• 2022年第39卷第10期文章目次
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    • >功能材料
    • 黏膜粘附性缺氧响应型壳聚糖胶束的制备与性能

      2022, 39(10).

      摘要 (25) HTML (0) PDF 2.78 M (467) 评论 (0) 收藏

      摘要:以2-硝基咪唑和6-溴己酸乙酯为原料,合成了缺氧响应型6-(2-硝基咪唑)己酸(NIHA),将其接枝改性壳聚糖合成了取代度分别为3.9%、6.3%和8.9%的两亲性壳聚糖-g-6-(2-硝基咪唑)己酰胺衍生物(CS-NID)。利用1HNMR、UV和FTIR表征了CS-NID的化学结构。CS-NID在水中能自组装形成纳米胶束,并采用DLS、Zeta电位和UV对胶束进行了表征。结果表明,CS-NID胶束的平均粒径为165~190 nm,粒径随NIHA取代度增加而减小。胶束具有优良的储存稳定性、黏膜粘附性、pH响应性和缺氧响应性。阿霉素(DOX)通过疏水相互作用被装载进胶束内,最大载药率(DLC)可达13.3%,最大包封率(DLE)可达44.3%。体外药物释放研究表明,CS-NID胶束具有明显的缺氧响应的药物释放行为,在正常生理环境(常氧,pH 7.4)中24h最大药物释放量仅为42%,而在缺氧的酸性(pH 5.4)条件下,2h内药物释放量高达65%,24h内药物释放量超过92%。

    • >综论
    • (急)3D打印气凝胶的研究现状

      2022, 39(10).

      摘要 (267) HTML (0) PDF 19.49 M (553) 评论 (0) 收藏

      摘要:气凝胶材料具有高比表面积、高孔隙率、低密度以及低热导率等诸多优良性能,被认为是21世纪的十大新材料之一。然而传统气凝胶由于其力学性能有限,难以经过后加工技术形成所需的复杂形状结构,满足实际应用的需求。因此,无需复杂后处理即定制化制备复杂形状结构材料的3D打印技术有望成为突破气凝胶材料应用瓶颈的先进制造技术。本文从3D打印气凝胶的技术种类和材料类型两个方面,综述了3D打印气凝胶材料的研究进展;归纳了3D打印气凝胶材料在阻燃隔热、介电和组织工程中的独特应用并展望了3D打印气凝胶的发展趋势。最后指出扩宽3D气凝胶材料的材料体系、开发更适应气凝胶打印的3D打印技术、提升打印精度与速度和深入研究3D打印气凝胶的可控孔隙结构对其性能的影响是未来的几个重要的研究方向。3D打印气凝胶材料的开发有望促进气凝胶材料的快速发展。

    • MXene在火灾预警传感器中的应用研究进展

      2022, 39(10).

      摘要 (156) HTML (0) PDF 7.70 M (743) 评论 (0) 收藏

      摘要:火灾预警系统的核心之一是新型传感材料。MXene及其衍生物具有较高电子传导率和超大比表面积、独特的温敏性及气敏性,可实现对早期火灾的快速可靠预警,因此,在火灾预警传感器领域具有广泛的应用前景。该文首先回顾了温敏型MXene基火灾预警器的预警机制及其纸类与涂层类器件在火灾预警领域的发展现状,随后介绍了气敏型MXene基火灾预警器的预警机制及国内外近年来MXene及其衍生物在NH3、NO2、CO等气体检测的研究进展。重点总结了MXene在火灾预警领域高性能化、多功能化的发展趋势,并对MXene基火灾预警器后续发展趋势进行了展望。最后,指出未来MXene基火灾预警器应通过开发新型MXene基敏感材料以进一步缩短其响应触发时间、提高火灾预警的快速性与准确性,并考虑赋予器件自修复性、电磁屏蔽性、疏水性等多功能性,同时将其与物联网联动实现智能消防,使其更适合复杂环境和实际工程应用。

    • 耐磨型水性醇酸树脂的研究进展

      2022, 39(10).

