化学通报杂志

化学通报杂志2024年第2期

• 共价有机框架材料应用进展

  程媛媛,马陇君,安宁

  共价有机框架材料由 C、H、N、O等轻质元素组成,是一种通过共价键连接的晶型材料。近十年来发展迅速,受到研究人员的密切关注。共价有机框架材料具有良好的稳定性、低密度、规则有序的孔道结构、结构的可预测性和可设计性等优点,被广泛地应用到吸附、催化、储能、生物传感器和荧光识别等重要领域,但其存在合成困难、合成方法有限等问题。文章回顾了 COFs 材料的发展背景,选取吸附、催化和储能这三个方面的应用进行详细说明,分析 COFs 材料能被应用到这三个领域的原因,列举最新的研究成果,并阐述了 COFs 与特定分子结合在不同条件下应用的机理,总结各领域应用的异同,分析在应用中存在的主要问题。最后,对于自身以及在应用中存在的问题提出针对性的建议。

• Cr3+ 掺杂近红外荧光材料的研究进展

  邵晨阳,马跃龙,李星灿,鹿莉莉,张博强,付裕,赵一墨,邱慧,田野

  近红外光谱检测技术具有非侵入性、便携性、响应速度快、效率高等特点，在食品分析、医学监测、虹膜识别和红外成像等领域具有广阔的应用前景。然而，近红外荧光材料面临发射谱带窄、热稳定性差的问题，极大制约了近红外器件的发展。为此，蓝光激发Cr3+掺杂的近红外发光材料在众多方案中优势显著。本综述总结了近年来Cr3+掺杂的宽带近红外荧光材料的最新研究成果，分析了Cr3+掺杂的近红外荧光材料量子效率、发射谱带、电声耦合效应和NIR pc-LED器件的封装，并阐述了Cr3+离子格位占据、敏化发光、发射谱带和热稳定性调控策略。最后，对高效宽光谱发射近红外发光材料的应用前景进行了展望。

• 可注射水凝胶在伤口敷料中的研究进展

  王瑞环,贾伟娜,纪宽,闫雪峰

  目前,在伤口治疗中对伤口敷料的选择越来越严格。传统的伤口敷料如纱布、绷带、海绵等在伤口愈合过程中容易诱发细菌感染,延缓伤口愈合,甚至引发慢性并发症,。可注射水凝胶具备良好的生物相容性,能够适应伤口的形状以填充伤口,且具备一定的抗菌活性,从而避免伤口感染,相比传统的水凝胶伤口敷料更具备医疗优势,因此在生物医药领域得到广泛关注。本文对天然型可注射水凝胶和复合型可注射水凝胶在伤口愈合中的研究进展进行了综述；也对可注射水凝胶的未来发展趋势进行了展望。

• 热电池正极材料的研究进展

  李慕荣,张小强,李红亮,蒋江民,庄全超,崔艳华

  热电池是一种热激活贮备式电池,由于其优良的贮存稳定性、放电可靠性等特点,广泛应用于多种军用武器的内部电源。为了满足当前不同军用武器装备的需求,热电池的发展趋于在提高电化学性能的同时实现小型化、微型化。热电池电化学性能的提高主要取决于正极材料的发展,目前对现有正极材料的优化改性和新型正极材料的开发是提高热电池性能的主要方法。本文从合成和改性方法的角度综述了近年来硫化物、氯化物、氟化物热电池正极材料的研究进展,并对其材料特性和放电性能进行了综合评估。最后,基于热电池特殊的应用场景,从热稳定性、放电电压、电导率等方面对热电池正极材料未来的发展方向进行了总结与展望。

• 透明超疏水材料的研究进展

  任方圆,崔月芝,刘利彬,陶芙蓉

  超疏水表面在包括自清洁、防腐、防冰和流体输送过程中的减阻等许多领域都有广泛应用,透明的超疏水表面更是在太阳能光伏电池板和其他光学领域具有自我清洁的潜在应用。本文首先介绍了透明超疏水的相关理论,然后概括了制备超疏水表面常见的方法,重点归纳总结了用于构建粗糙度的不同物质,如SiO2、TiO2 等,并分析了其优缺点;最后,简单介绍了透明超疏水的应用前景,并对其研究方向进行了展望。

