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中国科学（化学）
中国科学（化学）

黎乐民

月刊

1674-7224

chemistry@scichina.org

010-64016732

100717

北京东黄城根北街16号

中国科学（化学）/Journal SCIENTIA SINICA ChimicaCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《中国科学》是中国科学院主办、中国科学杂志社出版的自然科学专业性学术刊物。《中国科学》任务是反映中国自然科学各学科中的最新科研成果，以促进国内外的学术交流。《中国科学》以论文形式报道中国基础研究和应用研究方面具有创造性的、高水平的和有重要意义的科研成果。在国际学术界，《中国科学》作为代表中国最高水平的学术刊物也受到高度重视。国际上最具有权威的检索刊物SCI，多年来一直收录《中国科学》的论文。1999年《中国科学》夺得国家期刊奖的第一名。
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    光催化/光电催化5-羟甲基糠醛的研究进展

    郭琳苗锦谭涛王振华...
    147-159页
    查看更多>>摘要：储量丰富的生物质作为一种可再生的有机资源,可通过化学反应转化为高附加值的化学品或燃料,有助于降低对化石能源的依赖.5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,HMF)是一种关键的生物质平台分子,其含有醛基、羟甲基和呋喃环,具有优越的化学性能,可通过氧化、加氢、开环水解、醚化和聚合等化学反应转化为一系列高价值的衍生物,可应用于医药、材料、化工、生物燃料等领域.近年来,光催化作为一种经济有效的绿色化学方法不仅克服了传统热催化的缺点,还应用于生物质转化.本文系统地综述了近年来光催化/光电催化HMF的研究进展.同时,本文重点关注了光催化氧化过程中活性物种对HMF选择性的影响和用HMF氧化取代动力学迟缓的水氧化以促进光解水产氢.最后,还对未来的研究方向进行了展望,包括探索多步骤反应策略以提高2,5-呋喃二羧酸(FDCA)的产率,深入研究光催化HMF氧化反应动力学和催化活性位点以全面理解HMF的光催化氧化机制,以及优化光催化剂实现高效选择性的HMF转化,为可持续能源、生物质转化和液体生物燃料领域提供新的创新解决方案.

    光催化部分氧化催化剂生物质还原

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    无机金属纳米材料在生物成像和光热治疗中的研究进展

    沈明佳曹晴张满杰景洪宇...
    160-181页
    查看更多>>摘要：光热治疗(photothermal therapy,PTT)具有无创性、选择性高以及毒副作用低等优点,是生物医学领域重要的肿瘤治疗方法.PTT的关键在于找到良好的光热转化剂.金属基纳米材料由于较高的光热转化效率和可调控的表面结构,在该疗法中表现出巨大潜力.同时,某些金属基纳米材料还可作为造影剂用于生物成像,对肿瘤进行诊断和监测,指导PTT对肿瘤进行精确热消融,实现肿瘤的诊疗一体化.本文阐述了无机金属基纳米材料在生物成像中的应用,归纳了金基、铋基和过渡金属基纳米光热转化剂的研究现状,分析了PTT在临床转化中存在的问题和解决策略.最后,对金属基纳米材料在生物成像和光热治疗中的未来发展进行了展望.

    金属基纳米材料生物成像光热治疗诊疗一体化临床转化

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    水凝胶材料在类器官研究中的应用进展

    覃馨园刘海涛甘忠桥秦建华...
    182-195页
    查看更多>>摘要：类器官指通过干细胞自组织在体外三维(3D)培养条件下分化形成的功能性细胞组织复合体,能够反映人体来源组织或器官的部分关键结构和功能特征,是一种极具前景的体外模型体系.目前,多数类器官的形成和培养都依赖复杂的动物来源细胞外基质(如Matrigel),该类基质的肿瘤源性和批次差异性影响了类器官培养的重现性,难以满足生物医学研究的需求.相比之下,各种天然和合成基水凝胶成分明确,具有高度可调的物理和化学特性,已广泛用于各种细胞的3D培养.本文概述了类器官的形成与培养现状,重点介绍了各种已用于类器官研究的水凝胶材料及其设计与工程化策略,讨论了功能化水凝胶材料在类器官基础研究和转化应用方面的潜力,并对其未来的发展趋势与面临挑战进行了展望.

    水凝胶类器官生物材料干细胞再生医学

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    PM6:Y6基三元有机太阳能电池研究进展

    刘芯辛吴霞王贤雨马林宇珊...
    196-217页
    查看更多>>摘要：有机太阳能电池(OSCs)因具有质轻、柔性、可印刷制备等优点受到广泛的关注.近年来,由于新型给受体材料的研发,OSCs的能量转换效率已经有了很大的突破.特别是基于宽带隙聚合物PM6和新型非富勒烯受体Y6构筑的二元OSCs的效率高达15.7％,这使得PM6:Y6基OSCs成为研究热点.由于二元OSCs的活性层对太阳光谱的吸收相对有限,限制了器件性能的进一步提升.通过引入吸收互补的第三组分构建三元OSCs被证明是提高器件性能的一种非常有效的策略.基于三元策略,PM6:Y6基OSCs的效率得到了大幅提升.因此,有必要全面总结PM6:Y6基三元OSCs的研究进展.本文介绍了三元OSCs的工作机制,探究了第三组分的作用和选取依据,重点综述了聚合物给体、小分子给体、富勒烯受体、非富勒烯受体作为第三组分构筑的PM6:Y6基OSCs的研究进展,并对未来PM6:Y6基三元OSCs的发展进行了展望.

