化学通报杂志

化学通报杂志2025年第2期

• 光子晶体驱动器研究进展

  刘俊超,余晓皎,尚园园,武萍萍,余中,钮金芬,赵宁宁,王京霞

  智能驱动器因其在软机器人、人造肌肉、马达和能量发生器等领域的应用而引起了广泛的研究兴趣。驱动器的结构设计为构建功能性驱动器提供了一种有效的途径。光子晶体基于其独特的周期性结构而具有亮丽的结构色等优势。因此，将光子晶体结构引入到驱动材料中对于构建智能仿生驱动器件具有重要意义。本文系统总结了光子晶体驱动器构建的研究进展。重点从制备材料、刺激响应类型、仿生器件三方面进行阐述。制备材料主要包括聚合物、水凝胶和液晶。刺激响应类型主要包括光、湿度、温度和心肌细胞。仿生器件主要从显示、爬行、能量发生器、机械手和器官芯片进行阐述。最后对光子晶体驱动器应用化所面临的问题进行了评述，同时对未来的研究前景进行了展望。

• 过渡金属钼酸盐电催化材料的多维调控策略及其电解水应用

  沈辰禹,刘左龙,李霖,范杨,宋海欧,张树鹏

  随着全球能源危机和环境问题的日益严峻,开发清洁可再生能源已成为当务之急。电催化水分解作为一种新型可再生能源转换技术,因其环境友好性和可持续性而备受关注。传统贵金属基催化剂的高成本和稀缺性限制了其大规模应用。过渡金属钼酸盐(MMoO4,M = Co、Ni、Fe等)因其独特的晶体结构、优异的物理化学性能和较高的电导率,在电解水领域展现出良好的应用前景。本文系统综述了提升金属钼酸盐电解水催化性能的构筑策略,重点阐述了元素掺杂、形貌调控、界面工程和原位重构等优化方法的研究进展。基于此,深入探讨了材料结构与性能的构效关系,为开发高效、稳定且经济的新型水分解催化体系提供了重要的理论指导和实践参考。

• 介孔羟基磷灰石制备和应用研究进展

  邢世雄,何星

  介孔羟基磷灰石(MHAP)具有高孔隙率、高表面积等特点,在多个领域有着广泛的应用。因此,深入了解MHAP的合成方法和应用具有重要意义。在本文的综述中,首先对MHAP合成方法进行了总结,并根据合成过程中所用模板的理化性质将其主要分为三类:硬模板法、软模板法、无模板法。不同的制备方法各有不同的优缺点,比如：硬模板制备具有很好形貌控制,能够制备出中空介孔腔,具有更大的比表面积。但是制备出的MHAP尺寸分布不均匀,在模板去除过程中纯度会受到影响。软模板制备的MHAP具有更高的尺寸均匀度和结晶度,但是制备MHAP不具有中空介孔腔。无模板制备简化了制备过程,但在调节材料形态和尺寸方面存在局限。随后介绍了MHAP的应用,主要包括以下几个方面:骨组织治疗、物质运输和疾病治疗、环境治理、催化。文章的最后对MHAP的制备方法和应用上进行总结和展望。

• 客体物种@金属-有机框架复合材料的研究进展

  黄慧琳,张鹤龙,赫松阳,李籽妍,卞从发,侯磊鑫

  金属-有机框架(MOFs)作为一类由功能有机配体和无机金属或团簇构筑的多孔晶体材料,具有孔径可调、框架结构可设计及有机配体易修饰等优势。基于MOFs的高孔隙率和比表面积,通过向MOFs孔道中引入客体物种(荧光染料、气体分子等)能够显著改善主体框架的光物理活性、导电性、气体吸附及光催化活性等性能。近年来,研究人员将不同的客体物种(如小分子、聚合物、金属纳米颗粒等)与MOFs结合获得了超越单一MOFs性能的客体物种@MOFs复合材料。本文介绍了近年来不同类型的客体物种@MOFs复合材料的构筑策略,总结了客体物种@MOFs复合材料在不同领域的研究进展,为设计多功能MOFs提供了参考。

