铈(Ⅳ)盐与吡啶类-N-氧化物之配合物的合成与性质研究

迄今为止,有关吡啶-N-氧化物(PyNO)和4-皮考啉-N-氧化物(4-PiCNO)与铈(Ⅳ)盐的配合物尚未见报道,本文报道了铈(Ⅳ)盐与PyNO和4-PiCNo的四个新配合物,并用物理测试手段对新配合物进行了物化性质的分析和结构的讨论。     

金属配合物分子纳米结构构筑与调控的STM研究进展

金属配合物分子具有结构多样且可控以及功能丰富等特点,在催化、传感、分子识别、纳米器件等领域得到广泛应用, 对金属配合物分子的研究已是分子科学研究中的热点之一.同时, 利用配合物分子构筑表面分子纳米结构以及对配合物单分子性质的研究也日趋活跃. 近年来, 本研究组发展了配合物分子在固体表面的自组装技术, 并结合扫描隧道显微技术(STM)开展了一系列有关金属配合物分子表面纳米结构的研究工作, 在固体表面成功实现了对配体、配合物分子的高分辨STM成像、原位配合以及分子识别, 设计和构筑了多种功能配合物分子纳米结构,并系统研究了结构形成规律. 本文以本研究组近年来有关金属配合物分子组装的研究结果为主, 结合国内外相关研究小组的研究结果,综述有关金属配合物分子纳米结构的构筑与调控的STM研究进展, 介绍该类分子在固体表面的组装和分散规律, 为表面分子纳米结构的构筑和调控提供理论和实验基础.     

磁性铁氧化物纳米粒子表面功能化及其应用

表面功能化的磁性铁氧化物纳米粒子是一种新型功能材料,可应用于各种生物活性物质如蛋白质、DNA等的富集和分离,药物的磁靶向,以及疾病的诊断和治疗等许多领域.本文在总结近年来国内外有关功能化磁性铁氧化物纳米粒子研究成果的基础上,阐述了功能化磁性铁氧化物纳米粒子的结构类型、特点、目前的各种功能化制备方法以及相关应用最新研究进展,指出了当前研究中的主要发展方向和仍需要解决的问题.     

磁性铁氧化物纳米粒子制备及其体内应用研究

磁性铁氧化物纳米粒子由于其生物相容性和低毒性而广泛的应用于生物医学领域。本文总结了近年来制备各种磁性铁氧化物纳米粒子的方法,比较了它们在粒径、结晶度以及制备条件等方面的优缺点,概括了对其进行表面修饰改性材料的种类,阐述近年来磁性铁氧化物纳米粒子在体内应用中药物运输、磁共振成像、磁热疗方面的进展,并指出当前应用中的主要方向和亟待解决的问题。     

铈(Ⅲ)-氨基酸-咪唑三元配合物的表征和循环伏安行为研究

合成了铈（Ⅲ）－色氨酸－咪唑和铈（Ⅲ）－苯丙氨酸－咪唑三元配合物,对配合物进行了元素分析、摩尔电导测试、热重－差热分析及红外光谱分析,确定了配合物的组成和成键特征,并用循环伏安法研究了铈（Ⅲ）离子、铈（Ⅲ）与氨基酸及咪唑混合溶液、铈（Ⅲ）二元及三元配合物在玻碳电极上的电化学行为。实验结果表明,在－０．１０～１．１０Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）电位扫描范围内,两种铈（Ⅲ）三元配合物显示了安全不可逆的电子迁移过     

组装在贵金属基底上的金纳米粒子对CO的电化学催化氧化

研究了组装在Au, Pt电极表面的金纳米粒子对CO的电化学催化氧化行为, 首次在实验上观察到较大粒径金纳米粒子(粒径＞10 nm)对CO的电催化氧化活性. 考察了金粒子表面金氧化物对粒子电催化活性的影响, 发现表面金氧化物的形成是金纳米粒子对CO具有电催化氧化活性的前提. 对于相同粒径的金纳米粒子, 随着粒子表面金氧化物量的增加,催化活性增大.     

