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2023,40(11), DOI:
Abstract:
二氧化锰具有资源丰富、成本廉价、电化学性能优良等优点,被广泛应用于电催化、电化学储能、生物医学和电致变色器等领域。本文综述了二氧化锰作为电极材料在电催化领域的最新研究进展,包括催化析氧、催化析氢、氮还原、尿素氧化、二氧化碳还原、醇氧化等；总结归纳了二氧化锰的结构特征及其合成方法；系统分析了二氧化锰晶型、微观形貌、电子结构与催化性能间的构效关系及其在构筑高效催化电极材料方面的应用及性能优化策略；结合当前研究存在的问题,展望了二氧化锰基催化电极材料的发展方向。
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白忠薛, 王学川, 冯宇宇, 冯练享, 李佳俊, 李彤, 潘伟佳, 刘新华
2023,40(11), DOI:
Abstract:
生物质材料是由动物、植物以及微生物等生命体衍生得到的材料,具备来源广泛、绿色安全、可再生和可生物降解等重要特征。生物质基水凝胶是以天然生物质大分子为原材料制备的水凝胶,已被广泛应用于污染物吸附、药物载体、生物工程以及多功能传感等领域。本文简要介绍了几种常见生物质基水凝胶的特点,包括基于蛋白质、纤维素、海藻酸盐、淀粉和壳聚糖等制备的水凝胶。同时,归纳了生物质基水凝胶在生物、应变、气体、湿度和温度等方面的最新传感应用。最后,结合目前研究现状,指出了生物质基水凝胶未来推广应用面临的挑战并提出了针对性解决思路。
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2023,40(11), DOI:
Abstract:
采用改良St?ber法制得187、245、274 nm 3种粒径的SiO2微球，使用聚多巴胺（PDA）对SiO2微球进行包覆，制备了蓝色、绿色、红色3种不同颜色的非晶光子晶体PDA/SiO2（APCs）；将非晶光子晶体PDA/SiO2引入聚氨酯（PU）制得复合材料PDA/SiO2/PU 。利用FT-IR、CA、SEM、TEM、UV-Vis、DLS及万能试验机对PDA/SiO2及复合材料PDA/SiO2/PU的结构与性能进行表征分析。结果表明：APCs的颜色取决于SiO2微球的粒径；通过调节PDA的包覆量可调整APCs的色彩饱和度；APCs引入PU后可得到呈暗红结构色聚氨酯，其最大拉伸强度可达40.28 MPa，水接触角达113°，使得聚氨酯具有结构生色性和优异的机械性能与疏水性。
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2023,40(11), DOI:
Abstract:
采用金属铬配合物/双-(三苯基正膦基)氯化铵/叔丁醇锂组成的三组分催化体系,实现了多种环氧烷烃与γ-硫代丁内酯(TBL)高活性开环共聚。发现聚合过程中叔丁醇锂可以有效稳定链末端硫负离子,抑制其回咬,保证了反应的活性以及聚合物的分子量。采用1H NMR、13C NMR、ESI-MS以及FTIR对聚合物结构进行了表征,通过DSC和TGA考察了不同结构聚酯硫醚的热性能。结果表明,聚酯硫醚均具有完全交替结构且呈现无定形态,玻璃化转变温度(Tg)处于?53~?18 °C之间,5%热失重温度在258~300 °C之间。通过氧化反应进一步获得含亚砜和砜结构单元的含硫聚合物,使得Tg大大提高。以叔丁基缩水甘油醚与TBL的共聚物为例,其硫醚结构被氧化为亚砜和砜结构后聚合物Tg分别提高了49和60 °C。
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2023,40(11), DOI:
Abstract:
