应用化学学报
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ISSN: 3078-9311

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  • 过饱和度理论及过饱和药物递送系统 下载：28 浏览：341
  • 薛一凡1 孟文卉1 汪润泽2 任俊杰1 衡伟利1 张建军1 《应用化学学报》 2020年12期
  • 摘要:
    在药物研发领域，如何有效提高难溶性药物的溶解与吸收是一个极具挑战的难题。目前，过饱和药物递送系统(Supersaturating drug delivery systems，SDDS)利用药物溶液处于过饱和态的优势，可同时提高难溶性药物的表观溶解度与渗透性。本文对过饱和度的理论及其在药物研发领域中的实际应用进行了系统的综述，介绍了过饱和度的产生与维持、及其与药物吸收的关系，归纳了常用的SDDS技术，并对无定形固体分散体、共晶、无定形/共无定形产生过饱和进行重点阐述。
  • 超低密度气凝胶的制备及应用 下载：35 浏览：339
  • 李健1 张恩爽1 刘圆圆1 黄红岩1 苏岳锋2 李文静1 《应用化学学报》 2020年12期
  • 摘要:
    超低密度气凝胶是一类具有超轻质特性的多孔固体材料，较常规气凝胶具有更高的孔隙率与更为多样化的表面特性，其独特的物理与化学性质使其作为新型纳米多孔材料在诸多新兴领域得到了重要应用。在制备过程中保留超低密度气凝胶高度发达的三维孔隙结构，以及在实际应用中发挥超低密度气凝胶独特的功能特性是气凝胶领域近年来的研究重点之一。本文按照超低密度气凝胶的主要类型综述了该材料制备技术的最新研究进展，探讨了其在空间探测、阻燃隔热、储能、吸附、催化以及传感领域的应用方式；通过分析目前研究中存在的主要问题，对未来的发展方向，如突破常压干燥制备技术、开展各类复合气凝胶或结构有序可控的超低密度气凝胶的制备、系统性地研究超轻质特性对气凝胶特定功能的影响规律等进行了展望。
  • 聚乳酸基生物可降解材料的相容性 下载：32 浏览：331
  • 丁跃1，2 卢波2 季君晖2 《应用化学学报》 2020年12期
  • 摘要:
    随着能源危机和环境污染的日益严重，生物可降解塑料逐渐成为研究的趋势和热点。聚乳酸(PLA)具有良好的生物降解性、生物相容性、可再生性、高强度、易加工等优点，被认为是最有前途的生物降解聚合物之一。聚乳酸的延展性和冲击性能较差严重制约了PLA的应用，共混改性是一种经济有效的方法，从而解决其韧性不足的缺点。然而，PLA在热力学上与大多数聚合物不相容，为了获得性能优良的PLA共混材料，聚合物共混过程中需要加入一种有效的相容剂进行增容。近年来，PLA与不同聚合物共混时的相容性研究已取得一定进展，本文就其进展进行全面综述。
  • 百部生物碱的全合成 下载：33 浏览：337
  • 吴晓晓1，2 马开庆3 《应用化学学报》 2020年11期
  • 摘要:
    百部生物碱是从直立百部(Stemona sessilifolia)和其近缘植物的根部分离得到一类生物碱。在分子结构上，这类生物碱通常具有[1，2-b]吡咯并[1，2-a]氮杂卓的母核结构，并且由于在母核的多个位置有不同的取代基，从而表现出结构及生物活性的多样性，因而百部生物碱的全合成研究引起国内外化学家的关注。但是由于百部生物碱结构中具有复杂的多环结构及多个手性中心，此类天然产物的全合成研究具有较大的挑战。近年来，化学家们相继开发并应用高对映选择性的反应及串联反应等高效的策略，完成了多个百部生物碱的全合成研究，为百部生物碱进行深入生物活性研究及开发利用奠定了坚实的基础。本文基于本课题组的相关研究内容，综述了各种类型百部生物碱近年来的全合成研究进展。
  • 锂离子电池的电化学阻抗谱分析研究进展 下载：24 浏览：316
  • 庄全超1 杨梓1 张蕾1 崔艳华2 《应用化学学报》 2020年11期
  • 摘要:
    锂离子电池的电化学阻抗谱（ EIS） 是研究电化学系统最有力的实验方法之一，在过去的20多年中，EIS被广泛应用于锂离子电池研究和生产领域，包括研究电极界面反应机理和容量衰减机制，测定相关电极过程动力学参数和电池的健康状态、荷电状态以及电池的内阻。本文分析了锂离子电池中电极极化过程包含的3个基本物理化学过程——电子输运、离子输运和电化学反应过程，探讨了每一基本物理化学过程包含的步骤及其EIS谱特征，详细论述了与电子输运相关的基本物理化学过程——接触阻抗和感抗产生的机制；介绍了多孔电极理论及其在锂离子电池中的应用，阐述了基于多孔电极理论进行阻抗谱数值模拟的建模原理与方法。综述了石墨、硅、二元3d过渡金属氧化物、LiCoO2、尖晶石LiMn2O4、LiFePO4、尖晶石Li4Ti5O12、过渡金属氟化物材料等电极的典型阻抗谱特征和各时间常数的归属问题。最后讨论了EIS现存的问题及未来的发展方向。
