氢键交联超分子聚合物材料：从结构性能到功能应用

高分子材料的大量消耗与持续积累已经在全球范围内造成了严重的环境污染与资源浪费.发展可修复、可循环、可降解和可回收的新一代高分子材料是解决上述挑战的根本途径.基于动态可逆的非共价键将聚合物链段进行交联可以有效地构建这些材料.本专论系统总结了我们课题组在氢键交联超分子聚合物材料方面的系列研究进展.基于多重氢键的协同性与动态性、氢键与动态共价键的协同,以及材料微相结构的调控,发展了系列兼具高强度与高韧性的超分子聚合物材料,实现了材料的修复、循环、降解与回收;不仅突破了非共价交联高分子材料力学性能弱的瓶颈,而且化解了高分子材料强度与韧性的矛盾.相关研究为发展传统高分子材料的可持续替代品提供了新的思路.同时,发展了系列基于氢键交联的功能超分子聚合物材料,展示了其在柔性电子、固态锂电池及水下黏合剂等方面的应用.     

基于超高效液相色谱串联质谱法的化学计量学分析不同产区烤烟烟叶中非挥发性有机酸的含量差异北大核心CSCD

非挥发性有机酸成分对烤烟的感官特征有显著影响,为研究不同产区烤烟烟叶中非挥发性有机酸含量差异及与感官特征之间的联系,采用超高效液相色谱串联质谱法(UHPLC-MS/MS)对黑龙江、四川、湖南、湖北、云南等5个不同产区烤烟样品中非挥发性有机酸成分进行了检测。通过正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)模型、变量投影重要性(VIP)值、单因素方差分析(ANOVA)、京都基因和基因组数据库(KEGG)富集通路分析,得出了不同产区间非挥发性有机酸差异,并确定了特征差异组分的代谢通路。结果表明:共检测到69种非挥发性有机酸,其中多元酸23种,游离脂肪酸21种,其他有机酸25种。基于非挥发性有机酸构建的OPLS-DA模型对不同产区烟叶识别效果较理想,模型参数R^(2)Y和Q^(2)分别为0.931和0.595。通过模型的VIP值和ANOVA筛选出26种特征差异非挥发性有机酸,并通过KEGG富集分析得到16条与上述26种组分关联的代谢通路。研究发现黑龙江牡丹江产区烟叶中特征差异非挥发性有机酸含量与其他产区差异最大,其次为湖南衡阳产区,四川凉山、云南楚雄、湖北恩施产区烟叶中特征差异非挥发性有机酸组间差异较小,均与所属烟区烤烟感官特征相符。     

以生活痛点为驱动性问题的项目式实验教学实践——深色和浅色衣物混洗串色

在项目式教学中,驱动性问题的设计和实施是保证项目式学习高效运行的关键。以生活痛点“深色和浅色衣物混洗串色”为真实情境,开展驱动性问题的设计和实施策略研究,开展基于实验教学目标达成度的驱动性问题反思与再设计研究,对轻化工程专业实验教学进行创新改革尝试,以突破传统的验证性实验教学的弊端。     

定量核磁共振氢谱法测定枸橼酸托法替布片的有效含量

建立了枸橼酸托法替布片中有效含量的定量核磁共振氢谱测定方法。以托法替布化学位移δ 7.13为定量峰,3,5-二甲基吡唑化学位移δ 5.73为内标峰,氘代二甲亚砜（DMSO-D6）为溶剂,使用核磁共振谱仪采集混合物的氢谱,对枸橼酸托法替布片中的有效成分进行定量测定。该方法专一性强,在0.793～7.925 mg/mL范围内呈现良好的线性关系（r2=0.998 4）。精密度、重复性和稳定性的相对标准偏差（RSD）分别为0.82%、1.7%和0.67%。该方法测得的枸橼酸托法替布片中托法替布的质量分数为2.25%,其结果与高效液相色谱法基本一致。定量核磁共振氢谱法具有操作方便简单,可同时进行定性与定量,检测时间短,无需对照品等优势,可用于枸橼酸托法替布片有效含量的测定。     