      摘要 (214) HTML (0) PDF 2.98 M (1343) 评论 (0) 收藏

      摘要:醇酸树脂具有丰满、光亮、附着力好、可生物降解等诸多优点,广泛应用于车辆船舶、油漆涂料等行业。但醇酸树脂涂层耐久性较差,在使用过程中易受外界摩擦应力使涂层的保护作用失效。因此,如何对醇酸树脂涂层的机械性能进行增强,使其在使用过程中不易遭到破坏依然是目前关注的重点,提高醇酸树脂涂层的耐磨性能至关重要。本文在查阅大量文献的基础上,从水性醇酸树脂的合成方法、影响水性醇酸树脂耐磨性能的因素及水性醇酸树脂的耐磨改性方面进行了综述,目前提升醇酸树脂涂层耐磨性能的主要方法是改进合成工艺以及利用功能材料对醇酸树脂进行改性,从涂层强度、硬度、韧性等方面对醇酸树脂的性能进行提升。本文对耐磨型水性醇酸树脂今后的发展趋势进行了展望,以期为相关工作者提供借鉴与指导,笔者分析,今后关于耐磨型醇酸树脂的进展主要集中在生物原料的发现、新材料的应用、醇酸树脂的适用范围等方向。

    • 太阳能界面蒸发协同发电:进展与展望

      2022, 39(10).

      摘要 (356) HTML (0) PDF 5.91 M (1804) 评论 (0) 收藏

      摘要:太阳能界面蒸发(SIE)是将太阳能集中于“空气-水”的界面处加热,进行高效产气,实现海水淡化的过程。该方法可有效解决淡水资源短缺和能源转换效率低等问题。随着光热材料及集成系统的快速发展,界面蒸发器的功能不断优化,促进了该方法在水处理、蒸汽杀菌、稀缺资源富集和联产发电等领域的技术突破。本文在延续前期研究的基础上,结合SIE协同发电的最新研究进展,梳理SIE协同发电的机理,分析SIE协同发电装置的设计要点,总结SIE协同发电的实际应用现状,并展望其未来的发展及挑战。

    • >功能材料
    • 曹雨微[1],2,刘远2,孔会民1,2,岳萍2,唐大才2,林彦军1,[3]

      2022, 39(10).

      摘要 (56) HTML (0) PDF 1.55 M (702) 评论 (0) 收藏

      摘要:以MgCl2为晶面调控剂,利用水热法对氢氧化镁(MH)的(001)晶面选择性生长进行调控,研究了晶面调控剂浓度、反应温度、反应时间等因素对MH颗粒的溶解和结晶作用。调控后产品各晶面的XRD衍射峰强度I001/I101和I001/I110较原料分别提高了214.30%和307.45%,百吨级中试产品的I001/I101和I001/I110较原料分别提高了84.08%和112.99%。采用XRD、FE-SEM、TEM、FTIR、粒度分析仪对MH产品的形貌、结构进行了表征,并对调控机理进行了研究。结果表明,MgCl2可以在水热体系中促进MH的(001)晶面选择性生长。一方面,MgCl2作为强酸弱碱盐降低了体系pH值,同时Cl-可以通过电荷中和效应使MH发生进一步加速溶解。另一方面,MgCl2提供的Cl-作用于MH的结晶过程,通过促进MH边缘生长,强化了(001)晶面的生长。

    • 供电子基取代联苯胺类共轭聚合物的光电性质及电化学性能

      2022, 39(10).

      摘要 (106) HTML (0) PDF 1.14 M (522) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过取代基修饰增强联苯胺单元供电子性,使其与缺电子的苯甲醛单元共聚,基于简单结构设计合成了一组具有给体-受体型结构的聚联苯胺基共轭聚合物聚物。采用H NMR、FT-IR,XRD对单体及聚合物进行了结构表征,表明各目标产物成功制得。通过Uv-vis、Uv-vis-DRS、循环伏安、计时电位、交流阻抗以及循环性能测试对各共聚物进行了光电性质及电化学性能测试。结果表明,引入甲氧基后制得的共轭聚合物P3分子链共轭程度较高,结晶性较佳,光学带隙Egopt为2.09 eV,该样品具有较高的HOMO及较低的LUMO值,分别为-5.15 eV和-3.06 eV,呈现更好的氧化还原性,相应地也表现出较佳的电化学电容特性。0.3 A/g时,P3恒流充放电首次放电比电容达1030 F/g,经700次循环仍保持在530 F/g。

    • (急)PDMS/ZrO2/SiO2超疏水辐射制冷薄膜的制备及性能

      2022, 39(10).

