氧化硅柱撑磺化磷酸-苯膦酸锆的合成及性能

以磷酸-苯膦酸锆为层板,合成并表征了硅柱撑的层柱磷酸-苯膦酸锆,并磺化了其中的苯环.磺化后的产物具有较高的酸量,在酯化反应中催化活性与硫酸相当.     

基于微流控技术平台的Pt基三元电催化剂高通量合成和筛选（英文）

高性能铂基电催化剂的高效合成和筛选对于加速其在各个领域的进一步发展和应用具有重要意义。微流控高通量技术在铂基电催化剂的合成参数优化应用方面具有巨大的潜力。然而,缺少性能评估的微流控高通量合成无法最大限度地发挥其优势。在这项工作中,我们构建了将材料的高通量合成与高通量筛选相结合的多功能平台。该平台的微流控芯片可以生成三种不同前驱体金属离子的20级浓度梯度。微反应器阵列具有100个微通道,用于材料合成和电化学表征。利用该平台我们合成了5组铂基三元电催化剂(共计100种不同的组分),并进行了电化学表征,直接确定了Pt基三元电催化剂对析氧反应的最佳组成。这表明我们所构建微流控高通量平台具有高效性和灵活性,可大大缩短了新材料开发和材料性能优化的周期。     

高熵氧化物的设计及其在锂离子电池中的应用研究进展

储能技术的革命性变化对下一代锂离子电池（LIBs）负极材料提出了更高的要求。近年来,一类具有复杂化学计量比的新型材料——高熵氧化物（HEOs）逐渐进入人们的视野并走向繁荣。理想的元素可调节性和吸引人的协同效应使HEOs有望突破传统阳极的综合性能瓶颈,为电化学储能材料的设计和发展提供新的动力。本文分别从化学成分调控和结构设计2个方面结合本课题组近年来的研究及国内外重要文献,综述了HEOs作为LIBs负极材料的研究进展。在化学成分调控方面通过金属杂原子掺杂、非金属杂原子掺杂来提高HEOs的本征活性。在结构设计方面,通过构建一维结构、二维结构、三维结构、空心结构以及复合碳材料来增加HEOs的反应活性位点数量,从而提高储锂性能。最后,对HEOs在LIBs领域的发展进行了展望。     

卟啉-金属氧簇超分子化合物的光谱及电催化氧还原

应用紫外可见吸收光谱研究了meso 四(4 N 苄基吡啶基)卟啉(MTBPyP4＋,M=H2,Zn)阳离子与金属氧簇阴离子(SiW12O4－40)在水溶液中的光谱行为. 光谱演变及Job图表明MTBPyP4＋与SiW12O4－40在水溶液中可形成稳定的1∶1的超分子化合物. 同时本文还考察了化学计量为1∶1的[CoTBPyP][SiW12O40]超分子化合物的电催化分子氧还原行为, 表明该类超分子化合物有望成为一类新的催化氧还原的修饰电极材料.     

基于二苯并24-冠-8桥联双柱[5]芳烃的线性和网状超分子聚合物

设计合成了一种二苯并24-冠-8桥联双柱[5]芳烃杂交主体1.利用含有2个5-(1,2,3-1H-三氮唑基)戊腈(TAPN)中性键合位点的双主题客体2与主体1中的柱[5]芳烃空腔的强络合构筑了AA/BB型的线性超分子聚合物.进而利用桥链冠醚部分与双主题二级铵盐客体3主客体包结自组装制备了三组分网状的超分子聚合物.通过对线性和网状聚合物进行~1H NMR、黏度、DOSY、SEM等表征,结果表明超分子自组装体的形成呈现浓度依赖性,其线型超分子聚合物在氯仿/丙酮中(V∶V=4∶1)的溶剂中临界聚集浓度(CPC)为28mmol/L.此研究设计了一种利用多次主客体相互作用构建高分子量聚合物的方法,为超分子聚合物的发展开辟了一条新的途径.     

三维有序大孔SnO2基固溶体用于有效燃烧碳烟颗粒

柴油车尾气排放的碳烟颗粒对人类的生存环境和身体健康带来了严重危害.催化燃烧是消除碳烟颗粒污染的有效途径.碳烟颗粒催化燃烧是固-固-气相反应,因此催化剂本身具有活泼的氧中心且其能与碳烟颗粒有效接触是提高反应效率的关键因素.为改善碳烟颗粒与催化剂的接触,设计制备三维有序大孔(3DOM)催化剂,使碳烟颗粒可以进入催化剂孔道内部,增加其与催化剂的有效接触,是提高反应活性的有效途径.此外,在催化剂晶格中掺杂其它金属离子形成固溶体结构,可提高其氧化还原性能,也可有效提高其碳烟燃烧活性.SnO2富含活泼的表面缺位氧和可还原的晶格氧,且其熔点高达1630 oC,具有良好的热稳定性,被广泛用于制备气体传感、电化学和催化等材料.在过去的6年中,本课题组在SnO2催化化学领域做了大量系统的工作,将SnO2基催化材料用于多种环保和能源反应.发现通过其它阳离子Fe3+,Cr3+,Ta5+,Ce4+和Nb5+等的掺杂,替换晶格中部分Sn4+形成金红石型SnO2固溶体结构,可显著提高催化剂氧物种的流动性、活性和本身的热稳定性.本文采用胶体晶体模板法制备出了Ce4+,Mn3+和Cu2+离子掺杂的SnO2三维有序大孔固溶体催化剂用于松散接触条件下的碳烟催化燃烧.采用SEM,TEM,XRD,STEM-mapping,O2-TPD和XPS等手段对催化剂进行表征,研究其碳烟催化燃烧性能.SEM和TEM结果表明已成功合成三维有序大孔结构样品.XRD,Raman和STEM-mapping结果表明,Ce4+,Mn3+和Cu2+离子均进入四方金红石型SnO2晶格形成固溶体结构.另外,Raman,H2-TPR,XPS和O2-TPD等结果发现上述离子掺杂三维大孔SnO2后,催化剂表面形成了更活泼、丰富的氧物种,有利于碳烟颗粒燃烧.其中3DOM-Cu1Sn9催化剂具有最丰富的活泼氧中心,因此表现出最高的活性.     

