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化学进展 2017, No.7 上一期 后一期 返回主页

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2017, 29 (7): 0-0 |
出版日期: 2017-07-15
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摘要
综述
CO2响应型乳液体系
郭爽, 陈志强, 任笑菲, 张永民*, 刘雪锋*
2017, 29 (7): 695-705 | DOI: 10.7536/PC170347
出版日期: 2017-07-15
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摘要
乳液在许多工业生产和商品制造过程中扮演着极为重要的角色。如何实现乳液的长期稳定性与快速破乳之间的平衡已成为乳液研究的重中之重。环境刺激响应型乳液的出现为这一问题的解决提供了新的思路。在过去的十年中,CO2作为一种传统pH调节剂的替代者,引起了科研工作者的普遍关注。虽然CO2本质上就是一种pH调节剂,但其相对于传统的酸碱调节却具有无可比拟的优势。直到最近,以CO2作为触发手段开关乳液才得以实现。CO2响应型乳液体系是指在CO2气体刺激下能够对乳液的"稳定"与"破乳"进行智能调控的分散体系,其在石油生产、乳液聚合、萃取分离、化妆品等领域具有巨大的应用潜力。本文从普通乳液、Pickering乳液和微乳液三个方面详细综述了CO2气体刺激在分散体系的研究进展,介绍了CO2响应型乳液体系的智能响应原理、性能及应用,并展望了其发展前景。
具有规整结构和高强度的水凝胶的功能化
黎朝, 於麟, 郑震, 王新灵*
2017, 29 (7): 706-719 | DOI: 10.7536/PC170418
出版日期: 2017-07-15
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摘要
作为一种基体中含有大量水的交联聚合物材料,聚合物水凝胶已经被广泛应用于食品、化妆品和生物医药等很多领域。然而,传统聚合物水凝胶机械性能不足,这限制了其在高技术领域的进一步应用。近十几年来,一系列具有规整或特殊网络结构的高强度聚合物水凝胶的出现在很大程度上改善了这一状况,在这些水凝胶中,复合水凝胶、双网络水凝胶、类四面体型聚乙二醇大分子单体水凝胶(Tetra-PEG水凝胶)和拓扑凝胶是典型代表。然而,为了使水凝胶在诸如人造组织、可穿戴设备和3D打印等高技术领域实现更多应用,赋予其功能性与提高其机械性能同等重要,因此,在对高强度水凝胶的结构和基本性能深入研究的基础上,对其进行功能化便引起了广泛关注。本文综述了近年来对高强度聚合物水凝胶进行功能化的研究进展,重点从上面提到的四类高强度水凝胶展开综述和讨论,并对该领域所面临的挑战和未来的研究方向进行了简要讨论和展望。
基于大环主体构筑的超分子载药体系
陈盼盼, 史兵兵*
2017, 29 (7): 720-739 | DOI: 10.7536/PC170329
出版日期: 2017-07-15
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摘要
近年来,为了降低癌症治疗中药物对正常细胞的副作用,发展响应癌细胞特定微环境变化,并实现药物靶向输送的功能化载药体系,引起了化学和药物学领域学者的广泛关注。以非共价作用构筑的超分子载药体系,在外界刺激下,可实现结构、形貌和功能的动态可逆性转变,从而为设计和发展智能超分子纳米药物载体提供平台。超分子自组装一直是超分子化学和纳米科学较为活跃的研究领域和重要组成部分。基于大环主体构筑新的识别机理,在超分子自组装及相关应用方面扮演着重要的角色。此外,通过特异性修饰主体或客体,可将功能化基团引入超分子体系,从而满足在不同领域应用的要求。通过非共价修饰,超分子纳米体系不仅可以作为理想的药物载体,改善药物水溶解性和稳定性,而且可以实现药物的可控释放。本文根据大环骨架的不同,分类介绍了基于大环主体构筑的超分子载药体系的最新研究进展,并结合该体系的研究现状,对超分子载药体系的发展前景进行了展望。