以纤维素为原料，通过酸酐改性制备纤维素基萃取材料（Cell-COOH），用于尿液中苯丙胺的富集，并建立基于该材料的固相萃取-高效液相色谱联用用于尿液中苯丙胺的测定。采用现代分析测试手段对Cell-COOH结构进行表征；优化固相萃取条件，并对其特异性、抗干扰能力、可重复利用性及方法的可行性进行测试和验证。结果表明，Cell-COOH表面含有羧基官能团，对苯丙胺具有较好的吸附能力；在其他滥用药物和共存离子的干扰下，该方法表现出良好的特异性和抗干扰能力，经过7次循环使用后萃取效率仍保持在92%以上。在最佳萃取条件下，该方法的线性范围为0.01~2 mg/L（R2=0.9973%），检出限为2.5 μg/L，定量限为8 μg/L。使用Cell-COOH对实际尿液中的苯丙胺进行萃取，其回收率为74.41~82.14%，相对偏差（n=3）为2.32~6.85%。
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陈晨, 冯军, 张馨予, 张琳林, 付琬璐, 孙大吟, 王娜
2023,40(11), DOI:
Abstract:
本文制备了两亲性的雪人状Janus颗粒和钴酞菁催化剂,并成功将钴酞菁催化剂选择性地负载于Janus颗粒的亲水一侧,通过扫描电镜观察到分区明显且具有非对称结构的Janus颗粒,进一步通过XPS、EDS、红外光谱分析、热重分析等测试确定了颗粒的组分。将钴酞菁修饰的两亲性雪人状Janus颗粒同时作为固体颗粒乳化剂和界面催化剂,应用于多相体系中水溶性染料罗丹明B的光催化降解反应,考察了通风和光照、催化剂用量、染料初始浓度以及H2O2体积分数对催化效果的影响；通过紫外可见分光光度计观察染料的降解率,结果表明,该Janus颗粒催化剂对染料的催化降解率最高可达94.6%,相对于负载前催化剂展现出明显的催化优势,并且易于回收进行重复利用,循环5次仍保持良好的催化效率。
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2023,40(11), DOI:
Abstract:
采用6-甲氧基苯并噻唑-2-羟基喹啉作为双光子荧光团、硼酸酯作为过氧化氢（H2O2）识别基团，合成比率型检测H2O2的双光子荧光探针{6-甲氧基-2-[6-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼杂环戊烷-2-基)喹啉-2-基]苯并[d]噻唑}（MQH2O2）。利用荧光光谱和双光子荧光光谱对探针进行H2O2响应能力的评估，结果显示探针具有良好的H2O2比率响应（30 min内比率信号增强约25.4倍、检出限低至38.6 nmol/L）和双光子性质（最大双光子荧光活性截面为150 GM）。通过双光子共聚焦成像完成了细胞和大脑组织成像，结果表明该探针能够实现脑卒中诱导细胞氧化应激的原位成像分析。
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2023,40(11), DOI:
Abstract:
以3,9-苝二酰氯、双酚A、对苯二甲酰氯和间苯二甲酰氯为原料，通过相转移界面缩聚法合成出一系列苝结构单元含量不同的聚芳酯 PAR-Pn(n分别为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%，表示3,9-苝二酰氯的含量，以双酚A的物质的量为基准计算得到，下同)。通过DSC、TGA、DMA、UV-Vis及PL对材料的热稳定性、动态力学性能及光学性能进行了研究。结果表明，所制备的聚芳酯在氮气氛围中起始分解温度均在468 ℃以上，由DMA测得的玻璃化转变温度均在211 ℃以上，具有较高的耐热性。所有聚芳酯均具有光致发光的特性，发光峰位于480~540 nm，且荧光强度随苝含量的增加而增强。另外，所制备的聚芳酯在常用有机试剂中均具有良好的溶解性，为湿法制备聚合物薄膜提供了可能性。
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2023,40(11), DOI:
Abstract:
