B,N,S共掺杂石墨烯量子点的制备及对Fe 3+和H2P O 4 - 的荧光检测

利用水热法制备了一种可在纯水体系中连续“OFF-ON-OFF”荧光识别Fe ³⁺和H₂P {\mathrm{O}}_4^{-} 的B, N, S共掺杂的石墨烯量子点探针材料(BNS-GQDs), 并对其形貌和结构进行了表征, 结果表明, BNS-GQDs粒径分布均匀, 平均粒径为4 nm, 具有类似石墨烯的结构, 且成功掺杂了B, N, S原子. 光谱表征结果表明, 其在纯水体系中可以实现对Fe ³⁺的荧光猝灭识别; 同时, BNS-GQDs+Fe ³⁺体系能够专一性地荧光增强识别H₂P {\mathrm{O}}_4^{-} . 识别机理研究表明, BNS-GQDs可与Fe ³⁺通过静电作用形成配合物并向Fe ³⁺转移电子, 从而引起荧光猝灭; H₂P {\mathrm{O}}_4^{-} 可从上述配合物中置换出Fe ³⁺, 引起体系荧光恢复. BNS-GQDs识别Fe ³⁺和H₂P {\mathrm{O}}_4^{-} 具有较好的可逆性, 可应用于Hela细胞和实际水样中Fe ³⁺和H₂P {\mathrm{O}}_4^{-} 的检测.     

阴离子在脱硫石膏晶须水热结晶中的作用机理

以经预处理的烟气脱硫石膏为原料, 分别以氯化铜、 硫酸铜和硝酸铜为添加剂, 采用水热法制备了脱硫石膏晶须; 通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)等对晶须进行了表征; 并探讨了不同阴离子及其作用下的Cu ²⁺在晶体结晶过程中的作用机理. 结果表明, Cu ²⁺存在条件下阴离子对脱硫石膏的溶解特性和晶须的结晶形貌均有显著影响, 且其作用强于Cu ²⁺, 并会影响Cu ²⁺在晶须表面的吸附状态. N {\mathrm{O}}_3^{-} 可促进脱硫石膏的溶解, Cl ^-次之, 而S {\mathrm{O}}_4^{2-} 则阻碍了脱硫石膏的溶解. 在Cl ^-作用下, 晶须样品直径均匀, 长径比较大, 在S {\mathrm{O}}_4^{2-} 作用下晶须样品中颗粒状产物含量较多, 而在N {\mathrm{O}}_3^{-} 作用下晶须样品粗化. 在不同阴离子作用下Cu ²⁺化学吸附的程度不同, 导致样品表面S {\mathrm{O}}_4^{2-} 的反对称伸缩振动吸收峰向低波数方向漂移并发生窄化; 并导致晶须表面氧元素电子结合能的减小幅度及Cu—O结合能的大小出现差异, 其在N {\mathrm{O}}_3^{-} 作用下最大, S {\mathrm{O}}_4^{2-} 作用下次之, Cl ^-作用下最弱.     