      摘要 (223) HTML (0) PDF 13.14 M (544) 评论 (0) 收藏

      摘要:被动日间辐射制冷(PDRC)技术由于不需要外部能源、绿色清洁无污染而受到广泛关注。该文通过将聚二甲基硅氧烷(PDMS)和二氧化锆(ZrO2)颗粒进行复合形成分散液,将其浇铸成膜后得到PDMS/ZrO2辐射制冷薄膜材料,然后通过喷涂PDMS/SiO2分散液对其进行疏水化处理制备了一种超疏水辐射制冷薄膜材料。通过优化ZrO2粒径和喷涂液中SiO2用量,薄膜表面接触角可达156.6 ° ± 2 °,滚动角为0.3 ° ± 0.1 °,呈现优异的自清洁性能。其太阳光反射率高达95.3%,红外发射率大于90%。在太阳光直射下,薄膜可实现平均9.99 ℃的降温效果。薄膜的自清洁性能使其表面不受泥土污染从而具有稳定持久的辐射降温功能。除此之外,薄膜具有优异的机械性能、耐摩擦性能以及耐酸/碱溶液和紫外光照稳定性。

    • CoSe2@NF双功能电催化剂用于高效碱性全解水

      2022, 39(10).

      摘要 (211) HTML (0) PDF 1.28 M (654) 评论 (0) 收藏

      摘要:开发用于水分解的高效稳定、低成本非贵金属电催化剂,特别是在同一电解质中对阴极的析氢反应(HER)和阳极的析氧反应(OER)都具有高效作用的电催化剂是一项挑战。以六水合硝酸钴、尿素、氟化铵和硒粉为原料,采用水热和高温固相法在镍网上原位构筑了CoSe2@NF,采用XRD、XPS、SEM和TEM对CoSe2@NF进行物相分析和形貌表征,并在碱性电解液中对CoSe2@NF的电催化析氧和析氢性能进行了测试。结果表明,表面粗糙的串珠状纳米线结构极大地增加了CoSe2有效活性位点的数量。该催化电极在OER和HER中均表现出高而稳定的催化活性。将CoSe2@NF作为全解水槽的阴阳极,在1.6 V槽电压下即可产生10 mA/cm2的电流,并可在1.7 V的电压下稳定运行100 h。这项研究为全解水提供了一种经济有效的解决方案.

    • >表面活性剂
    • 葡萄糖酰胺季铵盐表面活性剂的合成与性能

      2022, 39(10).

      摘要 (124) HTML (0) PDF 1.64 M (674) 评论 (0) 收藏

      摘要:以葡萄糖酸内酯、N, N-二丁基-1, 3-丙二胺和溴代烷为原料,采用先胺酯反应、后季铵化两步法合成了系列葡萄糖酰胺季铵盐表面活性剂(CnDGMAPB,n=8、10、12、14、16)。采用FTIR、1HNMR和13CNMR对中间体和产物结构进行了鉴定,并对其表面活性、润湿性能、乳化性能、泡沫性能和产品毒性等性能进行研究。结果显示,CnDGMAPB具有较好的表面活性,随着碳链的增长,临界胶束浓度(cmc)和分子截面积(Amin)逐渐减小,表面活性效率(pC20)和饱和吸附量(Гmax)逐渐增大,表面张力(γcmc)在28~32 mN/m之间。在考察浓度(0.01-5 mmol/L)范围内,C12DGMAPB和C16DGMAPB溶液与聚四氟乙烯膜(PTFE)的接触角降低到47o,此类糖基酰胺季铵盐具有较好的润湿和乳化性能。5 min时泡沫体积都很小,属于典型的低泡型产品。细胞毒性和急性经口毒性实验均显示,此类葡萄糖酰胺季铵盐表面活性剂为低毒产品。当C12DGMAPB质量浓度在0.2 g/L时,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率都能达到100%,对皮肤无刺激,具有较好的抗静电性能。

    • >生物工程
    • 两种方法提取琉璃苣叶多糖的理化性质 及生理活性

      2022, 39(10).

      摘要 (56) HTML (0) PDF 1016.43 K (495) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究旨在制备两种琉璃苣叶水溶性多糖,进一步探究其结构特征,并评价其降血糖、抗癌和免疫活性。采用纤维素酶辅助提取(BLP-1)和微波辅助提取法(BLP-2)制备琉璃苣叶水溶性多糖,并比较了BLP-1和BLP-2的理化性质,通过分析α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制效果来评价BLP-1和BLP-2的降血糖活性,通过检测HepG2、MX-1和A549细胞的抑制率来评价抗癌活性,通过检测RAW246.7的免疫因子分泌来评价免疫活性。结果表明,BLP-1和BLP-2具有不同的多糖和蛋白质含量。BLP-1和BLP-2由阿拉伯糖(Ara)、半乳糖(Gal)、葡萄糖(Glc)、木糖(Xyl)组成,但摩尔比组成不同,其分子量分别为20.1和22.6KDa。热重分析(TGA)表明BLP-2比BLP-1具有更稳定的结构。这两种多糖具有抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性、抑制HepG-2、A549和MX-1癌细胞增殖以及激活巨噬细胞RAW 264.7细胞分泌免疫细胞因子以介导细胞免疫反应的潜力。两种多糖可作为新功能食品和医药产品中的生物活性成分,为进一步研究两种多糖的构效关系提供了理论依据。

