2023年第40卷第10期

綜論

• ZnS/ZnO異質結光催化劑的應用研究進展

  李 合, 李文江

  2023,40(10), DOI:

  摘要： (55) HTML (0) PDF (743.66 KKB)(23)

  Abstract:

  硫化鋅（ZnS）和氧化鋅（ZnO）具有無毒、環境友好和制備簡單等優點，并且常溫下擁有優異的物理化學特性和催化活性，所以一直都是光催化領域研究的熱點材料。然而，單一ZnS和ZnO光催化劑表現出低的太陽能利用率、量子效率和光穩定性，極大地限制了它們的實際應用。將ZnS與ZnO復合形成異質結不僅可以拓寬光吸收波長范圍，而且能促進載流子的轉移和空間分離，增強光催化活性和穩定性。歸納了半導體異質結（Ⅱ型異質結、Z型異質結和S型異質結）中載流子的轉移路徑及光催化機理，綜述了ZnS/ZnO異質結在能源和環境催化領域中的應用研究進展及其光催化性能的影響因素和提升策略，最后對其目前存在的問題和未來的發展方向進行了總結與展望。

• 鎳基催化劑調控的炔烴選擇性加氫研究進展

  韓捷, 王天任, 孫玉珍, 劉可心, 溫昕, 白國義

  2023,40(10), DOI:

  摘要： (14) HTML (0) PDF (4.13 MKB)(21)

  Abstract:

  炔烴選擇性催化加氫反應對生產聚合級乙烯、苯乙烯和多種精細化學品具有重要意義。由于價格低廉和活性好等優點，近十年鎳基催化劑在炔烴選擇性催化加氫反應中展現出良好的應用前景?？偨Y了國內外鎳基催化劑調控的炔烴選擇性加氫反應研究進展。結合反應歷程和機理，指出了影響鎳基催化劑催化活性、選擇性和穩定性的主要因素。歸納了調控鎳基催化劑性能的基本途徑，包括單原子化、與金屬/非金屬合金化、有機配體修飾、構筑核殼和金屬-載體相互作用結構等。并討論了炔烴選擇性加氫中鎳基催化劑存在的問題及解決策略。

• COFS結構在鋰離子電池負極材料中的應用進展

  吳沁宇, 王帥, 馬子洋, 夏愛林, 宋廣生, 馬揚州

  2023,40(10), DOI:

  摘要： (0) HTML (0) PDF (7.27 MKB)(14)

  Abstract:

  共價有機框架(COFS)材料作為一種繼金屬有機框架(MOFS)后的新型多孔材料,由于其獨特的空間結構和可以調控的化學環境使其在儲能領域展現出優良的性能和巨大的應用潛力。目前,COFS材料在鋰離子電池負極上的應用十分廣泛。本文結合了近年來COFS材料及其相關衍生物在鋰離子電池負極上的應用,先簡單介紹其儲鋰機制,從COFS材料的空間結構,孔徑以及取代基團等方面綜述了對電化學性能的影響,分析并展望了COFS材料在鋰離子電池負極領域的相關挑戰和應用前景。

• CO2氣氛下乙烷氧化脫氫制乙烯催化劑研究進展

  楊亮, 宋庚哲, 廖多華, 馬雪冬, 李爽

  2023,40(10), DOI:

  摘要： (14) HTML (0) PDF (2.15 MKB)(19)

  Abstract:

  CO2是導致全球變暖的主要溫室氣體，又是寶貴的可再生C1資源，將其轉化為有價值的化學品，在環境保護和碳資源合理利用方面具有雙重意義。作為頁巖氣的重要組成部分，乙烷高效催化轉化制乙烯不僅具有重要的理論研究意義，而且具有廣闊的工業應用前景。在CO2氣氛下乙烷氧化脫氫制乙烯（CO2-ODHE）已成為增產乙烯的有效手段之一。該文重點闡述了在CO2-ODHE反應中不同類型的催化劑及影響該反應催化活性和穩定性的主要因素和關鍵問題，并對比介紹了乙烷直接氧化脫氫（O2-ODHE）和乙烷化學鏈氧化脫氫（CL-ODHE）。最后，結合反應機制提出了構筑高效催化劑可能的方向和發展前景。

