化学通报杂志

化学通报杂志2025年第1期

• 水系锌离子电池锌阳极保护策略研究进展

  杨星宇,徐嘉艺,张骑鹏,董纪广,黄雨婕,石成龙,秦亚茹

  水系锌离子电池（AZIBs）凭借其高安全性、低成本和环保特性，被广泛视为下一代储能系统的潜在候选者。锌阳极在水系电解液中表现出的良好电化学可逆性和高理论容量，使其成为一种理想的电极材料。然而，在循环过程中，锌阳极易出现枝晶生长、析氢反应（HER）和腐蚀钝化等问题，严重影响电池的长期稳定性和循环寿命。因此，制定有效的阳极保护策略对于推动AZIBs的实际应用至关重要。本文综述了几种阳极保护的有效策略，包括电解液改性、锌阳极结构设计、界面改性以及隔膜改性。这些策略旨在抑制锌枝晶的生长，减少副反应的发生，从而实现AZIBs的高安全性与高效循环性能。通过这些策略的有效应用，AZIBs有望在未来的能源存储领域中发挥重要作用。

• 不同生物质活性炭的制备及其在电容器中的应用研究进展

  徐 众,侯 静,李 军,吴恩辉,李 宏

  碳材料由于具有优异的性能,而被广泛应用到能源储存与转换领域,其中生物质碳材料因具有结构和性能可调、良好环境效益和经济价值而备受关注。近年来生物质活性碳在制备工艺和功能化设计方面取得了较大的进展。本文总结了生物质基活性炭的碳化、活化和改性方法,同时综述了不同生物质基活性炭作为电极对电容性能的影响研究进展。最后,讨论了生物质活性制备电容器面临的挑战和未来发展方向,为后续生物质基活性炭制备电容器的相关研究提供参考和借鉴。

• 微针在生物医学中的应用研究进展

  乔明慧,代柏妍,郭亦婷,苏媛媛,许馨予,白海玲,支德福

  微针是一种新型经皮给药技术,可以透过角质层,将药物递送至活性表皮和真皮层。具有微创、高效、高适应性、提高创面上治疗药物的浓度和生物利用度、有效控制药物释放等优点。微针在医学领域的不断发展,将给药与新技术相结合,已逐步形成了高效、简便的治疗方法。目前已有越来越多的微针技术被用于生物医学领域研究,尤其是在各类长期和慢性疾病的防治中。本文主要综述了微针用于治疗癌症、糖尿病及并发症、肿瘤疫苗等方面的应用。

• 基于多糖的递送系统在杀菌剂领域的研究进展

  颜怡冰,宋方祥,李松烨,李焱

  随着纳米技术的持续进步,众多新型农药递送系统相继被开发。多糖因其具有良好的生物相容性、生物降解性及易于修饰等特点，因此被视为构建纳米杀菌剂的理想载体之一。基于多糖的绿色环保型递送系统旨在保护杀菌剂药物分子免受不利环境因素的影响，同时实现缓释和靶向释放，从而实现精确施药，减少农药的使用量并提升其有效性。本文综述了基于多糖的递送系统在杀菌剂领域的研究进展，详细阐述了多糖的单糖组成和性质及其在杀菌剂领域的相关应用。此外，本文还总结了当前面临的主要挑战，并展望未来的发展趋势。

• 聚合物水凝胶在生物医药载体方面的研究应用进展

  张劲,汪宜宇,金政,赵凯

  聚合物水凝胶是具有三维结构的仿生交联聚合物网络,含水量高且高度多孔,不仅具有良好的生物可降解性和生物相容性,而且可以通过修饰其官能团或掺入天然聚合物来调节其功能,在递送载体领域得到广泛研究应用。本文综述了聚合物水凝胶的分类、制备方法和应用,介绍了一些已上市的生物医药载体聚合物水凝胶产品并分析了聚合物水凝胶在生物医药载体方面的研究进展、面临问题和研究建议,为该领域的研究人员提供参考。

• 不同尺寸氧化石墨烯的制备及其抗菌性能研究进展

  张旺雨,何星

  抗菌素耐药性迅速发展导致传统抗生素逐渐失效，因此人们开始越来越多地探索抗菌纳米材料作为替代品。在二维材料领域中，氧化石墨烯因其具有纳米尺寸、近红外吸收、离域电子、极高的比表面积和多功能的表面功能而引起了科学家的广泛关注，使其成为抗菌纳米材料领域中具有价值的候选材料之一。氧化石墨烯表现出抗菌活性的机制包括细胞包裹、与尖锐边缘的接触、氧化应激以及破坏性提取磷脂等方式。考虑到不同尺寸氧化石墨烯对抗菌活性的影响，本文简要介绍了氧化石墨烯的制备与抗菌机理，重点总结了不同尺寸氧化石墨烯的制备主要方法，以及合成后分离技术来均匀化氧化石墨烯的粒径，最后综述了不同尺寸氧化石墨烯的抗菌性能，并提出了不同尺寸氧化石墨烯在制备与分离和抗菌方面面临的挑战和未来的研究方向。

