一种新型双吡啶悬臂Mn(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构及DNA结合能力研究

通过3,3′-((乙烷-1,2-二基双(2-甲基吡啶杂氮二基)双(亚甲基))双(2-羟基-5-甲基苯甲醛)与2-羟基-1,3-丙二胺的缩合反应得到一种具有双吡啶悬臂的双核锰配合物。通过X射线单晶衍射确定了该配合物结构,结果显示其分子式为[Mn₂(C₃₇H₄₃N₆O₆)]·(ClO₄)₂。该配合物属于单斜晶系,P2₁/c空间群,晶胞参数为:a=1.096 50(19) nm, b=1.419 5(3) nm, c=3.109 4(5) nm, β=108.153(5)°。进一步分析表明两个二价锰离子分别与(N_amine)₂(N_imine)₂O₃和(N_imine)₂O₄体系配位,它们与配位原子形成的几何构型分别是十面体和扭曲的八面体。两个中心锰离子距离为0.331 6 nm,由酚氧原子和醋酸根共同桥联。另外,本文也利用伏安法和黏度法对该配合物与小牛胸腺DNA的结合能力进行研究,实验结果表明它们之间的结合方式为弱的插入作用。     

结晶氮化碳的制备与改性策略

石墨相氮化碳(g-C_3N_4)是最具代表性的二维有机聚合物半导体材料,其具有可见光响应性能、稳定化学结构和优良的生物相容性等优点,在环境和能源领域有非常广阔的应用前景。但是,普通g-C_3N_4材料的热聚合不完全,其体相和表面的缺陷多,因此光生载流子易复合,光催化活性不高。近年来,高活性结晶氮化碳(CCN)的研究得到了国内外学者的广泛关注。本文总结了目前CCN制备及其改性方法:5种代表性制备方法,包括传统熔盐法、预热熔盐法、固态盐法、溶剂法和质子化法;4种代表性CCN的改性方法,包括缺陷引入、形貌控制、单原子修饰和材料复合。文章重点介绍了 CCN制备原理、结构特征与光催化性能。最后,对CCN的制备与改性方法进行了评价,并对其研究方向进行了展望。     

电纺法构筑高光催化活性的Z型TiO2/g-C3N4/RGO三元异质结

太阳能光催化技术广泛应用于处理环境污水中.Z型光催化剂体系具有较强的氧化还原能力,降低半导体的带隙,且使导带更负,价带更正,有效拓宽光生电子-空穴空间距离,抑制其复合,大大提高了光催化剂的催化性能,因此,构筑直接的Z型光催化体系已成为光催化领域的研究热点之一.TiO_2具有较好的光催化性能和良好的化学稳定性,但其禁带较宽,只能被太阳光中约占4%的紫外光激发,对太阳光中约占50%的可见光不响应,且光生电子-空穴易复合.g-C_3N_4是非金属光催化剂,具有较好的光催化活性,可见光吸收非常强,但比表面积较小,光生电子-空穴易复合.还原氧化石墨烯(RGO)具有大的比表面积和优异的传输载流子能力,可显著提高光催化剂的比表面积,同时降低电子空穴复合效率,从而在一定程度上改善光催化剂性能.大量研究证实, TiO_2/g-C_3N_4/RGO三元异质结的光催化性能明显优于单组份TiO_2, g-C_3N_4和二元TiO_2/g-C_3N_4光催化剂,但现有制备工艺复杂且耗时,因此,简易地构筑具有高光催化性能的Z型TiO_2/g-C_3N_4/RGO三元异质结仍具有挑战性.本文采用简易的直接电纺法构筑了高光催化活性的Z型TiO_2/g-C_3N_4/RGO三元异质结光催化剂,通过调节尿素的用量成功制备了一系列不同形貌的TiO_2/g-C_3N_4/RGO三元异质结.并采用X-射线衍射、红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外-可见漫反射吸收光谱、氮气吸附-脱附测试、光电化学测试和荧光光谱等技术对所制备样品的晶型、组成、形貌、光捕获能力、载流子分离能力、比表面积、光电流、阻抗、光降解性能以及羟基自由基的生成进行系统性测试.以罗丹明B为目标探针分子,考察了模拟太阳光下所制备的光催化剂的光催化活性,结果表明,尿素添加量为0.6g时,电纺构筑的TiO_2/g-C_3N_4/RGO三元异质结在60min具有99.1%的光催化降解效率,显著优于纯TiO_2, g-C_3N_4,二元TiO_2/g-C_3N_4以及制备的其它TiO_2/g-C_3N_4/RGO三元异质结光催化剂.基于光电化学测试、活性物种淬灭实验和荧光光谱分析测试羟基自由基等分析结果,提出了一个合理的Z型增强光催化活性机理.     