气相二氧化硅填充极性低聚物的界面与流变

气相二氧化硅(FS)/低聚物纳米复合材料应用广泛于涂料、胶黏剂、锂离子电池、液体防弹衣等诸多领域.然而,极性低聚物与FS表面相互作用复杂,FS/低聚物复合材料(ONCs)的流变响应多种多样.如何实现ONCs流变行为调控,是长期困扰工业界的难题.本文详细总结了FS在ONCs领域的应用,将FS粒子间相互作用与ONCs流变性质相关联,综述ONCs界面层结构的表征、调控手段及界面层与流变行为的关系.结合本课题组对FS/极性低聚物体系界面及流变行为的研究成果,提出未来ONCs领域的2个重要方向,即研究界面结构与粒子-极性低聚物相互作用间的关系,并通过界面设计实现对纳米粒子/极性低聚物复合材料的流变行为的精确调控.     

负载型纳米非贵金属催化剂上CO的氧化行为Ⅱ.纳米铜的制备、结构及催化性能

用惰性气体蒸发法和电弧等离子体法制备了纳米铜粒子，用物理干法将其担载到载体上，并用于催化ＣＯ氧化反应．用ＴＥＭ，ＸＲＤ，ＳＥＭ对纳米粒子和催化剂进行了表征．结果表明，载体、氧化气氛及制备工艺均影响催化剂的活性，稀土元素铈的存在能提高铜的催化活性，纳米铜在催化过程中将转变为氧化物．     

铈(Ⅲ)-三乙四胺六乙酸的配合物及其应用于铈的导数分光光度测定

多氨基多羧酸可与稀土离子生成稳定的配合物,EDTA、二乙三胺五乙酸(DTPA)和四乙五胺七乙酸(TPHA)曾用于测定某些单一稀土,但铈(Ⅲ)的测定尚未见报道.本文研究了三乙四胺六乙酸(TTHA)与铈(Ⅲ)的配合物在紫外区的吸收光谱,用导数分光光度法选择测定了混合稀土氧化物中铈的含量。     

贵金属基纳米酶的研究进展

贵金属纳米材料在纳米尺度具有独特的光学、 电学性质及优异的催化性能, 是一类重要的功能纳米材料. 基于贵金属材料的纳米酶研究是贵金属纳米材料在生物医学领域的一个前沿研究方向. 贵金属基纳米酶具有特殊的光学性质、 较好的化学稳定性、 可调控的类酶活性及良好的生物相容性, 是目前纳米生物医学领域的热点研究材料. 本文总结了贵金属基纳米酶的活性种类、 活性机理、 活性调控以及在生物医学等领域的潜在应用.     

端三吡啶基聚异丙基丙烯酰胺的合成及其金属配合物

合成出三吡啶官能化的二硫代酯并以其作为链转移剂进行了异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)的可逆加成断裂链转移(RAFT)聚合,得到分子量可控和窄分子量分布的端三吡啶基聚异丙基丙烯酰胺(tpy-PNIPAAm),聚合反应为对单体浓度的一级动力学关系.Tpy-PNIPAAm在水中既保持了与聚异丙基丙烯酰胺类似的相转变行为,又拥有三吡啶(tpy)的强络合能力.将tpy-PNIPAAm与金属核素模型进行络合得到金属配合物,所得金属配合物在水中拥有与PNIPAAm类似的相转变行为,同时tpy-PNIPAAm的金属配合物由于其两亲性,在水中可以形成纳米粒子,由于纳米粒子间的静电排斥作用,这种纳米粒子即使在高于相转变温度时,仍能稳定于水中.     

