化学通报杂志

化学通报杂志2024年第10期

• 热电材料的制备及在火灾预警领域的研究进展

  丁招福,梁丽荣,陈光明

  火灾频发给人类带来了巨大的生命安全、经济和生态损失。然而，目前广泛使用的气体/烟雾火灾警报器需要外接电源，且主要应用于封闭的室内环境。近年来研发的热敏电阻、热致变色和热致形变/相变转换等火灾预警材料也需要外接电源，带来一定的电气安全隐患。与此相比，热电（TE）材料能够实现热能与电能的直接相互转换，在热量收集、智能传感、制冷等领域有着广泛的应用前景。基于热电材料的火灾预警系统的研究尚处于早期阶段，但逐渐受到人们的关注。本文概述了热电火灾预警的研究现状，首先介绍了热电材料与各类型热电火灾预警的机制和特点，随后介绍了热电材料的制备及其热电器件的组装，接着论述了热电材料在火灾预警领域的研究进展，最后展望了其未来发展趋势。

• 催化剂在聚氨酯废弃物降解回收中的应用研究进展

  谢涵荃,贾倩,俞臻阳,王子齐,游向文,吴一楠

  聚氨酯(PU)已经跻身成为全球使用量第五大的聚合物,而中国更是世界上聚氨酯产量最高和消费市场规模最大的国家。然而,随着聚氨酯的大量生产和使用,也产生了显著的废弃物管理问题,如何有效地处理和回收聚氨酯废弃物,以及解决由此带来的潜在环境风险,已成为亟待解决的问题。目前,我国还尚未大规模开展聚氨酯的系统回收和再生利用工作,超过九成的聚氨酯主要以填埋和焚烧发电方式进行处置,造成空间浪费、碳排放的增加和空气污染的潜在风险。因此,为了打造绿色、低碳和循环发展新模式,创建“无废城市”,对聚氨酯等高分子材料废弃物进行回收及资源化利用,已经成为当前研究和政策关注的重点。已有的聚氨酯资源化研究和实践主要围绕化学回收,而生物回收也具有广阔的发展前景。在化学回收方面,催化剂可以有效降低反应条件,提高聚氨酯的分解速度,引导并推动多元醇和副产品的回收过程,因此在聚氨酯回收和再生中发挥至关重要的作用。在生物回收方面,各类细菌或真菌的聚氨酯酶也是催化降解过程中最重要的反应组分。本文从催化剂—包括化学催化剂和生物酶的角度对近年来的聚氨酯回收研究进行整理归纳,以期对聚氨酯废弃物回收处理中催化剂种类和方法选择提供一定的参考。

• 固态照明用荧光陶瓷/玻璃器件化研究进展

  郑喜贵,孔玉强,王桂录,王子栋,齐星宇,马跃龙

  新型固态照明器件（白光LED照明器件和激光照明器件）具有使用寿命长、节能环保、响应速度快和光电转化效率高等优势，因此其在室内外照明、汽车大灯、投影显示等领域具有广阔的应用前景。荧光陶瓷/玻璃作为荧光转化型照明器件的核心材料，其性能直接决定固态照明器件的显色指数、流明效率等技术参数。荧光玻璃存在热导率低，在低功率密度下也易产生发光饱和难题，而荧光陶瓷存在缺乏红光成分、色温偏高等难题。本文综述了用于白光LED照明器件和激光照明器件荧光玻璃/陶瓷的研究进展，分析了荧光陶瓷/玻璃在显色指数、发光效率、相关色温等技术参数的调控策略。最后，讨论了荧光陶瓷/玻璃器件化面临的瓶颈和解决方案，展望了工艺结构改善、散热结构优化等研究趋势。

• 非晶态材料在超级电容器领域中的研究进展

  庞青,王腾飞,刘博宇,望红玉

  超级电容器作为一种新型的电能存储器件因具有快速充放电、循环寿命长和环境友好等优点,具有广阔的应用前景。超级电容器主要由电极材料、隔膜、集流体、电解液以及外部的封装材料组成。其中,电极材料是超级电容器的核心部分,是影响超级电容器性能的关键因素。以结构为依据可将电极材料分为晶态与非晶态两大类。相比于晶态电极材料,非晶态电极材料由于其原子排布无序,具有较高的理论比容量、优异的循环稳定性和较高的充放电速率,从而被广泛应用于超级电容器。本文综述了非晶态电极材料(氢氧化物、氧化物、硫化物以及硒化物)的合成,以及其对应的电化学性能,并对非晶态电极材料的未来研究趋势进行了展望。

• 电化学催化下成酯反应的最新研究进展

  陈衍安,周爱华

  酯类化合物在生活中或工业生产中十分常见，酯的合成方法丰富多彩。在众多方法中，电化学催化下合成酯的方法具有反应条件温和、反应过程易控、反应底物选择多样等优点，近年来受到越来越多的关注。本文根据近年来电化学催化下成酯反应所涉及反应化合物的类型，分别从含羧酸化合物和非羧酸化合物两方面的文献报道进行了总结和综述。旨在为电化学催化构建羧酸酯键的研究提供一定的指导意义。

• 用于ATP检测的生物传感平台研究进展

  陈思捷,张国军,李玉桃

  三磷酸腺苷(ATP)是生物体的基本能量来源,参与能量传递、细胞代谢、酶催化和细胞信号传导等多种重要的生理活动。目前许多研究已经发现ATP含量变化与心血管疾病、恶性肿瘤、帕金森、阿尔兹海默症和抑郁症等多种严重疾病的发生密切相关。因此迫切需要发展高灵敏度和高选择性的生物传感平台来检测ATP。本综述简要介绍了ATP的基本概念、生理意义以及传统检测方法,重点阐述了各类用于ATP检测的生物传感平台,包括光学传感平台、电学传感平台、光电化学传感平台等,并且讨论了其目前面临的挑战和未来的发展前景。

