子晶体器件的结构和响应机理,并按照引入电活性材料的不同将电场响应光子晶体分为基于液晶、聚电解质水凝胶、金属有机聚合物凝胶、导电聚合物以及核壳式电场响应光子晶体,总结了近几年各类电场响应光子晶体的研究进展,提出了在反射型彩色显示器件方面的应用以及存在的问题和展望。

方酰胺衍生物及其在离子识别中的应用
钱小红, 金灿, 张晓宁, 姜艳, 林晨, 王乐勇
2014, 26 (10): 1701-1711 | DOI: 10.7536/PC140705
出版日期: 2014-10-15
摘要

方酰胺骨架具有芳香性的四元环状刚性结构,作为双氢键受体和双氢键给体能与许多客体物种结合,是一类重要、理想的氢键给/受体单元,同时该类给/受体的功能化设计为离子识别行为的检测提供了方便。本文综述了近年来方酰胺化合物的结构特性、衍生化方法,及其在超分子中对阴离子、阳离子与两性离子的识别,实现对离子的跨膜传输、分离与萃取、凝胶响应等功能,以及其在有机小分子催化反应中稳定离子型中间体实现对反应底物催化的功能,并展望了方酰胺化合物在离子识别中的发展前景。

微/纳米马达在生物传感中的应用
于晓平, 吴洁, 鞠熀先
2014, 26 (10): 1712-1719 | DOI: 10.7536/PC140547
出版日期: 2014-10-15
摘要

微/纳米马达是近年来发展的一种可自主运动的新型微/纳米材料,它制备简单、形态多样、可批量化生产,已逐渐应用于生物样品分析及药物运输等领域。由于生物样品成分复杂,传统检测常常需要多步清洗和分离,操作繁琐、耗时较长。微/纳米马达具有自主运动的特性,通过表面生物功能化,可制备成动态的微型生物传感器,实现多种生物分子如核酸、蛋白质、糖蛋白等的实时、快速和灵敏检测。本文总结了近几年微/纳米马达的发展及其在生物传感中的应用,并展望了其在生物分析中的应用前景。

光控DNA可逆杂交/解链及其应用
寇波, 谈玲华, 王倡春, 肖守军
2014, 26 (10): 1720-1730 | DOI: 10.7536/PC140520
出版日期: 2014-10-15
摘要

通过光敏分子与DNA相互作用,可以实现光控DNA杂交与解链,这种光控DNA有望成为下一代DNA功能构筑材料和纳米机械能量输入模式。本文总结了可逆光控DNA杂交/解链的各种途径及其作用机理,并分析其使用条件和光控效果。已有实验结果的对比和归纳表明,从DNA骨架上楔入含侧链偶氮苯官能团的单元,通过顺反异构实现DNA双链解链与杂交的可逆光控最具应用潜力,并且仍有一定的改进空间。本文介绍了这种骨架楔入偶氮苯光控DNA材料在纳米技术和生物技术方面的应用,并对其进一步的研究方向进行了展望。

镉系量子点的生物毒性及相应机制
唐永安, 胡军, 杨祥良, 徐辉碧
2014, 26 (10): 1731-1740 | DOI: 10.7536/PC140605
出版日期: 2014-10-15
摘要

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转肽酶Sortase A在蛋白质修饰中的应用
谭祥龙, 许玲, 石景, 李宜明
2014, 26 (10): 1741-1751 | DOI: 10.7536/PC140442
出版日期: 2014-10-15
摘要

近年来,发展蛋白质与多肽的化学选择性连接与修饰方法已成为化学生物学的研究热点。这类方法可以在很大程度上弥补基因工程技术无法制备翻译后修饰蛋白与人工改造蛋白的缺陷,得到目前无法通过生物表达的功能蛋白。20世纪90年代末,人们从金黄色葡萄球菌中分离得到转肽酶Sortase A,它能够选择性识别特异性多肽序列LPXTG,并在特定位点切断氨基酸的肽键进而将其与一个新的肽链连接。该特性使Sortase A有望成为一种高效、通用的蛋白质修饰的工具。与传统的化学合成相比,Sortase催化的化学半合成方法,可以较好的解决化学合成蛋白的尺寸问题。本文就近年来Sortase A在蛋白质修饰及合成中的研究进展进行简要综述。

微纤化纤维素的制备及应用
周素坤, 毛健贞, 许凤
2014, 26 (10): 1752-1762 | DOI: 10.7536/PC140524
出版日期: 2014-10-15
摘要

微纤化纤维素(MFC)是一种新型的纳米级功能材料,由于其具有生物相容性、生物可降解性、优良的力学性能、光学性能以及阻隔性能,在纳米纸、气凝胶、复合材料、造纸、医药等诸多领域具有广阔的应用前景。但MFC在制备及应用过程中还存在诸多问题,例如机械处理能耗高,无法工业化生产;MFC极性强,在非极性基质中分散不均,这些都限制了其在纳米复合材料领域的发展,因此需要通过预处理降低机械处理过程中的能耗,同时系统地对MFC与聚合物复合机理进行研究以拓宽MFC的应用领域。本文综述了MFC的制备方法及其在纳米纸、气凝胶及纳米复合材料方面的应用现状,并对MFC的未来发展方向进行了展望。