便携式X射线荧光光谱仪在污染场地中重金属检测的应用

为探究便携式X射线荧光光谱法(Portable X-ray fluorescence spectrometry method, PXRF)测定结果的不确定度, 应用PXRF法和传统实验室方法对湖南某典型有色金属污染场地及周边土壤中的重金属进行测定,通过建立线性回归模型对比分析两种方法的测定数据,探究了PXRF法测定数据的准确程度和置信区间。结果表明,PXRF法原位、异位测定值与传统实验室方法测定值均能呈现较好的线性相关性,As、Cu、Pb、Cd等元素的决定性系数(R2)均大于0.70,其检测数据质量均能达到定量水平;PXRF法与实验室方法测定值间比率的置信区间结果显示,Cd元素的准确性最好,其次为Pb、Cu、As,比率置信区间分别为(0.57, 1.89)、(0.38, 2.22)、(0.31, 2.25)、(0.20, 4.53)。由此可见,PXRF法是一种方便快捷且相对准确的土壤重金属现场检测方法,可广泛地应用于污染场地调查和土壤修复工程实践中。     

钯催化不对称烯丙基化/去对称化反应合成无保护基的2-喹啉酮骨架环状氨基酸（英文）

作为一类重要的含氮杂环化合物, 3-氨基-2-二氢喹啉酮结构存在于一些药物和生物活性分子中.目前还没有手性催化的方法直接合成无保护基的此类结构.在过渡金属的催化作用下,乙烯基苯并噁嗪酮脱除一分子二氧化碳,生成的两性离子中间体可以参与多种反应合成含氮杂环化合物.我们设想乙烯基苯并噁嗪酮和2-氨基丙二酸酯直接发生不对称烯丙基化反应/去对称化反应,则可直接实现无保护基2-喹啉酮骨架环状氨基酸的手性合成.然而2-氨基丙二酸酯作为亲核试剂时,如何实现碳选择性进攻而不是固有的氮选择性进攻将成为此反应中一个重要挑战.本文通过钯催化的不对称烯丙基化/去对称化反应合成具有2-喹啉酮骨架的环状氨基酸.采用手性膦配体与钯作为催化剂,成功实现了乙烯基苯并噁嗪酮与2-氨基丙二酸酯的不对称α-烯丙基取代反应.随后无需提纯,烯丙基取代产物直接在三氟乙酸的作用下,发生分子内的去对称化内酰胺化反应,最终生成具有无保护基的2-喹啉酮骨架环状氨基酸产物.该催化方法反应条件温和,催化体系简单高效(钯催化剂负载量可降低至1 mol%,非对映选择性可高达15/1,对映选择性高达96%ee),并且具有良好的官能团兼容性.经盐酸处理...     

非洲猪瘟病毒检测方法的研究进展

非洲猪瘟是一种影响各个品种与年龄段猪的毁灭性传染病,其特征包括高烧,皮肤发绀,淋巴严重出血,死亡率接近100%,被世界动物卫生组织列为必须及时通报的动物疫病,而我国也将其列为主要的外来动物疾病。自20世纪90年代被报道流行于非洲撒哈拉沙漠以南的国家以来,非洲猪瘟逐步流行于欧洲、南美、俄罗斯高加索地区,并在全球各地爆发,对全球养猪业构成了巨大威胁,造成了巨额经济损失。非洲猪瘟是由双链DNA虫媒病毒——非洲猪瘟病毒引起的,它是非洲猪瘟病毒科非洲猪瘟病毒属的唯一成员,具有复杂的二十面体结构,直径约200 nm。目前来说,还没有针对于非洲猪瘟病毒的特效药和疫苗,其主要的防控策略依靠卫生措施的实施以及对感染或暴露动物的屠宰。因此,非洲猪瘟病毒的检测与早期诊断对于疫情确认和控制至关重要。该文根据非洲猪瘟病毒的检测原理将其检测方法分为病毒分离方法、免疫学检测方法与分子学检测方法,免疫学方法可细分为免疫荧光试验、免疫印迹试验、酶联免疫吸附试验、免疫层析试纸及其他免疫学检测方法,分子学检测方法可细分为聚合酶链式反应、等温扩增技术、CRISPR(成簇规律间隔的短回文重复序列)/Cas系统及其他分子学检测方法。该文对这些方法的原理和特点进行介绍,并对非洲猪瘟病毒检测的研究进展进行综述。因这些方法的检测能力与适用场景尚存在一定不足,故非洲猪瘟病毒检测方法的未来发展方向为在保证灵敏度和特异性的情况下,提高检测限与现场即时诊断的应用能力,研究集中于低成本、工业化、高通量、高性能等方向。     