负载型纳米非贵金属催化剂上CO的氧化行为Ⅱ.纳米铜的制备、结构及催化性能

用惰性气体蒸发法和电弧等离子体法制备了纳米铜粒子，用物理干法将其担载到载体上，并用于催化ＣＯ氧化反应。用ＴＥＭ，ＸＲＤ，ＳＥＭ对纳米粒子和催化剂进行了表征。结果表明，载体，氧化气氛及制备工艺均影响催化剂的活性，稀土元素铈的存在能提高铜的催化活性，纳米铜在催化过程中将转变为氧化物。     

聚合物纳米粒子的结构和性能对胞吞和细胞功能的影响

随着纳米医学的发展,越来越多的聚合物纳米粒子被用作荧光探针和药物或基因的载体,在生物分析、检测以及药物传输和基因治疗等领域得到应用。细胞的胞吞是细胞将细胞外基质、病毒、微组织或纳米粒子运送到细胞内部的一个重要生理过程。研究细胞对纳米粒子的胞吞,有助于从细胞层次上理解生命现象,掌握细胞内治疗的机理。本文综述了近几年来细胞和聚合物纳米粒子之间相互作用的最新研究结果。首先介绍了用于胞吞研究的常用聚合物纳米粒子体系及其功能化方法,尤其是荧光探针的复合与表面修饰。进而介绍了细胞和聚合物纳米粒子之间相互作用的基本过程,包括聚合物纳米粒子在细胞转运过程中的驱动力、细胞内转运过程、在细胞中的分布及其细胞毒性。对影响聚合物纳米微粒胞吞的因素如纳米粒子浓度、共培养时间、纳米粒子性能（形状、粒径、电荷和PEG修饰）、细胞类型和培养条件等进行了总结。最后重点介绍了用于受体介导细胞胞吞的聚合物纳米粒子体系,指出了目前研究工作中的不足及未来发展方向。     

原位红外光谱法研究中孔炭限域钌纳米催化剂的形成机理（英文）

炭载金属纳米催化剂广泛应用于精细化学品加氢反应及燃料电池等许多领域.炭载体因具有较高的表面积、易于调控的表面化学官能团以及特有的耐酸耐碱等性质而经常用作负载型金属催化剂的载体.但是相对于氧化物载体,炭载体表面较为惰性,与金属纳米粒子的相互作用较弱,采用后引入金属前体,如沉淀-沉积法和浸渍法等方法制备的催化剂,在液相和高温反应条件下,金属纳米粒子易流失和烧结.因此制备高稳定性的炭负载金属纳米催化剂仍是多相催化剂制备领域的一个重要课题.随着新型炭材料的出现及纳米孔材料制备科学的发展,极大丰富和推动了炭载金属催化剂制备方法的发展.近年来,通过炭热还原法即在制备中孔炭的过程中引入金属前体,一步制备炭载金属催化剂已经成为炭载金属催化剂的一个新的制备方法.此法制备的催化剂通常具有金属纳米粒子分散均匀、炭和金属活性中心之间的作用力强、热稳定性好、炭载体对负载金属纳米粒子具有限域作用等诸多优点,而且在诸多催化反应中具有优异的催化性能.例如本课题组曾以RuCl_3/SBA-15为硬模板,采用原位碳热还原法制备了Ru-OMC催化剂,它在液相苯环加氢、合成氨及费托合成反应中均具有优异的催化性能及稳定性,但是对于中孔炭中均匀分散的钌纳米颗粒形成的机理尚不清楚.基于此,本文采用原位的红外光谱结合热重表征技术对sucrose-RuCl_3/SBA-15炭化过程钌物种的形成过程及机理进行了研究,探讨了蔗糖在炭化过程中对高分散钌纳米颗粒形成过程的稳定机制.研究发现,尽管经历了高达850 oC的高温炭热处理,所得Ru-OMC催化剂中钌纳米粒子仍然可以均匀分散,钌粒径在1-2 nm之间.同时,由于这种方法中钌前体预先负载在SBA-15载体表面,在炭化过程中,钌纳米粒子可以均匀地分散在模板氧化硅和形成的炭骨架之间的界面上,去除氧化硅模板后,钌纳米粒子可以更多的暴露在中孔炭的孔道内侧,因而具备更好的催化剂性能.通过对sucrose-RuCl_3/SBA-15炭化过程中原位红外光谱表征发现,Ru~(3+)在炭化过程中逐步被还原,并和具有含氧官能团的炭前体形成类金属羰基配合物Ru(CO)x.这种配合物的生成可以有效抑制钌纳米粒子在热处理过程的迁移乃至长大,因而对得到均匀分散的钌纳米粒子具有至关重要的作用.同时Ru(CO)_x周围刚性的氧化硅模板和碳骨架可以有效地防止钌纳米粒子在高温处理过程中烧结和团聚.对sucrose-RuCl_3/SBA-15炭化中间体的X射线光电子能谱表征进一步证明了Ru~(3+)在350 oC之前即可被还原,钌的3p轨道结合能发生了位移,说明钌和炭载体之间具有较强的相互作用.该结果可为炭载贵金属催化剂的调控制备及高活性纳米催化剂的形成机理研究提供一定的参考.     

