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化学学报
化学学报

沈延昌

月刊

0567-7351

bianji@mail.sioc.ac.cn

021-54925243,54925244,54925245

200032

上海市零陵路345号

化学学报/Journal Acta Chimica SinicaCSCD北大核心CSTPCDSCI
查看更多>>本刊是我国创刊最早的化学学术期刊，在国内外读者中享有较高的声誉。
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    用于石墨负极的高性能聚丙烯酸锂基复合粘结剂的制备及性能研究

    郑坤贵刘君珂胡轶旸尹祖伟...
    833-842页
    查看更多>>摘要：聚丙烯酸锂(LiPAA)由于其较高的离子电导率和良好的化学稳定性被广泛用作锂离子电池负极的粘结剂,但是LiPAA粘度低、硬度大,作为粘结剂时负极极片的粘接性能、柔韧性和可加工性是较大挑战.本工作将LiPAA与多种高分子聚合物复配,通过添加羧甲基纤维素(CMC)或黄原胶(XG)提高粘结剂粘度,采用透明质酸钠(HA)降低粘结剂脆性,添加丁苯橡胶(SBR)提高剥离强度,开发了两款基于LiPAA的复配型粘结剂(LiPAA-CMC-HA-SBR及LiPAA-XG-HA-SBR).与商用负极粘结剂(CMC-SBR)相比,所得两款基于LiPAA的复配粘结剂不仅具有合适的粘接强度及柔韧性,且可显著改善石墨颗粒、导电剂、电解液之间的亲和性,促进锂离子在电极/电解液界面的传输,从而获得高电化学性能.在0.5 C的电流密度下,在循环150圈后,采用上述两款复配粘结剂制备的石墨负极容量分别为209 mAh·g-1及191 mAh·g-1,远高于使用CMC-SBR粘结剂的石墨负极(108 mAh·g-1).此外,传统配方需添加大量SBR(≈50％),而基于LiPAA的配方中只需少量SBR即可保持极片完整性,且可在低粘结剂含量(≈3％)和高活性物质载量(≈95％)时保持良好力学性能,制备的石墨负极极片也拥有良好的电化学性能,具有较好工业化应用前景.

    锂离子电池石墨负极复合粘结剂聚丙烯酸锂

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    电化学条件下由二苄胺合成N-亚苄基苄胺及衍生化研究

    热孜古丽·玉努斯卡迪尔亚·阿布都外力罗时玮阿布都热西提·阿布力克木...
    843-848页
    查看更多>>摘要：N-亚苄基苄胺及其衍生物是化学和制药工业中的重要功能分子,己被广泛应用在药物化学、材料科学和天然产物合成等,如合成抗癌和抗炎剂.本工作发展了一种电化学条件下,以碳棒(+)和铂片(-)作为电极、乙酸乙酯为溶剂、四丁基高氯酸铵(n-Bu4NClO4)为电解质,室温下由二苄胺合成N-亚苄基苄胺的方法,GC产率高达96％,并利用"一锅法"串联反应对其进行衍生化,制备得到结构更为复杂的N-苄基苄胺类化合物.该方法条件温和、具有较好的底物普适性、无需氧化还原剂、对空气和水分不敏感、后处理简单等特点,为制备结构复杂的N-亚苄基苄胺衍生物提供了一种高效、简便且经济的合成策略.

