绿色合成具开放金属位点的金属机框架用于效捕获氨气
李平, 谭庚, 黄鑫, 孙福兴, 贾江涛, 朱广山, 刘佳, 李激扬
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250020
氨气是一种有毒气体,排放到空气中会对人类和环境造成不可估量的危害,制备廉价、绿色的氨气吸附材料对于氨气处理具有重要意义。本研究采用低成本的8-羟基喹啉-5-磺酸(H2QS)作为配体,通过简单的低温水热法合成了La3+基金属有机框架{[La4(QS)6(H2O)6]·18H2O}n (MOF-LaQS)。实验结果显示,MOF-LaQS在273 K、101 kPa条件下对氨气的最大吸附量可达228 cm3·g-1(10.2 mmol·g-1),且在极低压力(0.101 kPa)下仍能吸附48 cm3·g-1(2.14 mmol·g-1)的氨气。通过原位红外光谱和密度泛函理论计算证实了MOF-LaQS中开放的La3+金属位点是吸附氨气的关键位点,揭示了其高效吸附氨气的机理。
关键词: 氨气捕获, 金属有机框架, 开放式金属位点, 水热合成
共价机框架——新兴的机多孔材料
杨奔, 沈淑坤, 金普军, 罗雨佳, 胡鉴勇
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202502128
共价有机框架(COFs)是一类由有机分子通过共价键连接形成的有机多孔结晶聚合物。COFs具有开放的孔道、可定制的功能和出色的稳定性等特点,在气体吸附、催化、能源存储和生物等领域极具前景。本文将简要介绍COFs的定义和分类、合成方法、发展历史及在新兴领域的应用。最后,本文对COFs材料未来发展所面临的机遇和挑战进行了展望。
关键词: 共价有机框架, 多孔材料, 结晶有机材料, 化学合成, 应用
机磷化合物喊冤录
王黔浪, 孙吉峻, 陈前, 赵全芹, 奚宝娟
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405205
作为有机化合物的重要分支,有机磷化合物在农业生产、医药化工和环境保护等诸多领域发挥着重要作用。然而,社会上大多数人对有机磷化合物的了解局限于有机磷农药,并因其毒性而“谈磷色变”。本文运用拟人化手法,生动形象地介绍有机磷化合物中有机磷农药的中毒机制、解毒措施和安全使用的方法,同时也介绍了有机磷化合物的其他的广泛用途,旨在让读者在趣味阅读中对有机磷化合物和有机磷农药有更加充分的认识。
关键词: 有机磷化合物, 有机磷中毒, 乙酰胆碱酯酶, 科普
机电化学与化学教学
晏宏, 王文峰, 叶克印, 袁耀锋
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202407027
有机电化学被国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)列入2023年度化学领域十大新兴技术之一。作为基础化学的重要分支,电化学在本科阶段主要是在无机化学中的“氧化还原反应”和物理化学中的“电解质溶液”等章节介绍了电化学基础知识,但对有机电化学的知识却鲜有提及。本文主要介绍近年来有机电化学的研究热点,并探讨在本科教学中引入有机电化学相关知识的几点思考。
关键词: 有机电化学, 电化学合成, 氧化还原反应, 本科教学
二维共价机框架作为光催化剂在机合成中的研究进展
袁乐汪, 彭垚垚, 管宗杰, 方煜
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100086
二维共价有机框架(2D COFs)具有拓扑可调性、大比表面积、易于功能化以及出色的稳定性等特性,这些特性使得它们在多相光催化领域中的应用日益广泛。本文首先概述了2D COFs的合成方法,包括溶剂热、离子热、机械化学、微波辅助、声化学和界面合成方法。它简要介绍了影响光催化性能的各种因素,包括结晶度和稳定性、能带结构、电荷转移能力、孔径和比表面积以及光源。随后,讨论转向总结和分析2D COFs作为光催化剂在有机小分子转化反应(如光催化氧化、还原和偶联反应)中的进展。最后,对2D COFs在光催化有机转化领域面临的机遇和挑战进行了总结和展望。
关键词: 二维, 共价有机框架, 光催化, 氧化反应, 还原反应, 偶联反应
A propane-selective metal-organic framework for inverse selective adsorption propane/propylene separation
Shanqing YANG, Lulu WANG, Qiang ZHANG, Jiajia LI, Yilong LI, Tongliang HU
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20250154
We report a robust pillar-layered metal-organic framework, Zn-tfbdc-dabco (tfbdc: tetrafluoroterephthalate, dabco: 1, 4-diazabicyclo[2.2.2]octane), featuring the fluorinated pore environment, for the preferential binding of propane over propylene and thus highly inverse selective separation of propane/propylene mixture. The inverse propane-selective performance of Zn-tfbdc-dabco for the propane/propylene separation was validated by single-component gas adsorption isotherms, isosteric enthalpy of adsorption calculations, ideal adsorbed solution theory calculations, along with the breakthrough experiment. The customized fluorinated networks served as a propane-trap to form more interactions with the exposed hydrogen atoms of propane, as unveiled by the simulation studies at the molecular level. With the advantage of inverse propane-selective adsorption behavior, high adsorption capacity, good cycling stability, and low isosteric enthalpy of adsorption, Zn-tfbdc-dabco can be a promising candidate adsorbent for the challenging propane/propylene separation to realize one-step purification of the target propylene substance.