以磁性Fe3O4为载体，采用吸附-聚集-交联的方法固定来源于Streptomyces chromofuscus的磷脂酶D （scPLD）。该方法制备的磁性磷脂酶D交联酶聚集体（MCLEA）酶活回收率可达72.89%，酶活为（437±6.60）U/g。与游离酶相比，MCLEA在不同温度和pH下的稳定性都得到了一定程度的提升，但由于与底物的亲和力降低，需要更高浓度的磷脂酰胆碱（PC）和Ca2+作为反应底物与MCLEA结合。另外，还研究了MCLEA的有机溶剂耐受性，发现乙醇、四氢呋喃、叔丁醇、乙酸乙酯、乙醚和甲苯等有机溶剂对MCLEA的酶促反应具有促进作用，此发现为scPLD催化转磷脂酰作用生成磷脂酰丝氨酸（PS）过程中构建双相体系时有机溶剂的选择提供了参考。MCLEA在进行连续13次酶促反应后，酶活仍可保留在76%以上，其半衰期为331.67 min，说明所选择的固定化方案可以提高酶的稳定性，从而提高其在催化反应过程中的重复利用性。
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2023,40(11), DOI:
Abstract:
为了提高β-甘露聚糖酶的活性,本研究采用易错PCR将来源于地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)KD-1的β-甘露聚糖酶基因manBl进行分子进化,并在枯草芽孢杆菌(B. subtilis)中进行表达,以定向筛选酶活性提高的β-甘露聚糖酶突变体。筛选得到的突变体ManBl (I91N/L211I),其比酶活性为 15554.7 U/mg,是野生型ManBl的4.2倍,食品级表达的胞外酶产量达17601.3 U/mL。应用AlphaFold2对该酶的三维结构进行预测,结果表明,尽管β-甘露聚糖酶的2个位点(I91N 和 L211I)位于催化中心之外,但在很大程度上影响酶活性。β-甘露聚糖酶ManBl (I91N/L211I)水解魔芋胶产物主要由甘露六糖、甘露三糖和甘露二糖组成。该研究首次报道I91N/L211I 2个位点联合突变能够提高β-甘露聚糖酶活性；ManBl (I91N/L211I)食品级表达,为该酶绿色安全地应用奠定了基础。
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2023,40(11), DOI:
Abstract:
以枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）为宿主，以脱氧胸苷和腺嘌呤为底物，异源组合表达来源于大肠杆菌（Escherichia coli）的嘧啶核苷磷酸化酶与嘌呤核苷磷酸化酶作为催化酶源，全细胞催化合成2’-脱氧腺苷。首先，通过对比不同宿主来源的核苷磷酸化酶确定最适的酶组合表达，并对核糖体结合位点（Ribosome binding site, RBS）序列进行优化，获得全细胞催化合成2’-脱氧腺苷的重组B. subtilis , 2’-脱氧腺苷的产量为133.4 g/L，脱氧胸苷的摩尔转化率为64.3%；其次，利用互作短肽构建自组装多酶复合物，显著提升了底物转化效率，2’-脱氧腺苷的产量达到179.6 g/L；最后，对全细胞催化条件细胞添加量及温度进行优化，进一步提高了2’-脱氧腺苷的产量，最终优化后的2’-脱氧腺苷的产量达到200.3 g/L，底物脱氧胸苷的摩尔转化率为96.6%。
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2023,40(11), DOI:
Abstract:
由于芽孢杆菌及其细胞外代谢物具有抗氧化、抗菌等性能被用于护肤品中。通过盐酸沉淀法从芽孢杆菌ZYCHH-01发酵产物中提取出活性物质，采用自由基清除率为指标评价提取物的体外抗氧化活性，通过牛津杯扩散实验评估提取物的抗菌能力，通过急性皮肤刺激和人体涂抹实验检测了添加提取物面霜的生物安全性。结果表明，该提取物对DPPH·和ABTS+·具有一定的清除活性，其半清除率（IC50）分别为0.73和0.26 g/L。该提取物对革兰氏阳性菌和阴性菌均有抑制作用，可使细菌形貌受到严重受损。在中国化妆品行业，单一的尼泊金酯最高使用量为0.4wt%，混合酯的最高使用量为总体的0.8wt%，当提取物质量浓度为8 g/L（0.8wt%）时，能有效抑制6种常见的致病菌生长，具有替代市售防腐剂的可行性；且所制备的面霜具有安全性、无皮肤刺激性。