• 金屬有機骨架固載離子液體復合材料研究進展

  李佼妍, 尚應琦, 張吉利, 種思穎, 張雅靜, 王康軍

  2023,40(10), DOI:

  摘要： (14) HTML (0) PDF (2.05 MKB)(18)

  Abstract:

  離子液體是一種由陰離子和陽離子共同組成的有機熔融鹽，其揮發性低、熱穩定性和化學穩定性好、電化學窗口寬、結構可調變，近年來在諸多領域具有廣泛的應用。但由于其黏度大不便于輸送和操作，合成成本較高、回收利用率低等缺點，其發展受到了一定的限制。金屬有機骨架 (MOFs) 材料是由金屬離子/團簇和有機配體通過配位鍵自組裝形成的具有分子內孔隙結構的有機-無機雜化材料。以MOFs為載體固載離子液體，不僅可以保留離子液體的優勢，還可以賦予離子液體而很多新的特性。本文從MOFs固載離子液體的理論計算和實驗應用研究出發，綜述了MOFs固載離子液體的起源和固載方式，分析了MOFs和離子液體之間的兼容性、固載形式和相互作用，并對MOFs固載離子液體的瓶頸問題進行了分析，對發展方向進行了展望。

• 磁性納米片的制備及功能化應用研究進展

  張風帆, 李媛媛, 尹太恒, 楊子浩, 董朝霞

  2023,40(10), DOI:

  摘要： (11) HTML (0) PDF (5.42 MKB)(15)

  Abstract:

  磁性納米片由于其獨特的性質，在磁共振成像、微波吸收、催化劑、電池、吸附凈化等領域受到廣泛關注。本文歸納了磁性納米片的制備方法以及功能化應用方向，闡述了不同制備方法對于磁性納米片的形貌、大小以及厚度的影響。歸納了磁性納米片的合成機理以及性能調控因素，為其規?；苽涮峁├碚撝С?。此外，著重介紹了磁性納米片在各個領域的功能化應用進展，總結出磁性納米片基本性質及功能化改性后的作用行為對進一步應用的意義。最后，對磁性納米片研究中亟待解決的問題以及未來的研究方向作出展望。

• 明膠基靜電紡絲復合纖維材料的研究進展

  吳奇霞, 馬建中, 張雷, 張文博, 范倩倩

  2023,40(10), DOI:

  摘要： (14) HTML (0) PDF (8.44 MKB)(19)

  Abstract:

  明膠是一種來源廣泛且價格低廉的天然高分子物質，動物皮、骨及筋腱等生物來源和制革過程中產生的廢革屑是其重要來源。明膠具有良好的生物相容性和可生物降解性，因此被廣泛地應用于柔性電子、醫藥等工業領域。靜電紡絲法是制備微納米級纖維的常用方法，具有操作簡便、成本低廉、條件溫和等優勢，已成為制備微納米級纖維材料的主要途徑之一。通過該法制備的明膠纖維具有高比表面積和長徑比，纖維膜的孔隙率和力學強度可調，與其他物質復合紡絲后可獲得傳感、抗菌、自修復、過濾等性能，極大地拓寬了其應用前景。本文綜述了靜電紡絲技術的發展現狀、以明膠為原料制備復合纖維材料的工藝參數和復合方法，并詳細介紹了明膠基靜電紡絲材料在眾多領域中的應用現狀。最后，展望了明膠基靜電紡絲材料的發展趨勢及應用前景。

功能材料

• 聚乙烯醇/淀粉/鳳仙透骨草提取物復合膜制備及性能

  張群利, 馬瑞博, 崔琳琳

  2023,40(10), DOI:

  摘要： (13) HTML (0) PDF (1.04 MKB)(19)

  Abstract:

  以聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)、淀粉(Starch,ST)為原料,鳳仙透骨草提取物(Impatiens balsamina extract,IBE)為抗菌劑,通過共混法制備抗菌復合膜,通過FTIR、XRD、SEM和熱重分析對復合膜的形貌和結構進行表征及對力學、光學、阻隔、抑菌等性能測試分析。結果表明,IBE與PVA/ST基膜復合良好,制備的PVA/ST/IBE抗菌復合膜對大腸桿菌、白色葡萄球菌和枯草桿菌具有良好的抑菌作用,抑菌性能隨著IBE含量的增加而逐漸提高；同時具有良好的力學強度,IBE添加量為12.5 mL的復合膜拉伸強度達到22.97±0.68 MPa,斷裂伸長率相比PVA/ST基膜提升了79.22%；透明度有所下降,透光率下降了11.90%；氧氣阻隔性能良好,氧氣透過系數為1.771±0.196×10_-12 ^cm₃^.cm/(cm₂^.s.Pa),在環保包裝、食品保鮮等領域具有廣闊的應用前景。

• 納米雜化耐磨超疏水環氧樹脂涂層的構筑及性能

  許志堅, 安秋鳳, 楊博文, 焦嵐姣

  2023,40(10), DOI:

  摘要： (36) HTML (0) PDF (2.35 MKB)(20)

  Abstract:

  采用層層組裝法通過十八烷基胺（C18-NH2）、正硅酸乙酯（TEOS）、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）合成出長鏈烷基改性納米粒C18-NH2/570@SiO2，將其引入有機硅改性環氧樹脂，制備得到耐摩擦性能優異的超疏水環氧樹脂涂層C18-NH2@SiO2/DE51。采用FT-IR、XRD、XPS、TEM、AFM等對納米粒子的結構以及涂層的成膜形貌進行表征。結果表明，長鏈烷基納米粒成功引入聚合物鏈段中，并且涂層表面噴涂C18-NH2/570@SiO2后表面粗糙度明顯提高。通過接觸角、透光率、自清潔、耐酸堿和耐摩擦測試表明，當噴涂質量分數為0.8%的納米粒子時，改性后的環氧樹脂涂層接觸角可以達到150.6±0.6°，滾動角可達到7.8±0.4°，透光率可達到91.98%，擁有良好的自清潔、耐酸堿和耐摩擦性能并且摩擦次數可達到1500次以上。

中藥現代化技術

• 梯度醇沉蘭州百合多糖結構及降血糖活性分析

  張心馳, 惠和平, 郭棟費, 魏賽雪, 郭敏, 李曉東

  2023,40(10), DOI:

  摘要： (11) HTML (0) PDF (1.30 MKB)(16)

  Abstract:

  以蘭州百合為原料，采用熱水提取和不同體積分數乙醇（30%，50%，70%，80% ）醇沉得到4種蘭州百合多糖，分別記為BLP-30、BLP-50、BLP-70和BLP-80。測定BLP-30、BLP-50、BLP-70和BLP-80中可溶性總糖質量分數、蛋白質量分數、糖醛酸質量分數、紫外吸收光譜、單糖組成、相對分子質量等結構表征，運用相關性分析比較多糖對α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制能力與結構表征的相關性。結果表明，4種蘭州百合多糖均不含或含有極少量糖醛酸和蛋白，可溶性總糖質量分數最高的為BLP-80的30.96%。4種多糖為混合多糖，均由甘露糖、葡萄糖和少量半乳糖組成，相對分子質量從BLP-30-1的645 kDa逐漸減小至BLP-70-4的2.45 kDa。其中BLP-30和BLP-50為葡聚糖，BLP-70為半乳甘露葡聚糖，BLP-80為甘露葡聚糖，BLP-30甘露糖、葡萄糖、半乳糖摩爾分數分別為10.18%、88.67%、1.15%；BLP-50甘露糖、葡萄糖、半乳糖摩爾分數分別為2.49%、97.02%、0.49%；BLP-70甘露糖、葡萄糖、半乳糖摩爾分數分別為26.94%、68.21%、4.85； BLP-80甘露糖和葡萄糖摩爾分數分別為41.56%和58.44%，不含半乳糖。4種多糖均具有一定的體外降血糖活性，且呈量效關系，4種多糖對α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制能力強弱順序分別為BLP-70＞BLP-80＞BLP-30＞BLP-50和BLP-50＞BLP-70＞BLP-80＞BLP-30。相關性分析顯示，4種多糖對α-淀粉酶的抑制能力與甘露糖和半乳糖的摩爾分數呈正相關（P＜0.05），多糖對α-淀粉酶的抑制能力與葡萄糖的摩爾分數呈負相關（P＜0.05）；多糖對α-葡萄糖苷酶的抑制能力與可溶性總糖質量分數、糖醛酸質量分數、甘露糖摩爾分數呈負相關（P＜0.05），多糖對α-葡萄糖苷酶的抑制能力與葡萄糖摩爾分數呈正相關（P＜0.05）。4種蘭州百合多糖中BLP-70的體外降血糖活性更強，推測蘭州百合多糖的相對分子質量在2~3 kDa之間，甘露糖與葡萄糖物質的量比在n（甘露糖）：n（葡萄糖）=1：2.5之間更有利于蘭州百合多糖發揮體外降血糖活性。

