基于偶氮苯酚类的比色传感器识别阴离子

设计合成了3个含酚羟基数量不同的偶氮苯化合物S1、S2和S3作为传感分子,研究S1、S2和S3对阴离子的比色识别,并探讨传感分子的结构与识别阴离子能力之间的联系。 结果表明:传感分子S1、S2和S3对F^-、H₂PO4-和AcO^-比色识别灵敏度高。 在CH₃CN中S1、S2和S3的F^-检测限达到1.25×10^-73.62×10^-7 mol/L,S2、S3对H₂PO4-和AcO^-的检测限也达同一数量级。 S1、S2和S3对阴离子F^-、H₂PO4-和AcO^-比色识别能力取决于阴离子的空间构型、电荷密度和碱性共同作用的结果。 ¹H NMR滴定结果表明,识别机理是S1、S2和S3的酚羟基与阴离子形成了分子间的氢键。     

氧空位增强光催化还原CO2性能方面的研究进展

利用太阳能和半导体光催化剂,将CO₂光催化还原转变成碳氢燃料,是缓解温室效应、全球变暖、环境污染和能源危机等一系列问题的理想途径。 本文对氧空位增强的光催化还原CO₂反应机理进行归纳,并分别针对还原产物为C1和C2组分的光催化体系进行概括总结。 作为CO₂光催化还原过程的第一步,CO₂捕获光催化剂导带上的电子生成CO2·-是反应的速控步骤。 氧空位的引入及其带来的金属配位不饱和点,利于CO₂捕获电子生成CO2·-,进而促进CO₂光催化还原过程。 最后,提出当前氧空位增强光催化还原CO₂过程仍然存在的问题,且对发展前景进行展望。     

基于P2 Mo18O6-62@Tb3+溶液可逆变色-荧光开关性质对维生素C和H2O2的光谱检测

基于变色多酸P₂Mo₁₈{\mathrm{O}}_{62}^{6-}与绿光Tb³⁺之间的功能互补及分子间能量转移的原理, 在维生素C(VC)的还原下, P₂Mo₁₈{\mathrm{O}}_{62}^{6-}@Tb³⁺溶液由浅黄色变为蓝色, 发生荧光猝灭; 相反, 在H₂O₂氧化下, 溶液的蓝色褪去, 荧光得以恢复, P₂Mo₁₈{\mathrm{O}}_{62}^{6-}@Tb³⁺溶液呈现出可逆的化学响应变色及荧光开关性质. 利用紫外-可见(UV-Vis)及荧光(PL)光谱法对VC浓度进行定量检测, 分别以800 nm处的吸光度和 547 nm处荧光强度的对数值对VC浓度作图, 获得光谱法对VC检测的线性方程, 检出限分别为3.40×10^-3和0.21 μmol/L; 利用UV-Vis及PL动力学方法对VC和H₂O₂检测的响应速度进行了考察, 响应时间分别为52和320 s; 通过UV-Vis光谱及动力学方法考察了VC检测的选择性及可重复使用性.     

1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑类含能离子液体的溶解性能

基于NO3-、ClO4-、N(CN)2-、[2,4,5-TNI]^-和[3,5-DNTZ]^-阴离子,以及1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑阳离子合成了系列环境友好型含能离子液体,通过¹H NMR对其进行了结构表征;采用ab initio结合MP2/6-311G++(2d,p)方法计算了1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑类含能离子液体和溶剂之间的分子间作用能以及含能离子液体的偶极距;系统研究了分子结构、极性以及分子间作用能对该系列含能离子液体的溶解性能的影响。 结果表明:当阳离子不同时,[BATZ]NO₃与水的ΔE绝对值最大为40.7 kJ/mol,当阴离子不同时,[BATZ][3,5-DNTZ]与水的ΔE绝对值最大为45.1 kJ/mol;上述含能离子液体的极性大小顺序为[BATZ][3,5-DNTZ]>[BATZ][2,4,5-TNI]>[BATZ]N(CN)₂>[BATZ]ClO₄>[RATZ]NO₃;最后,1-烷基-4-氨基-1,2,4-三唑类含能离子液体的溶解度随着溶剂介电常数ε的减小、取代烷基链长的增加、阴离子体积的增大以及分子间作用能的减小而降低,即含能离子液体在溶剂中的溶解度大小顺序为[BATZ][3,5-DNTZ]>[BATZ][2,4,5-TNI]>[BATZ]NO₃>[BATZ]ClO₄>[BATZ]N(CN)₂>[PATZ]NO₃>[HATZ]NO₃>[DATZ]NO₃,其中,[BATZ][2,4,5-TNI]在水中溶解度最大为10.0327 g/10 g。     