醛酮化合物色谱保留指数的集成全息定量构效关系模型

色谱保留指数(retention index, RI)是色谱分析中的重要参数,不同化合物在不同极性固定相上具有不同的保留行为。醛酮化合物种类众多,实验测定其RI值的时间和经济成本高。该论文采用集成建模(ensemble modeling)结合全息定量构效关系(HQSAR)方法研究了醛酮化合物在2种固定相(DB-210和HP-Innowax)上色谱保留指数的定量构效关系(QSAR)模型。用外部测试集验证法和留一交叉验证法评估了所建立模型的预测能力。首先建立了34种被研究化合物的个体HQSAR模型。在固定相DB-210上,片段特性(FD)为“供体/受体原子(DA)”且片段尺寸(FS)为1~9时可得到最优个体模型,在固定相HP-Innowax上,FD为“DA”且FS为4~7时可得到最优个体模型,这两个模型的交叉验证相关系数( q_{\mathrm{cv}}^2 )分别为0.935和0.909,外部验证相关系数( q_{\mathrm{ext}}^2 )分别为0.925和0.927,一致性相关系数(CCC)分别为0.953和0.960,预测平方相关系数F2( Q_{\mathrm{F}2}^2 )分别为0.922和0.918,预测平方相关系数F3( Q_{\mathrm{F}3}^2 )分别为0.931和0.927。研究结果表明醛酮化合物的分子结构与RI值之间存在定量关系,用HQSAR方法可以建立二者之间的QSAR模型。其次,以4个预测准确度最高的个体HQSAR模型作为子模型通过算术平均建立了集成HQSAR模型。建立的集成HQSAR模型预测被研究化合物在DB-210和HP-Innowax固定相上RI值的 q_{\mathrm{cv}}^2 分别为0.927和0.919, q_{\mathrm{ext}}^2 分别为0.929和0.963, CCC分别为0.956和0.979, Q_{\mathrm{F}2}^2 分别为0.927和0.958, Q_{\mathrm{F}3}^2 分别为0.935和0.963。与个体HQSAR模型相比,建立的集成HQSAR模型预测准确度更高。这说明集成建模是提高HQSAR模型预测能力的有效方法,HQSAR与集成建模方法相结合可以用于研究和预测醛酮化合物的RI值。     

氧掺杂对VN-g-C3N4催化剂光催化固氮性能的影响

采用介质阻挡放电等离子体法合成了氧原子掺杂的具有氮空穴的石墨相氮化碳催化剂(g-C₃N₄), 并对催化剂的结构和形貌进行了表征分析. 结果表明, 等离子体处理没有改变催化剂的形貌, 并同时将氮空穴和氧原子引入了g-C₃N₄的晶格. 在可见光条件下, 制备的共掺杂g-C₃N₄催化剂的铵离子产率高达5.9 mg·L ^-1·h ^-1· {\mathrm{g}}_{\mathrm{cat}}^{-1} , 分别是具有氮空穴的g-C₃N₄和纯g-C₃N₄的2.2倍和20倍, 同时还表现出优异的催化稳定性. 密度泛函理论计算结果显示, 与具有氮空穴的g-C₃N₄相比, 氧原子的引入能提高氮空穴对反应物氮气分子的活化能力, 提高光催化固氮性能.     

铁基离子液体/NHD吸收氧化H2S的反应动力学

以铁基离子液体(Fe-IL) /聚乙二醇二甲醚(NHD)为脱硫体系, 通过静态吸收反应装置研究了共溶体系吸收氧化H₂S的动力学过程. 结果表明, 纯Fe-IL脱硫体系的动力学方程可表示为r=54.62exp(-11720/RT)· c_{{\mathrm{H}}_2\mathrm{S}} ·c_Fe(Ⅲ), Fe-IL/NHD吸收氧化H₂S属于快速拟一级反应, 复配NHD后, 对Fe(Ⅲ)的反应级数随NHD复配比的增大而增大, 提高温度和NHD的复配比可强化传质过程, 提高脱硫过程的反应速率.     

分子围栏催化剂用于甲烷低温氧化制甲醇

《Science》杂志最近刊发了浙江大学肖丰收团队关于甲烷低温选择性氧化研究的重要进展. 基于分子围栏的概念, 作者构筑了一种具有疏水壳层结构的沸石分子筛封装金属纳米粒子, 利用原位生成的过氧化氢氧化甲烷制备甲醇. 他们报道在甲烷的转化率高达17.3%的同时保持了92%的甲醇选择性, 基于金属含量的甲醇产率高达91.6 mmol· {{\mathrm{g}}_{\mathrm{AuPd}}}^{-1} ·h ^-1.     

