Continuous Porous Aromatic Framework Membranes with Modifiable Sites for Optimized Gas Separation

Continuous microporous membranes are widely studied for gas separation, due to their low energy premium and strong molecular specificity. Porous aromatic frameworks (PAFs) with their exceptional stability and structural flexibility are suited to a wide range of separations. Main-stream PAF-based membranes are usually prepared with polymeric matrices, but their discrete entities and boundary defects weaken their selectivity and permeability. The synthesis of continuous PAF membranes is still a major challenge because PAFs are insoluble. Herein, we successfully synthesized a continuous PAF membrane for gas separation. Both pore size and chemistry of the PAF membrane were modified by ion-exchange, resulting in good selectivity and permeance for the gas mixtures H₂/N₂ and CO₂/N₂. The membrane with Br^? as a counter ion in the framework exhibited a H₂/N₂ selectivity of 72.7 with a H₂ permeance of 51844 gas permeation units (GPU). When the counter ions were replaced by BF₄^?, the membrane showed a CO₂ permeance of 23058 GPU, and an optimized CO₂/N₂ selectivity of 60.0. Our results show that continuous PAF membranes with modifiable pores are promising for various gas separation situations.     

A preliminary study on soil radon anomaly and its formation mechanism in karst area of southwest China

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry - Soil radon anomaly is a common phenomenon in karst areas. In this paper, the geochemical behavior of radium (Ra) in the process of carbonate rock...     

On-surface synthesis of porous graphene nanoribbons containing nonplanar [14]annulene pores

The precise introduction of nonplanar pores in the backbone of graphene nanoribbon represents a great challenge. Here, we explore a synthetic strategy toward the preparation of nonplanar porous graphene nanoribbon from a predesigned dibromohexabenzotetracene monomer bearing four cove-edges. Successive thermal annealing steps of the monomers indicate that the dehalogenative aryl-aryl homocoupling yields a twisted polymer precursor on a gold surface and the subsequent cyclodehydrogenation leads to a defective porous graphene nanoribbon containing nonplanar [14]annulene pores and five-membered rings as characterized by scanning tunneling microscopy and noncontact atomic force microscopy. Although the C–C bonds producing [14]annulene pores are not achieved with high yield, our results provide new synthetic perspectives for the on-surface growth of nonplanar porous graphene nanoribbons.     

基于分子指纹对黄酮类化合物及其抗DPPH自由基活性的QSAR分析

应用定量构效关系（Quantitative structure activity relationship, QSAR）研究阐明黄酮类化合物（Flavonoid compounds, FCs）的子结构指纹（Substructure fingerprint）与1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH）自由基清除能力之间的关系,从而指导高效抗氧化物质的设计和发现。在PubMed数据库中收集77个具有明确抗氧化活性的黄酮类化合物,而在ChEMBL数据库中收集86个无抗DPPH活性的黄酮类化合物。这163个黄酮类化合物的子结构指纹由PubChem系统生成,然后通过卡方检验筛选出与黄酮类化合物的抗氧化活性显著相关的分子指纹,最后通过判别分析建立预测QSAR模型,并采用回代法和交叉验证法对已建立的模型进行准确性和稳健性的验证。结果表明,黄酮类化合物抗DPPH自由基活性与ESSSR环的计数、简单相邻原子的类型和简单的SMARTS模式等因素有关。此外,所建立的QSAR模型能较好地预测黄酮类化合物的DPPH自由基清除活性,可用于评价候选抗氧化剂的潜力。     

有机膨润土结构对吡虫啉吸附热力学和动力学的影响机理

为深入了解有机膨润土结构对农药吸附性能的影响机理,论文制备十六烷基三甲基氯化铵(HTMA)载量系列变化的有机膨润土,通过吸附热力学和动力学研究了新烟碱杀虫剂吡虫啉与改性有机膨润土的相互作用和影响农药分子在有机膨润土层间扩散的结构因素。结果显示,季铵盐改性削弱了膨润土片层与吡虫啉的静电结合,但是增强与吡虫啉的疏水相互作用。吡虫啉吸附动力学与有机膨润土层间结构密切相关,低载量(<0.8′CEC)的HTMA对膨润土层间距的影响很小,但是层间堆积密度的增加导致吡虫啉吸附速率常数急剧下降。HTMA载量的进一步增加导致其层间排列方式由单层平铺向双层平铺的转变,层间距急剧增加使得吡虫啉吸附速率常数略有增大。     