• 脂质体在阿尔茨海默病治疗中的应用

  闫克毓,张红霞,裴文迪,王文娟,张朝峰

  阿尔茨海默病是最常见的痴呆类型，造成严重的公共卫生负担。作为一种先进的药物递送系统，脂质体展现出了治疗阿尔茨海默病的巨大潜力，脂质体能够装载多种活性物质并通过表面修饰提高其靶向性和穿越血脑屏障的能力，实现精准药物递送。本文综述了脂质体作为阿尔茨海默病治疗载体的最新研究进展及其未来发展方向，讨论了脂质体在阿尔茨海默病治疗中的优势与挑战，包括ApoE修饰、多功能纳米脂质体、仿生外泌体-脂质体杂化纳米囊泡等多种创新设计，对其未来发展持乐观态度。

• 苯并菲啶生物碱的光诱导单电子氧化还原反应

  程辟,卿志星,谢红旗,曾建国

  光照和氧气的组合可以在室温下加速天然产物的氧化，该过程与单电子氧化还原反应相关。近年来，一系列结构新颖的6-取代二氢苯并菲啶生物碱陆续得到分离和鉴定。通过分析这些生物碱6位多变的取代基结构类型，推测非酶促、光诱导的单电子氧化还原反应可能为上述生物碱在植物体内合成的关键步骤，一种a-氨基碳自由基有可能为非酶促反应的关键中间体。本文基于课题组前期研究工作，对光诱导的苯并菲啶生物碱单电子氧化还原反应和在6-取代二氢苯并菲啶生物碱半合成中的应用研究进行了总结和综述。通过深入分析a-氨基碳自由基参与的反应类型和机理，为系统开展天然6-取代二氢苯并菲啶生物碱的半合成提供了思路，同时为其它结构类型天然产物的光诱导半合成提供了参考。

• 基于卤素键供体的催化与识别受体研究进展

  翟佩佩,杜艳青,王惠荣,张晓,梁凤英,额尔敦

  卤素键是指含卤分子实体中,卤原子的亲电区域与同一或另一分子实体中亲核区域的净吸引作用，在药物化学、材料化学、晶体工程等方面发挥着重要作用。卤素键的“?-空穴”具有定向性、可调性、疏水性和供体原子的大小可变等特点，使其在有机催化和超分子化学领域有着广阔的应用前景。本文综述了卤素键在催化和阴离子识别方面的研究进展，并对卤素键的研究方向进行展望，为卤素键在有机催化和分子识别领域的研究提供参考。

• 金属Mn掺杂对Li2TiO3光催化性能的影响：非辐射耦合作用

  樊昊,周颖,代朋,姜文,万财文,李园园

  我国部分海域存在氯酚类污染物，其中2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)被纳入我国优先污染物名单，需要针对2,4-DCP进行研究为水质改善提供基础数据。本文通过固相法制备过渡金属Mn掺杂氧化物Li2TiO3，并研究其光催化降解2, 4-DCP的性能。使用粉末X射线衍射(PXRD)、傅里叶红外变换(FTIR)光谱、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、扫描电镜(SEM)、高倍透射电镜(HRTEM)以及X射线光电子能谱(XPS)对制备的光催化剂晶体结构、微观形貌、光学性能、化学组成进行表征。以高压汞灯为光源，探究了掺杂样品光催化降解2,4-DCP性能。光催化降解实验发现母体Li2TiO3在光源照射30 min后可降解76%的2,4-DCP。当掺杂Mn后，样品Li2Ti1-xMnxO3(x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0)材料的光催化效果都会得到大幅度的抑制。实验发现尽管Mn掺杂提升了材料的光吸收能力，但是Mn掺杂后光催化中光生载流子寿命大幅度减小。理论计算表明，Mn掺杂增强了光催化剂中的非辐射耦合系数从而抑制了光催化效率。本文的研究为理性掺杂优化光催化效率提供了重要的基础认，同时为景区氯酚类化合物的治理提供新方法和新思路。