醫藥與日化原料

• 千克級芳構化-還原“一鍋煮”制備阿戈美拉汀

  羊志林, 楊漢躍, 閆顯光, 劉子鑌, 張珍明

  2023,40(10), DOI:

  摘要： (11) HTML (0) PDF (476.61 KKB)(28)

  Abstract:

  以7-甲氧基四氫萘-1-酮（Ⅱ）為起始原料，在庚酸和芐胺催化下，與氰乙酸縮合得到(7-甲氧基-3,4-二氫-1-萘基)乙腈（Ⅲ）；然后以5%Pd/C（Pd質量分數為5%）為催化劑，丙烯酸烯丙酯（Ⅶ）為氫受體，化合物Ⅲ經芳構化-還原“一鍋煮”先制備了(7-甲氧基-1-萘基)乙腈（Ⅳ），不需分離直接加入甲酸銨為氫供體，制備了(7-甲氧基-1-萘基)乙胺（Ⅴ）。芳構化反應優化條件為：Pd/C用量為5%(以Ⅲ物質的量計)、n(Ⅲ)∶n(Ⅶ)=1.0∶1.1、回流反應時間4 h，轉化率為100%，選擇性為92.12%；還原反應優化條件為：n(Ⅲ)∶n(甲酸銨)=1.0∶4.0、反應溫度70 ℃、反應時間2 h，收率為83.35%。最后，化合物Ⅴ與鹽酸反應制得(7-甲氧基-1-萘基)乙胺鹽酸鹽（Ⅵ），Ⅵ與乙酰氯反應得到阿戈美拉?。↖），反應總收率為64.60%。并用1HNMR、13CNMR、MS、FTIR對產物結構進行表征，該工藝經千克級放大實驗，反應總收率為60.68%，產物純度為99.91%。

水處理技術與環境保護

• 熱解油基鉆屑/橘皮鈍化修復銅鉛污染土壤

  劉向明, 鄧小剛, 徐倩霞, 羅 斌, 邱海燕, 蘭貴紅

  2023,40(10), DOI:

  摘要： (3) HTML (0) PDF (879.46 KKB)(18)

  Abstract:

  探究熱解油基鉆屑（OBDC）/橘皮（OB）生物炭資源化用于鈍化修復銅鉛污染土壤的效果及其對土壤微生物的影響，將熱解OBDC/OB生物炭（OBDCs-OB）加入到Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）污染土壤中進行為期83 d的鈍化修復實驗。結果表明，OBDCs-OB表面具有—OH、—COOH等官能團、碳酸鹽巖和黏土礦物等礦物組成以及多孔結構，可作為吸附劑使用；對比空白土壤，加入OBDCs-OB后，土壤陽離子交換容量（CEC）增加18.29 cmol/kg，維持pH在6.80左右；土壤中可酸溶態Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）濃度分別降低18.21%和20.07%；Cu和Pb的潛在浸出毒性分別降低52.8%和92.8%，有效鈍化了Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）；土壤微生物菌落總數最大值為8.6×1010 cfu/g，土壤脫氫酶與脲酶活性最大值為127.10 μgTPE/(g·6 h)和167.10 mg/NH3-N/(kg·24 h)，增加土壤微生物群落多樣性和豐富度，促進土壤微生物生長。

• 芳胺廢渣衍生多孔碳高效吸附去除對硝基苯酚

  張欣磊, 徐廣文, 夏孔浩, 丁軍委

  2023,40(10), DOI:

