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化学进展 2016, No.8 上一期 后一期 返回主页

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2016年8月第28卷第8期目次
2016, 28 (8): 0-0 |
出版日期: 2016-08-15
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摘要
综述与评论
基于胆汁酸的刺激响应聚合物
刘森阳, 彭了, 袁金颖, 朱晓夏
2016, 28 (8): 1121-1130 | DOI: 10.7536/PC160340
出版日期: 2016-08-15
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摘要
刺激响应聚合物是当今材料科学研究的热点之一。其在外界刺激下，自身的物理或者化学性质发生变化产生响应，在药物可控释放、生物传感器、催化、吸附分离等方面有广阔的应用。胆汁酸是天然的甾类生物分子，其分子结构中含有羟基和羧基等官能团，容易进行化学修饰，且具有双亲性和一定的刚性。在聚合物中引入胆汁酸分子，能够从结构和功能两个方面丰富刺激响应高分子的研究。一方面，胆汁酸及修饰的胆汁酸既可以作为单体直接聚合，也可以被连接到含有一定官能团的聚合物上，由此可以得到以胆汁酸作为主链、侧基、端基，以及胆汁酸作为星形聚合物的核等多种聚合物结构。另一方面，胆汁酸的引入不仅可以提高聚合物的生物相容性，有效地赋予聚合物胆汁酸结构的独特性质，而且可以用于构建具有一定刺激响应功能的组装结构，进而应用于形状记忆、手性分离、药物载体等材料中。本文综述了基于胆汁酸的刺激响应聚合物近年来的相关工作，从基于胆汁酸的刺激响应聚合物的分子设计和结构构筑出发，结合其性质和应用进行论述，也对该领域的改进和发展提出展望。
树枝状多孔二氧化硅纳米粒子的制备及其在先进载体中的应用
杜鑫, 赵彩霞, 黄洪伟, 温永强, 张学记
2016, 28 (8): 1131-1147 | DOI: 10.7536/PC160209
出版日期: 2016-08-15
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摘要
树枝状多孔二氧化硅纳米粒子具有中心辐射状孔道结构且孔道尺寸从粒子内部到粒子表面逐渐增加，是一种具有新颖结构的多孔材料。和传统的具有二维六方有序孔道结构的介孔二氧化硅粒子相比，这种粒子具有三维开放性的树枝状骨架结构，因而具有独特的结构优势，即高的孔渗透性和高的粒子内表面的可接触性，从而有利于物质（分子或纳米粒子）沿着中心辐射状的孔道进行输送，在树枝状粒子的内部负载或者与内部的活性位点发生反应。因此，这种粒子是一种很有前景的载体平台，可以用来构筑新型的吸附剂、纳米催化剂和基因药物的递送系统等。本综述首先介绍了一系列的合成方法和对树枝状骨架结构的调控策略，探讨了树枝状多孔结构对物理化学性能的影响，描述了其在催化、纳米生物医学、环境能源等领域的应用性能，并对树枝状多孔二氧化硅粒子的合成方向和应用前景进行了展望。
锂硫电池用多孔碳/硫复合正极材料的研究
张松涛, 郑明波, 曹洁明, 庞欢
2016, 28 (8): 1148-1155 | DOI: 10.7536/PC160335
出版日期: 2016-08-15
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摘要
锂硫电池具有高的理论比容量和理论能量密度，被认为是当前最有前景的二次电池体系之一。现阶段锂硫电池的研究工作主要集中于高性能硫正极材料的设计与合成。具有优良的导电性、良好的结构稳定性和多孔结构的纳米碳材料，比如活性碳、介孔碳、超小微孔碳、多级结构多孔碳、空心碳球和空心碳纤维，充分满足了锂硫电池正极材料对碳基体的要求。本文综述了近年来多孔碳/硫复合材料作为硫正极的研究进展。总结了以具有不同结构特征的多孔碳基体负载硫组装的锂硫电池的电化学性能，并分析了不同多孔结构对性能的影响。最后在此基础上，从多孔碳/硫复合正极材料的设计和合成的角度，展望了其未来的发展趋势。
铁基纳米材料功能化及对水中汞离子的去除
孙悦, 周晓馨, 楼子墨, 刘榆, 傅瑞琪, 徐新华*
2016, 28 (8): 1156-1169 | DOI: 10.7536/PC160312
出版日期: 2016-08-15