基于精细结构对二元钠硅酸盐玻璃核磁共振波谱的研究

利用精细结构表征系列(Q_i^{\mathit{jklm}})对二元钠硅酸盐玻璃的核磁共振波谱进行解析, 并结合量子化学模拟了多种精细结构. 研究结果表明, 精细结构的 ²⁹Si化学位移与桥氧键角呈线性相关; 实验所得Q_i^{\mathit{jklm}}结构的化学位移不随玻璃成分的改变而波动, 且Q_i^{\mathit{jklm}}结构的高斯峰更窄, 说明精细结构表征是二元钠硅酸盐玻璃基本特征结构的表达, 导致初级微结构的 ²⁹Si化学位移变化的本质是精细结构含量的变化. 核磁共振波谱表征的是近邻结构的空间信息, 采用Q_i^{\mathit{jklm}}结构表征能更精确地描述硅酸盐的微结构信息.     

SO42-掺杂对Nasicon型Li3Fe2(PO4)3正极材料电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶法用S\begin{array}{c}{O}_4^{2-}\end{array}部分代替Li₃Fe₂(PO₄)₃中的P\begin{array}{c}{O}_4^{3-}\end{array}阴离子制得Li_3-xFe₂(PO₄)_3-x(SO₄)_x(x=00.90)正极材料, 通过X射线衍射、 充放电技术、 循环伏安特性测试及电化学阻抗谱表征了掺杂材料的相组成及电化学性能. 结果表明, S\begin{array}{c}{O}_4^{2-}\end{array}主要以固溶形式存在于Li₃Fe₂(PO₄)₃中, 产物中还伴有少量Fe₂O₃第二相析出. S\begin{array}{c}{O}_4^{2-}\end{array}掺杂使Li₃Fe₂(PO₄)₃的放电容量呈抛物线形规律变化, 并在掺杂浓度x=0.60时达到最佳值, 该样品在0.5C倍率下的首次放电容量为111.59 mA·h/g, 比未掺杂的样品提高了18.4%; 60次循环充放电后的容量保持率为96%; 将该样品的放电倍率由0.5C逐渐提高至5C, 再降至0.5C, 并在每个倍率下循环10次, 材料的最终放电容量仍能达到首次放电容量的97%. 导致这些变化的原因是S\begin{array}{c}{O}_4^{2-}\end{array}掺杂使材料的氧化还原性能增强, 电池内阻减小, 极化程度降低及Li⁺扩散系数增大.     

一种简单快速检测汞离子的1,4-二硫苏糖醇膜修饰金平板电极

将1,4-二硫苏糖醇(DTT)自组装在100 nm厚的平整金膜表面, 形成DTT膜修饰金平板电极(GPE), 构建了一种新颖的简单、 快速测定汞离子的选择性电极分析方法. 通过电化学交流阻抗和循环伏安法探讨了该电极的响应原理, 即固定在Au表面的DTT通过另一端的巯基与汞离子发生强配位作用而吸附结合带正电荷的汞离子, 引起电极表面膜电位的变化, 从而选择性地识别汞离子. 实验结果表明, 该电极在pH=6.0的Tris-HCl缓冲溶液中对汞离子有良好的电位响应性能, 其线性范围为1.0×10^-8~1.0×10^-3 mol/L, 能斯特响应斜率为(29.62±0.2) mV/-pc(25 ℃), 检出限为5.1×10^-9 mol/L. 该汞离子检测电极的响应时间仅为20 s, 且有较好的重现性和稳定性. 通过测定各种离子的选择性系数, 发现Cu²⁺, Fe²⁺, Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ba²⁺, Ca²⁺, Zn²⁺, Sn²⁺, Pb²⁺, Ag⁺, Al³⁺, Fe³⁺, Ni²⁺, N\begin{array}{c}{O}_2^{-}\end{array}, I\begin{array}{c}{O}_3^{-}\end{array}, Br\begin{array}{c}{O}_3^{-}\end{array}和Cl\begin{array}{c}{O}_3^{-}\end{array}等离子不干扰该电极对汞离子的检测. 此外, 将该电极用于实际水样中微量汞离子含量的测定, 结果与双硫腙分光光度方法一致, 且回收率为98.20%~101.75%.     