新型弯曲形双偶氮苯类液晶合成及光致异构性能研究

弯曲形偶氮苯液晶由于其偶氮键独特的光致可逆异构化性能,已成为光电子信息材料研究的热门课题,但光响应速度慢已成为制约其发展的关键因素.目前报道的弯曲型偶氮类液晶化合物的偶氮键都距离中心核较远的位置,光致异构的响应时间较长,大都在分钟以上,不利于光敏器件应用研究.本工作试图以2-甲基-1,3-间苯二胺为中心核,将偶氮键紧挨中心核两边,末端为直链烷基,设计合成了一系列新型弯曲形双偶氮苯类液晶化合物,以期缩短光响应时间.通过IR, 1H NMR, 13C NMR和ICP-MS光谱鉴定这些化合物的分子结构,经差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)测定其液晶相变温度和相态织构;并通过测定2-甲基-1,3-双(4-((4-庚基苯基)酯基)-1-(E)-偶氮苯基)苯(2c)的紫外-可见光的吸收光谱研究其光致异构化性能,通过UV-Vis光谱仪和偏光显微镜(POM)测定其液晶化合物以及掺杂向列相液晶材料的光致异构现象和响应时间.实验结果表明,所有设计合成的弯曲形双偶氮苯类液晶化合物均具有近晶相相态,且相态温度范围较宽,当近晶相态化合物2c掺杂到向列相混合液晶中时,其光致异构响应时间为2~3 s,在日光下液晶态恢复时间为3~4s,在乙酸乙酯稀溶液中时10s可达到光稳态.说明这类弯曲形双偶氮液晶化合物具有较快的光致异构响应速度.     

液-液界面法制备的Cu2O/GO复合材料及其光催化性能研究

采用液-液界面反应法制备了氧化亚铜/氧化石墨烯复合材料(Cu_2O/GO),采用X射线衍射分析仪、扫描电子显微镜对材料的物相和形貌进行表征,研究了其对亚甲基蓝(MB)的光催化降解效果。结果表明,利用液-液界面法制备的Cu_2O/GO材料中的Cu_2O呈多面体晶型结构,且均匀地分布在薄层氧化石墨烯两侧。在室温条件下,MB初始浓度为40mg·L~(-1),催化剂投加量为0.03g,降解时间为50min,溶液pH=7时,MB的降解率可达95%。     

MoS2/g-C3N4复合材料的制备及可见光催化性能

首先在N-甲基吡咯烷酮溶液中超声剥离得到少层的MoS₂,将其与石墨相氮化碳（g-C₃N₄）复合,制得MoS₂/g-C₃N₄复合材料。采用X射线衍射（XRD）,扫描电镜（SEM）,X射线光电子能谱（XPS）,傅里叶变换红外光谱（FTIR）,Raman光谱,紫外-可见漫反射吸收光谱（DRS）和光致荧光（PL）技术对复合材料进行表征。可见光下考察MoS₂/g-C₃N₄复合材料光催化降解罗丹明B（RhB）的活性,结果表明：将少量MoS₂与g-C₃N₄复合可明显提高光催化活性,且1%（w/w）MoS₂/g-C₃N₄复合物的光催化活性最高,可能的原因是MoS₂和g-C₃N₄匹配的能带结构,增大了界面间电荷的传输,降低了光生电子-空穴的复合,进而提高了光催化活性。     