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摘要
在水体重金属污染中，汞污染问题日益严峻，已成为全球性环境问题之一。近年来，纳米FeSx、Fe3O4、Fe等铁基材料凭借优越的吸附性能以及比表面积优势，受到研究者的广泛关注。对铁基纳米材料进行稳定化、官能团改性之后可以增强纳米粒子的分散度，为汞离子提供更多的吸附点位，进一步加强对水中汞离子的去除效果。本文重点阐述了纳米FeSx的稳定化、Fe3O4等铁基材料的巯基化（-SH）、氨基化（-NH2）等功能化改性方法及对Hg的去除；总结了功能化铁基纳米材料对水中Hg的去除效果和影响因素；探究了功能化铁基纳米材料去除水中汞的机理；最后展望了铁基功能化纳米材料处理水体汞离子的发展方向。
溶液法制备有机太阳电池阳极界面修饰层MoO3
李炎平, 於黄忠, 董一帆, 黄欣欣
2016, 28 (8): 1170-1185 | DOI: 10.7536/PC160336
出版日期: 2016-08-15
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摘要
在全溶液低温制备高效、稳定有机光伏器件过程中，合理选择制备器件界面修饰材料的方法至关重要，它已成为近期有机光伏领域的重点研究内容之一。合理的界面材料能降低界面的势垒高度，减少器件的串联电阻。溶液法制备三氧化钼（MoO3）阳极界面缓冲层能有效地改善有机太阳电池阳极界面收集和载流子传输的效率，从而提高太阳电池能量转换效率，同时也提高太阳电池的稳定性。本文综述了近年来溶液法制备有机太阳电池阳极界面修饰层MoO3的研究进展，介绍了阳极界面修饰层MoO3的各种制备方法与原理，阐述了基于溶液法制备界面修饰层MoO3薄膜的研究现状与存在问题，以期为全溶液法制备高效稳定有机太阳电池的研究提供有价值的参考。
氧化石墨烯/金银纳米粒子复合材料的制备及其SERS效应研究
郝锐, 张丛筠, 卢亚, 张东杰, 郝耀武, 刘亚青
2016, 28 (8): 1186-1195 | DOI: 10.7536/PC160342
出版日期: 2016-08-15
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摘要
近年来，氧化石墨烯/金银纳米粒子复合材料由于其优异的表面增强拉曼散射（SERS）性能引起了人们极大的关注，在污染物检测、化学传感和癌症诊断等领域具有重要的应用价值。本文综述了氧化石墨烯片层上修饰金银纳米粒子、氧化石墨烯包覆金银纳米粒子、氧化石墨烯附着在金银纳米粒子层三种氧化石墨烯/金银纳米粒子复合材料的制备方法，对其SERS效应进行了详细介绍。SERS研究表明，结合了金银纳米粒子与氧化石墨烯两种材料各自在SERS研究与应用中的优势，氧化石墨烯/金银纳米粒子复合材料的SERS性能比单纯金银纳米粒子更加优异。氧化石墨烯在其中起到了化学增强、分子富集、钝化保护、荧光猝灭的重要作用。氧化石墨烯/金银纳米粒子复合材料在表面增强拉曼光谱中具有广阔的应用前景。
聚天冬酰胺衍生物药物/基因载体的合成和应用
付开乔, 张光彦, 蒋序林
2016, 28 (8): 1196-1206 | DOI: 10.7536/PC160212
出版日期: 2016-08-15
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摘要
与碳链聚合物相比，聚氨基酸类高分子由于其生物相容性好、可降解代谢、毒副作用低等优点而被广泛应用于生物医药领域。基于天冬氨酸的聚天冬酰胺衍生物，其合成方法简单多样，通过对其修饰改性可制备出具有各种环境响应性（温度、pH和还原敏感）的智能高分子，得到高效、低毒的药物/基因载体，实现可控释放、增强疗效、降低药物副作用的目的。本文重点介绍了聚天冬酰胺衍生物（特别是刺激响应性聚天冬酰胺衍生物）的合成改性方法、及其在药物和基因载体领域最新的研究进展，并对其发展前景进行了展望。
多相分散体系中气泡/液滴聚并和破碎的群平衡模拟
覃成鹏, 杨宁
2016, 28 (8): 1207-1223 | DOI: 10.7536/PC160416
出版日期: 2016-08-15
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摘要