    二苄胺N-亚苄基苄胺一锅串联反应有机电化学合成

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    高杨氏模量细菌纤维素隔膜有效抑制锂枝晶

    苑志祥张雅岚张浩张仕杰...
    849-855页
    查看更多>>摘要：隔膜是锂电池的重要组成部分,其作用尤为重要.然而,现有聚烯烃基隔膜对电解液润湿性差,而且尺寸热稳定性较差,尤其是其杨氏模量较低无法有效抑制锂枝晶的生长,严重限制了其在锂金属电池中的应用.为了解决这些问题,设计制备出一种具有高杨氏模量、尺寸热稳定性优异、对电解液浸润性好的细菌纤维素隔膜.实验结果表明,该细菌纤维素隔膜具有高拉伸强度(144 MPa)、高杨氏模量(8.1 GPa)和优异的尺寸热稳定性(≥300 ℃).使用该细菌纤维素隔膜并匹配传统有机碳酸酯类电解液的Li/Li对称电池,可以在0.52 mA·cm-2的电流密度以及1.56 mAh·cm-2的面容量下实现4000h的稳定循环.如此优异的性能归因于该隔膜具有的高杨氏模量以及其可以促进锂金属电极表面形成稳定的固态电解质界面层.可以预见,该细菌纤维素隔膜是一种非常有前途的可适用于高能量密度锂金属电池的新型隔膜.

    细菌纤维素隔膜高杨氏模量抑制锂枝晶锂金属电池界面化学

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    用于生物大分子药物胞内递送的多重刺激响应型微凝胶载体

    李梦丽张婕刘丽珍徐首红...
    856-864页
    查看更多>>摘要：生物大分子药物疗效优、特异性强,但细胞转染困难且容易失活,本工作开发了一种多功能微凝胶载体ZIF@HA/PNIPAM1∶kgel,用于多药分区共载及细胞内、外的独立释放.该微凝胶表现出多重刺激响应能力,其核ZIF-8遇酸溶解,凝胶层高温收缩且可被谷胱甘肽(GSH)还原解离.小分子药物原花青素(PC)和大分子牛血清蛋白(FITC-BSA)作为药物模型可以分别包载于凝胶层和ZIF-8中.体外释药实验证明微凝胶在正常生理环境下能有效防止药物泄漏;在模拟肿瘤细胞外、内部微环境时,PC和FITC-BSA最高可分别达到74％和88％的释放量.本工作构建的载药系统将有助于生物大分子的胞内安全、有效递送及解决多药耐药问题,研究思路将对于大病化疗、受损组织修复等所需大分子胞内递送的研究提供有意义的科学指导.

    微凝胶ZIF-8多重响应药物控释多药共载

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    SnCl2敏化的TiO2表面对PbI2粒子的诱导吸附

    王馨雨许雄文
    865-870页
    查看更多>>摘要：近年来,钙钛矿电池因其性能高、造价低且柔性好的优点而获得了极大的关注和发展,但其薄膜制备工艺还不够成熟.本工作主要关注两步法沉积钙钛矿时PbI2晶种层的沉积.受银镜反应中SnCl2敏化思想的启发,本工作提出采用SnCl2敏化层来增加PbI2粒子在TiO2基底上的吸附能力.为验证其可行性,首先通过分子动力学模拟SnCl2敏化的TiO2表面对PbI2粒子的诱导吸附,分析了 SnCl2、PbI2、TiO2三者的相互结合能.模拟结果表明,SnCl2与TiO2及PbI2粒子都有较大的结合能,因此可以很好地提高PbI2粒子在TiO2基底上的吸附能力.最后,通过PbI2的溶液沉积实验和表征也验证了 SnCl2敏化层对PbI2薄膜沉积质量具有较好的改善作用.

    钙钛矿电池薄膜桥梁粒子诱导吸附

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    Zn,C引入量和煅烧温度对ZnO/C/CeO2光催化还原Cu2+效率的影响

    张帆帆蔡元韬陶剑波常国菊...
    871-878页
    查看更多>>摘要：以Ce(NO3)3·6H2O和Zn(NO3)2·6H2O为金属源,酸性红14(AR14)为碳源,通过共沉积法制备了Zn(OH)2/AR14/Ce(OH)4前驱体,在惰性气体中煅烧前驱体获得ZnO/C/CeO2材料.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱、光致发光、X射线光电子能谱等技术对合成材料进行了表征,结果表明,所得材料中Zn、Ce、C分布均匀,在CeO2中引入Zn和C有利于氧空位和碳键形成,促进光电子和空穴有效分离,从而提高产物光催化活性.通过Cu2+还原考察了主要合成参数对ZnO/C/CeC2光催化活性的影响,结果表明,当反应原料中Zn(NO3)2·6H2O加入量为0.5 g,AR14浓度为0.05 mmol/L,煅烧温度为350 ℃时,所制备的ZnO/0.05C/2CeO2对Cu2+的光催化还原效率最好,达到95.34％.