交联聚苯乙烯微球固载2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基的催化氧化性能与机理

将交联聚苯乙烯(CPS)微球表面固载有2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(TEMPO)的非均相催化剂微球(TEMPO/CPS)与过渡金属盐相结合,构成复合催化剂体系,用于分子氧对肉桂醇的氧化过程的研究。 分别采用高价金属离子氧化性比硝酸根NO3-更弱和更强的两类过渡金属盐为助催化剂,与微球TEMPO/CPS构成组合催化剂,深入探索研究了其催化性能与催化机理。 研究结果表明,几种过渡金属盐(如Fe、Cu、Mn、Co盐)与微球TEMPO/CPS形成的复合催化剂,可有效地催化分子氧对肉桂醇的氧化过程,将其转化为唯一的产物肉桂醛。 以过渡金属硝酸盐为助催化剂,当硝酸盐结构中对应的高价态(氧化态)金属离子的氧化性比NO3-离子弱时(如Fe(NO₃)₃与Cu(NO₃)₂),正负离子共同发挥助催化作用;当硝酸盐结构中对应的高价态(氧化态)金属离子的氧化性比NO3-离子强时,比如Co(NO₃)₂与Mn(NO₃)₂对应的Co(Ⅲ)与Mn(Ⅲ)离子,金属离子单独发挥助催化作用,NO3-离子不起作用。 实验结果表明,对于肉桂醇的分子氧催化氧化,在几种过渡金属盐中,Fe(NO₃)₃作为最适宜的助催化剂,温和条件下(55 ℃、常压O₂),可高效地将肉桂醇转化为肉桂醛,转化率为92%。     

解草酯的合成及动力学

针对原有生产上存在过程繁琐,收率不高等缺点,以5-氯-8羟基喹啉和氯乙酸-1-甲基己基酯为起始原料,研究了解草酯的合成工艺条件,确定了反应所用的碱、反应时间以及加入的5-氯-8-羟基喹啉与氯乙酸-1-甲基己基酯和碳酸钾与氯乙酸-1-甲基己基酯的摩尔比。在解草酯合成工艺条件的基础上,进一步探讨了解草酯合成的反应动力学,确定该反应符合二级反应条件,得到了323、328、333和339 K不同温度下的反应动力学方程式-r₂=-dc2dt=1.46×10⁸e(-49.82×103/RT)c₁c₂,依据所得的不同温度下的反应速率常数,计算了该反应的活化能与频率因子,所得的反应的活化能和频率因子分别为49.82 kJ/mol和1.46×10⁸,为合成解草酯的工业放大提供了理论指导。     

二(2-乙基己基)二硫代次膦酸对硝酸溶液中Am3+和Eu3+的萃取

以正十二烷作稀释剂, 研究了二(2-乙基己基)二硫代次膦酸(D2EHDTPA)对HNO₃溶液中Am³⁺和Eu³⁺的萃取行为. 考察了酸度、 萃取剂及N{\mathrm{O}}_3^{-}浓度和皂化度对萃取的影响. 在考察的pH范围(2.5~4.5)内, D2EHDTPA萃取Am³⁺和Eu³⁺的分配比(D)随pH值增大而增加; pH=3.65时, 分离因子(SF_Am/Eu)值达到最大(4000). 随D2EHDTPA浓度的增加, D_Am和D_Eu值均增加. 斜率分析表明, D2EHDTPA萃取Am³⁺和Eu³⁺主要形成3:1和2:1型的萃合物. N{\mathrm{O}}_3^{-}未直接参与D2EHDTPA对Am³⁺和Eu³⁺的萃取反应. D2EHDTPA经NaOH皂化后, 萃取能力显著增强, SF_Am/Eu值提高到10⁴量级, 萃取容量约为理论值的60%. 此外, 使用高分辨质谱、 红外光谱和等温微量热滴定方法研究了D2EHDTPA与Eu³⁺的配位化学行为, 得到了金属离子与配体的组成比、 络合物稳定常数以及配位热力学参数ΔH, ΔS和ΔG值.     

含全碳和多炔阴离子配体的银簇化合物的超分子组装及其结构研究

总结了我们在新型炔银簇化合物研究方面的最新进展. 这些化合物分为以下几种类型: (a)1,3,5-己三炔基和1,3,5,7-辛四炔基; (b)1,5-己二炔基; (c)经膦酸配体组装的乙炔基和烷基乙炔基; (d)苯乙炔基、 环烷基乙炔基和含氮杂环基乙炔基结构单元的银簇化合物; (e)经不同类型的银-碳配位键连接, 并进一步通过分子内/分子间作用力稳固其配位网络的炔银化合物. 我们还进一步讨论了溶剂、 配体的位阻大小和辅助配体类型对于多维配位网络结构的影响.     