    有机太阳能电池三元策略PM6Y6效率

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    基于聚合物凝胶和纸基的超分子光学传感阵列研究进展

    李宏达姜迈于汇川
    218-230页
    查看更多>>摘要：超分子光学传感器阵列是分析化学中分子识别信息可视化的有效工具之一,这种传感器的优点是它们可以利用阵列系统来检测多种分析物.然而,大多数的光学传感器阵列主要在溶液状态下进行检测,大大限制了其应用的范围.发展固态光学传感器阵列,如聚合物凝胶和纸张,可以扩大光学传感器作为现场可视化分析工具的应用范围.本综述结合强大的数据处理技术和实际应用的便携式数字化检测技术,总结了固态介质参与的分子光学传感器阵列的应用与展望.

    超分子传感器光学传感器阵列现场传感成像分析模式识别

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    甲烷氧化偶联制乙烯Na-W-Mn/SiO2催化剂的研究进展

    高欣宋佳欣范晓强于学华...
    231-249页
    查看更多>>摘要：乙烯产量是衡量一个国家石油化工行业水平的重要指标.因此,将甲烷高效转化为乙烯的甲烷氧化偶联(OCM)反应成为催化工业和能源领域的热门话题,甲烷氧化偶联工艺也已成为世界各国的研究热点.然而OCM反应是同时结合了多相反应和均相反应的复杂反应网络,使得OCM反应高效催化剂的开发面临着重大挑战.其中,Na-W-Mn/SiO2体系催化剂是目前综合性能最好的催化剂,但Na-W-Mn/SiO2催化剂组分复杂,反应所需温度高,活性中心仍存在争议.因此本文主要总结讨论了该体系催化剂上OCM反应机理,以及氧物种和酸碱性对OCM反应的影响.并详细介绍了体系中各活性组分在反应中的作用,以及各种原位表征手段在OCM机理研究中的应用.最后对OCM反应在高温原位表征,低温可控OCM反应以及化学链循环反应方向进行了展望.

    甲烷催化剂OCM反应机理Na-W-Mn/SiO2活性位

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    氮掺杂中空碳负载的高熵合金在电化学去除铀方面的性能及机理探究

    刘晓露肖慕良韩莹莹刘效潇...
    250-259页
    查看更多>>摘要：本文通过离子交换法制备了氮掺杂中空碳负载的高熵合金(HEA@HNPC),并用作电催化剂应用于水溶液中铀的去除.制备的HEA@HNPC具有灵活多变的元素组成、易于调控的表面电子结构和丰富的催化活性位点.分别探究了HEA@HNPC在纯水和模拟地下水中对铀的去除性能.结果表明,HEA@HNPC电催化剂对铀的去除表现出快速的动力学、较大的萃取容量、优异的选择性及增强的循环使用性能,放大实验发现HEA@HNPC对模拟地下水中铀的去除效率高达381.6mgg-1 d-1.采用SEM、XRD和XPS对电化学产物分析发现,还原的U(Ⅳ)会与产生的CaCO3沉淀形成混合物以固体的形式析出,实现铀的高效连续去除.电化学循环伏安曲线(CV)发现HEA@HNPC表面产生的具有强还原性的H*ad物种是实现U(Ⅵ)→ U(Ⅳ)电还原的关键.这一发现为应用电化学技术去除水溶液中铀的机理研究提供了有意义的参考.

    HEA@HNPC电化学技术铀去除机理研究

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    水相中银催化硝基化合物还原制备胺

    焦红梅陈荣张苗苗郭婉真...
    260-266页
    查看更多>>摘要：芳胺是重要的基础化学品,被广泛应用于材料、药物化学等领域.发展新型、高效的催化合成策略制备芳香伯胺具有重要的科学研究意义.本文以商业易得的芳香硝基化合物为原料、廉价的三氟甲磺酸银为催化剂前体、苯硅烷为还原剂,在水相且温和条件下,实现了硝基的高选择性还原.该体系具有较好的兼容性,后处理操作简单,避免了氢气及高压釜设备,为芳香伯胺的制备提供了新的思路.机理研究表明,原位生成的银氢为活性物种,将硝基芳烃转化成为相应的芳香亚硝基化合物,中间体为偶氮苯及氢化偶氮苯.

    芳胺硝基化合物还原水金属催化银

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    具有可编程形状变形的热响应超分子水凝胶

    向楚阳付如民田雨康新昌...
    267-276页
    查看更多>>摘要：形状记忆水凝胶(SMHs)作为一种智能软材料备受关注.目前复杂的制备工艺和缓慢单一的形状变形阻碍了其在智能柔性驱动器中的应用.本研究以丙烯酰胺(AAm)、α-甲基丙烯酸(MAA)、丙烯腈(AN)为原料,N,N,N',N'-四甲基乙二胺(TEMED)为促进剂,利用氢键和偶极-偶极相互作用的协同效应,简单自由基聚合方法构建了热响应形状记忆超分子水凝胶(P(AMA)).研究结果表明,水凝胶具有高韧性(1.11±0.06MJ/m3),高拉伸强度(0.22±0.02 MPa)和超过1000％的应变.可逆物理交联点的解离和重建赋予了水凝胶优异的热响应形状记忆行为:在10 ℃条件下5min即可固定为临时形状,并在37℃条件下10s内恢复原始形状.本研究构建的P(AMA)形状记忆超分子水凝胶具有易制备、低成本、坚韧和可编程形状变形等优点,在柔性驱动器、软机器人和电子皮肤等领域具有良好的应用前景.

    超分子水凝胶丙烯腈热响应形状记忆

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    征稿启事

    后插3-后插4,封3页
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