荧光三维共价有机框架的研究进展

共价有机框架(covalent organic frameworks, COFs)是一种由有机分子构筑单元通过共价组装形成的二维或三维晶态有机多孔材料,是当前化学和材料科学领域的前沿研究方向.其中,荧光COF因其具有较高结晶性、固有的开放多孔结构及稳定性等特点,在荧光传感领域中的应用受到广泛关注.目前,荧光COF的研究主要集中于层状堆积的荧光二维COF,荧光三维COF的报道则较少.事实上,三维COF中分子构筑单元通过共价键连接在三维空间延伸扩展,可有效抑制荧光基团因堆积引起的荧光猝灭过程,是一种构筑发光材料的理想平台,引起研究者的关注.本文首先综述了近年来荧光三维COF的合成方法,包括直接合成法及后合成修饰法.其次,总结了荧光三维COF在爆炸物检测、挥发性有机物检测及金属离子检测方面的传感应用.此外,简要介绍了荧光三维COF在发光器件和成像方面的研究进展.最后,还对荧光三维COF所面临的挑战及未来的发展前景进行了讨论,旨在为荧光三维COF的设计、合成和应用提供参考.     

稀土离子4f轨道和配位体的共价行为研究

一、引言 稀土离子4f轨道是否参与成键是一个引入注目的课题,多年来一直存在不同见解。一种认为不参与成键,理由是由于5s,5p壳层的屏蔽,4f轨道位于内壳层,并且到目前为止,分子轨道理论计算结果表明4f轨道不参与成键。另一种认为可以形成较弱的共价键,并发展了一种角重迭模型利角参数来研究共价行为,但是具体共价行为的数量级尚未有明确结论。我们在     

二甲基氯钅翁离子(CH3Cl+CH3)及其复合物的理论研究

在MP2/6-311+g^**水平上优化了(CH₃)₂Cl⁺ 的几何构型, 得到的构型参数与实验吻合得很好. 相同理论水平下对该阳离子的异构化机理进行了探讨, 该反应的决速步需翻越250.6 kJ•mol^–1的势垒, 在C—Cl键断裂及H迁移的协同作用下, 可生成质子化的氯乙烷(CH₃CH₂ClH)⁺, 如有其他阴离子存在, 可失去一个质子而转变为氯乙烷. 另外, 利用自然键轨道理论(NBO)对钅翁 离子(CH₃)₂Cl⁺和碳硼烷阴离子(CHB₁₁Cl₁₁)^—相互作用的本质进行了详细探讨, 阴阳离子之间的二级稳定化能表明, 阴离子上的Cl原子孤对电子与钅翁 离子上C—H反键相互作用较大, 拉长了钅翁 离子上非平面的C—H键. 阴阳离子的静电势图进一步证实负静电势主要分布在氯代碳硼烷上, 正电势主要分布在二甲基氯钅翁 离子上. 在B3LYP/6-31G的水平上计算了甲基正离子在钅翁 离子和碳硼烷阴离子上的迁移机理, 迁移过程只需克服11.3 kJ•mol^–1能垒即可, 说明当碳硼烷阴离子存在时, 二甲基氯钅翁 离子不可能发生异构化反应得到氯乙烷, 只能产生氯仿.     

含溴离子水氯化过程中消毒副产物生成和分配研究

研究了含有溴离子的水在加氯消毒过程中, 反应时间和pH值对4种三卤甲烷(THMs)和5种卤乙酸(HAAs)生成和分配的影响. 结果表明, 由于水中溴离子浓度随时间发生变化, 影响了含溴THMs摩尔分数的分配. 氯化反应24 h后, 生成的THMs中溴代甲烷占绝对优势, 而生成的HAAs中氯代乙酸为主要产物. 随着反应时间延长, THMs和HAAs中溴的结合程度均逐渐减少. 反应时间还影响不同HAAs的生成速率. pH对THMs和HAAs的生成和分配的影响也很大. 除了三溴甲烷(BF)未检测到以外, 其余3种THMs的生成量均随pH升高而增加. 含有溴的二溴一氯甲烷(DBCM)和一溴二氯甲烷(BDCM)的摩尔分数随pH升高而升高, 而不含溴的三氯甲烷(CF)的摩尔分数随pH升高而降低. 在所考察的pH范围内, 主要的卤乙酸产物是三氯乙酸(TCAA)和二氯乙酸(DCAA), 它们的生成量都随pH升高而降低, 且TCAA的生成量总是大于DCAA的生成量.     

关键金属铍的电子探针分析

铍是一种"战略关键金属",其原位精确分析是地球科学领域的一种挑战.本文利用电子探针对铍进行系统定性定量分析,研究了铍的分析条件.(1)铍的最佳分析条件,电压为12 kV、无水铍矿物的分析电流为100～200nA、含水铍矿物的分析电流为50～100 nA、选择脉冲高度分析器(PHA)过滤.(2)定量分析了铍资源主要铍矿物,羟硅铍石、硅铍石和绿柱石,获得很好的分析结果.(3)探讨了铍定量分析的技术难点,如铍的特征X射线峰形较平坦、强度不高和发生右移等现象.铍的定量分析不仅对铍的赋存状态、成矿机制和资源分布具有重要的现实意义,也能深入认识铍的矿物地球化学性质.     