• ZIF-67衍生的离子掺杂材料制备及电催化性能研究进展

  王 强,胡文清,孙豫,邓哲鹏

  钴基沸石咪唑酯骨架材料(Zeolitic Imidazolate Frameworks, ZIFs)结构和功能的多样化使其在电化学领域得到了广泛应用。然而,ZIF-67的低固有电导率和容易自聚集的性质,通常会导致高过电位。因此,有必要通过其他离子掺杂进行优化,以提高ZIF-67衍生物的电催化性能。本文概述了ZIF-67的合成及其析氧性能,总结了常见的通过离子掺杂提高ZIF-67 析氧性能的方法,并整理了其在催化电解水析氧方面的应用。最后对ZIF-67及其衍生物的发展方向和前景进行展望,为今后的研究提供参考。

• 从碳中心到硅中心:手性螺环双膦配体研究的发展

  栗艳丽,袁振东[],侯燕

  手性螺环配体和催化剂已被公认是一类优势手性配体和催化剂。手性螺环配体的相关研究，促进了不对称催化领域的发展。根据螺环骨架类型进行分类，分别讨论具有螺[4.4]壬烷骨架、螺二氢茚骨架、螺[4.4]壬二烯骨架以及螺二色烷骨架的手性螺环双膦配体的合成及在不对称催化反应中的应用，为今后发展新的不对称催化体系提供了重要参考。

• 乳酸酯氧化脱氢制备丙酮酸酯的研究进展

  周亚利,徐京,刘宗辉,薛冰

  生物质资源替代化石资源制取燃料和化学品已成为发展可再生能源化工的重要研究方向之一。综述了近年来以生物质平台分子乳酸酯为原料制备丙酮酸酯的研究工作,主要涉及的反应包括气相催化反应、液相催化反应和光催化反应。详细讨论了各种类型的催化剂对反应性能的影响；最后,对乳酸酯催化转化制取丙酮酸酯的发展前景进行了展望。

• 短程硝化-厌氧氨氧化工艺的挑战与对策

  任书博,张宁,张瑞昌,周鸣,赵远,魏学锋

  短程硝化-厌氧氨氧化（PN/A）工艺与传统生物脱氮工艺相比，具有能耗低、设备简单、污泥产率低等诸多优点，在污水脱氮领域备受关注。本文首先总结了PN/A工艺在实际应用中存在的一些挑战，比如，处理高C/N废水效果不佳、亚硝酸盐氧化细菌（NOB）抑制困难、启动缓慢等。然后，针对上述挑战，提出了一些PN/A工艺的改进措施。可使用多种预处理技术来降低废水有机物含量，以减弱高C/N比废水的负面影响；根据NOB、厌氧氨氧化菌（AnAOB）、氨氧化细菌（AOB）之间生长条件的差异，通过调控温度、pH、溶解氧等环境条件或添加抑制剂来抑制NOB的生长。接着，总结了PN/A工艺快速启动的方法，即通过添加化学物质、物理场、外加AnAOB种泥，并给予AnAOB最佳生长条件等方法，实现PN/A工艺的快速启动。最后，展望了PN/A工艺未来有待深入研究的方向。

• 绿色化学关键技术在精细化工中的应用

  黎锟,熊芸,舒笠,王子翔,牛勇亮,吴晓宇

  绿色化学理念及技术的创新发展，能够更好与精细化工的各环节结合，提升效率、降低消耗、节约成本、增强竞争力，符合我国低碳发展方向，满足行业的可持续发展需求。结合自身研究和产业化经历，介绍近年来绿色化学技术在精细化工领域的发展现状和应用前景，探讨了生物催化/发酵技术、非贵金属或无金属催化技术、微通道反应技术、新能源驱动的化学反应技术、新型高效分离技术、生产过程的人工智能和自动化等绿色化学关键技术在精细化工研制中的应用实例，为推动绿色化学技术的综合利用和可持续发展提供了参考和借鉴。