• 甲醇液相重整制氢催化剂研究进展

  吴泽波,刘丹,尹辉斌

  甲醇具有来源丰富、含氢量高、常温下易存储等优点，利用甲醇与水进行重整制氢可以很好地解决氢气储运困难的问题。与甲醇蒸汽重整(Methanol Steam Reforming, MSR)相比，反应温度更低、H2纯度更高、设备更紧凑的甲醇液相重整(Aqueous-Phase Reforming of Methanol, APRM)更适于与燃料电池联用。介绍了APRM反应机理，对比了MSR和APRM优缺点，并重点对APRM催化剂研究进展进行了综述。APRM多相催化剂包括贵金属和非贵金属催化剂。其中，贵金属Pt基催化剂催化活性和稳定性高，但其价格昂贵。设计单原子Pt基催化剂、添加助剂等方法可以提高Pt的分散性，从而减少Pt的用量，降低成本。非贵金属Ni基催化剂活性和稳定性高，价格低廉，但其CO的选择性高。通过负载碱性载体，添加助剂金属等可以减少CO的生成。非贵金属Cu基催化剂活性高，价格低廉，但其稳定性差。通过设计合成包覆结构，或者构建强化学键等方式可提高其稳定性。均相催化剂活性高、反应条件温和、不产生CO，但其易于流失、分离困难的固有缺陷仍然无法避免。最后，展望了APRM催化剂的前景与挑战，对APRM技术的开发和应用有指导意义。

• 水系锌离子电池成膜添加剂分析

  申海焘,李小华,王梦雅,张宁霜

  水系锌离子电池具有安全性好，成本低，环境友好等优势，成为了新一代电化学储能设备的有力竞争者。但因锌负极的不稳定性，以及水所诱导的副反应使得水系锌离子电池的大规模应用被阻碍。采用不同的成膜电解液添加剂，可以构筑稳定的电极/电解液界面，既可以调节Zn2+的沉积，抑制枝晶的生长，减少死锌；也可以抑制析氢、腐蚀等副反应，稳定锌负极，提高锌负极的可逆性。不同类型不同结构的成膜电解液添加剂，其作用机理不同。从添加剂的分子结构出发，对盐类、腈类、磺酸类、氟代碳酸酯类、酰胺类、磷酸酯类及生物质等添加剂在锌负极界面的相关研究成果进行了介绍，对几种不同结构的电解液添加剂的作用机理做出了阐述和归纳。并对未来水系锌离子电池的发展做出了预测。

• 光谱技术结合化学计量学在食源性致病菌检测中的研究进展

  周贯旭,姜红,徐雪芳

  食源性致病菌是导致食源性疾病的重要来源,因此快速、有效的鉴定食源性致病菌具有重要意义。光谱分析技术同其他检验方法相比具有操作简单且快速的特点,并且同化学计量学方法结合有助于对食源性致病菌的特征信息进行识别。详细介绍在光谱分析中常用的化学计量学方法并比较在不同任务中每种方法的优劣性。并综述三种光谱技术(表面增强拉曼光谱、红外光谱技术以及高光谱成像技术)分别结合化学计量学方法在食源性致病菌检验方面的应用进展,为化学计量学在光谱技术检验食源性致病菌中的进一步应用提供参考。

• 光谱法研究溶解有机质与重金属反应过程进展

  骆溢超,邢维芹,王雅乐,李立平,饶为国

  环境中溶解有机质与重金属的反应影响重金属的化学行为。近十几年来,研究者通过将平行因子分析和二维相关技术与传统光谱法相结合,对不同环境中溶解有机质与重金属的反应过程进行了深入研究,特别是研究了有机质中不同化学组分或官能团与重金属的络合顺序。本文根据近十四年发表的与溶解有机质-重金属反应相关的论文,按照溶解有机质来源分类,总结了不同溶解有机质的化学组成及其与重金属的络合过程。溶解有机质来源对其组成和结构有重要影响,溶解有机质中不同组分和官能团与重金属的络合顺序主要受重金属种类和溶解有机质组成结构的影响。溶解有机质中的酚基、羧基、酰胺和多糖基团是其与重金属反应的主要官能团。未来对溶解有机质与重金属反应过程的研究应更多关注多元络合物对反应过程的影响以及大气环境溶解有机质与重金属的反应过程。