甲苯侧链氯化的研究

甲苯经侧链一氯化生成的氯化苄是一种用来生产精细化工产品的中间体,广泛用于农药、香料、表面活性剂、医药等行业中、世界生产能力在每年25万吨以上.我国年生产能力近万吨.其生产路线采用甲苯液相光照氯化法.该路线存在反应副产物多(氯化苄、苯二氯甲烷、苯三氯甲烷的比为10:1:O.1)、甲苯的单程转化率低(不超过50%)、能量消耗高     

共价晶体硬度计算的经验电子理论模型

共价电子分布对无机共价晶体的本征硬度具有决定性的作用. 以鲍林的共价键距公式及经验电子理论为基础, 构建了计算共价晶体硬度的新模型. 比较实验值及其他理论计算结果表明, 该模型可以有效地预测无机共价晶体的硬度. 经极化修正后的共价键能可以作为联系晶体电子结构和宏观硬度的一个内在标度. 对键能的简单数学处理就可将该模型拓展到多组元/多键络体系. 研究还发现共价键的空间分布对无机晶体的硬度具有较大影响.     

CH3SO与HOCl之间的弱相互作用: 氢键、氯键与氧键

在b3lyp/6-311++g**和mp2/6-311++g**水平上研究了CH3SO与HOCl之间的弱相互作用, 分别得到了9种和5种稳定复合物S1A~S9A(复合物A)和S4B~S7B及S10B(复合物B), 进一步在mp2/6-311++g**水平下, 利用自然键轨道理论(NBO)和分子中的原子理论(AIM)对其本质进行了详细讨论, 计算了经BSSE矫正的mp2/6-311++g**及ccsd(t)/6-311++g**相互作用能. 结果表明, 体系中除存在氢键与氯键两种弱相互作用外, 还存在新型的氧键(S6)弱相互作用(S…O－F, S…O?Cl, S…O－Br). S1A~S9A及S4B~S7B, S10B的相互作用能分别在-0.4 ~ -41.4 kJ·mol-1和?6.9 ~ -35.8 kJ·mol-1之间, 且其变化规律与ccsd(t)/6-311++g**水平一致. 在S6中, 主要发生LP1(S8)与σ*. (O5－Cl7)之间的电荷转移, 导致O5－Cl7拉长, 伸缩振动频率减小, 产生红移氧键复合物. 不同的是, mp2/6-311++g**水平下的S6B-F, S6B-Br及S7B均为蓝移型复合物. S10B兼有红移和蓝移的“双重”特性.     

金刚石中首次发现高钾高氯包体

金刚石包体研究涉及金刚石成因和地幔岩石圈演化等重大问题。过去把金刚石中找到的包体矿物分为两组:橄榄岩组和榴辉岩组。近年相继发现MARID(云母-角闪石-金红石-钛铁矿-透辉石)组和巨晶组。最近,Navon等和Ozima等报道了富K、CO_2和H_2O的     

氯化镧抑制前列腺癌细胞DU145 的生长和迁移

为探索稀土化合物在防治前列腺癌转移方面的潜在药理作用, 研究了氯化镧对人前列腺癌细胞DU145 的生长和迁移的影响及其机理. 基于MTT 实验结果得知, LaCl₃ 显著抑制DU145 细胞的增殖, 且呈浓度依赖关系; 克隆形成实验也显示了LaCl₃ 抑制克隆形成. 结果表明, LaCl₃ 能够抑制前列腺癌细胞的生长. 此外, 利用划痕损伤实验证明, 10⁻⁵ mol/L LaCl3 可以抑制细胞迁移, 并且在该浓度下, LaCl₃ 对细胞黏附和伸展也有抑制作用. 进一步的机制研究表明, 不同浓度LaCl₃ 均可下调ERK 和P38 的磷酸化水平; 而百日咳毒素PTx, 一种Gi 蛋白抑制剂, 减弱了LaCl₃ 对ERK 和P38 磷酸化的抑制作用以及其对DU145 细胞克隆形成和伸展的抑制作用. 结果表明, LaCl₃ 能够抑制前列腺癌细胞DU145 的生长和迁移, 该作用与ERK 和P38 磷酸化水平降低有关, 可能是通过PTx 敏感的Gi 蛋白信号通路介导的.     