三维有序大孔SnO_2基固溶体用于有效燃烧碳烟颗粒（英文）

柴油车尾气排放的碳烟颗粒对人类的生存环境和身体健康带来了严重危害.催化燃烧是消除碳烟颗粒污染的有效途径.碳烟颗粒催化燃烧是固-固-气相反应,因此催化剂本身具有活泼的氧中心且其能与碳烟颗粒有效接触是提高反应效率的关键因素.为改善碳烟颗粒与催化剂的接触,设计制备三维有序大孔(3DOM)催化剂,使碳烟颗粒可以进入催化剂孔道内部,增加其与催化剂的有效接触,是提高反应活性的有效途径.此外,在催化剂晶格中掺杂其它金属离子形成固溶体结构,可提高其氧化还原性能,也可有效提高其碳烟燃烧活性.SnO_2富含活泼的表面缺位氧和可还原的晶格氧,且其熔点高达1630℃,具有良好的热稳定性,被广泛用于制备气体传感、电化学和催化等材料.在过去的6年中,本课题组在SnO_2催化化学领域做了大量系统的工作,将SnO_2基催化材料用于多种环保和能源反应.发现通过其它阳离子Fe~(3+),Cr~(3+),Ta~(5+),Ce~(4+)和Nb~(5+)等的掺杂,替换晶格中部分Sn~(4+)形成金红石型SnO_2固溶体结构,可显著提高催化剂氧物种的流动性、活性和本身的热稳定性.本文采用胶体晶体模板法制备出了Ce~(4+),Mn~(3+)和Cu~(2+)离子掺杂的SnO_2三维有序大孔固溶体催化剂用于松散接触条件下的碳烟催化燃烧.采用SEM,TEM,XRD,STEM-mapping,O_2-TPD和XPS等手段对催化剂进行表征,研究其碳烟催化燃烧性能.SEM和TEM结果表明已成功合成三维有序大孔结构样品.XRD,Raman和STEM-mapping结果表明,Ce~(4+),Mn~(3+)和Cu~(2+)离子均进入四方金红石型SnO_2晶格形成固溶体结构.另外,Raman,H_2-TPR,XPS和O_2-TPD等结果发现上述离子掺杂三维大孔SnO_2后,催化剂表面形成了更活泼、丰富的氧物种,有利于碳烟颗粒燃烧.其中3DOM-Cu_1Sn_9催化剂具有最丰富的活泼氧中心,因此表现出最高的活性.     

新型马蹄金素三触角半乳糖苷衍生物的合成及其抗乙肝病毒活性

以三羟甲基氨基甲烷为原料,经4步反应制得含有三触角糖基和链接臂的关键中间体N-(4-N-Boc-氨基-丁酰基)-三-[O-(2,3,4,6-四-O-乙酰基-β-D-吡喃半乳糖基)-羟甲基]-甲氨（5）;5脱除Boc保护后分别与含有羧基的马蹄金素衍生物（7a~7c）在氯甲酸异丁酯（IBCF）/N-甲基吗啉（NMM）作用下缩合,随后在甲醇钠催化下脱除乙酰基合成了3个具有潜在肝靶向的三触角糖簇马蹄金素衍生物（9a~9c）,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR, ¹H-¹H COSY, HMQC和MS(ESI)表征。并通过HepG2 2.2.15细胞模型初步评价了其抗乙肝病毒（HBV）活性。结果表明： 9a~9c均抑制HBV DNA的复制,且存在一定的量效关系。     

DNA发夹结构自组装信号放大策略应用的研究进展

DNA发夹结构自组装因具有无酶参与、等温以及识别序列能力强等优点,在生物分子和金属离子检测方面展现了良好的发展前景。该文梳理了DNA发夹结构自组装信号放大策略的类型,综述了近年来该策略在致病菌、核酸肿瘤标记物、蛋白质、无机金属离子,以及生物小分子检测中应用的研究进展,并对其未来发展趋势进行了展望,旨在为基于DNA发夹结构自组装检测生物分子提供一定的参考。     

离子色谱法在氢燃料电池汽车用氢气中的应用现状及展望

氢燃料电池汽车用氢气中痕量杂质会影响氢燃料电池的性能,国内外标准均严格规定了痕量杂质的限值要求。离子色谱法（IC） 具有操作简单、分析快速、灵敏度高、选择性好、可多组分检测的特点,ISO 14687－2∶2012、SAE J2719∶2015和GB/T 37244－2018等标准均涉及到离子色谱法分析其中的部分指标。目前离子色谱法在环境空气、固定污染源废气、天然气、烟气等气体分析领域有广泛应用,在氢燃料杂质的分析领域尚在起步阶段。该文综述了氢燃料和其他气体分析领域中总卤化物、甲酸、氨和总硫化物的分析方法,将离子色谱与不同分析技术进行比较。并基于离子色谱在其他气体杂质分析领域的应用进展,对其在氢燃料电池汽车用氢气杂质分析中的应用作出展望。