关键词: metal-organic framework, propane/propylene separation, inverse selective adsorption separation
基础与前沿机结合在机合成教学中的应用——以不对称Meinwald重排反应为例
马登科
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202502112
有机合成课程是高校化学相关专业的一门重要的专业基础课,具有很强的实用性。然而有机合成课程知识点、反应繁多,学生理解、记忆和应用通常面临困难。为了解决这一问题,本文设计了一种基础与前沿相结合的教学模式,具体以不对称Meinwald重排反应为例,通过该重排反应的介绍、发展、机理与不对称转化,以及在天然产物合成中的应用讲述,有机地将课本上讲述的一些基础知识和概念,以及氧化还原反应、重排反应等部分的内容串联起来,帮助学生理清知识脉络,对于所学内容有了更为具体和深刻的认识,强化了理解和记忆。同时融入课程思政,培养学生的科研兴趣和探索精神,包括实验室安全和环境保护意识等,为培养具有坚定政治信念、高尚思想品德和扎实专业能力的高素质人才贡献力量。
关键词: 基础知识, 前沿进展, 有机合成, 教学方法, 课程思政
双金属机骨架在肿瘤诊疗中的研究进展
王爱爱, 赵璐, 白云峰, 冯锋
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240225
双金属有机骨架(BMOFs)是以2种不同的金属离子作为节点与有机配体通过配位键连接起来的一类新型杂化材料。BMOFs具有比表面积大、负载量高、组成及孔径可调等优点,可以用作合成具有可控的尺寸、组成和结构的功能纳米材料的模板或前驱体。与单金属MOFs相比,BMOFs在生物医学领域具有更好的离子协同效应、催化选择性和结构稳定性。本综述总结了BMOFs用于肿瘤单一治疗和联合治疗以及在磁共振成像等方面应用的最新研究进展。最后讨论了BMOFs在肿瘤诊疗中存在的挑战和未来发展趋势。
关键词: 双金属有机骨架, 肿瘤, 单一治疗, 联合治疗, 磁共振成像
综合机合成实验苯佐卡因的课程思政设计
沙风, 伍新燕, 胡坪, 张文清, 栾晓洋, 马云飞
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202307082
将传统的合成路线和条件都给定的综合有机实验“苯佐卡因的合成”,改造成路线可设计、条件可优化的创新性实验。学生通过文献调研、综合分析以及评估合成策略和具体实验条件,提出兼顾宏观(路线)和微观(具体条件)的改进实验方案,规避原实验的局限性和不足。根据学生专业和培养方案的不同,开放部分或全部“权限”给学生,从不同层级原料出发,设计绿色、高效的合成路线,确定具体的实验方案;或根据建议路线,调整和优化实验条件,使学生在得到基础实验操作技能训练的基础上,其绿色、高效、可持续发展的合成理念也得到进一步升华。鼓励学生运用科学思维,将学科前沿成果引入实验实践中,培养学生科学创新能力。引导学生从全局出发,提升团队合作意识和能力。
关键词: 苯佐卡因, 合成路线设计, 反应条件优化, 绿色合成, 课程思政
农科特色机化学课程的教学探索与实践
万福贤, 李映, 张元红, 朱树华, 徐静, 王艳芳, 张丽丽
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202308041
立足高等农林教育,从教学案例、教学方法、教师团队建设等方面对有机化学课程教学进行了探索和实践。教学实践表明,激发了学生的学习兴趣,拓展了学生的视野,助力学生领略了有机化学研究前沿(尤其是与农科交叉融合应用前沿)魅力,培养了学生的文化素养、职业素养和科学素养,塑造了学生“知农爱农”的情怀,厚植了学生的家国情怀;实现了知识传授、能力培养与价值引领的同向同行和交相辉映,有效解决了公共基础课与专业教育需求不能完全匹配的问题,充分发挥了课程在农科人才培养中的作用。
关键词: 有机化学, 农科, 案例教学, 课程思政, 交叉融合创新

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