化学通报杂志

化学通报杂志2024年第11期

• 胶体光子晶体组装策略研究进展

  刘俊超,贾盼,武萍萍,尚园园,寇融巍,王婷霞,张铭凯,赵宁宁,余中,余晓皎,王京霞

  光子晶体基于其独特的周期性结构而具有特殊的光操纵特性,在快速传感、超灵敏检测、新型光学器件等领域有潜在的应用。乳胶粒子的自组装为构建功能性胶体光子晶体提供了一种有效的途径。深入理解乳胶粒子的自组装特性对于构建功能性光子晶体器件具有重要意义。本文系统总结了胶体光子晶体自组装策略的最新研究进展。重点从组装机理和组装方法两方面进行阐述。组装方法主要包括喷涂、浸润性辅助、3D打印、毛细管辅助和新组装材料等。最后对胶体光子晶体组装策略的问题进行了评述,对未来的研究进行了展望。

• 钠电池层状过渡金属氧化物正极材料综述

  李易涵,罗露芳,徐秋莹,张丽娟

  锂离子电池因其良好的循环寿命以及较高的能量密度广泛应用于各种电子设备中,但是由于地壳中锂资源有限且存在安全性问题,锂离子电池的大规模应用被限制。所以迫切需要寻找一种成本低且安全性高的储能设备。钠离子电池(SIB)是目前锂离子电池最有希望的补充或替代设备。虽然目前钠资源较为丰富,钠离子电池安全性较好,但是钠离子电池也存在很多问题,其能量密度与循环稳定性远不能满足市场要求。其中正极材料在很大程度上限制了电池的成本和性能。本文从介绍了钠离子电池正极材料的分类并着重介绍了层状过渡金属氧化物正极材料的结构、合成以及其所面临的挑战和改性策略。以期为开发具有更加优异的化学性能,更加符合市场需求,能够大规模生产和应用的实用SIB提供思路。

• 锂金属电池用耐高压聚合物电解质的研究进展

  刘霞,邓南平,高鲁,康卫民

  高压锂金属电池能有效助力高能量密度固态锂金属电池的开发。这样,所用的固态锂金属电池高压正极需要匹配具有4.3 V以上的电化学窗口(ESW)(相对于Li/Li+)的电解质。目前大多数固态聚合物电解质具有良好的界面相容性、机械性能和柔韧性,但是固态聚合物电解质在高氧化性电池的正极侧易发生严重的氧化分解而消耗掉部分电解质,且界面相容性也出现了明显的下降。基于此,本文综述了不同固态聚合物电解质的耐高压程度及其对应的影响因素,系统介绍了目前各种高压固态聚合物电解质的研究现状,重点介绍了引入氟基和氰基提高聚合物电解质耐高压性能的优化措施,最后对未来高性能高压聚合物电解质开发进行了展望。

• 功能性有机共晶相变材料的合成及研究进展

  程寒,唐波,单璠,包华阳

  近年来，全球环境污染问题日益严峻，化石能源的燃烧是其中的重要原因之一。有效储存和利用能源成为解决环境问题的关键手段之一。相变材料（PCM）不仅能显著提高能源利用率，还能改善相变改性混合物的性能。研究表明，与单组分有机PCM相比，多元有机共晶PCM在的热物理性能及应用方面具有更大的优势。许多研究人员致力于开发具有高稳定性和优异相变储热性能的多元共晶复合材料。本文综述了多元有机共晶PCM的合成方法及其在建筑、制造、电子电器等领域的应用，并展望了未来的研究方向。

• 金属载体强相互作用对催化剂设计的影响及研究进展

  杨俊廷,王青春,程嘉琦,孙光睿,赵明

  金属载体强相互作用（SMSI）用于构建具有选择性的催化剂是一种非常有前景的方法。近年来，SMSI的发展为开发高性能的负载型多相催化剂开辟了新的途径。该效应导致金属与氧化物接触时，电子从氧化物转移到金属，以实现费米能级的平衡，形成富电子的活性位点。增加的界面密度有助于促进特定基本反应的催化活性，从而显著提高整体催化性能。SMSI不仅为设计和调控先进的多相催化剂提供了可能性，还在广泛应用中具备重要意义。本文综述了SMSI的研究进展，首先简要回顾了其发展历程，然后从提高催化剂活性、增强稳定性以及优化产物选择性三个方面概述了SMSI的反应机理。此外，文章总结了SMSI对催化性能的促进作用，并强调了基于SMSI开发催化剂调控策略的重要性，以扩展其应用领域。

• NH3-SCR脱硝催化剂抗中毒性能研究进展

  才博慧,安子静,刘俊言,杜妍,王阅,殷成阳

  氮氧化物(NOx)是大气污染的主要来源,目前较为成熟有效的脱硝技术就是氨选择性催化还原(NH3-SCR)技术。对NH3-SCR脱硝催化剂抗中毒性能的研究已经成为脱硝领域的重要研究课题之一。本文综述了水、硫、碱金属、重金属对NH3-SCR脱硝催化剂的毒化作用和提高NH3-SCR脱硝催化剂抗中毒性能策略方面的研究进展。并对将来如何开发出具有低温高脱硝活性并在复杂工况下能够实现同时抗多种毒物的NH3-SCR脱硝催化剂进行了展望。