    ZnO/C/CeO2Cu2+光催化还原氧空位电子-空穴对

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    CsPbBrxI3-x全无机钙钛矿量子点的组分及浓度对电子结构及荧光性质影响研究

    彭亚晶赵雨新杨金辉仉昕昕...
    879-886页
    查看更多>>摘要：全无机铯-卤化铅钙钛矿材料因其优异的性能在光电领域具有广泛的应用前景.本工作通过第一性原理计算和稳态、瞬态荧光光谱实验研究了 CsPbBrxI3-x(x=3,2,1,0)全无机钙钛矿量子点卤素组分和量子点浓度对其电子结构及荧光性质影响规律.通过对材料CsPbBrxI3-x进行能带结构和态密度的计算,发现这种钙钛矿的带隙类型都为直接带隙,带隙值随着I原子的不断取代,带隙变窄,表明了可通过增加I含量来实现量子点的能带调控.通过对CsPbBr3和CsPbBr2I全无机钙钛矿量子点进行稳态发光和皮秒时间分辨单光子计数实验,发现随着量子点浓度的增加,发射光谱红移,光致发光强度先增大后减小,荧光辐射寿命增加.这些现象主要是由于量子点的量子限制效应以及自吸收效应导致的.随着量子点的浓度增加,量子点因发生团聚效应而尺寸增大,导致发射光谱红移.当量子点浓度大到一定程度时,量子点的吸光度逐渐饱和,自吸收效应会使发射荧光部分被吸收,导致荧光发射强度先增大后减小.随着钙钛矿量子点浓度的增加,量子限制效应导致量子点团聚,尺寸增大,进而使其荧光辐射寿命增加.随着I含量的增加,量子点捕获态产生导致晶体结构的扭曲,因而荧光寿命变短.这些结果表明激子重组过程可通过调节浓度和卤素组分进行控制.

    全无机钙钛矿电子结构光致发光辐射寿命卤素组分尺寸依赖

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    基于氮杂螺环配体的Cu(Ⅰ)配合物延迟荧光材料的设计合成及性能研究

    张登朝贾吉慧梁栋蔡显宝...
    887-893页
    查看更多>>摘要：本研究通过采用具有室温磷光发射性质的给体-受体(D-A)型配体10-苯基-10H-螺[吖啶-9,9'-(4,5-二氮芴)](Spiro2N),与辅助膦配体双(2-二苯基磷苯基)醚(POP)结合,成功设计了具有热活化延迟荧光(TADF)性质的Cu(Ⅰ)配合物发光材料Cu-P-Spiro2N.通过核磁共振谱图确认了 Cu(Ⅰ)配合物的分子结构.进一步利用X射线单晶衍射表征了配合物Cu-P-Spiro2N的晶体结构.结果表明,配合物Cu-P-Spiro2N属于三斜晶系,晶胞参数分别为a=90.14(2)°,β=115.43(3)°,γ=115.55(3)°,a=15.10(6)nm,b=15.15(4)nm,c=16.62(6)nm.由于配体分子 Spiro2N 具有两个相互正交的π共轭平面结构,使得其最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)具有很小的重叠,但具有相对较大的单重态-三重态能隙差(△EsT).金属Cu(Ⅰ)片段与配体Spiro2N配位后,降低了 HOMO-LUMO之间的能隙差,电荷转移(CT)态能级下降.这使得配合物Cu-P-Spiro2N具有极小的△EST(0.05 eV).小的△EST有利于加速反系间窜越过程,进而实现TADF发射.该类配合物的发射主要来自于D-A型配体Spiro2N,表现为金属微扰的配体内电荷转移(ILCT)性质.室温下,在掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜(10％(w))中,配合物Cu-P-Spiro2N表现出强烈的黄光发射,发射峰值位于551 nm,光致发光量子效率为49％,激发态寿命为6.3 μs.本研究结果表明,通过Cu(Ⅰ)离子配位,可调控配体分子激发态能级,降低△EST,从而实现TADF发射.