Al6ONa2组装Zintl相晶体的理论研究

结合遗传算法和从头算方法确定了Al₆ONa₂的低能异构体. 揭示了以非金属为中心的Al-Na团簇的幻数行为. 金属团簇离域的凝胶轨道和非金属原子的价轨道作用形成定域在O原子上的成键轨道和离域在整个团簇上的反键轨道, 26个价电子形成s ²p ⁶S ²P ⁶D ¹⁰的闭合壳层强幻数电子结构. Al₆O ^2-与Na ⁺通过离子键结合, Al₆O ^2-的电子结构符合Wade-Mingos规则. 基于超原子阴离子Al₆O ^2-具有较强的热稳定性和化学惰性, 组装了具有Pn \bar{3} m和Fd \bar{3} m空间群的AB₂型晶体结构, Al₆ONa₂团簇的结合能为-23.44 eV, 组装结构中团簇单元间的相互作用能分别为-1.19和-1.53 eV. 晶体结构的电子结构分析表明, 2种组装晶体均为宽带隙半导体. 声子色散曲线和弹性常数的计算表明组装晶体具有良好的动力学稳定性.     

异核反夹心配合物[M(AIP)](C5H5)[M'(AIP)](M,M'=V,Cr,Mn)潜在的自旋交叉和价态互变

对反夹心体系[M(AIP)](C₅H₅)[M'(AIP)](M, M'=V, Cr, Mn; AIP=1-氨基-3-亚氨基-1-丙烯脱氢阴离子, C₃N₂ {\mathrm{H}}_5^{-} )进行了理论研究. 结果表明, V-Cr体系存在五重态、 七重态和九重态的多稳态构型; Cr-Mn体系存在三重态、 五重态和七重态的多稳态构型. 在上述体系中, 金属原子的价态会随着异构体自旋态的不同而有所改变, V, Cr和Mn原子均可出现+1和+2价. 由于V-Cr和Cr-Mn体系一些双稳态构型间的自旋交叉能垒较低, 这使自旋交叉和价态互变过程变得可能. 解离能的研究结果表明, V-Cr体系解离能较大, 而Cr-Mn体系解离能略小, 两类体系均较稳定. [M(AIP)](C₅H₅)[M'(AIP)]存在自旋交叉和价态互变的可能性, 并具有较好的解离稳定性, 具有成为分子磁性材料的潜能.     

NO与NO2在ZnO表面吸附的密度泛函理论研究

采用 DMol ³ 模块中广义梯度密度泛函理论(GGA)的Perdew-Burke-Ernzerh(PBE)方法研究含能材料分解气体产物NO, NO₂在ZnO(10 \bar{1} 0)表面的吸附和NO₂解离生成NO和O的过程. 结果表明, 优化后的吸附构型显示Zn顶位为稳定吸附位点, NO₂的吸附能大于NO. 态密度图分析结合差分电荷密度图表明, NO的N原子与表面Zn有相互作用, 电荷从NO转移到表面; NO₂的N_2p, O_2p轨道与表面Zn_3d轨道发生杂化, NO₂附近积累大量负电荷. 过渡态搜索显示NO₂的解离需跨过较高能垒, 不易进行.     

具有螺旋结构的金属镍有机-无机配位聚合物的合成及表征

在水热体系中合成了3个中心金属为镍离子, 以六配位扭曲八面体构型形成的具有螺旋结构的配位聚合物{[Ni₂L₂(bib)₂·2H₂O]·5H₂O}_n(1), [Ni₂L₂(bpy)]_n(2)和{[Ni₂L₂(bibpip)₂·2H₂O]·6H₂O}_n(3)[H₂L=4,4'-三苯胺二甲酸; bib=1,3-二(咪唑基)苯; bpy=4,4-联吡啶; bibpip=1,4-二(4-咪唑苄基)哌嗪]. 通过单晶及粉末X射线衍射、 红外光谱、 元素分析和热重分析对这3种化合物进行了表征. 结果表明, 化合物1属于单斜晶系, C2/c空间群, 其骨架为具有{4²·6⁵·8}拓扑结构的二维层结构; 化合物2属于斜方晶系, Fdd2空间群, 其骨架为具有{4⁸·5⁴·6³}拓扑结构的三维超分子网络; 化合物3属于三斜晶系, P\begin{array}{c}\bar{1}\end{array}空间群, 为1个五重穿插的三维超分子网络, 其骨架具有{4⁴·6²}拓扑结构.     