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2023,40(11), DOI:
Abstract:
采用四氯化碳(carbontetrachloride,CCl4)诱导的急性肝损伤(acute liver injury,ALI)大鼠模型,分别以联苯双酯(阳性药物对照)、低、中、高剂量土家药竹节参多糖(Panaxjaponicuspolysaccharide,PSPJ)对大鼠进行给药,通过观察大鼠一般情况及体重变化,采用苏木素-伊红染色法S(HE)评价PSPJ对肝组织病理变化的改善作用；免疫组织化学(IHC)染色检测肝脏组织NF-κB的表达情况；蛋白免疫印迹法(WB)等方法检测PSPJ对ALI大鼠肝PI3K/AKT/NF-κBR信号通路相关蛋白及炎症指标的表达水平。结果显示,模型组的体重、肝重和肝脏指数均显著上升(P<0.05)；模型组出现大量肝组织炎症浸润,用药组肝脏病理变化明显缓解; 与正常组比较,模型组大鼠肝组织p-PI3K蛋 白 表 达 显著下降( P<0.05), P I3K、p-AKT、 p-NF-κB、IL-1β蛋 白 表 达 显著升 高( P<0.05)； 药物组 p-PI3K蛋白表达显著上升(P<0.05),p-AKT、IL-1β蛋 白 表 达 显著下降( P<0.05)。PSPJ可通过PI3K/AKT/NF-κB通路信号中的相关关键蛋白表达减轻CCL4诱导的大鼠急性肝损伤。
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伏洪兵, 高天画, 李兴宾, 葛虎城, 顾恒硕, 顾宇飞, 李志霞
2023,40(11), DOI:
Abstract:
采用工业废弃物硅灰为原料，淀粉为模板剂通过两步法制备出介孔ZSM-5分子筛，采用XRD，SEM，氮气吸脱附以及NH3-TPD对催化剂的晶型、形貌、孔道结构以及酸性特征进行了表征。发现合成的分子筛相对结晶度为73.4%，微观形貌是一个长轴在3 μm左右的柱状晶粒，它的孔径分布在3 ~ 5nm之间，总酸量为1.15 mmol/g。进一步将催化剂用于低密度聚乙烯（LDPE）和木质素（AL）的共裂解研究，结果表明，当对LDPE与AL（质量比1:1）进行共裂解时，BTEX选择性为91.86%，高于CZ（86.31%），也高于单独裂解LDPE与AL时的BTEX选择性。并且，共裂解时获得的BTEX产率（22.94%）也明显高于BTEX的理论产率（19.79%），说明催化共裂解过程中两种原料之间对提高BTEX生产有协同效应。
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2023,40(11), DOI:
Abstract:
3-噻唑啉是一类含硫含氮的杂环香料化合物,本论文以脂肪醛、2,5-二甲基-2,5-二羟基-1,4-二噻烷和氨水为原料,水或乙醇为溶剂,合成了4-甲基-3-噻唑啉、2,4-二甲基-3-噻唑啉、2-乙基-4-甲基-3-噻唑啉、2-异丙基-4-甲基-3-噻唑啉、2-丙基-4-甲基-3-噻唑啉、2-丁基-4-甲基-3-噻唑啉六种4-甲基-3-噻唑啉类香料化合物,它们的产率为为50%-91%,通过质谱、1H NMR和13C NMR对它们的结构进行表征；并且对合成的六种4-甲基-3-噻唑啉类香料化合物的香气特征进行了评价,对保留指数进行了测定,结果表明它们都具有烤香、坚果香和焦香,它们在HP-INNOWAX极性色谱柱上的保留指数范围是1398-1686,在HP-5MS非极性色谱柱上的保留指数范围是938-1253。研究结果对4-甲基-3-噻唑啉类香料化合物的生产、应用和鉴别具有重要的参考价值。