    Cu(Ⅰ)配合物热活化延迟荧光D-A型配体能级调控

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    CsZn2B3O7∶Eu2+宽带绿色荧光粉的发光性质及其在白光发光二极管上的应用

    陈蕾张瀚月卿青宋芳...
    894-902页
    查看更多>>摘要：近紫外芯片和红绿蓝三基色荧光粉组装的白光发光二极管(NUV-WLED)能有效缓解"蓝光危害"和提升显色指数,然而开发合成温度低的宽带三基色荧光粉是其大规模应用的关键.本研究选取合成温度低和具有丰富阳离子格位的CsZn2B3O7(下文简写成CZBO)作为基质材料,采用高温固相法合成了一系列宽带Csi-xZn2B3O7∶xEu2+(0.005≤x≤0.03,下文简写成CZBO∶xEu2+)绿色荧光粉.CZBO∶xEu2+绿色荧光粉的发射峰值在508 nm、半峰宽约为109 nm,且在373 nm附近的宽带激发峰能与365 nm的紫外LED芯片很好地匹配.CZBO∶xEu2+荧光粉中存在三个Eu2+离子荧光中心,分别对应占据在Cs(1)、Cs(2)和Cs(3)三个格位的Eu2+离子.Eu2+离子的最佳掺杂浓度为0.015,且浓度猝灭机制为偶极-偶极相互作用.CZBO∶0.015Eu2+荧光粉表现出较好的化学稳定性,在空气中放置30 d后其荧光强度能维持在98.7％.将CZBO∶0.015Eu2+绿色荧光粉、商用BaMgAli0O17∶Eu2+蓝色荧光粉和商用(Ca,Sr)AlSiN3∶Eu2+红色荧光粉涂覆在365 nm的紫外LED芯片上组装的LED器件显色指数高达87.在不同的电流(30～300 mA)驱动下组装的LED器件表现出稳定的暖白光发射,且其色坐标、显色指数和相关色温几乎不变.上述结果说明本研究报道的CZBO∶0.015Eu2+绿色荧光粉在紫外LED芯片驱动的白光发光二极管照明领域具有潜在的应用前景.

    Csi-xZn2B3O7∶xEu2+硼酸盐高温固相法绿色荧光粉白光发光二极管

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    GSH/HAase/pH三重响应纳米诊疗剂用于肿瘤靶向荧光/光声双模成像指导的协同治疗

    黄艳琴罗集文李佳启张瑞...
    903-913页
    查看更多>>摘要：本工作构建了一种多功能纳米诊疗剂FePDA/DOX@HA-CYS-TTDPP,用于肿瘤靶向荧光/光声双模态成像指导的光疗/化学动力学治疗/化疗协同治疗.将近红外吸收的吡咯并吡咯二酮衍生物(TTDPP)通过胱胺(CYS)与肿瘤靶向生物大分子透明质酸(HA)偶联,得到两亲性聚合物HA-CYS-TTDPP;再与Fe3+配位的聚多巴胺纳米粒子(FePDA)以及抗肿瘤药物阿霉素(DOX)进行分子自组装,形成该纳米材料.其光热转换效率达到65.6％,且具有良好的光声性能,这归因于TTDPP和PDA良好的光热转换性能,且Fe3+进一步增强了 PDA的光热效应;它还可以对肿瘤微环境的弱酸性pH值、过表达的谷胱甘肽(GSH)和透明质酸酶(HAase)产生三重响应,实现靶向药物控释和荧光激活;Fe3+能与肿瘤中的GSH和H2O2引发芬顿反应,生成具有细胞毒性的·OH,从而产生化学动力学治疗性能.细胞实验证实FePDA/DOX@HA-CYS-TTDPP能够智能响应肿瘤微环境而实现靶向荧光成像,并通过光疗/化学动力学治疗/化疗协同治疗有效抑制HeLa肿瘤细胞的增殖.该体系为实现精准高效的肿瘤诊疗拓展了思路.

    肿瘤微环境响应双模态成像光热治疗化学动力学治疗协同治疗

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