• 图神经网络在材料化学中的应用研究

  刘小平,郑企雨,朱相丽

  图神经网络(Graph Neural Network,GNN)作为一类快速发展的机器学习模型,能够直接处理分子或者材料的图形或结构表示,可以完全表征材料,建立不同层面的图神经网络任务,并且通过神经网络的信息传递过程,最大限度地获得分子和材料的“构效关系”。因而GNN在材料化学领域广受关注。人们已经开发了多种图神经网络模型或框架用于分子性质的预测、分子动力学模拟、用于激发态动力学及反应预测、用于材料性能预测和材料的分子设计等。本文概述了当前广泛使用的GNN模型、展示了最新的GNN架构、广泛使用的数据集以及GNN在材料化学中的最新应用成果。最后提出了GNN进一步在材料化学中的发展和应用前景。

• 氮自由基介导的分子内δ-C(sp3)—H胺化的研究进展

  张瑞鹤,周爱华

  氮自由基通过分子内1,5氢原子转移(1,5-HAT)可以高效地构建C—N键合成分子内五元氮杂环,并且使用特定催化剂可以较好地控制自由基的手性获得具有立体选择性的化合物,随着科学家们的深入研究,氮自由基的生成条件被不断发展,本文对通过传统化学、电化学、光化学及酶催化途径生成氮自由基,进而进行分子内δ-C—H胺化以构建五元氮杂环的相关文献进行了综述,并对部分机理进行了阐述。

• Pluronic载体在靶向型药物递送系统中的应用现状

  李若兰,李资玲,熊向源,龚妍春

  普朗尼克（Pluronic）是一种两亲性三嵌段共聚物，因其良好的生物相容性和生物降解性，常用作药物递送载体，例如有胶束、混合胶束、囊泡和凝胶等载体形态。在Pluronic表面修饰各种靶向配体如叶酸、转铁蛋白、透明质酸、核酸适配体和抗体等，可显著增强药物的生物利用度和靶向治疗效果。本文对以Pluronic为载体的靶向型药物递送体系的研究现状进行了综述，旨在为Pluronic在靶向药物载体的开发与应用提供参考。

• 酸碱理论的发展及其在药物合成中的应用

  虞心红,赵 琳,李喆垚,林忠仁

  酸碱理论的发展经历了漫长的时间，从简单的酸具有酸味、碱具有涩味到现在将酸碱理论应用到化合物合成和药物研发中，人们对酸碱的认识也越来越全面。本文综述了从阿伦尼乌斯电离理论、布朗斯特质子理论、路易斯电子理论、溶剂体系酸碱理论、酸碱正负离子理论、勒克斯－弗勒德氧离子理论到软硬酸碱理论等酸碱理论，并在此基础上作者提出了动态反应酸碱理论。本文还列举了酸碱理论在有机合成和药物合成中的应用实例。

• 聚(丙烯酸丙烯酰胺)离子凝胶的导电性和传感性能

  张靖,张亮亮,撒玉鹏,菅晓霞

  本文采用自由基共聚原理，制备了网状结构的聚(丙烯酸/丙烯酰胺)（P(AA/AM)）基体树脂，引入1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐作溶剂，原位聚合得到离子液体质量分数为35 ~70 %的P(AA/AM)离子凝胶。所制备的离子凝胶中离子液体与P(AA/AM)良好相容，离子液体的加入降低了P(AA/AM)聚合物的短程有序性，导致形成完全的无定型结构，220 ℃以内热稳定性良好。离子液体含量为70 %的P(AA/AM)离子凝胶，其拉伸强度为4.11 MPa，电导率达0.315 S?m-1，且该P(AA/AM)离子凝胶对温度和拉伸形变有较高敏感度，20℃时的电阻温度系数为4.0%·℃-1，可作为热传感器和柔性传感器监测人体关节运动。

• Lindqvist型钼多酸-杯[4]芳烃配合物的构筑及催化性能研究

  于明月,高庆平,王建花,王文政,马天芳,刘津华

  开发高效的非均相催化剂用于硫化物的催化氧化是目前催化领域的研究热点。同多钼酸盐作为一类重要的多金属氧簇,具有丰富的催化活性位点,从而展现出优异的氧化还原性能。本研究利用同多钼酸盐与功能化的间苯二酚杯[4]芳烃配体(TMR4A)以及铜离子进行自组装,成功合成了一例Lindqvist型钼多酸-杯[4]芳烃铜(I)基配合物,即[Cu2(TMR4A)(CH3CN)2(H2O)2]·[Mo6O19]·CH3CN·3H2O (1-Cu)。1-Cu具有优异的化学稳定性,能稳定存在于pH范围为0-13的水溶液以及不同有机溶剂(甲醇和二氯甲烷)中。令人满意的是,化合物1-Cu不仅能有效催化氧化芥子气模拟物2-氯乙基乙基硫醚(CEES),同时,作为一类活性较高的可循环利用的非均相催化剂,其对噻吩类硫醚底物也展现出较高的催化活性。此外,1-Cu对抗坏血酸(AA)的氧化和溴酸钠(NaBrO3)的还原具有双功能电催化性能。

• 氘的发现人——记1934年诺贝尔化学奖获得者：哈罗德.克莱顿.尤里

  黄晓雪,朱玥玮,芮杨梦琳,韦干路,王春秀,吴又进

  美国科学家哈罗德·克莱顿·尤里因发现氘而获得1934年诺贝尔化学奖。本文通过回顾尤里多样化的知识背景、探索氘的科研足迹以及在地球化学和行星科学的相关工作，强调了构建一个合理假设的重要性，同时提出科研人员应保持严谨求证的科研态度、不断提高自身可迁移能力与自主研究能力、重视科研合作力量并发扬科研互助精神的启示。