【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240054
MoS2/CuS composite catalysts were successfully synthesized using a one-step hydrothermal method with sodium molybdate dihydrate, thiourea, oxalic acid, and copper nitrate trihydrate as raw materials. The hydrogen production performance of MoS2/CuS prepared with different molar ratios of Mo to Cu precursors (nMo∶nCu) as cathodic catalysts was investigated in the two-chamber microbial electrolytic cell (MEC). X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscope (TEM), linear scanning voltammetry (LSV), electrochemical impedance analysis (EIS), and cyclic voltammetry (CV) were used to characterize the synthesized catalysts for testing and analyzing the hydrogen-producing performance. The results showed that the hydrogen evolution performance of MoS2/CuS-20% (nMo∶nCu=5∶1) was better than that of platinum (Pt) mesh, and the hydrogen production rate of MoS2/CuS-20% as a cathode in MEC was (0.203 1±0.023 7) mH23·m-3·d-1 for 72 h at an applied voltage of 0.8 V, which was slightly higher than that of Pt mesh of (0.188 6±0.013 4) mH23·m-3·d-1. The addition of a certain amount of CuS not only regulates the electron transfer ability of MoS2 but also increases the density of active sites.
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202311055
现代社会中,化学和相关工业的快速发展导致水环境污染问题日益严重,这对水质检测以及水资源的处理技术提出了更高的要求,然而目前尚难以快速、高效地实现对低浓度、痕量的污染物的检测和处理。为此,科学家们设计出一类新型的智能材料——微纳米机器人。基于微纳米机器人的可控运动性能、精准识别能力、高效吸附效果和原位降解能力,可以对痕量污染物建立高灵敏度的响应,从而实现水中污染物的有效检测与处理。为了能够让广大读者深入理解微纳米机器人在水污染检测和处理领域的发展前沿和未来研究趋势,本文以微纳米机器人组织“污染刺客联盟”为背景,简单有趣地介绍了微纳米机器人在水环境检测、监测和处理方面的应用及其科学机理。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202404113
“我们能人工合成一个细胞吗?Can a cell be artificially synthesized?”——这是2021年《科学》期刊新发布的世界最前沿的125个重大科学问题之一。科学家为了揭示“生命起源”的奥秘以及解决世界关注的重大基础科学问题,设计出人造细胞这类仿生材料。它们最明显的特点就是具有与生物细胞类似的结构与功能。因此,深入研究人造细胞,不仅有利于研究真实细胞的结构与功能机制,还有助于建立非生物物质与真实细胞之间的联系,从而搭建非生命系统与生命系统之间的桥梁,为生命起源等相关研究提供实验与理论依据。而磷脂囊泡作为目前应用最为广泛的人造细胞更是有着广阔的应用前景。为了使“磷脂囊泡”这类材料以及相关研究技术得到更广泛的认识,本文基于耳熟能详的四大名著之一——《西游记》,讲述了孙悟空凭借火眼金睛帮助磷脂囊泡战胜癌细胞的故事,介绍了磷脂囊泡的设计和制备、代表功能以及体内治疗案例,以期促进广大读者对该技术的理解,并激发更多该技术潜在的应用可能。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250144
本文报道了一种基于二茂铁与苯并硒二唑(SeNBD)偶联物的前药FcNH-SeNBD,用于肿瘤细胞化学动力学治疗(CDT)与荧光成像。FcNH-SeNBD利用肿瘤细胞中过表达的过氧化氢(H2O2)氧化二茂铁发生芬顿反应,高效生成羟基自由基(·OH),诱导肿瘤细胞凋亡。与此同时,二茂铁的氧化阻断了其与苯并硒二唑之间的光致电子转移(PET)效应,使得原本被猝灭的SeNBD荧光得以恢复,实现了荧光信号“Off-On”的转变,用于实时监测前药在肿瘤细胞中的活化与富集,便于治疗效果的预测与评估。体外实验表明 FcNH-SeNBD对肝癌细胞HepG2[IC50=(7.95±0.98) μg·mL-1]和结直肠癌细胞HCT116[IC50=(15.74±1.5) μg· mL-1]具有显著的选择性杀伤作用,而对正常结肠上皮细胞NCM-460无显著毒性(IC50>100 μg·mL-1)。机制研究证实,FcNH-SeNBD通过激活caspase-3依赖性凋亡通路发挥对肿瘤细胞的杀伤作用。细胞成像实验表明 FcNH-SeNBD可在肿瘤细胞中富集并产生强烈的红色荧光。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250208
采用一步溶剂热法结合多元表面修饰工艺,以四氧化三铁(Fe3O4)和还原氧化石墨烯(rGO)为核,表面接枝盐酸多巴胺(DA)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和十六十八烷基二甲基羟丙基磺基甜菜碱(HSB1618)制备双亲性磁性复合材料Fe3O4/rGO/PDA(聚多巴胺)/SDBS/HSB(FGPSH)。系统研究了该材料对水体中聚氯乙烯(PVC)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)微塑料(MPs)的吸附行为。结果表明,FGPSH呈纳米多孔球状结构,平均粒径为426.15 nm,平均孔径为33.02 nm。材料表现出优异的超顺磁性,饱和磁化强度高达44.15 emu·g-1,可通过外加磁场实现快速固液分离。多层表面修饰使FGPSH兼具亲水性和疏水性,并使其在水体中保持高分散性的同时,为不同极性MPs匹配吸附位点,呈现出广谱且高效的选择性吸附行为。在优化条件下(PVC和PET的初始质量浓度均为25 mg·L-1,溶液pH均为9.0,FGPSH用量分别优化为0.50和0.40 g·L-1,吸附时间分别为30和80 min),FGPSH对PVC和PET的吸附率分别达到97.58%和95.30%,对应吸附容量分别为48.75和60.33 mg·g-1,且经过5次吸附-脱附循环后仍能保持85%以上的吸附率。吸附热力学与动力学研究表明,FGPSH对亲水性PVC的吸附行为符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型,而对疏水性PET的吸附则遵循Langmuir模型,表明其对不同极性微塑料的吸附机制存在显著差异。