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2023,40(11), DOI:
Abstract:
以ε-己内酯（ε-CL）为疏水原料，聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯（PEGMA）为亲水原料，通过引入亲疏水性过渡原料L-丙交酯（LLA），利用可逆加成-断裂链转移法（RAFT）制备了超低临界胶束浓度（CMC）的聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯-聚丙交酯-聚己内酯（PEGMA-b-PLLA-b-PCL）。通过FTIR、1HNMR、GPC、DLS和SEM对聚合物的结构、相对分子质量（简称分子量）及粒径进行测定，用界面张力法测得PEGMA-b-PLLA-b-PCL 胶束溶液的CMC，用溶剂挥发法负载姜黄素（CUR）制备载药胶束溶液，并计算其载药量和包封率，进一步考察载药胶束溶液在不同环境下的释药能力。结果表明，聚合物相对分子质量（简称分子量）为1220~8782，粒径为28~180 nm，且最低CMC为0.62 μg/mL（pH=7.4）。载药胶束的载药量和包封率最高可达12.6%和78 .0% (pH=7.4)，且药物释放可在15 d内完成，在pH=5环境下释放量最高可达45.53%。
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2023,40(11), DOI:
Abstract:
采用分子杂交策略，设计合成15个氨基酸结构的磺酰胺衍生物进行抗菌活性评价。首先，苯磺酰氯与氨基酸反应制得苯磺酰氨基酸（中间体Ⅰ），然后，以芳香醛、亚磷酸酯、乙酸铵和三氟甲磺酸铝为原料，一锅法制得α-氨基膦酸酯（中间体Ⅱ），最后，中间体Ⅰ与Ⅱ缩合，制得目标物，经1H NMR 、13C NMR和MS确认结构。结果表明，该类化合物对大肠杆菌（E. coli）和耐氟喹诺酮大肠杆菌（FREC）活性最为显著。其中，化合物Ⅲb〔{(2-氟苯基) [2-(苯基磺酰氨基)苯丙酰氨基]甲基}膦酸二乙酯〕、Ⅲc〔{(2-氟苯基) [2-(苯基磺酰氨基)苯丙酰氨基]甲基}膦酸二乙酯〕、Ⅲh〔{(2-氟苯基) [2-(苯基磺酰基氨)异戊酰氨基]甲基}膦酸二乙酯〕和Ⅲm〔{(苯基) [2-(苯基磺酰基氨)乙酰氨基]甲基}膦酸二乙酯〕对E. coli的MIC（Minimum Inhibitory Concentration）均为16 μg/mL，化合物Ⅲn〔{(2-氟苯基) [2-(苯基磺酰氨基)乙酰氨基]甲基}膦酸二乙酯〕对E. coli的MIC为8 μg/mL，抗菌活性不低于对照药苯唑西林；化合物Ⅲb、Ⅲh、Ⅲm和Ⅲn对FREC的MIC分别为32、32、32和16 μg/mL，优于对照药苯唑西林和诺氟沙星。
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韩柳, 尹树铸, 刘家欢, 高连丛, 刘紫晗, 管雨涵, 昌盛, 殷世亮
2023,40(11), DOI:
Abstract:
摘要：以STX-0119为先导化合物基于生物电子等排原理设计并合成25个N"-苯亚甲基-2-(3-吡啶基)喹啉-4-酰肼衍生物（产率：20.4-42.6%），通过1H NMR、MS、13C NMR确证了产物结构，采用MTT和台盼蓝法以以人乳腺癌MCF-7细胞、人肺癌A549细胞、人慢性粒细胞白血病K562细胞、人急性B淋巴细胞白血病RS4:11细胞为测试细胞株评价了目标化合物的体外抗肿瘤活性。目标化合物Ⅶr表现出最强的抗A549细胞增殖活性（IC50 = 7.42 ± 0.83 μmol/L），目标化合物Ⅶq表现出最强的抗RS4:11细胞增殖活性（IC50 = 2.4 ± 0.17 μmol/L）目标化合物Ⅶl不仅表现出最强的抗MCF-7细胞增殖活性（IC50 = 4.91 ± 0.33 μmol/L），而且也表现出最强抗K562细胞增殖活性（IC50 = 1.24 ± 0.19 μmol/L），分子对接结果显示其发挥抗肿瘤的作用可能与STAT3通路有关，值得进一步深入研究。 关键词：喹啉；酰肼；合成；抗肿瘤；生物电子等排