邻苯二酚衍生物与稀土元素配位反应的研究（V）：3,4—二羟 …

研究了稀土元素铈（Ⅲ）离子与３，４－二羟基苯甲酸（Ｈ３Ｌ）在水溶液体系中生成羧基配位化合物的条件，表征其组成为Ｃｅ（Ｈ２Ｌ）２（ＯＨ）．３Ｈ２Ｏ。并研究了该配合物在一定条件下，铈离子由羧基配位反应变由为两个邻酚羟基配位的配合物（Ｃｅ（ＨＬ）ｎ的转型反应及氧化物铈（ＶＩ）配合物的反应。     

“非保护型”金属胶体纳米簇形成机理研究

碱-乙二醇法制备的"非保护型"金属及合金纳米簇由表面吸附的溶剂分子和简单离子实现稳定化,它们被广泛用于制备高性能复相催化剂和研究复相催化剂中的尺寸、组成、载体表面基团以及修饰剂对催化性能的影响。关于此类非保护金属纳米簇的形成过程及机理的认识尚有待进一步深化。本文采用原位快速扫描X射线吸收精细结构谱(QXAFS)、原位紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、透射电子显微镜和动态光散射技术研究了碱-乙二醇法合成中非保护型金属胶体纳米簇的形成过程与机理。结果表明,在碱-乙二醇法合成非保护型Pt金属纳米簇的过程中,室温下即有部分Pt(IV)被还原至Pt(II)。随着反应温度的升高,OH-逐渐取代与Pt离子配位的Cl-,在Pt―Pt键形成之前,反应体系的UV-Vis吸收光谱中可观察到明显的纳米粒子的散射信号,原位QXAFS分析表明Pt纳米簇是由Pt氧化物纳米粒子还原所形成的;在Ru金属纳米簇的形成过程中,OH-首先取代了Ru Cl_3中的Cl~-,形成羟基配合物Ru(OH) _6~(3-),后者进一步缩合形成氧化钌纳米粒子,最终Ru金属纳米簇由乙二醇还原氧化钌纳米粒子形成。由于先形成了氧化物纳米粒子,后续的还原反应被限制在氧化物纳米粒子内,使最终得到的非保护型金属纳米簇具有尺寸小、分布窄的特点。本工作所获得的知识对发展高性能能源转化催化剂、精细化学合成催化剂、传感器等功能体系具有重要意义。     