• 新型串珠状富氧空位BiVO4的制备及其表征

  樊晓晔,梁海欧,白 杰

  针对钒酸铋(BiVO4)本体电荷分离效率低、光生载流子复合严重等缺点,采用了静电纺丝结合高温煅烧技术和低温油浴方法,设计开发了具有特殊一维串珠结构的富氧空位BiVO4(OV-BVO)光催化半导体材料,研究了其对光催化降解水中盐酸四环素(TCH)的影响。通过SEM、XRD、XPS等测试证明了该材料的成功制备合成,并利用UV-Vis DRS、EIS、SPV等测试了该材料的光电性质。结果表明：这种经过柠檬酸(CA)还原得到的富氧空位串珠结构BiVO4光催化降解TCH性能可以得到显著提升,开灯90分钟后可降解将近84%的TCH。

• 电化学改性Ag纳米颗粒用于CO2电催化还原

  贺凡,伍人先,程子业,杨艳,李佳欣,张威,俞峰苹,祁志福

  发展CO2电催化还原技术有利于加速净零碳排放社会的构建，在减少CO2排放对环境影响的同时，结合可再生能源将电能转化为化学能，可以减少弃风弃电现象的发生。CO2电催化反应性能依赖于催化剂、反应器及电解工艺的开发和优化，其中，一些具有进一步放大潜力的材料和结构将推动CO2电催化技术从实验室层面走向工业化应用阶段。在催化剂方面，人们已经探索和合成了大量用于还原CO2制CO的材料，其中，Ag具有催化性能高、价格低廉且化学稳定性好等优势，是短期内最有希望用于CO2规模化制备CO的电催化剂。在本工作中，我们采用商业Ag纳米颗粒作为原材料，开发了一种简便的电化学改性方法，经电化学氧化-还原后，Ag纳米颗粒的催化性能显著提高，在H型电解池内，当电位为-0.88 V vs.RHE时，CO的法拉第效率提升至97%，随后，我们将改性后的Ag纳米颗粒应用于零间隙膜电极反应器（zero-gap MEA）内，CO2电催化制CO的选择性和电解电压在大电流密度（≥100 mA cm-2）均得到了提升。

• 7-取代酰胺胆甾衍生物的合成及抗肿瘤增殖活性研究

  姚嘉伟,李滢,陈海峰,钟智薇,蒋文倩,王紫菱,甘春芳

  甾体7-位的结构修饰改造是研究的热点。在本文中，我们以胆固醇为原料，以氧化、肟化及还原等方式在甾核的7-位引入氨基，然后通过酰胺化引入不同的取代基，合成了一系列7-位侧链含不同卤原子的胆甾衍生物。所合成目标化合物的结构经1H NMR、13C NMR和HREIMS进行表征，主要产物的立体构型经X-ray确证为β构型。采用MTT法对目标化合物进行体外抗肿瘤活性测试。结果表明，化合物7a、7c和7f对不同癌细胞表现出较好的体外抗增殖活性，IC50 < 10 μM。其中，化合物7c对MCF-7和Hepg-2表现出较好的体外抗增殖活性，IC50值分别为5.61 μM、5.99 μM。研究结果为此类化合物作为抗肿瘤药物提供一定的参考价值。

• 师昌绪：中国材料科学界的“一代宗师”

  汪延君,刘玉荣,王海霞

  师昌绪,我国著名材料科学家和战略科学家。师昌绪作为科研工作者,研制出了我国第一个铁基高温合金,领导研发中国第一代空心气冷铸造镍基高温合金涡轮叶片,开发出了低偏析合金技术,开创了中国高温合金材料研究的新方向；作为战略科学家,师昌绪建立了中国科学院金属腐蚀与防护研究所,创办了中国第一个金属腐蚀专业,领导成立中国工程院,引领国家科技政策与机构的发展,促进中国新材料产业的发展,并用自己严谨治学的科学态度培养了大批青年人。师昌绪每一步坚实的足迹,都深刻诠释了科学家精神的内涵,激励着我们后辈去学习、传承和积极践行。