基于P2 Mo18O6-62@Tb3+溶液可逆变色-荧光开关性质对维生素C和H2O2的光谱检测

基于变色多酸P₂Mo₁₈{\mathrm{O}}_{62}^{6-}与绿光Tb³⁺之间的功能互补及分子间能量转移的原理, 在维生素C(VC)的还原下, P₂Mo₁₈{\mathrm{O}}_{62}^{6-}@Tb³⁺溶液由浅黄色变为蓝色, 发生荧光猝灭; 相反, 在H₂O₂氧化下, 溶液的蓝色褪去, 荧光得以恢复, P₂Mo₁₈{\mathrm{O}}_{62}^{6-}@Tb³⁺溶液呈现出可逆的化学响应变色及荧光开关性质. 利用紫外-可见(UV-Vis)及荧光(PL)光谱法对VC浓度进行定量检测, 分别以800 nm处的吸光度和 547 nm处荧光强度的对数值对VC浓度作图, 获得光谱法对VC检测的线性方程, 检出限分别为3.40×10^-3和0.21 μmol/L; 利用UV-Vis及PL动力学方法对VC和H₂O₂检测的响应速度进行了考察, 响应时间分别为52和320 s; 通过UV-Vis光谱及动力学方法考察了VC检测的选择性及可重复使用性.     

水性乳液/聚氨酯模型缔合增稠剂的触变性机理

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚乙二醇(PEG, 分子量为4000, 6000和8000)为原料, 以直链醇(C12, C14, C16和C18)为封端剂, 合成了疏水改性乙氧基化氨基甲酸酯(HEUR), 并将其应用于乳液增稠. 采用核磁共振波谱(¹H NMR)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)及凝胶渗透色谱(GPC)表征了HEUR的结构、 分子量及其分布, 研究了其在水性乳液中的流变行为. 研究结果表明, 当HEUR封端基团为C14, C16和C18, 且质量分数增加到1.0%以上时, 增稠的乳液(Latex/HEUR)的流变曲线出现触变环, 为触变性流体. 当HEUR亲疏水比值(R_h)减小时, 疏水性增强, 触变环向低剪切速率( \dot{\gamma } )方向移动, 黏度下降率(Δη)增大; 当HEUR用量增加时, 触变环面积(S_loop)也增大. 这些触变性特点归因于HEUR在乳液中的缔合作用、 氢键作用及链缠结. 利用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对Latex/HEUR的聚集态和表面形貌进行了表征. 结果表明, 随着HEUR封端基团链长增加, Latex/HEUR颗粒粒径增大, 表面变粗糙.     

新型可降解纳米药物ZnO2@Fe3+-TA@PVP用于肿瘤的化学动力学治疗

为了提高化学动力学疗法的治疗效果, 设计制备了一种新颖的可降解纳米药物ZnO₂@Fe³⁺-TA@PVP. 在弱酸性的肿瘤微环境中, 该纳米药物可降解为Zn²⁺, Fe³⁺, 单宁酸(TA)和H₂O₂, 实现了肿瘤微环境内H₂O₂的自供给. 同时, 释放出的Fe³⁺被TA进一步还原成Fe²⁺, 实现了肿瘤原位Fe²⁺的自生成, 并进一步与H₂O₂发生芬顿反应生成毒性的羟基自由基(·OH), 从而实现对肿瘤细胞特异性的化学动力学治疗. 此外, Zn²⁺通过抑制线粒体电子传递链(ETC)来促进内源性超氧阴离子(·O{}_{\mathrm{2}}^{-})的产生, 从而协同提高了治疗效果.     

