化学通报杂志

化学通报杂志2021年第4期

• 油水分离用天然材料表面化学研究进展

  姜晓峰,于维钊,王继乾

  油水乳液和油水混合物的分离对解决工业含油废水以及原油泄漏造成的污染问题具有重要的意义。近年来应用于油水分离的超润湿材料引起了广泛的关注，并展现出良好的应用前景。本文综述了近年来利用超润湿性低成本、环保的天然材料通过过滤和吸附技术分离油水乳液和混合物的研究进展。对于每一种天然材料，如沙粒、木材、椰子壳等，介绍了代表性的研究工作，阐述了其制备过程、润湿特性以及对油水混合物或者油水乳液的分离效果，并讨论了利用超亲水/水下超疏油、超疏水/超亲油两种类型的材料分离不混溶的油水混合物、“水包油”型乳液和“油包水”型乳液等三类油水混合物的物理化学机理。最后，对该领域的挑战和未来的发展方向进行了展望。

• 增强体复合SiO2气凝胶的研究进展

  任家飞,黄星,李齐方,周政

  SiO2气凝胶是一种具有纳米结构的多孔材料，在声学、光学、热学、电学等领域有着广阔的应用前景，但是脆弱的力学性能严重限制了其实际应用。目前，在SiO2气凝胶中引入增强体是改善其力学性能最为有效的方法，常用的增强体根据类别可分为纤维、聚合物、纳米材料等。本文综述了增强体复合SiO2气凝胶的最新研究进展，对复合气凝胶的制备方法、增强机理进行分析并对未来提高气凝胶力学性能的方法发展重点进行了展望。

• 环氧树脂类玻璃高分子研究进展

  王艳萍,刘晓琴,井新利,李瑜

  类玻璃高分子（Vitrimer）是一类具有可逆共价交联网络的高分子，其能够在维持交联结构的同时实现交联网络的重构，兼具热固性高分子和热塑性高分子的双重优势。基于通用热固性树脂形成的Vitrimer材料不仅能具有良好的力学性能和耐溶剂性等，还能表现出类似热塑性树脂的流动性和重复加工性能，为从源头上实现交联树脂的回收和再利用提供了有效的途径。近年来，围绕Vitrimer材料的研究已取得了蓬勃的发展，其中数环氧树脂Vitrimer的研究最为广泛，本文将系统介绍环氧树脂Vitrimer的设计理念及其性能特点，梳理该领域的典型研究体系，并指出可能的发展方向，为传统热固性树脂的可再生和高性能化发展提供参考。

• 离子液体功能化环糊精化合物的合成及应用

  马红艳,李霞

  离子液体功能化环糊精化合物（ILs-CD）兼具环糊精“内疏水、外亲水”的结构特性和离子液体的低毒性、低蒸气压、电化学窗口宽、热稳定性和化学稳定性高等特性，是一类有巨大发展潜力的新型大环化合物。本文主要根据合成的ILs-CD化合物的阳离子不同对其进行了分类，并介绍了其合成方法，同时阐述了其在电化学、环境、食品、医药、催化、分子印迹、分离分析等不同领域的应用；并对ILs-CD化合物的未来发展方向进行展望，为ILs-CD化合物的制备和应用提供参考依据。

• 水合盐相变储能材料的研究进展

  王温馨,齐红,丁益民

  无机水合盐相变储能材料具有相变潜热大、相变温度适中、价格低廉等优点，在太阳能高效利用、跨季节储热采暖、工业余废热利用、轻纺行业等方面具有广阔的应用前景。但过冷、相分离、导热系数低等问题限制了其实际应用。本文介绍了水合盐相变储能材料近年来的研究进展，分析了水合盐相变存在的过冷及相分离现象的原因。通过成核剂法、多孔基体吸附法、微胶囊法等方法可以降低其过冷度；通过增稠剂法、晶形改变剂法等方法可以改善其相分离问题；通过与高导热性的纳米粒子、多孔的高导热基体相复合，可以提高其导热性能。最后，指出了今后水合盐相变储能材料的重点研究方向，可以从与计算化学相结合、寻找合适的无机壳材料以及探究共晶体系等方面继续深入研究。