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2023,40(11), DOI:
Abstract:
以甘蔗渣纤维素（SBC）和蒙脱土（Mt）为原料，碳酸钙为致孔剂，通过简单凝固浴法制备PEI-SBC/Mt复合小球。采用FTIR、SEM、XRD等对所制备的球形吸附剂结构进行了表征，并系统研究了该吸附剂对模拟废水中的镉离子Cd(Ⅱ)的吸附行为。结果表明，拟二级动力学模型和Langmuir模型能够准确描述吸附过程，在温度为25 ℃、pH=6、Cd(Ⅱ)初始质量浓度为600 mg/L时PEI-SBC/Mt对Cd(Ⅱ)的最大吸附量为234.3mg/L ，表明吸附过程是单分子化学吸附，PEI的加入为吸附剂吸附Cd(Ⅱ)提供了更多的活性位点。此外，吸附剂具有可重复使用性，经过5次循环吸脱附后，其吸附量只由原有的94%降至79.8%。
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2023,40(11), DOI:
Abstract:
本研究采用沉淀-煅烧法制备了Cu:Al不同摩尔比的层状双金属氧化物(CuAl-LDO)，用于活化过一硫酸盐(PMS)降解罗丹明B(RhB)。研究了催化剂剂量、PMS剂量、pH、RhB质量浓度、温度和无机阴离子对RhB降解的影响。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等技术手段进一步表征了样品的性能。结果表明，在投加30 mg/L的CuAl 2:1-LDO和PMS、反应温度为25℃、pH=5.61、RhB质量浓度为100 mg/L的条件下，30 min内的RhB降解率为97.1%。同时，CuAl 2:1-LDO/PMS反应体系在pH值3.00-11.00的较宽范围内,对RhB的降解率具有90%以上，并在第四次循环实验中降解率仍达到71%。其次，电子自旋共振(EPR)、猝灭实验和Uv-vis光谱结果表明,在CuAl 2:1-LDO/PMS体系中产生了较多的硫酸根自由基(SO4-·)和羟基自由基(·OH)，其中·OH在RhB的降解过程中起主导作用，攻击芳香烃环使染料脱色。
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王鑫, 庄英斌, 贾康乐, 丁宇, 赵静存, 吴海福, 何发胜, 余龙飞
2023,40(11), DOI:
Abstract:
利用甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）、甲基丙烯酸硬脂酸酯（SMA）、3-(丙烯酰氧基)丙基三异丙氧基硅烷（AC-76）和2-(全氟辛基)乙基甲基丙烯酸酯（FOEMA）合成一系列不同单体比例的聚合物（P1~P5），并用于构建耐候自清洁涂层。利用FTIR、1HNMR对聚合物结构进行表征，采用紫外-可见分光光度计及接触角测量仪测试了FOEMA和SMA质量分数涂层的透光率及疏水性的影响，当SMA质量分数为10%，FOEMA质量分数为15%（以反应体系总质量计，下同）时制备的涂层P3具有最大的透光率和水接触角，分别为98.6%和105.3°；人工加速老化实验结果表明，涂层P3具有极佳的耐候性，加速老化5000 h后，涂层的保光率及疏水性变化很小；液滴滑落及涂鸦实验结果表明，涂层P3具有优异的抗污及自清洁效果；摩擦实验结果表明，涂层P3在900 g压力下摩擦100次后其接触角仍大于95°，说明其具有优异的机械稳定性。最后，将该涂层喷涂到高铁动车组上，该涂层对动车组外车身实际污染物具有明显的自清洁效果。