一种可再生高选择性的硫化氢荧光探针

为了方便地检测环境样品中的硫化氢,利用香豆素酰肼肟配体构建了一个基于其铜配合物的可再生高选择性的硫化氢荧光探针(1-Cu²⁺)。 顺磁性Cu²⁺的荧光猝灭作用使探针的荧光很弱。 Na₂S溶液的加入可显著增强其荧光,其它常见阴离子(F^-,Cl^-,Br^-,I^-,CO32-,HPO42-,H₂PO4-,NO2-,NO3-,SO42-,CH₃COO^-,N3-,S₂O32-,CN^-)对配合物探针的荧光影响很小,共存时也不会干扰探针对硫化氢的增强响应。 Cu²⁺的加入能够再生探针(1-Cu²⁺),通过依次加入Cu²⁺和S^2- ,可重复地检测S^2-。 该探针响应时间快(~5 s),在0.5~5.0 μmol/L的范围内对H₂S响应呈线性,检测限低至37 nmol/L。     

基于偶氮苯酚类的比色传感器识别阴离子

设计合成了3个含酚羟基数量不同的偶氮苯化合物S1、S2和S3作为传感分子,研究S1、S2和S3对阴离子的比色识别,并探讨传感分子的结构与识别阴离子能力之间的联系。 结果表明:传感分子S1、S2和S3对F^-、H₂PO4-和AcO^-比色识别灵敏度高。 在CH₃CN中S1、S2和S3的F^-检测限达到1.25×10^-73.62×10^-7 mol/L,S2、S3对H₂PO4-和AcO^-的检测限也达同一数量级。 S1、S2和S3对阴离子F^-、H₂PO4-和AcO^-比色识别能力取决于阴离子的空间构型、电荷密度和碱性共同作用的结果。 ¹H NMR滴定结果表明,识别机理是S1、S2和S3的酚羟基与阴离子形成了分子间的氢键。     

二(2-乙基己基)二硫代次膦酸对硝酸溶液中Am3+和Eu3+的萃取

以正十二烷作稀释剂, 研究了二(2-乙基己基)二硫代次膦酸(D2EHDTPA)对HNO₃溶液中Am³⁺和Eu³⁺的萃取行为. 考察了酸度、 萃取剂及N{\mathrm{O}}_3^{-}浓度和皂化度对萃取的影响. 在考察的pH范围(2.5~4.5)内, D2EHDTPA萃取Am³⁺和Eu³⁺的分配比(D)随pH值增大而增加; pH=3.65时, 分离因子(SF_Am/Eu)值达到最大(4000). 随D2EHDTPA浓度的增加, D_Am和D_Eu值均增加. 斜率分析表明, D2EHDTPA萃取Am³⁺和Eu³⁺主要形成3:1和2:1型的萃合物. N{\mathrm{O}}_3^{-}未直接参与D2EHDTPA对Am³⁺和Eu³⁺的萃取反应. D2EHDTPA经NaOH皂化后, 萃取能力显著增强, SF_Am/Eu值提高到10⁴量级, 萃取容量约为理论值的60%. 此外, 使用高分辨质谱、 红外光谱和等温微量热滴定方法研究了D2EHDTPA与Eu³⁺的配位化学行为, 得到了金属离子与配体的组成比、 络合物稳定常数以及配位热力学参数ΔH, ΔS和ΔG值.     