水体氯化消毒中对甲基苯胺转化形成三氯硝基甲烷的分子机制

饮用水消毒副产物三氯硝基甲烷(TCNM)因在饮用水中被频繁检出且对人体有潜在的毒性效应而成为国内外研究的热点,但TCNM的形成路径目前尚不十分明确,苯胺类前驱物转化形成TCNM的潜力和分子机制还未被系统阐明.基于密度泛函理论计算,本文研究了水体氯化消毒过程中对甲基苯胺(p-toluidine)转化生成TCNM的反应机理及能量关系.计算表明,质子化的对甲苯胺拥有比中性状态更高的反应活性,其经过β-羟基化反应形成间二羟基中间体.该中间体随后脱氢生成双羰基中间体,进而通过ClO^–活化开环得到开环中间体,再经氧化、取代等多步反应得到最终产物TCNM.该研究从分子水平上揭示了反应过程中分子结构和能量状态的变化特征,有助于深入研究不同苯胺类前驱物在饮用水消毒过程中形成TCNM的潜力和分子机制.     

柴达木盆地盐湖氯同位素组成的初步研究

柴达木盆地海拔高,气候干燥,分布着诸多盐湖,有着丰富的盐类及卤水资源,为氯同位素地球化学的研究提供了良好的场所.本文对柴达木盆地盐湖卤水、盐类矿物、咸水湖水及部分补给水的氯同位素组成进行了初步研究.文中采用海水为标准,用以计算δ~(37)Cl(‰)的值,对海水的~(37)Cl/~(35)Cl比值测定精度为0.022%(SD).     

大柴达木湖的氯同位素组成

自然界中氯有两种稳定同位素,~(37)Cl和~(35)Cl,习用丰度分别为24.23%和75.77%.由于~(37)Cl和~(35)Cl的质量差达5.7%,在地质过程中将产生同位素分馏.Hoering等采用HCl气体质谱法测定天然物质中的~(37)Cl和~(35)Cl比值,认为变化不大于0.2%.Kaufmann等采用测定CH_2Cl~+离子研究了地下层间水及NaCl中的氯同位素组成,变化达0.2%.Vengosh等用Cl~-负离子质谱法研究了天然蒸发盐中的δ~(37)Cl值,发现~(37)Cl优先进入固相,分馏系数达0.2%.     

盐湖卤水及盐类矿物的氯同位素组成

自然界氯有两种稳定同位素~(35)Cl和~(37)Cl,过去建立了两种测定氯同位素组成的方法。Owen,Kaufman和Long采用测量由CH_3Cl电离产生的CH_3Cl~+离子来测量氯同位素,测量精度已高达0.009％。与之相比,由Shields和Vengosh等论述的Cl~-负离子热电离质谱法的测定精度(0.2％)则要低的多。     

氯代挥发性有机物的光、电催化去除研究进展

氯代挥发性有机物(chlorinated volatile organic compounds, Cl-VOCs)的化学稳定性好、毒性高、半衰期长,其去除技术一直都是环境领域的一个重点.光、电催化技术因其催化效率高、工艺设备简单、反应条件温和以及经济环保等工艺优势,受到广泛的关注.本文在对Cl-VOCs的去除方法进行简要分析的基础上,重点综述了光催化降解和电催化脱氯技术去除Cl-VOCs的研究进展.首先对Cl-VOCs的光、电催化反应机制及其优缺点进行简要总结;其次,结合光、电催化反应过程以及Cl-VOCs自身结构特点与催化剂的关系等方面,总结了催化活性的影响因素以及催化剂的种类和特性,为后期Cl-VOCs的有效处理和资源化利用以及高性能的催化剂的合理设计提供参考和依据;最后,对Cl-VOCs光、电催化去除领域潜在的发展趋势进行了展望.     

经消化道吸收的氯化铈诱导Wistar大鼠红细胞膜“畴”结构的形成

为探索稀土经消化吸收的可能以及进入血液后对红细胞膜结构和通透性的影响,用原子力显微镜和Ｆｏｕｒｉｅｒ红外去卷积技术对２０ｍｇＣｅＣｌ３／ｋｇ体重剂量连续灌胃７０ｄ的Ｗｉｓｔａｒ大鼠红细胞膜精细胞结构进行了研究,结果表明,虽大鼠红细胞保持其完整性,但其表面的颗粒状膜蛋白的二级结构有改变,发生聚集、交联,脂区扩展,形成“畴”结构,此结构可能与红细胞膜的通透性增强有关。     

简讯：1998年诺贝尔医学奖——氯化氮的生理作用

诺贝尔因为发明炸药而获得了巨额财富．巧合的是1998年度三位医学生理学诺贝尔奖得主R．F．Funchgott、J.L.Lgnarro和F.Murad的工作也与炸药的主要成分——硝酸盐类物质有关．如果诺贝尔当时获悉并应用这项研究成果,或许他本人不会过早地死于冠心病．     

经消化道吸收的氯化铈诱导Wistar大鼠红细胞膜"畴"结构的形成

为探索稀土经消化道吸收的可能以及进入血液后对红细胞膜结构和通透性的影响,用原子力显微镜和Fourier红外去卷积技术对20 mg CeCl3/kg体重剂量连续灌胃70 d的Wistar大鼠红细胞膜精细结构进行了研究.结果表明,虽大鼠红细胞保持其完整性,但其表面的颗粒状膜蛋白的二级结构有改变,发生聚集、交联,脂区扩展,形成"畴"结构.此结构可能与红细胞膜的通透性增强有关.