• 基于PET机制的黄酮探针用于检测细胞内生物硫醇

  赵永梅,李炀,龚慧媛,谢京娇,罗稳

  本文基于光诱导电子转移机制,以6-甲氧基萘甲醛为起始原料设计合成了一个新的“关-开”型荧光探针MF-DBS用于识别生物硫醇。该探针可被生物硫醇选择性催化水解,生成具有强荧光发射的黄酮母核MF。该探针具有较大的斯托克斯位移、高选择性、高灵敏度、良好的生物相容性和抗干扰能力,能够在生理条件下进行识别,并且可以用于细胞内的生物硫醇检测和活细胞成像。另外,该探针可做成试纸对生物硫醇进行快速检测。

• NO供体型紫檀芪查尔酮类衍生物的合成及抗肿瘤活性研究

  文峻,张辉兰,陈诚,朱珠,李光耀,黄鹏,栗进才

  以紫檀芪为先导化合物，引入醛基，并与丹皮酚通过Claisen-Schmidt缩合反应得到紫檀芪丹皮酚查尔酮，再与不同碳链长度的二溴烷烃反应后，得到相应的紫檀芪溴代中间体，最终与硝酸银反应，得到5个紫檀芪查尔酮硝酸酯类衍生物。所有目标化合物结构经1H NMR、HRMS、13C NMR确证。采用CCK-8法评价目标化合物对人肝癌细胞HepG2和人非小细胞肺癌细胞A549的体外抗肿瘤活性，同时采用Griess法检测目标化合物4b、4e对HepG2细胞中NO释放的影响。实验结果表明，所有化合物的抑制活性均优于先导化合物紫檀芪，其中化合物4e对HepG2细胞有显著的抑制活性，IC50值为32 μM；化合物4b对A549细胞有较强的抑制活性，IC50值为7.86 μM；且化合物4b、4e在细胞中能释放高浓度的NO，分子对接结果显示它们与一氧化氮合酶靶蛋白具有较好的结合能，其发挥抗肿瘤作用可能与NO释放相关。

• 白光激光二极管用复合荧光玻璃的制备及性能分析

  王桂录,孔玉强,朱永刚,郑喜贵,马跃龙,齐星宇,郝用兴

  蓝色激光激发荧光材料获得白光的照明技术以其亮度高、体积小、照射距离远等优势而引起了广泛关注。然而，制备兼具高显色指数与高光通量的荧光材料仍然是一个挑战。基于此，本研究制备了一种由Y3Al3Ga2O12:Ce3+(YAGG:Ce3+)荧光玻璃和CaAlSiN3:Eu2+(CASN:Eu2+)荧光玻璃叠加而成的复合荧光玻璃。YAGG:Ce3+荧光玻璃的内量子效率高达90.9%，为原始荧光粉的98.15%。此外，它还具有优异的热稳定性，在150 ℃下保持室温发光强度的94.83%。经优选复合荧光玻璃中YAGG:Ce3+/CASN:Eu2+的比例，当6 wt%YAGG:Ce3+荧光玻璃与5 wt%CASN:Eu2+荧光玻璃复合时，获得了最高的显色指数90.1，光通量为1335.8 lm，实现了荧光玻璃基白光LD器件的高显色指数与高光通量的发光。因此，同质结构复合的荧光玻璃被视为一种有潜力的荧光转换材料。

• “鱼”状硫属Ag簇基一维链的构筑及光电流响应

  王康,张宇,高晋萍

  本研究选择柔性的硫属环己硫醇配体和三氟甲烷磺酸银盐在无模板的情况下自组装得到了一例“鱼”状Ag簇基一维链，其结构基元为Ag20(CyhS)20 (缩写为：Ag20S20, CyhSH = 环己硫醇)。这个“鱼”状的单元沿着a方向上重复生长为无限延长的一维银多团簇。Ag离子之间的亲银作用以及外端配体通过Ag–S作用共同稳定Ag簇内核。化合物Ag20S20的结构和组成通过单晶X射线衍射(XRD)、电喷雾飞行时间质谱、热重分析和傅里叶变换红外(FT-IR)确定。固体紫外可见吸收光谱表明Ag20S20是一种宽带隙半导体。光电流测试结果表明Ag20S20具有良好的光电流响应。