• 金属有机框架在皮肤递药系统中的研究进展

  王峥业,朱悦鸣,李旭蕊,祁赵蕊,刘宇,李丽

  金属有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOFs),也称为多孔配位聚合物,是指金属离子或金属簇与有机配体通过自组装过程,形成的周期性无限网络结构的新型晶态多孔材料,具有比表面积大、孔隙率高、载药量多、缓释效果好、生物相容性强等特性,是生物医学领域最受欢迎的功能性材料之一,已被广泛应用于各类疾病的预防和治疗,应用前景十分广阔。皮肤递药作为一种避免肝脏首过效应的给药途径,具有副作用小、药效持久等特点,逐渐成为科研人员的研究重点。近年来,科研人员将MOFs应用于皮肤递药领域,凭借其自身的优良特性为皮肤递药制剂提供了新的思路。本文查阅了近 10 年MOFs在皮肤递药方面应用的文献,总结了MOFs 作为皮肤制剂药物载体或活性成分的研究进展,为后续研究人员提供参考。

• 生物样本中苯二氮卓类新精神活性物质分析方法研究进展

  林嘉宇,李想,朱昱,于郁沛

  苯二氮卓类新精神活性物质是对传统苯二氮卓类药物结构进行修饰的一类策划药物，是近几年数量增长最快的新精神活性物质之一。苯二氮卓类新精神活性物质结构多样、层出不穷、复杂多变、易滥用成瘾，而且还可被用于麻醉后实施犯罪活动，如抢劫强奸，严重危害社会安定。怎样对其进行有效的分析检验，是当前面临的问题。本文通过综述近年苯二氮卓类新精神活性物质的生物样本前处理方法、分析方法的研究进展，以期为后续分析检验工作的开展提供思路。综合来看，痕量化，高灵敏度，自动化和小型化的现场检测是未来苯二氮卓类新精神活性物质分析检验的发展方向。

• 分子动力学模拟在表面活性剂界面行为研究中的应用

  姚远,成萌,张剑

  表面活性剂界面行为研究对于理解和优化多种工业和日常应用,如乳液稳定、药物递送、石油采收、清洁产品等的性能和效率至关重要。传统表面活性剂界面行为研究及其应用配方筛选依靠经验和反复实验,但实验研究周期长、耗材量大并且通常只能提供宏观实验现象的数据。近年来,分子动力学模拟技术取得了显著的进步,为表面活性剂领域的研究提供了至关重要的指导。这种方法不仅能够精确模拟出表面活性剂体系的内部结构和热力学特性,还能够实现拓展空间尺度的模拟,从而揭示体系在达到平衡状态时的各种参数,如状态和时间等。本文旨在深入阐述表面活性剂的分子动力学模拟流程,并通过具体实例展示这一技术在研究表面活性剂界面行为中的实际应用与卓越贡献。最后,我们将对分子动力学模拟技术在未来表面活性剂界面行为研究中的发展前景进行展望,以期为其未来的创新应用提供新的思路与方向。

• 吡唑并喹啉酮类GSK-3抑制剂的合成及其细胞毒活性

  黄正晓,张春菲,张春花,高慧,毛泽伟

  吡唑并喹啉酮是一类具有抗肿瘤、抗氧化等多种生物活性的新型化合物,具有很好的药用前景,然而目前对该类化合物的合成及生物活性报道较少。本论文采用三组分“一锅法”合成得到8个吡唑并喹啉酮衍生物(a-h),并对其体外细胞毒活性进行了初步评价。结果发现,化合物对肿瘤细胞株Hela、HCC1806和A549表现出较好的选择性抑制活性,特别是化合物h对A549的抑制作用最强(IC50=1.31 μmol/L)。分子对接结果显示,化合物h与靶点蛋白4PTC之间存在较强的结合作用,可作为潜在的糖原合成酶激酶-3(GSK-3)抑制剂进行深入研究。

• 铯元素的发现及其概念的发展：分析技术进步与化学思想发展的融合

  窦雨晴,袁振东,李猛

  铯元素是利用光谱分析技术发现的第一个元素,它的发现及其概念的发展大致可分为3个时期:一是铯元素的发现及基于光谱属性的铯元素概念的形成。光谱分析技术的应用使化学家确认了铯元素的存在,形成了基于光谱属性的铯元素概念。二是铯元素三重表征概念的形成。金属铯单质的制取及原子量的测定使得铯元素从宏观转向微观并随之形成了符号表征,铯元素三重表征概念正式形成。三是现代铯元素概念的建立。铯同位素的发现,赋予了铯元素概念新的内涵,铯元素在微观和符号上也有了新的发展,现代铯元素概念初步确立。总之,铯元素的发现及其概念发展过程是分析技术不断进步与化学思想发展融合的体现。

• 吴征铠：一位心怀祖国的化学大师

  刘玉荣,曹颖博,胡新颖

  吴征铠先生（1913-2007）是我国著名的物理化学家和化学教育家，原子能事业、分子光谱学和放射化学的奠基者之一。在科研领域，他组织领导了六氟化铀的简法生产、分离膜的研制，建设了我国第一座气体扩散铀浓缩厂，领导和参加了百居里级锔-242（242Cm）的制备，填补了当时国内超钚元素制备的空白；在教育领域，他参加编写《物质结构》教材的工作，以甘为人梯的治学态度为我国培养了一大批学科卓越人才，并积极参与高校的建设工作。