• 乙烷脱氢制乙烯技术研究进展及趋势

  董雁春

  在碳中和及全球能源供需版图调整的背景下,乙烯生产原料轻质化成为主流趋势。乙烷脱氢制乙烯技术具有低能耗、低碳排、流程短、收率高、成本低等优势,但目前工业上主要通过乙烷蒸汽裂解法生产乙烯,其他方法工业化生产相对不成熟。本文简述了近年来乙烷脱氢制乙烯技术(包括直接催化脱氢、O2辅助氧化脱氢、CO2辅助氧化脱氢、化学链氧化脱氢、催化膜反应器脱氢等)工艺及催化剂的研究现状,同时介绍了其它新兴工艺及催化剂。乙烷脱氢制乙烯技术现阶段面临的挑战不仅在于开发更高效的催化剂及更低能耗的技术,更需要突破乙烷脱氢热力学平衡的限制设计合适的反应路径,其中催化膜反应器脱氢、化学链氧化脱氢工艺都具有非常广阔的市场和工业化发展前景。

• 基于疏水滤纸的金纳米花SERS 基底高灵敏检测牛奶中的三聚氰胺

  沈康,胡开颜,朱雨彤,王煦博,钱瑾,钱亚云

  将海胆状金纳米花(gold nanoflowers, GNFs)疏水滤纸基底和表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)技术相结合,实现了牛奶中三聚氰胺的高灵敏检测。由左旋多巴还原制备的GNFs拥有许多尖锐突起和尖端可激发强局部电磁场增强(electromagnetic enhancement, EM),产生大量的“热点”,提高SERS检测的灵敏度。采用疏水滤纸作为衬底,改进了纸基衬底上纳米材料分布不均匀的缺点。进而评估了SERS基底的灵敏度、稳定性和重现性。通过对加标牛奶中三聚氰胺的定量检测,在1×10-3~1×10-9 mol/L范围内,牛奶中三聚氰胺的浓度对数与SERS强度呈良好的线性关系,检测限低至43 pmol/L,远低于同类检测方法。并且本方法检测实际样品结果与液相色谱法检测结果对比无显著性差异(p>0.05)。GNFs疏水滤纸SERS基底具有高灵敏度、稳定性、重现性和实用性的优点,为牛奶等其他食品中三聚氰胺的定量检测提供了参考价值。

• 查尔酮曼尼希碱类衍生物的设计、合成及抗肿瘤活性研究

  谭鸿舟,许嘉琛,付俐,刘成波,何黎琴

  以丹皮酚和对氯苯甲醛为起始原料,通过Claisen-Schmidt反应得到2-羟基-4-甲氧基-4"-氯查尔酮(3),再经过Mannich反应得到10个查尔酮曼尼希碱衍生物(4a~4e, 5a ~ 5e)。目标化合物结构均经高分辨质谱(HR-MS)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、核磁共振碳谱(13C-NMR)进行确证。采用MTT法测试了上述化合物对人肺癌细胞A549、人肝癌细胞HepG2的体外抗增殖活性。实验结果表明,目标化合物对肿瘤细胞A549、HepG2均具有较强的细胞增值抑制作用,且明显优于阳性对照药5-氟尿嘧啶(5-FU)。

• 化学药物( 复杂有机物) 系统命名的步骤与方法

  陆世惠,韦贤,陈前袆

  理解并掌握药物化学名是药学专业学生和药师在药物化学学习和药学服务工作中经常遇到的难题。本文在广泛查阅文献资料的基础上系统、详细地总结化学药物系统命名的步骤和方法,同时对《有机化合物命名原则(2017)》与《有机化学命名原则(1980)》进行对比,并结合2个代表药进行解释说明。 该步骤和方法具有系统、详细的特点,对药学专业学生和药师理解并掌握药物化学名具有较大的帮助作用。