多相分散体系中气泡/液滴聚并和破碎过程的模拟对于过程工业中离散相粒径分布的调控具有极为重要的意义。群平衡模型（population balance model， PBM）是模拟离散相聚并和破碎的常用方法。然而由于多相分散体系的复杂性，PBM中现有的聚并和破碎模型通常基于现象模型、统计分析、经验关联式或半理论半经验方法，尚未有模型能够全面地考虑流场和物性对聚并或破碎过程的物理约束，从而使准确预测各类工况的聚并与破碎现象成为挑战性的课题。本文总结了目前针对气-液/液-液体系破碎和聚并过程的机理分析、主流模型、群平衡方程的求解方法以及PBM在气-液和液-液体系中的应用，并评述了各种模型的研究现状和未来发展方向。
近紫外光辅助4-硫脱氧胸苷抗癌作用的研究
蒋革, 罗锋, 徐耀忠, 张晓辉
2016, 28 (8): 1224-1237 | DOI: 10.7536/PC151137
出版日期: 2016-08-15
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摘要
4-硫脱氧胸苷（4-thiothymidine， STdR）作为硫代类核苷类似物的典型代表，其具有较强的亲脂特性和强的紫外长波长（315～400 nm，UVA）吸收。这些特性使得4-硫脱氧胸苷能够靶向进入肿瘤细胞并以核苷酸的形式嵌入DNA链中，在近紫外UVA的辅助下发生光化学反应，损伤肿瘤细胞DNA，诱导细胞走向凋亡途径，达到抗癌的目的。本文系统地介绍和评述了长波紫外光/含硫脱氧胸苷（UVA/thiothymidine）的抗癌疗法及原理，探讨4-硫脱氧胸苷与人血清蛋白间的相互作用，为这种新型光化学疗法在今后的癌症治疗中提供基础的理论依据。
改性聚苯胺及其衍生物涂层的防腐性能
胡传波, 厉英, 孔亚州, 丁玉石
2016, 28 (8): 1238-1250 | DOI: 10.7536/PC160105
出版日期: 2016-08-15
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摘要
导电聚合物作为一种新型高分子材料，由于具有可逆的氧化还原特性，在金属腐蚀防护领域具有潜在的应用前景。在众多的导电聚合物中，聚苯胺因其具有独特的抗点蚀、抗划伤和防止海洋生物附着等特殊性能，被广泛应用于金属材料、化学工业和航海航天等领域， 逐渐成为防腐涂料领域的研究热点。本文通过对单一聚苯胺涂层防腐性能不足的分析，系统总结了近年来改性聚苯胺涂层在金属腐蚀防护领域的研究进展，包括单一环取代聚苯胺涂层和N取代聚苯胺涂层、改性聚苯胺复合涂层和改性聚苯胺复合材料/树脂共混复合涂层；通过各种腐蚀测试手段比较了改性聚苯胺涂层与未改性聚苯胺涂层之间防腐性能的优劣，进一步证明了供电子取代基（如烷基、烷氧基和氨基等）能够提高聚苯胺涂层的防腐性能，复合改性或与树脂共混也能够提高聚苯胺及其衍生物涂层的防腐性能；同时展望了聚苯胺及其衍生物涂料未来发展的新趋势。
非水系锂氧气电池正极材料研究现状
易罗财, 次素琴, 孙成丽, 温珍海
2016, 28 (8): 1251-1264 | DOI: 10.7536/PC160332
出版日期: 2016-08-15
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摘要
锂氧气电池因其具有接近汽油的比能量密度而备受人们的关注。随着研究的深入，研究人员发现锂氧气电池的实用化面临着诸多挑战，如高的过电位、循环性能不佳、能量效率难以保持较高水平等。这一系列问题直接与负极的腐蚀、电解液的分解、正极材料的结构和ORR/OER催化剂催化活性有着非常紧密的联系。本文着重对近三年非水系锂氧气电池正极材料的研究进行综述，将锂氧气电池正极材料的研究分为碳基复合材料和无碳基复合材料进行概括，阐述了不同类别的催化剂和正极材料微观结构对锂氧气电池的充放电性能、循环稳定性、循环效率等性能的影响，并对后续的研究工作做一定的展望。
固体氧化物电解池
赵晨欢, 张文强, 于波*, 王建晨, 陈靖
2016, 28 (8): 1265-1288 | DOI: 10.7536/PC151105
出版日期: 2016-08-15
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摘要
固体氧化物电解池（SOEC）是一种先进的电化学能量转化装置，可利用清洁一次能源产生的电能和热能，以H2O和/或CO2为原料，高效电解制备氢气或碳氢燃料，有望实现大规模能量高效转化和存储。该技术具有高效、简单、灵活、环境友好等特点，是目前国际能源领域的研究热点。本文就固体氧化电解池技术原理、关键材料、电堆技术、衰减控制和经济竞争力等方面进行分析和介绍，并对其应用前景进行展望。