化学振荡反应调控的动态可逆智能体系
闫博, 周宏伟*, 解璞, 金洗郎, 马爱洁*, 陈卫星
2017, 29 (7): 740-749 | DOI: 10.7536/PC170507
出版日期: 2017-07-15
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摘要
动态可逆作用是构筑智能材料体系,实现材料性能可控、可调性的重要工具。但是,多数基于动态可逆作用的智能体系仅能对"开/关"转换的外界刺激因素,如光、热、溶剂、pH等产生响应,不能实现自动调控。化学振荡反应及自振荡高分子材料的发展为新型自调控智能体系的构建提供了重要的思路。本文结合自调控智能体系的最新研究进展,介绍化学振荡反应调控的动态可逆智能体系(DRIS),包括利用动态共价键、主-客体作用、配位作用、离子作用、分子间作用等动态可逆作用构筑的纳米粒子自动聚集/分散体系、两亲性分子自组装/解组装体系、宏观凝胶自组装/解组装体系、自动分子器件、自动荧光振荡体系等。最后,对化学振荡反应调控的动态可逆智能体系的研究与发展进行展望。
光响应性微凝胶的分子设计和智能材料构筑
王平, 杨巧凤, 赵传壮*
2017, 29 (7): 750-756 | DOI: 10.7536/PC170334
出版日期: 2017-07-15
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摘要
微凝胶能够在外界刺激下改变自身尺寸,是一类重要的智能材料构筑基元。光刺激具有可远程控制、能快速切换等特点,在刺激响应性材料的设计中受到了广泛关注。将光刺激响应性基元引入到微凝胶体系,可以得到一系列具有重要应用前景的智能材料。本文综述了近年来光响应微凝胶的研究进展,总结了赋予微凝胶光响应性的四种分子设计,包括光致异构化型、光致生热型、光致(解)交联型、光致生酸型;介绍了光响应微凝胶在调光材料、药物控释、信息显示和自修复凝胶等领域的应用;展望了该领域的研究方向、发展和应用前景。
疏水缔合水凝胶
牛娜, 李志英, 高婷婷, 刘玉东, 刘晓丽, 刘凤岐*
2017, 29 (7): 757-765 | DOI: 10.7536/PC170351
出版日期: 2017-07-15
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摘要
疏水缔合水凝胶是指由疏水相互作用形成的物理交联型水凝胶。由于具有传统化学交联型凝胶所不具备的高机械强度、自愈合和二次加工的特性,疏水缔合水凝胶的合成制备、结构优化、性能调控和应用拓展逐渐成为凝胶材料领域的研究热点。作为网络交联点的疏水缔合微区存在动态可逆的缔合-解缔合平衡,这是疏水缔合水凝胶的亮点,也是网络构筑、机理探讨以及性能改进的切入点和关键所在。疏水缔合水凝胶具有敏感度高、智能响应和生物相容等优点,广泛应用于智能材料和生物载体等领域。本文从结构组成出发,介绍了具有不同结构类型的疏水缔合水凝胶,并结合制备方法,总结出其性能各异的成因及机理,对研究现状及应用价值进行了归纳和展望。
用于放射性碘吸附的多孔有机聚合物
林益军, 朱云龙, 旷桂超, 喻桂朋*, 金日光
2017, 29 (7): 766-775 | DOI: 10.7536/PC170410
出版日期: 2017-07-15
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摘要
多孔有机聚合物(Porous Organic Polymers,POPs)是一类由不同几何构型的有机分子砌块通过强共价键连接而成的多维网络骨架材料,具有质轻、比表面积大、结构与功能可设计和精确调控等优点,近年来逐渐成为多孔材料发展的一个新方向,预计在气体吸附/分离、催化、光电转换、传感、能量存储等诸多领域有着广泛的应用前景。本文概述了当前国内外POPs的可控合成与性能调控策略,重点介绍了多孔芳香骨架以及共轭微孔聚合物在放射性碘吸附中的应用,并对现阶段POPs碘吸附研究中存在的一些问题和挑战进行了分析与展望。
