Preparation and triethylamine sensing performance of ZnSnO3/NiO heterostructur
Liyong DU, Yi LIU, Guoli YANG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240404
In this study, ZnSnO3/NiO heterostructures were synthesized using a co-precipitation method followed by an annealing process. The gas-sensitive characteristics of the sensors based on these samples were evaluated. The results indicate that the sensor performance was optimized when the molar ratio of Ni to Zn was 1∶2. Specifically, the response values of the ZnSnO3/NiO-2-based sensor to 100 μL·L-1 triethylamine (TEA) gas at 220 ℃ reached 70.6, which were 6.1 times higher than that of the pure ZnSnO3 based sensor. The findings demonstrate that ZnSnO3/NiO heterostructures exhibited not only short response and recovery times (1 s/18 s) but also good gas selectivity, repeatability, and long-term stability. The enhanced sensing mechanism has been investigated in detail.
关键词: heterostructures, ZnSnO3/NiO, triethylamine, gas sensing performance, gas sensing mechanism
糖中的明星——赤藓糖醇访谈录
吴依玲, 金珮瑶, 田申悦, 张骥
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202404034
代糖是用于替代食品中糖类物质的甜味剂,包含人工代糖和天然代糖。近年来,赤藓糖醇成为了应用最为广泛的代糖之一。虽然赤藓糖醇作为代糖具有诸多优点,但也有研究表明赤藓糖醇具有一定的潜在风险。本文采用访谈稿的形式介绍了赤藓糖醇与代糖以及现有科学研究中赤藓糖醇存在的风险。
关键词: 代糖, 赤藓糖醇, 科普
PNIPAm温纳米纤维膜:交联作用下的形貌稳定性和响应行为
田晓靖, 黄至纯, 张青松, 王旭, 杨宁, 邓南平
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202304037
N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)交联温敏纳米纤维膜作为一种相变温度易于控制的新兴响应性材料,克服了传统PNIPAm块状水凝胶的生产成本高、响应速率慢和PNIPAm非交联温敏纳米纤维耐水性差的缺点,受到广泛研究并应用于智能开关、温度致动器、水油分离、药物、细胞控制释放和伤口敷料等领域。形貌稳定性和快速响应性是温敏纳米纤维膜在重复体积变化过程中最大的挑战,同时也作为评价PNIPAm温敏纳米纤维膜的实用性最重要指标引起了人们广泛的关注。本文全面综述了PNIPAm温敏纳米纤维膜近二十年来国内外的突破性进展和非交联作用下PNIPAm温敏纳米纤维膜的形貌变化和响应性,重点综合分析了物理和化学交联中交联反应类型、交联度、交联时间和交联分子量对PNIPAm温敏纳米纤维膜的形貌稳定性和响应行为的影响,为之后纤维膜的交联处理提供了理论支持,并对PNIPAm温敏纳米纤维膜的发展及应用前景进行了展望。
关键词: N-异丙基丙烯酰胺, 纳米纤维膜, 形貌稳定性, 响应性, 耐水性
自组装协同催化高选择性合成卤芳烃
史时辉, 李皓瑜, 韩少杰, 姚一凡, 刘思齐
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202312002
卤代芳烃是非常重要的合成砌块,广泛应用于农用化学品、材料和药物等的合成。芳烃的亲电取代卤化反应是制备芳基卤化物最简单的方法,但是富电子芳烃的卤化反应存在区域选择性差的挑战。本实验采用自组装协同催化策略,以环己基苯溴化反应为模型反应,高选择性合成溴代芳烃,进而应用于卤代芳烃的高选择性合成。在加深学生芳烃亲电取代卤化反应的同时,也向学生传授自组装、协同催化和路易斯酸碱催化等重要知识,加深学生对亲电取代反应机理和离子型中间体的了解。实验主要由卤代芳烃的合成、机理探究及实验普适性三部分组成,包含多种有机实验基本操作,涉及反应监测、分离纯化、产物表征等多个重要环节,实验整体时长7小时,安全性高,可操作性强,适合本科实验教学开设。本实验秉持科研反哺教学的理念,将新的科研成果转化为人才培养内容,有助于提高学生的科研创新与实践能力。
关键词: 卤代芳烃, 区域选择性, 亲电取代卤化反应, 协同催化
Enhanced selectivity of catalytic hydrogenation of halogenated nitroaromatics by interfacial effects
Rui HUANG, Shengjie LIU, Qingyuan WU, Nanfeng ZHENG
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240356
The highly selective catalytic hydrogenation of halogenated nitroaromatics was achieved by employing Pd-based catalysts that were co-modified with organic and inorganic ligands. It was demonstrated that the catalysts contained Pd species in mixed valence states, with high valence Pd at the metal-support interface and zero valence Pd at the metal surface. While the strong coordination of triphenylphosphine (PPh3) to Pd0 on the Pd surface prevents the adsorption of halogenated nitroaromatics and thus dehalogenation, the coordination of sodium metavanadate (NaVO3) to high-valence Pd sites at the interface helps to activate H2 in a heterolytic pathway for the selective hydrogenation of nitro-groups. The excellent catalytic performance of the interfacial active sites enables the selective hydrogenation of a wide range of halogenated nitroaromatics.
