【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202312021
“荧光海”是指在夜晚或黑暗环境中,海水表面发蓝光的景象,又称“蓝眼泪”。本科普实验着眼于引导人们了解该有趣自然现象,探究背后的科学原理,以智能缓释材料海藻多糖水凝胶包埋发光原料,根据化学发光能量转移原理制备可持续发光的多彩藻胶球,并基于此推出一种便携科普实验盒,可随时随地重现属于自己的澎湃“蓝眼泪”。本科普实验将糖化学、光化学和材料化学知识应用于自然现象的解读与应用,向公众充分展现浪漫美妙的化学科学。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240428
通过微波加热方式,快速合成了3个葡萄糖修饰的双席夫碱。通过比浊度分析、HRP/Amplex Red实验、DCFH-DA荧光探针实验、NBT分析法以及MTT实验检测它们抑制金属离子诱导的Aβ聚集、减少活性氧(ROS)生成及抑制Aβ聚集产生的细胞毒性。发现葡萄糖修饰的双席夫碱都能有效抑制金属离子(Zn2+、Cu2+)诱导的Aβ1~40的聚集,降低Cu2+-Aβ加合物催化产生ROS水平、提高Cu2+-Aβ作用的细胞内超氧化物歧化酶的活力,有效抑制Zn2+或Cu2+诱导Aβ聚集而产生的神经细胞毒性并大幅提高细胞存活率。作为对比,我们也检测了相同条件下的氯碘羟喹(cliquinol, CQ)和没有葡萄糖修饰的同类双席夫碱的活性,发现葡萄糖修饰的双席夫碱各方面活性均好于CQ;葡萄糖修饰的双席夫碱自身毒性小、抗氧化和提高Aβ与金属离子共同处理的细胞的存活率方面均优于未葡萄糖官能化的同类双席夫碱。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20230473
制备了具有高荧光量子产率(photoluminescence quantum yield,PLQY)的Mn2+掺杂准二维钙钛矿(PEA)2PbyMn1-yBr4(PEA为苯乙胺,y为Pb2+占Mn2+和Pb2+总含量的物质的量分数)薄膜。宽带隙的(PEA)2PbBr4作为给体,掺杂杂质Mn2+作为受体,构筑了双发射的激发态传递系统。通过调控Mn2+掺杂的不同比例对(PEA)2PbyMn1-yBr4的发光性能和薄膜形貌的影响,发现当前驱体溶液中Mn2+与Pb2+的物质的量之比为1∶4时,薄膜有着最高的PLQY和最低的表面粗糙度。利用飞秒瞬态吸收(transient absorption,TA)光谱,追踪其动力学过程,发现主客体之间的激发态传递是通过电荷转移来实现的。为了研究材料的电致发光特性,我们将(PEA)2PbyMn1-yBr4作为活性层,加工得到了发光二极管(light emitting diodes,LEDs)。在室温下,器件发出明亮的橙色,其最高的发光强度为0.21 cd·m-2,外量子效率(external quantum efficiency,EQE)为0.002 5%。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240173
采用溶剂热合成方法,合成了一种新型金属配位聚合物{[Zn2(L)(H2O)(DMA)]·DMA·2.3H2O}n (1),其中L4-为完全脱去质子的N,N'-二(4-羧基苄基)-5-氨基间苯二甲酸,DMA为N,N-二甲基乙酰胺。单晶X射线衍射结果显示,该配合物属于三斜晶系,空间群为P1,a=0.989 6(5) nm,b=1.370 5(5) nm,c=1.382 1(5) nm,α=80.067(5)°,β=76.729(5)°,γ=76.611(5)°,结构是由二维金属有机层通过π…π相互作用而扩展成的三维超分子骨架。红外光谱验证了锌离子与L4-配体成功配位。粉末X射线衍射(PXRD)实验证实了配合物1具有较高的纯度。热重分析结果显示配合物1在室温至416.9 ℃区间内具有较好的热稳定性。在273 nm的激发光下,配合物1在437 nm处有较强的荧光发射,可以在30 s内快速检测乙醇溶液中的炭疽生物标志物——吡啶-2,6-二甲酸,具有选择性高、抗干扰能力强、检测限低(约为15 μmol·L-1)等特点。结合PXRD图和紫外可见吸收光谱揭示了其检测机理为晶体骨架坍塌而诱导的荧光猝灭。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405012
示范中心秉承固本创新教学理念,自2018年始打破二级学科壁垒,从一级学科层面设置实验课程,构建基础、综合、科研能力训练三层次平台实验体系,助力厚基础、宽口径、高素质、创新型复合人才培养。中心通过青椒论坛、一人多岗、专兼融合、科教融通、产教融汇等加强和促进队伍建设、课程改革、教研相长、课程思政与创业教育,学生创新创业活动活跃。中心注重安全、共享和示范引领,社会效益显著。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405035