β-HgS量子点的制备、性质及应用
刘康, 高冠斌*, 孙涛垒*
2017, 29 (7): 776-784 | DOI: 10.7536/PC170317
出版日期: 2017-07-15
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摘要
β-HgS量子点因其具有可调谐的可见-近红外荧光和带间荧光而在光转换和荧光成像等多个领域有着广阔的应用前景。本文综述了β-HgS量子点的制备、性质及应用,重点梳理了β-HgS量子点在有机相和水相中的两大类共计五种制备方法,阐述了其不同于块状β-HgS的独特性质,总结了其在离子探测、细胞成像、活体成像、光转换器和荧光油墨等领域的最新应用。最后针对制约β-HgS量子点应用的主要问题(如应用于光转换器件中的转换效率和荧光量子产率不高、应用于生物荧光成像中的特异性识别能力不足和生物相容性较差等),提出了我们的解决方案:一方面,将β-HgS量子点自组装形成特定的纳米结构,以期提高其光转换效率和荧光量子产率;另一方面,通过将手性生物分子引入到β-HgS量子点表面来制备手性β-HgS量子点,以期增强其在体内和体外荧光成像中的特异性识别能力和改善其生物相容性。本文将为β-HgS量子点的发展提供新的思路。
苯酚直接羟基化制备苯二酚反应体系中催化剂的设计与性能
海莉, 张天永*, 李彬*, 姜爽*, 张夏, 马骁媛, 张光辉
2017, 29 (7): 785-795 | DOI: 10.7536/PC170327
出版日期: 2017-07-15
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摘要
邻苯二酚和对苯二酚是重要的工业原料。苯酚一步羟基反应合成苯二酚的方法原子利用率高且节能高效,符合可持续发展的理念。以H2O2为氧化剂氧化苯酚合成苯二酚的工艺,流程简单、反应条件温和且绿色环保,成为催化合成领域的研究热点。在该反应中,苯酚的转化率和产物苯二酚的收率高低取决于催化剂的活性。本文综述了近几年在苯酚羟基化制备苯二酚反应中催化剂的研究进展。按照反应体系的不同,催化剂可被分为热催化反应体系中的催化剂和光催化反应体系中的催化剂。催化剂的催化性能主要以苯酚转化率、苯二酚的选择性和稳定性等方面作为评价指标。本文重点介绍了以H2O2为氧化剂的液相非均相催化体系中含金属催化剂的研究现状,并在最后对催化剂在苯酚一步羟基化制备苯二酚的反应体系中的制备与应用作了展望。
盐湖卤水提锂
赵旭*, 张琦, 武海虹, 郝晓翠, 王亮, 黄西平
2017, 29 (7): 796-808 | DOI: 10.7536/PC170313
出版日期: 2017-07-15
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摘要
随着新能源行业的迅速发展,锂因其独特的物化性质已被视为一种新的战略性能源,其需求量逐年递增,锂的提取分离技术也受到越来越多的关注。我国盐湖锂资源丰富,但因镁锂比高、分离难度大,目前尚未有效开发利用,开发适用于我国高镁锂比盐湖卤水的提锂分离技术,具有重要的研究价值和战略意义。本文综述了主要的盐湖提锂技术的研究现状,包括沉淀法、溶剂萃取法、离子筛吸附法、纳滤和电渗析技术等,探讨了各种技术方法的优势和特点,以及高镁锂比条件对分离效果的影响。近年来新兴的离子液体萃取剂和一价离子选择性交换膜电渗析技术也用于高镁锂比盐湖卤水提锂研究,这两种方法展现了良好的研究价值和应用前景,前者由于离子液体结构与功能的可设计性,具有开发高效提锂萃取剂的潜力,现有研究表明后者可以将初始镁锂比为150的模拟卤水降至8.0,锂回收率可达到95.3%。最后,对目前高镁锂比盐湖卤水提锂方法存在的问题和未来发展方向进行了总结与展望。