三组分体系相图教学实验——微乳的制备*

为了让三组分体系相图的教学紧跟学科发展前沿,设计了一个研究型综合性实验——微乳的制备。实验以油酸乙酯为油相、吐温-80和乙醇质量比为3∶1的混合体系为乳化剂相,蒸馏水为水相,采用水滴定和油滴定结合的方法绘制了拟三元相图。通过电导率法对微乳3种类型的转变点进行了初判,按照电导率实验结果制备了3种不同类型的微乳样品,并利用染色法、黏度法和光散射法对微乳的物理化学性状进行了表征。通过实验,可以使学生获得分散体系的前沿知识,有利于创新人才的培养。     

细胞表面壳化的研究进展

细胞表面壳化主要是通过物理、化学等技术方法对细胞表面进行修饰,形成完整均匀的有机、无机、金属纳米粒子或者复合壳层结构,从而使不能自身壳化的生物细胞表面形成保护壳甚至赋予细胞新的功能,使细胞具备多功能性。近年来,此技术在细胞存储、细胞运输、细胞传感器、细胞芯片以及细胞治疗等方面应用广泛,发展迅速。本文综合目前的研究现状,详细介绍了可进行细胞表面壳化的细胞类型、生物表面壳化的方法以及人造细胞外壳的工程技术在生物医学以及能源环境中的应用等。     

丝素纤维/硫酸钙抗感染骨材料的制备及性能

通过控制丝素蛋白自组装过程制备了溶液状态下的丝素纳米纤维(silk fibroin nanofibers,SFFs),与硫酸钙、万古霉素(vancomycin,VCM)复合,制备了VCM/CS/SFFs抗菌骨材料。通过SEM、XRD、紫外分光光度计、万能力学试验机、抑菌圈、MTT等手段分别研究了复合材料的微观形貌与结构、药物释放、力学、抑菌及细胞相容性等性能。结果显示,与水作为固化液相比,随着SFFs溶液(0.017 5~2.1 mg·m L~(-1))的加入,复合材料凝固时间可控,降解率逐渐降低,抗水性增强,韧性提高;同时随丝素纳米纤维含量的增加骨材料抗压强度表现为先增加后减小的趋势,一周内药物释放速率降低;材料同时具有抑菌作用;MTT实验结果显示,加入丝素纳米纤维后与纯的硫酸钙相比MC3T3细胞增殖明显。     

基于多孔碳固载离子液体修饰电极的叔丁基对苯二酚的检测研究

制备了多孔碳固载离子液体纳米材料修饰玻碳电极(GCE),用于抗氧化剂叔丁基对苯二酚(TBHQ)的检测研究。不同电极上的交流阻抗结果表明,经过多孔碳固载离子液体修饰后的玻碳电极阻抗显著减小。多孔碳固载离子液体修饰后电极的氧化峰电流为41.93μA,比修饰前增大约5.5倍,说明多孔碳固载离子液体可显著提高电极的导电性,促进电极表面的电子转移,提高检测灵敏度。用时间~电流曲线测得TBHQ的线性范围为1.00~120.00μg/mL,检出限为0.16μg/mL。     

由氢键连接的三个金属-有机网状化合物的合成、结构及半导体性质

以2,4,6-三（1-吡唑基）-1,3,5-三嗪（TPTz）与不同金属离子进行溶剂热反应,得到了3个氢键连接的金属-有机网状化合物。实验发现TPTz的水解产物6-（1-吡唑基）-1,3,5-三嗪-2,4-二酚（H₂L）在反应中起到了实际的配位作用。单晶结构分析表明,它们是同构化合物,分子式为[M（HL）₂]·2H₂O（M=Zn,1;Co,2;Mn,3）。每个中心金属原子分别与2个吡唑基上的N、2个吡嗪环上的N和2个水分子中的O形成六配位的结构。2个HL-与1个中心金属配位形成一个零维的金属-有机配合物小分子,这些小分子通过氢键连接进一步拓展为二维层状结构。紫外-可见漫反射（UV-Vis DRS）分析结果表明,这3种化合物都是宽系半导体材料,其带隙宽度分别为3.80（Zn）,3.30（Co）,3.27（Mn） eV,其半导体性质同中心金属原子表现出明显的相关性。     

金属氯化物-苯并噻唑有机-无机杂化化合物的合成、表征及荧光性质

金属卤化物MCl₂（M=Pb²⁺,Cd²⁺,Co²⁺）分别与苯并噻唑（btz）在浓盐酸中、80 ℃下反应,合成了3种有机-无机杂化化合物：（btzH）[（PbCl₃）] （1）,（btzH）₂[CdCl₄]·2H₂O （2）和（btzH）₂[CoCl₄]·2H₂O （3）,其中化合物2和3结构相似。对化合物1~3进行了粉末衍射、红外和紫外光谱、元素分析、热重分析以及X射线单晶衍射表征。荧光测试发现：化合物1~3在393 nm处有发射峰,该荧光来源于苯并噻唑环中电子的π…π跃迁。     