非衍生化高效液相色谱-串联质谱法快速检测生物体液中草甘膦、草铵膦及代谢物

建立了一种非衍生化高效液相色谱-串联质谱快速检测生物体液中草甘膦、草铵膦及其代谢物等8种极性农药的方法。8种极性农药经Metrosep A Supp 5阴离子色谱柱(150 mm×4.0 mm,5μm)分离,以纯水-200 mmol/L碳酸氢铵溶液(含0.1%氨水)为流动相进行梯度洗脱,负离子多反应监测(MRM)模式进行检测。实验结果表明,8种极性农药在0.5~50 ng/mL范围内线性关系良好(r²>0.99),检出限(S/N≥3)为0.08~0.3 ng/mL,定量下限(S/N≥10)为0.3~1 ng/mL。方法的基质效应为86.5%~106%,目标化合物的回收率为81.5%~114%,日内相对标准偏差(RSD)为0.30%~2.8%,日间RSD为0.50%~5.3%。该方法无需复杂的衍生化过程,简便快速、灵敏度高、稳定性好,适用于生物体液中8种极性农药的检测。     

金属锂负极的成核机制与载体修饰

金属锂具有电位低、比容量高等突出优点,是极具吸引力的下一代高能量密度电池的负极材料,然而存在枝晶、死锂、副反应严重、库伦效率低、循环稳定性差等问题,限制了其实际应用。金属锂负极的成核是电化学沉积过程中的重要步骤,锂在集流体或导电载体上的均匀成核和稳定生长对于抑制枝晶死锂、提高充放电效率和循环性能具有关键作用。本文从成核机制与载体效应的角度概述了锂金属负极的研究进展,介绍了锂成核驱动力、异相成核模型、空间电荷模型等内容,分析了锂核尺寸及分布与过电位和电流密度的关系,并通过三维载体分散电流密度、异相晶核/电场诱导成核、晶格匹配等方面的研究实例讨论了载体修饰对锂负极的性能提升。     

SCN掺杂提高CsPbI3胶体量子点的稳定性和光探测性能

无机卤化物钙钛矿CsPbI₃胶体量子点因其优越的光电性能在光伏和发光器件领域中表现出极大的发展前景。然而,CsPbI₃较差的稳定性阻碍了实际应用。为此,我们采用SCN?离子掺杂CsPbI₃(SCN-CsPbI₃)量子点用于提高量子点的光学性能和稳定性。研究表明,SCN?离子掺杂不仅减少了量子点缺陷、改善了光学性能,还提高了Pb-X键能、量子点结晶质量以及钙钛矿结构稳定性。结果表明,SCN-CsPbI₃量子点的荧光量子产率(PLQY)超过90%,远高于未掺杂原始样品(PLQY为68%)。高的荧光量子产率表明量子点具有较低的缺陷态密度,这归咎于缺陷的减少。空间限制电荷和时间分辨荧光光谱等研究也证实SCN?离子掺杂减少了量子点的缺陷。此外,SCN-CsPbI₃量子点展现出很好的抗水性能,其荧光强度在水中浸泡4 h后依然保持85%的初始值。而未掺杂原始样品的荧光性能很快消失,这是因为水诱导其相变。基于SCN-CsPbI₃量子点的光电探测器表现出宽波域响应(400–700 nm),高的响应率(90 mA·W^?1)和超过1011 Jones的探测度,远高于未掺杂原始量子点探测器的性能(响应率为60 mA·W^?1和探测度为1010 Jones)。