• 基于金属有机骨架的非酶葡萄糖电化学传感器

  邵斌,李静,龚瑞昆,崔传金

  葡萄糖的快速有效检测在维持人体健康、疾病控制与诊断、生物科学和食品科学等方面具有重要意义。基于金属有机骨架（MOFs）的催化活性和比表面积大等特点，MOFs已被成功开发为非酶葡萄糖电化学传感器。本文综述了基于非改性MOFs、纳米金属粒子掺杂MOFs、金属及金属氧化物核@MOFs、碳纳米材料@MOFs、核-壳MOFs在检测葡萄糖方面的研究进展，从掺杂材料、检测能力等方面进行了综述，并对今后非酶葡萄糖电化学传感器的发展进行了展望。

• Passerini多组分反应研究进展

  韩刘雯琳,郭长彬

  多组分反应操作简便、原子经济性高，是一类重要的有机反应。经典Passerini反应是以异腈、醛酮、羧酸为原料一步合成α-酰氧基酰胺的多组分反应，其产物作为重要的有机中间体，可以进一步合成许多重要的药物、天然产物和功能材料等复杂有机分子，具有广泛的应用价值。本文从反应底物、串联反应及相关应用的角度阐述近5年来Passerini多组分反应研究的新进展。

• 过渡金属铬调控光催化环化反应研究进展

  杨怡萌,姜显琼,李园园,谭魏

  如何运用更加经济、环境友好的方式制备具有生物/药理活性的化合物是有机合成、生物医药领域的重要问题。近年来发展的过渡金属催化光氧化还原反应为解决上述问题提供了契机。其中，相对于传统的钌/铱络合物催化剂，新型第一周期过渡金属铬催化剂在该领域的开发及应用备受关注。烯/炔的[2+N]环化反应是过渡金属光敏试剂催化的一个经典反应类型，通常表现出高化学、区域及立体选择性，而且产物是很多药物分子的基本结构单元，本文围绕铬调控光催化[2+N]环化反应以及机理研究进行综述，并对其中有待进一步研究的方向进行展望，希望为铬调控光催化环化反应的深入理解以及新型光氧化还原催化剂在该类反应中的发展提供启发。

• TS-1分子筛的制备及其在环己酮氨肟化工艺中的研究进展

  吴莹莹,王永胜,张新平,邱天,段正康

  环己酮肟作为一种重要的有机中间体，在合成纤维、医药和日用品等方面有着重要的应用。在环己酮肟众多的合成方法中，环己酮氨肟化反应由于工艺简单、条件温和且无副产物生成，从而成为研究的热点。本文以该化学反应路径为主线，从环己酮肟催化剂的制备及连续化工艺两方面的研究进展进行综述。尽管目前TS-1催化剂已取得较大的进展，但在一定程度上依然存在着催化剂成本高、反应液与催化剂分离困难、反应液堵塞催化剂孔道导致失活的现象。基于上述问题，本文对未来高效、绿色、稳定的TS-1催化剂开发的研究重点以及实现环己酮肟连续化工艺进行了展望。

• 零价铁耦合厌氧微生物法在废水处理中的应用

  曹晓敏,李晨曦,齐晗兵,于忠臣

  零价铁（ZVI）与厌氧微生物的耦合是一项很有前景的技术，在难降解有机废水的去除中得到了广泛关注。该耦合技术将ZVI技术的高效性与厌氧生物技术的经济性有效融合，在多元微电场和厌氧微生物协同作用下，有效降低难降解有机物的生物抑制性和毒性。本文综述了此技术处理工业废水的潜在机理、实际应用中主要操作参数及影响条件以及处理含氯化合物、重金属、染料等生物难降解污染物的研究进展。归纳了ZVI与厌氧微生物耦合对上述污染物进行高效去除的研究现状，并对该技术在实际工程应用方面的可行策略进行了展望。

• 改性生物炭对废水中锑的去除研究进展

  马志强,胥思勤,孙靖茹,姬江浩

  废水锑排放限值日趋严格，迫切需要高效低成本的废水锑去除技术。本文介绍了含锑废水较为成熟的处理技术和工艺，然后结合生物炭的制备和特点综述了改性生物炭技术应用于废水中锑的去除治理所具有的明显优势和现阶段所取得的研究成果，为改性生物炭技术用于废水中锑的去除应用和推广提供一定的参考。