离子液体和醇胺溶液复配脱硫剂吸收H2S及再生性能

将5种离子液体[Bmim]HCO₃, [TMG]L, [MEA]L, [Bmim]Cl和[Bmim]BF₄分别与N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液混合, 得到新型复配脱硫剂, 考察了离子液体的消泡性能和复配脱硫剂在不同离子液体、 吸收温度以及复配比例下的脱硫性能, 并且对较优脱硫剂进行了再生性能的研究. 采用离子色谱仪对经臭氧深度处理的再生液进行了S\begin{array}{c}{O}_4^{2-}\end{array}离子浓度测试, 并对脱硫剂进行了密度泛函理论研究, 从而进一步分析了吸收机理. 结果表明, 室温下复配脱硫剂脱硫能力大小顺序为[Bmim]Cl-MDEA-H₂O>[Bmim]HCO₃-MDEA-H₂O>[Bmim]BF₄-MDEA-H₂O>MDEA-H₂O>[TMG]L-MDEA-H₂O>[MEA]L-MDEA-H₂O. 离子液体与MDEA结合的稳定性为主要影响因素, [Bmim]HCO₃的消泡能力最强, [Bmim]Cl-MDEA-H₂O, [Bmim]BF₄-MDEA-H₂O和[Bmim]HCO₃-MDEA-H₂O脱硫剂可以通入空气获得基本再生, H₂S与离子液体的结合越稳定, 脱硫效率越高, 但脱硫剂的再生程度会降低.     

腐植酸作用下γ-六氯环己烷在冰相中的光转化

研究了腐植酸(HA)存在下冰相体系中γ-六氯环己烷(γ-HCH)的光转化规律. 结果表明, HA浓度对γ-HCH的光转化率呈现低浓度促进而高浓度抑制的现象; 盐离子浓度、 N\begin{array}{c}{O}_2^{-}\end{array}及N\begin{array}{c}{O}_3^{-}\end{array}对γ-HCH的光转化率均有促进作用; 低浓度Fe³⁺对γ-HCH的光转化率有促进作用, 当Fe³⁺的浓度增大到50 μmol/L时, 呈现抑制效应; γ-HCH在不同pH值条件下光转化速率的大小顺序为碱性>中性>酸性. 冰相中HA通过产生单线态氧(¹O₂)、 羟基自由基(·OH)及三重激发态(HA^*)加速γ-HCH的光转化. HA存在下γ-HCH的光转化产物主要是五氯环己烯、 邻二氯苯和对二氯苯、 一氯苯, 光转化过程中¹O₂通过消耗中间产物间接加速了γ-HCH的光转化过程.     

2-(1H-1,2,4-三唑-3-基)吡啶MnⅡ配合物的合成、结构及荧光性质

采用水热合成法,通过配体[2-(1H-1,2,4-三唑-3-基)吡啶](2-HTP)与MnSO₄·H₂O中的Mn²⁺离子组装配位,得到一个结构新颖的配合物[Mn(C₇H₅N₄)·(SO₄)·2H₂O](1),对其进行元素分析、红外光谱、X射线单晶衍射、固体荧光以及热重分析等测试。 结构分析表明,配合物1属于单斜晶系P2₁/n空间群,部分晶胞参数:a=1.16373(12) nm,b=0.79324(9) nm,c=1.40241(15) nm,V=1.1996(2) nm³,Z=4。 在配合物1中,配体2-HTP与Mn²⁺离子以双齿的方式配位,Mn²⁺离子还与两个结晶水分子相连并与SO42-中O原子的桥联作用连接成为一维的链状结构。 此外,配体的芳香环之间还存在弱的π-π空间堆积效应,通过对配合物进行固体荧光测试表明其具有良好的蓝光性质,在477 nm处存在较强的荧光发射峰。     

解草酯的合成及动力学

针对原有生产上存在过程繁琐,收率不高等缺点,以5-氯-8羟基喹啉和氯乙酸-1-甲基己基酯为起始原料,研究了解草酯的合成工艺条件,确定了反应所用的碱、反应时间以及加入的5-氯-8-羟基喹啉与氯乙酸-1-甲基己基酯和碳酸钾与氯乙酸-1-甲基己基酯的摩尔比。在解草酯合成工艺条件的基础上,进一步探讨了解草酯合成的反应动力学,确定该反应符合二级反应条件,得到了323、328、333和339 K不同温度下的反应动力学方程式-r₂=-dc2dt=1.46×10⁸e(-49.82×103/RT)c₁c₂,依据所得的不同温度下的反应速率常数,计算了该反应的活化能与频率因子,所得的反应的活化能和频率因子分别为49.82 kJ/mol和1.46×10⁸,为合成解草酯的工业放大提供了理论指导。