不同制备方法对铈锆复合氧化物结构及性能的影响

采用共沉淀法、均相沉淀法以及反相微乳法制备了铈锆复合氧化物.通过XRD,TEM,BET等表征手段来分析所得铈锆氧化物粉体的性质,将制得的粉体涂覆在堇青石蜂窝陶瓷载体上作为涂层,担载一定量的贵金属Pt作为活性组分制得整体催化剂,并在低温水汽变换反应上考察它们的催化性能.分析结果表明3种方法都得到了单相的铈锆固溶体;微乳法制得的纳米级铈锆固溶体粒径分布均匀、平均粒径尺寸为6 nm;所得纳米级铈锆复合氧化物的比表面积大小为微乳法＞均相沉淀法＞共沉淀法.实验结果表明用微乳法制得的铈锆复合氧化物的催化性能要优于其他两种方法.     

纳米金属氧化物的制备及应用研究的若干进展

综述了氧化物及复合氧化物纳米晶的各种制备方法及特点 ,重点介绍了有机配合物前驱体法 聚乙二醇法、明胶法和硬脂酸法制备氧化物纳米晶的原理、特点以及在磁性材料、电磁波吸收材料、催化剂和塑料改性方面的若干应用     

选择性作用于肿瘤的锰-dpa修饰的硅纳米颗粒

磁共振成像是临床上常用的无侵入性肿瘤早期诊断手段.锰作为人体必须的微量元素之一,具有较好的生物化学效应,顺磁性锰配合物已成为非钆基造影剂发展新方向.我们近期研究发现二吡啶甲基胺类配体锰配合物可以抑制肿瘤细胞增殖,说明这类锰配合物保留了锰离子的识别特征,可以以相同的途径进行转运.由于锰离子通过转铁蛋白运输进入线粒体内,而转铁蛋白在肿瘤细胞含量高于正常细胞,因此经转铁蛋白转运的锰配合物对肿瘤细胞的识别能力高于正常细胞,具有一定的靶向性.降低造影剂的用量来降低其对生物体的毒性已成为人们研究造影剂的共识,而把造影剂制备成纳米级成为降低其用量和降低其毒性的一个重要手段.为增加纳米粒子对肿瘤细胞的靶向性,我们设计、制备了一种水溶性Mn(Ⅱ)-dpa(dpa=二吡啶甲基胺)修饰硅纳米粒子.红外光谱、紫外光谱数据显示表面修饰的二吡啶甲基胺配体锰配合物的存在,ICP测试结果表明锰离子的含量为3.25%.透射电镜数据显示Mn(Ⅱ)-dpa修饰的硅纳米粒子粒径在60～70nm.这种水溶性纳米粒子经腹腔注射后能选择性作用于肿瘤细胞,34～120min内显著提高大鼠体内腋下肝癌的磁共振成像度.进一步体外实验表明Mn(Ⅱ)-dpa修饰的硅纳米粒子能促进钙离子引起的线粒体肿胀.肿瘤细胞线粒体对钙离子的吸收能力大于正常细胞,能调节线粒体钙离子吸收的Mn(Ⅱ)-dpa修饰的硅纳米粒子可能通过细胞内钙信号相关的线粒体途径选择性聚集于肿瘤细胞,成为主动肿瘤靶向性磁共振成像造影剂.研究结果说明具有一定肿瘤靶向性的(Mn(Ⅱ)-dpa)配合物修饰的硅纳米粒子可成为研制肿瘤靶向性诊断剂的新途径.     

Y(OH)CO3在AgI上的覆盖及中空粒子的制备

用银配合物制备均匀球形AgI纳米粒子,粒径20～100 nm范围内可自由调控.用AgI作为内置核,在尿素存在下,将Y(NO3)3进行升温水解,在预置粒子上包覆Y(OH)CO3形成复合粒子,并符合表面膜机理.结合X射线、电镜照片,考察了Y(NO3)3、尿素、银配合物、内置核的浓度,反应时间,水解温度,表面电荷对反应体系的影响.并加入配合剂Na2S2O3,运用生成稳定配合物的方法溶解内置核,最终得到Y(OH)CO3中空粒子.