  摘要： (3) HTML (0) PDF (1.73 MKB)(15)

  Abstract:

  以工業生產過程中產生的芳胺廢渣為碳前驅體，以乙酸鎂作為氧化鎂模板劑前驅體，采用一步法制備了N、O原位共摻雜的分級多孔碳(RPCs)。通過SEM和N2物理吸脫附對材料的形貌和孔結構進行表征,通過XPS對摻雜的N、O物種進行分析。按照質量比=1.00制備的RPC-1.00具有1427 m2/g的比表面積以及1.4713 cm3/g的孔容積。在出色的比表面積，豐富的孔結構和N、O摻雜物種的共同作用下，RPC-1.00針對對硝基苯酚的靜態吸附量能夠達到562.66 mg/g，固定床動態吸附量能夠達到345.01 mg/g。理論計算發現，N、O原子的摻入能夠增加吸附體系的色散力和靜電吸引，能夠有效提高吸附能。吡啶-N4和羧基結構也能產生很強的氫鍵作用力，提升了吸附能力。

建筑用化學品

• 微納米SiO2改性瀝青的制備及性能評價

  岳闖, 高棟棟, 王勇, 何煒, 傅麗, 劉成, 李志軍, 程昉

  2023,40(10), DOI:

  摘要： (3) HTML (0) PDF (1.21 MKB)(15)

  Abstract:

  隨著道路交通量和車輛荷載的增加，對高溫地區高速公路的瀝青質量提出了更高的要求。為了制備高性能的改性瀝青，以胺基修飾微納米SiO2（10 μm和20 nm粒徑）對基質瀝青進行化學改性。首先以偶氮二異丁腈為引發劑，使用馬來酸酐對基質瀝青進行化學改性制備活化瀝青（MQL），再利用接枝了聚乙烯亞胺的SiO2（PEI-SiO2）進行熔融共混改性得到改性瀝青（PEI-SiO2-MQL）。采用SEM表征瀝青的表面形貌。結果表明，相比于純SiO2物理改性瀝青，PEI-SiO2在瀝青中分散性更佳。FTIR分析表明，PEI-SiO2與瀝青之間不僅有化學作用還有物理作用。軟化點、流變和老化實驗結果表明，PEI-SiO2-MQL的高溫穩定性、抗車轍和抗老化性能均得到改善。經胺基修飾的微納米SiO2改性瀝青在高溫地區高速公路方面有很大的應用潛力。

精細化工中間體

• 絲光沸石納米片負載Pd催化劑實現2-苯基吡啶的雙?；?/a>

  張原, 朱蕓, 傅雯倩, 唐天地

  2023,40(10), DOI:

  摘要： (12) HTML (0) PDF (1.11 MKB)(12)

  Abstract:

  以實驗室自制的含季銨基團的陽離子聚合物（COPQA）為模板劑合成了高比表面積、具有花狀形貌的絲光沸石納米片（NS-MOR），以此為載體采用離子交換方法制備了負載Pd催化劑（Pd/NS-MOR）。對沸石及其負載的Pd催化劑進行X 射線多晶衍射、N2物理吸脫附、SEM、TEM及X射線光電子能譜分析，結果顯示，Pd/NS-MOR催化劑載體中小粒徑Pd0和Pd2+物種高度分散在絲光沸石納米片表面，而在γ-Al2O3負載的Pd催化劑（Pd/γ-Al2O3）中僅有Pd2+物種。因此，以2-苯基吡啶和苯甲醛為反應原料，實現了2-苯基吡啶的C2—H和C6—H鍵的同時活化，Pd/NS-MOR的催化活性和雙?；a物選擇性（92%）遠高于Pd/γ-Al2O3。作為對比，以Pd(NO3)2、Pd(OAc)2、Pd(PhCN)2Cl2為催化劑的2-苯基吡啶C—H鍵活化反應中均無法得到雙?；a物。另外，Pd/NS-MOR不僅具有良好的底物兼容性，而且循環使用6次后仍保持較高的2-苯基吡啶的轉化率（95%）和雙?；a物的選擇性（85%）。