联苯类比率型荧光探针检测水中硫化氢

以叠氮基为识别基团,4.4'-联苯二甲酸为初始原料,合成了一种可用于H_2S检测的联苯类比率型荧光探针2-叠氮基-4,4'-联苯二甲酸乙酯(WN),并通过~1H NMR、~(13)C NMR以及MS等技术手段对其结构进行了表征。以检测水溶液中硫化氢为目的,系统地研究了其荧光特性。研究结果表明,WN对硫化氢具有高选择性和灵敏度,且对生物硫醇(Cys,Gsh)、活性氧化物(H_2O_2,ClO~-)、各种阴阳离子(H_2PO_4~-,SO_4~(2-),Cl~-,HCO_3~-,CO_3~(2-),Mg~(2+),Zn~(2+),K~+,Ca~(2+),Na~+)有很强的抗干扰能力,在较宽的pH值范围内,仍然表现出良好的荧光性能,在1.1~350μmol/L范围内,NaHS的浓度与荧光强度呈现良好的线性关系,相关系数R~2=0.9943,检出限度为1.07×10~(-6)mol/L。通过对3种不同水样的测试,表明探针WN在水体中H_2S的检测方面具有一定的应用意义。     

基于主客体识别作用构建的电化学发光传感器检测丹参中汞离子

使用联吡啶钌(Ru(bpy)32+)/β-环糊精-金纳米粒子(β-CD-AuNPs)/全氟磺酸(Nafion)复合物和二茂铁标记(Fc)的DNA探针(Fc-DNA)构建了电化学发光(Electrochemiluminescence,ECL)生物传感器,将其用于检测中药材丹参中的汞离子。 该传感器包含ECL发光基底和ECL强度开关两部分,将Ru(bpy)32+/β-CD-AuNPs/Nafion组装到玻碳电极(GCE)上构成发光基底,产生稳定的ECL信号;Fc-DNA探针作为ECL信号开关,通过分子识别策略设计,利用β-CD与Fc的主客体相互作用与β-CD-AuNPs相连。 该检测方法和以往的汞离子检测方法相比,具有背景信号低、选择性高、仪器简单、操作快速等特点。 该 “Off-On” 电致化学发光生物传感器在0.04~800 ng/mL范围内对Hg²⁺具有良好的线性响应,检测限为0.02 ng/mL(S/N=3)。     

腐植酸作用下γ-六氯环己烷在冰相中的光转化

研究了腐植酸(HA)存在下冰相体系中γ-六氯环己烷(γ-HCH)的光转化规律. 结果表明, HA浓度对γ-HCH的光转化率呈现低浓度促进而高浓度抑制的现象; 盐离子浓度、 N\begin{array}{c}{O}_2^{-}\end{array}及N\begin{array}{c}{O}_3^{-}\end{array}对γ-HCH的光转化率均有促进作用; 低浓度Fe³⁺对γ-HCH的光转化率有促进作用, 当Fe³⁺的浓度增大到50 μmol/L时, 呈现抑制效应; γ-HCH在不同pH值条件下光转化速率的大小顺序为碱性>中性>酸性. 冰相中HA通过产生单线态氧(¹O₂)、 羟基自由基(·OH)及三重激发态(HA^*)加速γ-HCH的光转化. HA存在下γ-HCH的光转化产物主要是五氯环己烯、 邻二氯苯和对二氯苯、 一氯苯, 光转化过程中¹O₂通过消耗中间产物间接加速了γ-HCH的光转化过程.     

吡唑-吡啶铕配合物的合成、结构及荧光效应

以硝酸铕为金属源,2,6-二-[3-(5-苯基-1-氢-吡唑基)]吡啶(L)为配体,在水热反应条件下合成了一种新型配合物Eu(L)(MeOH)(NO₃)₃。 通过元素分析、红外光谱、热重分析、X射线粉末衍射以及X射线单晶衍射方法对该配合物进行了表征。 结构分析表明,配合物的中心金属为九配位,每个中心金属铕原子与L配体中的3个N原子和硝酸根离子和配位甲醇分子上的6个氧原子配位,形成轻微扭曲的三帽三角棱柱体的空间构型。 荧光性能研究发现,该配合物对金属离子铜和镍有较强的荧光猝灭效应。即使在其它竞争金属离子的存在下,配合物仍然可以选择性地检测Cu²⁺,但对选择性的检测Ni²⁺有一定影响。