• 石墨相氮化碳量子点的简易水热制备和荧光性能

  吴朝军,尹明彩,张文丽,樊耀亭

  本文以线状石墨相氮化碳（Lg-CN）为原料，在无需强酸加入的情况下，利用简单的纯水中的水热反应成功制得了氮化碳量子点（CN QDs），并利用傅里叶变换红外光谱、X射线粉末衍射、透射电镜、X射线光电子能谱等对所得量子点的形貌和结构进行了表征，进而解释了量子点的形成机理；利用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其光学性质进行了研究。结果发现，所制备的CN QDs具有良好的光学性能，其荧光光谱不仅与激发波长有关，荧光发射位置和强度还受溶液pH的影响，在pH为7时，荧光强度最大。此外，Fe3+对CN QDs的荧光具有良好的猝灭效果，可用于Fe3+的选择性测定。该工作为CN QDs的制备提供了一种新的方法，既可避免繁琐的操作，也可避免强酸等的使用带来的危害。

• N-[2,6-二氯-4-(1,2,4-噁二唑-3-基)苯基]-2-甲氧基烟酰胺的合成、晶体结构及抗肿瘤活性研究

  刘斌,徐小娜,朱周静,仝红娟,张彦民,唐文强

  合成了一种新型1，2，4-噁二唑衍生物N-[2，6-二氯-4-（1，2，4-噁二唑-3-基）苯基]-2-甲氧基烟酰胺（C15H10Cl2N4O3），其结构通过1H NMR、13C NMR、HRMS以及X-射线单晶衍射进行表征。该晶体属于三斜晶系，P1空间群，晶胞参数a=7.1291（9）Å，b=8.4352（10）Å，c=14.0021（18）Å，α=73.834（3）°，β=77.407（3）°，γ=70.019（3）°，Mr=366.18，V=752.97（16）Å3，Z=2，Dc=1.611g/cm3，μ（MoKα）=0.454mm-1，F（000）=372.0，Rint=0.023。初步活性研究发现，该化合物对LoVo、A549、SK-BR-3和HeLa这四种肿瘤细胞株具有明显的抑制作用，尤其是对HeLa细胞的抑制活性与阳性药物5-氟尿嘧啶（5-FU）相当。

• 白藜芦醇与CopC的相互作用研究

  宋珍,韩玲军,王亚洁,杨斌盛

  白藜芦醇是一种天然的植物抗毒素，存在于花生、葡萄和多种浆果之中。CopC是一种由β-折叠片组成的铜伴侣蛋白，含有102个氨基酸，Cu+结合在C端，Cu2+结合在N端，其作为氧化还原开关参与铜的调控，它与小分子的作用影响其氧化还原开关功能。本研究主要利用红外光谱（FTIR）、圆二色谱（CD）、荧光寿命、三维荧光光谱、荧光光谱和分子对接等方法研究白藜芦醇与CopC的相互作用。通过FTIR、CD、化学变性和荧光寿命测定表明，白藜芦醇的结合使得CopC的稳定性降低，可能源于CopC的β-折叠片含量减少，自由卷曲含量增加。此外，三维荧光光谱和荧光光谱表明，白藜芦醇与CopC结合后，其荧光光谱出现蓝移，表明白藜芦醇可能结合在CopC的疏水区域；并且，可得白藜芦醇与CopC的结合比为1：1，结合常数为（6.76±0.17）×105 L·mol-1，疏水作用力是维持两者之间形成复合物的主要作用力。通过Förster能量转移和分子对接模拟确定CopC中白藜芦醇和色氨酸之间的平均结合距离，模拟的结果和实验结果具有较好的一致性。本文结果将为阐明CopC的铜调控机理提供帮助。

• 椭圆法测量接触角

  贺承祖,赵波,唐致霞

  接触角在胶体与表面化学、矿物浮选、洗涤和油气开采等领域是一项重要的物性参数。本文提出椭圆法计算接触角的公式，在接触角小于90°时，利用测量出的椭圆的长轴和短轴半径和油-水-固接触点的坐标计算接触角；在接触角大于90°时，只需在椭圆轮廓线上选择两点，测量四个数据计算接触角，该方法计算公式比较简单，便于推广应用。本文提出将油滴剖面图用Power Point（简称PPT）软件转化为PPT图，有助于减少人为因素对固滴法中作切线的影响，可作为判断各种固滴法计算接触角方法准确性之依据。接触角大于90°时，也可根据PPT图的椭圆的长轴和短轴半径来计算接触角。对11种油-水-固体系的研究结果表明，本文提出的方法与切线法计算结果一致；半角法在界面张力较低、重力影响较大时计算出的接触角可比切线法测量出的接触角高50°～60°，不宜应用。