    • >医药与日化原料
    • 新型吡唑-4-酰胺类衍生物设计、合成与生物活性

      2022, 39(10).

      摘要 (104) HTML (0) PDF 593.97 K (509) 评论 (0) 收藏

      摘要:为寻找高生物活性的吡唑酰胺类化合物,设计、合成一系列含硫结构的N-吡啶基吡唑-4-酰胺类衍生物,目标化合物结构经1HNMR、13CNMR和有机元素分析或高分辨质谱确证,并进行了杀虫及杀菌活性测试研究。初步杀虫活性测试结果表明,目标化合物在200mg/L对东方粘虫具有中等杀虫活性。同时,测试了目标化合物在50mg/L对5种病菌的离体抑菌活性,化合物N-[(4-氯-2-甲基-6-甲酰胺基)苯基]-1-(3-氯-2-吡啶基)-3-硫甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺If和N-[(4-氯-2-甲基-6-环丙基酰胺基)苯基]-1-(3-氯-2-吡啶基)-3-硫甲基-1H-吡唑-4-甲酰胺Ig对番茄早疫病菌显示了良好的活性,分别为65.2%和67.1%, 高于对照药百菌清,值得进一步研究。

    • >水处理技术与环境保护
    • ZIF-8负载海藻酸钠/氧化石墨烯基底用于吸附盐酸四环素

      2022, 39(10).

      摘要 (104) HTML (0) PDF 1.71 M (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决金属-有机骨架材料ZIF-8在水溶液中难以回收的问题,以海藻酸钠(SA)为基础材料,采用直接滴加法将SA和氧化石墨烯(GO)混合溶胶滴入Ca2+溶液中,交联形成SA/GO凝胶基底,再将ZIF-8原位生长在SA/GO基底上,制得SA/GO/ZIF-8复合吸附剂用于去除环境废水中盐酸四环素(TC)。XRD、TEM和SEM表征结果证明ZIF-8在SA/GO凝胶基底上均匀生长,且经计算得ZIF-8的负载率高达34.21%。当温度为25 ℃、pH=7及TC浓度为50 mg/L时,30 mg SA/GO/ZIF-8复合吸附剂对TC的平衡吸附容量可达125.37 mg/g。吸附动力学和等温线结果表明SA/GO/ZIF-8对TC的吸附过程受化学活性位点控制,属于活性位点均匀的单层吸附。在循环吸附6次后,SA/GO/ZIF-8复合吸附剂对TC的去除率仍在85%以上。这种易于分离和高负载ZIFs的SA/GO/ZIF-8复合吸附剂有望成为去除废水中抗生素的理想选择。

    • >油田化学品与油品添加剂
    • 高耐盐型聚合物的制备及其流变性能

      2022, 39(10).

      摘要 (71) HTML (0) PDF 3.06 M (480) 评论 (0) 收藏

      摘要:以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)、含双键谷氨酸螯合剂(CH-3)为原料,通过反相乳液聚合法制备一种聚丙烯酰胺类聚合物p(AM/AA/CH-3)。通过FTIR及1HNMR表征证明功能基团成功引入聚合产物中。SEM结果表明,聚合物与盐离子形成更加致密规则的结构 。粒度分布测试结果表明,聚合物粒径分布集中且均匀。流变性测试结果表明,聚合物在盐水中存在应力环;质量分数为0.8%的p(AM/AA/CH-3)聚合物水溶液 表现出较好的耐温性能;在质量浓度为20000 mg/L的NaCl和CaCl2溶液中,质量分数为0.8%的p(AM/AA/CH-3)聚合物溶液在140 ℃下剪切1 h后的黏度分别为70.53 mPa·s和53.84 mPa·s,体系具有良好的耐温耐剪切性。聚合物在盐溶液中表现为弹性体,由于聚合物分子间作用力大于分子内部作用力,因而形成更加致密复杂的空间网络结构,聚合物弹性增大。