基于化工原理实验教学实践经验,将前沿科研成果融入其中,设定专业特色实验、探究研讨实验、设计原创实验,以期形成丰富的实验资源、特色课程和教材及支撑创新人才的培养。在学生接触到科研实验的同时,能够深化所学的化工原理理论知识,开拓前沿科研学术视野,激励其自主学习,产生浓厚的科研兴趣,提高创新能力。
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240407
使用碘化亚铜、预先合成的硼咪唑配体和季铵盐制备得到了2例铜碘簇基硼咪唑框架(boron imidazolate frameworks,BIFs),并对其结构与性能进行了表征。X射线单晶衍射结果显示,[N(C4H9)4]{Cu6I6[BH(im)3]Cu[BH(im)3]}·0.5CH3OH (BIF-155,im=imidazolate)是以四连接的Cu6I6簇、单核Cu原子和三连接的硼咪唑配体BH(im)3-作为节点交替连接形成的(3,4)-连接的二维层状网络,[N(C4H9)4]{Cu3I3[BH(im)3]} (BIF-156)则是以Cu3I3簇和BH(im)3-硼咪唑配体连接得到的3-连接的fes拓扑的二维层状网络。2种化合物对应的晶体均具有良好的结晶性。在紫外灯照射下,二者展示出不同的荧光性质,即BIF-155发射红光,BIF-156发射黄光。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202409090
本文探讨了高校化学课程“仪器分析”的英文教学探索与创新实践。面对学生英文水平参差不齐和教师普遍存在的英文教学问题,本文通过创新的教学设计、教学方法和教学资源等提出了对应的解决方案。文章分析了分层次教学对提高学生参与度和学习效果的作用,结合文献、多媒体资源和虚拟实验室等技术手段,帮助学生更好地理解英文教学内容。最后,文章对未来的课程优化提出了展望,旨在为化学实验课程的国际化发展提供参考和支持。
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202307024
梯形共轭聚合物(CLPs)因其独特的光电性质而受到广泛关注。绝大多数CLPs是通过溶液方法合成的,但近年来,在超高真空环境中进行的表面原位合成策略逐渐崭露头角,成为CPL合成的新方法。表面原位合成方法能够克服传统溶液合成的限制,如随着聚合度增加而受限的溶解度和结构稳定性,从而实现复杂共轭结构的精确合成。Azulene衍生物是在表面合成非苯型CLPs的有吸引力的前体。与传统的只含六元环的CLPs相比,使用烷基取代的azulene作为前体分子,有望获得具有复杂骨架结构的CLPs,从而调控其电子性质,但目前很少有人探索这种策略。本文报道了3,3'-二溴-2,2’-二甲基-1,1’-联薁(DBMA)在Au(111)表面上的热化学反应。在室温的Au(111)衬底上,我们发现沉积的分子在重构表面的fcc (面心立方堆积)区域形成无定型的聚集体,并在100 ℃以下保持形貌不变。当退火温度高于150 ℃后,DBMA发生脱溴反应并与金原子络合形成具有复杂空间立体结构的2,2’-二甲基-1,1’-联薁有机金属聚合物,并展现出迥异的图像特征。随后在更高温度下退火,有机金属聚合物脱去金属原子并经历碳碳偶联反应。该过程伴随着甲基与相邻薁单元之间的分子内环化反应,形成了含有benzo[a]azulene单元的梯形共轭聚合物。有趣的是,我们发现当一侧甲基参与反应并在聚合物中形成六元环时,会显著地弯折聚合物链,使得另一侧甲基与薁单元之间的距离增加,并抑制预期的环化过程。我们通过键分辨扫描探针显微镜对反应过程中的相关结构进行了研究,发现反应结果与反应中间结构的应力关联紧密。我们的结果表明,烷基取代的azulene前体可应用于非苯型碳纳米结构的表面合成,并有望实现扩展的非苯型二维碳纳米结构。
【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202309011
催组装是用于描述催组剂帮助下的分子组装的新概念,目前还未报道过催组装过程的分子水平表征。本文中,我们利用扫描隧道显微镜(STM),在辛酸和高序热解石墨之间的液固界面,观察到了1, 3, 5-三(4-羧基苯基)-苯(BTB)亚稳态自组装网格在主客体识别过程中的催组装过程。实验中采用的是低浓度的客体分子酞菁铜(CuPc),以及晕苯(COR)分子。我们对比了单客体(COR/BTB或CuPc/BTB)体系和多客体(COR & CuPc/BTB)体系中客体分子在主客体组装过程中的不同吸附特征。在多客体分子(COR & CuPc/BTB)体系中,晕苯分子优先填入主体六边形网络中,随着组装的进行逐渐被酞菁铜分子取代。晕苯分子在组装过程中发挥了催组装剂的作用,帮助低浓度酞菁铜完成了其本身无法形成的、大面积的CuPc/BTB共组装。这是首次在分子尺度观察到的完整的催组装过程,有助于指导构建更高复杂度的二维分子组装单层膜。