纳米固相微萃取应用于干红辣椒、水果饮料及红酒中罗丹明B的定量分析

制备了一种新型的聚苯乙烯纳米纤维, 将其作为固相萃取吸附剂装填制成固相萃取柱, 与高效液相色谱联用建立了干辣椒、 水果饮料及红酒中罗丹明B的定量分析方法. 高效液相色谱以3 g/L磷酸缓冲液-甲醇混合溶液(体积比3∶7, pH=7.0)为流动相. 通过对提取条件的优化, 得到该方法对干辣椒中罗丹明B的检出限为0.1 ng/g, 最低定量限为0.6 ng/g; 对水果饮料和红酒中罗丹明B的检出限均为0.2 ng/mL, 最低定量限均为0.5 ng/mL. 此方法对干辣椒中罗丹明B的提取回收率为98.2%~110.3%; 对水果饮料中罗丹明B的提取回收率为94.6%~102.2%; 对红酒中罗丹明B的提取回收率为90.4%~104.6%. 该方法的线性范围为1~100 ng/mL(ng/g), 相对标准偏差为2.3%~9.0%. 该方法灵敏度高、 选择性好, 可用于干辣椒、 水果饮料及红酒中罗丹明B的定量分析.     

Er~(3+)-Yb~(3+)掺杂SiO_2-SrO-NaF玻璃陶瓷的制备及表征

采用熔融晶化法制备了主晶相为SrF_2的Er~(3+)-Yb~(3+)共掺透明氟氧化物玻璃陶瓷,利用DSC、XRD、SEM、UV-Vis-NIR和荧光光谱对样品的结构、形貌、发光性能进行了测试与表征。研究表明:该体系玻璃最佳热处理温度为620℃,最佳热处理时间为2h,并讨论了Yb~(3+)不同掺杂浓度对Er~(3+)-Yb~(3+)共掺玻璃陶瓷样品上转换发光性能的影响,确定Er~(3+)-Yb~(3+)最佳掺杂浓度比为1∶7,同时观察到了明亮的绿光(522,540 nm)和较弱的红光(656 nm),对Er~(3+)和Yb~(3+)之间的能量传递过程进行了讨论。     

开放骨架磷酸铝合成中碳链长度对乙二胺结构导向效应的影响

以乙二胺(EDA)和1,3-丙二胺(1,3-DAP)为结构导向剂,在180 ℃加热摩尔比n(Al₂O₃):n(P₂O₅):n(R):n(H₂O)=1:1:1:277(R=EDA,1,3-DAP)的混合物,分别得到了高结晶度的三维阴离子开放骨架磷酸铝AlPO₄-12和UiO-26。 利用X射线粉末衍射分析、元素分析和液相酸碱度测量等表征手段,研究了两个合成体系的晶化过程以及晶化过程中液相的Al、P浓度和pH值随时间的演化。 用Materials Studio中的“原子体积和表面”模块和Dmol3模块计算了双质子化乙二胺和1,3-丙二胺的体积以及Hirshfeld电荷。 结果表明,双质子化EDA和1,3-DAP中N原子上的Hirshfeld电荷分别为0.073 e和0.064 e,按Hirshfeld电荷计算的电荷密度分别为1.8573和1.3400 e/nm³,按形式电荷计算的电荷密度分别为25.44和20.94 e/nm³,而AlPO₄-12和UiO-26的骨架电荷密度分别为-6.1和-4.6 e/nm³。 结果表明,与氨基中N原子相连碳链长度的改变会影响其上的电荷量以及电荷密度,从而改变原有机胺的结构导向效应,导致晶化产物从AlPO₄-12变成了具有较小电荷密度的UiO-26。     

纳米银比色法快速检测三价铬离子

利用甲基紫含N供电子配位原子,可通过桥联作用和配位反应吸附于纳米银表面,而Cr~(3+)的引入导致纳米银溶胶发生团聚现象,且溶液的颜色由亮黄色变成灰红色,从而建立了测定痕量Cr~(3+)的比色法。在优化条件下,Cr~(3+)的线性范围为2.0～10.0μmol·L~(-1),r=0.997 6,裸眼检出限为0.3μmol·L~(-1)。方法用于环境中Cr~(3+)的检测,回收率为93.2%～100%,相对标准偏差(RSD)小于1.5%。该方法具有快速、灵敏、选择性好等优点。