RGO/C3N4复合材料的制备及可见光催化性能

通过半封闭一步热裂解法和改进的Hummers法分别制备了类石墨氮化碳(C₃N₄)和氧化石墨烯(GO),再利用光还原方法制得还原氧化石墨烯/氮化碳(RGO/C₃N₄)复合材料。采用X射线衍射(XRD),场发射扫描电镜(FESEM),X射线光电子能谱(XPS),紫外-可见漫反射吸收光谱(DRS),光致荧光(PL)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等测试技术对复合材料进行表征。以罗丹明B(RhB)为探针分子在可见光下考察RGO/C₃N₄复合材料的光催化活性,结果表明：RGO的引入显著提高了C₃N₄的光催化活性,且6.0%RGO/C₃N₄复合物的光催化活性最高,可能的原因是RGO具有优良的传导和接受电子性能,抑制了C₃N₄光生电子-空穴的复合机率,进而提高了光催化活性。     

葡萄糖氧化酶在水溶性CdTe量子点上的直接电化学研究

利用合成的Cd Te量子点(QDs)作修饰材料,将葡萄糖氧化酶(GOD)固定在水溶性Cd Te量子点表面,制备了葡萄糖氧化酶Cd Te量子点修饰碳糊电极(GOD/Cd Te/CPE),实现了GOD在电极表面的直接电化学。Cd Te QDs能有效地加速葡萄糖氧化酶(GOD)与电极表面的直接电子转移,电子传递效率比无QDs Cd Te存在时提高约8倍;电子转移速率常数(K)为0.14 s-1,传递系数(α)为0.60,GOD在GOD/Cd Te/CPE表面的平均覆盖量(Γ)为7.9×10-8mol/cm2。GOD/Cd Te/CPE电极作为第三代葡萄糖电化学生物传感器,成功应用于葡萄糖浓度的检测,其线性范围为0.050~0.32 mmol/L,检出限为0.020 mmol/L。GOD/Cd Te/CPE的制备方法简单,稳定性强,具有优良的选择性和重现性,且响应速度快。     

二氟亚甲氧基噻二唑类弯曲形液晶合成与性能研究

弯曲形液晶以其独特的光电性能倍受关注.但目前所报道的弯曲形液晶化合物因其向列相温度范围较窄,相转化温度高,不利于基础与应用研究,发展缓慢.以2,5-二取代-1,3,4-噻二唑为弯曲中心,二氟亚甲氧基(CF2O)为桥键,直链烷基(n=5~10,12)为末端链基,设计合成了一系列新型弯曲形液晶化合物.所有目标化合物通过IR、1H NMR、13C NMR、9F NMR进行结构表征,并通过差热扫描仪(DSC)和偏光显微镜(POM)对液晶相态进行测定.实验结果表明:所有目标化合物分子,都能呈现较宽的向列相态,最宽达92.74℃(化合物6a);较之结构相当的噁二唑类弯曲液晶化合物,其熔点稍高,液晶相态的温度范围更宽.为进一步设计合成新型宽温向列相弯曲型液晶提供了素材和理论依据.     

非水溶剂中纳米结构SrTiO3薄膜电极平带电位研究

本文制备了纳米结构SrTiO₃薄膜电极,并通过XRD、TEM和SEM对电极的结构和表面形貌进行表征。利用光谱电化学法,测定了纳米结构SrTiO₃电极在非水溶剂中的平带电位。研究发现:SrTiO₃电极在水中及非水质子溶剂(甲醇、乙醇)中的平带电位比在非水非质子溶剂(乙腈、四氢呋喃)中更正。在水及非水质子溶剂中,Li⁺的添加对 SrTiO₃电极的平带电位影响较小,而在非水非质子溶剂中,Li⁺的加入对 SrTiO₃电极的平带电位有较大影响,随着Li⁺浓度的增加,SrTiO₃电极的平带电位向电位更正的方向移动。