碳纤维微电极负载金纳米粒子用于绿茶中儿茶素的检测

本文开发了基于纳米金修饰的碳纤维超微电极(CFME)用于儿茶素的定量检测。通过使用柠檬酸三钠还原氯金酸制得纳米金粒子(AuNPs),采用恒电位电沉积法将纳米金修饰在CFME表面。在pH 2.00的Tris-HCl缓冲溶液中,采用差分脉冲法和循环伏安法考察了修饰前后电极对儿茶素的电催化性能。结果表明,纳米金修饰电极对儿茶素具有明显的电催化效果。在优化实验条件下,纳米金修饰的碳纤维超微电极(AuNPs/CFME)与儿茶素浓度在1.00×10^-3~10.0μmol/L范围内呈良好的线性关系,且AuNPs/CFME的电化学性能非常稳定,具有良好的重现性。该方法操作简单,准确性高,可用于对儿茶素进行定量检测。     

基于Li-N2电池体系的“连续式”氮气还原合成氨

电化学合成氨近年来受到较多关注, 直接的电化学固氮法(NRR)存在产氨来源不明的问题, 而间接的锂式合成氨(LiNR)被认为是一种可行的固氮方案. LiNR的研究多为电沉积锂, 本工作以Li-N₂电池体系为基础, 利用电池的放电反应固定N₂, 质子源H₂O同时参与反应, 理论上提高了Li-N₂电池的放电电压. 结合充电反应锂盐分解, 构成了清晰的锂循环方案. 研究发现, 当N₂和H₂O共同通入电池, 可以实现连续式的NH₃生产, 且放电电位与理论值接近. 充放电循环显示, 每个循环均可以产生NH₃, 产氨量随循环次数而增加. 该方案可循环利用锂, 对于开发新型的固氮方式有较大的研究与利用价值.     

电容去离子除氯电极的构建及其脱盐性能研究进展

电容去离子技术(Capacitive deionization,CDI)是一种新兴的脱盐技术,通过在电极两端施加较低的外加电场除去水中的带电离子和分子,由于其较低的能耗和可持续性而备受关注。基于储能电池领域近年来的迅猛发展,CDI电极材料实现了从以双电层作用机理为代表的碳材料到法拉第电极材料的跨越,使得脱盐性能有了大幅度提升。Na⁺的去除与Cl^-的去除同等重要,然而,CDI中针对氯离子高效去除的电极材料研究关注较少。本文从CDI装置的构型演变发展出发,系统地归纳与梳理了CDI中关于脱氯电极材料的分类,对比了不同类型脱氯电极材料的特点,并总结了Cl^-去除的机理,分别为基于双电层的电吸附、转化反应、离子插层和氧化还原反应。本文是首篇关于CDI阳极材料的进展综述和展望,为CDI除氯电极的后续研究提供理论基础和研究思路。     

Ni2P-NiS双助剂促进g-C3N4光催化产氢动力学

本文通过简单的一步水热法得到Ni₂P-NiS双助催化剂,之后采用溶剂蒸发法将Ni₂P-NiS与g-C₃N₄纳米片结合构建获得无贵金属的Ni₂P-NiS/g-C₃N₄异质结。研究结果表明,优化后的复合材料具有良好的光催化产氢活性,其产氢速率最高可到6892.7 μmol·g^-1·h^-1,分别为g-C₃N₄ (150 μmol·g^-1·h^-1)、15%NiS/g-C₃N₄ (914.5 μmol·g^-1·h^-1)和15%Ni₂P/g-C₃N₄ (1565.9 μmol·g^-1·h^-1)的46.1、7.5和4.4倍。这主要归因于Ni₂P-NiS相比Ni₂P和NiS单体具有更好的载流子转移能力,其与g-C₃N₄形成的肖特基势垒能有效促进光生载流子在二者界面上的分离,同时Ni₂P-NiS能进一步降低析氢过电势,进而显著增强了表面析氢反应动力学。本研究为开发稳定、高效的非贵金属产氢助剂提供了实验基础。     

基础化学实验教学的新理念——再议实验教学之本质

最近20年以来,国内高校的本科基础化学实验教学从理念、内容、标准,到组织机构和评价方法,都经历了一系列变化和改革。立足于新的历史机遇和时代,有必要深刻理解和厘清本科阶段基础化学实验教学的本质和角色,既不轻视和简慢其地位、也不夸大和拔高其效用;须还基础实验教学以其本来面目,着重深挖其在传播"第三类知识"(Knowhow)以及培养"元认知"能力当中的不可替代作用,才能在化学实验教学改革大潮中不懈怠、不迷惘。