关键词: halogenated nitroaromatic, heterogeneous catalysis, hydrogenation, selectivity control, interfacial effect
计算化学方法再探“碘催化氯苯的氯反应”
闫虹廷, 冯爱利, 朱荣秀, 刘磊, 张冬菊
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202403010
本文研究课题“碘催化氯苯的氯代反应”来源于2021年全国统考高考化学试卷(浙江卷)的考题,其试题背后隐含了一系列化学基本概念和基本理论。前期文献对该题目进行了研究,所得结果与高考题目中的描述不一致。本文用密度泛函理论(DFT)方法重新对该反应进行了系统研究,确立了反应的催化活性组分及其形成机理,计算了氯苯氯代反应的分子机制、反应的热力学和动力学性质,比较了邻位、间位及对位取代的反应性能,分析了电子效应和空间效应对反应性能的影响。本文计算结果与高考题目中的描述一致,表明了该题目的严谨性和科学性。本文研究结果有助于学生加深对芳香化合物亲电取代反应的认识和理解。
关键词: 氯苯, 氯代, , 反应机理, 计算化学
对硫硫酸分解产物单质硫沉淀过程的探究——意外的“失败”?
胡浩哲, 张浩宇, 芦昌盛
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202412034
在“硫代硫酸钠标准液的配制和标定”实验的操作过程中,大一新生因使用了未经稀释的硫代硫酸钠溶液意外在滴定环节产生大量淡黄色沉淀;学生们经过自主探究,重现了实验现象,调控体系pH ≈ 5时制备出较为稳定的硫胶体体系。通过课外文献调研、估算和分析,学生们推断沉淀成分并推测了硫单质的均相成核沉淀过程,提出可以使用硫胶体替代传统Fe(OH)3胶体用于实验教学与课堂演示。
关键词: 硫代硫酸钠, 单质硫沉淀, 硫胶体
FeMoS4/carbon fiber cloth composites: Preparation and application in dye-sensitized solar cells
Qian ZHANG, Yuxuan ZHANG, Yongguang YANG, Ruijie BAI, Yuandong LI, Ling LI
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240442
Herein, an FMS/CC composite was successfully fabricated by depositing FeMoS4 onto a pristine carbon fiber cloth (CC) substrate via a facile two-step hydrothermal method. The amorphous nature of the FMS/CC composite endows it with abundant catalytically active sites, thereby accelerating the reduction of I3-. More importantly, the dye-sensitized solar cells (DSSCs) prepared by scraping it on flexible titanium mesh with low resistance had low series resistance (Rs). Electrochemical characterizations revealed that the DSSCs employing the FMS/CC counter electrode achieved a power conversion efficiency (PCE) of ca. 9.51% (surpassing the ca. 8.15% efficiency of the Pt counter electrode), open-circuit voltage (Voc) of ca. 0.79 V, short-circuit current density (Jsc) of ca. 18.31 mA·cm-2, and fill factor (FF) of ca. 0.65. Moreover, after 100 times of cyclic voltammetry (CV) test, the CV curve remainedunchanged, indicating the excellent stability of FMS/CC in the electrolyte containing I3-/I-.
关键词: dye-sensitized solar cells, transition metal sulfides, counter electrode
过渡金属催化卤芳烃合成苯胺类化合物的研究进展
宋戈洋, 薛东, 李刚
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202308030
苯胺类化合物是一种重要的有机中间体和基本化工原料,广泛应用于医药、农药、染料和功能材料等研究领域。发展高效、绿色的合成苯胺类化合物一直是备受关注的研究热点之一。过去数十年,过渡金属催化卤代芳烃合成苯胺类化合物的研究由于具有底物适用广泛、官能团兼容性好及高的反应选择性等优点,引起了化学家的研究兴趣与关注。本文综述了过渡金属催化卤代芳烃合成苯胺类化合物的研究进展,主要内容包括:(1) 钯催化卤代芳烃合成苯胺类化合物;(2) 铜催化卤代芳烃合成苯胺类化合物;(3) 镍催化卤代芳烃合成苯胺类化合物。
关键词: 过渡金属催化, 苯胺类化合物, 卤代芳烃, 胺化反应
电催化氯芳香烃脱氯催化剂的合成策略、应用与挑战
王琪, 刘宇庆, 王洁菲, 马媛媛, 都京, 韩占刚
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100120
电催化脱氯(EHDC)因其高效率、无二次污染及反应条件温和等特点,被认为是极具前景的污染物降解技术。在EHDC过程中,活性氢的生成、C―Cl键的断裂以及氯代芳香烃或反应中间体的吸附/脱附是核心步骤。该技术依赖高活性电催化剂以提升催化效率与成本效益。本文首先系统总结了EHDC中催化剂活性与稳定性的评价方法和指标,分别从贵金属与非贵金属基催化剂体系出发,综述了近年来低成本、高性能电催化剂的前沿进展。重点探讨了催化剂构效关系及提高催化剂活性的关键策略,如构建异质界面和设计合金结构优化活性组分的电子结构特性以及调控催化剂局域微环境改善电荷转移效率等。此外,还探讨了氯代芳香烃的结构对电催化脱氯活性的影响关系。最后分析了当前电催化加氢脱氯技术面临的挑战与未来发展方向,为含氯有机物的高效脱氯转化研究提供理论和技术参考。
关键词: 电催化脱氯, 含氯有机物, 电催化剂, 构筑策略

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