  • 基于无机电致变色材料的变色储能器件 下载：27 浏览：307
  • 吴战 李笑涵 钱奥炜 杨家喻 张文魁 张俊 《应用化学学报》 2020年11期
  • 摘要:
    电致变色和电化学储能的原理均是基于电荷在电极中的嵌入或脱出而发生的氧化还原反应，具有相同的电化学本质。将电致变色和电化学储能功能集成在一起的电化学器件即电致变色储能器件。以锂离子电池为代表的电化学储能器件已广泛商业化，单一功能的电致变色器件也已被广泛报道并有商业化应用，但有关电致变色储能器件的研究仍然停留在实验阶段。该类器件在电化学储能的同时，可以改变其在可见光甚至红外波段的透射率，并可用颜色指示器件的荷电状态，为电化学器件提供新的应用前景。电致变色储能器件主要包括电致变色超级电容器、电致变色电池和光驱动电致变色智能窗等。电致变色超级电容器和电致变色电池以同时具有电致变色效应和电荷存储性质的材料为正负电极，光驱动电致变色智能窗则还包括将光能转化为电能的光电转换部分。这些器件可用于建筑节能智能窗、静态显示、智能传感等。此外，在柔性基底上制备的可穿戴电致变色储能器件在智能服装、植入显示器和电子皮肤等方面具有应用潜力。本文从基本原理、研究进展和应用领域等方面对无机电致变色储能材料与器件进行综述，并提出未来的研究展望。
  • P2结构层状复合金属氧化物钠离子电池正极材料 下载：31 浏览：316
  • 刘建文1 姜贺阳1 孙驰航1 骆文彬1 毛景2 代克化1，3 《应用化学学报》 2020年11期
  • 摘要:
    目前，碱金属(锂、钠、钾等)离子电池中的锂离子电池已经广泛应用于社会生产生活的各个方面，有力地支撑了社会的自动化、信息化和智能化。然而，由于锂在地壳中的丰度较低，以较高丰度的钠为基础的钠离子电池引起了研究者和社会的广泛关注。其中，正极材料是制约钠离子电池实用化的重要因素之一，人们需要开发出面向实际应用的正极材料。P2结构层状复合金属氧化物钠离子电池正极材料具有资源丰富、制备简单、结构稳定、放电容量高、倍率性能好和循环稳定性较好等优点，获得了研究者的广泛关注，具有实用化前景。这一系列材料由于涉及到多种过渡金属元素的组合，较为复杂。本文针对含单一过渡金属、二元组分过渡金属、三元及以上组分过渡金属的P2结构材料及其优化改性进行了系统性梳理，力求厘清研究脉络，梳理研究思路，并给出了今后发展的方向与预测。P2结构材料的主要问题是提高其初始放电容量，氧还原的应用是解决这一问题的重要方向。此外，优化材料组分及采用具有丰富储量、低成本、高安全性和环境友好性的原材料是进一步降低成本并保护环境的重要研究方向。
  • 界面修饰策略在钙钛矿太阳能电池中的应用 下载：31 浏览：314
  • 孟凡宁1 刘彩云1 高立国1 马廷丽2，3 《应用化学学报》 2020年11期
  • 摘要:
    目前钙钛矿太阳能电池的认证效率已达25.2%，被认为是下一代最有希望的薄膜太阳能电池候选者。但通过溶液加工方法制备的钙钛矿薄膜不可控的形貌与较差的结晶性是制约器件稳定性提升和大面积生产的主要原因。为了有效解决这一难题，研究者们通常在电荷传输层与钙钛矿层之间进行界面修饰。本文从界面修饰的角度出发，总结了不同界面修饰策略在钙钛矿太阳能电池中的应用，并展望了界面修饰在低成本和大面积钙钛矿太阳能电池的应用前景。
  • 金属-二氧化碳电池的发展:机理及关键材料 下载：28 浏览：319
  • 徐昌藩1 房鑫1 湛菁1 陈佳希1 梁风2 《应用化学学报》 2020年10期
  • 摘要:
    金属-二氧化碳（Me-CO2）电池结合了先进储能和有效固定CO2的双重特性，被视为下一代能源转换和储存以及CO2捕获和利用器件的潜在候选者。然而，目前Me-CO2电池面临如倍率性能差、高极化率、CO2转换效率低、循环寿命短等一系列的挑战。为了便于了解Me-CO2电池的最新研究并促进其发展，本文系统地总结、比较和讨论了基于金属（锂、钠、铝、锌、钾）阳极的Me-CO2电池的发展，包括电池放电/充电机制、阴极材料/电催化剂、电解质、金属电极等，着重阐明了电极和电解质等功能材料对电极反应稳定性和速率的影响，展望了合理构建电池材料的前景和方向，为Me-CO2电池的发展提供指导。
  • 超亲水疏油材料的制备及其油水分离性能 下载：29 浏览：320
  • 李孝建1 张海军1 李赛赛1 张俊1 贾全利2 张少伟1 《应用化学学报》 2020年10期
  • 摘要:
    含油污水的随意排放对海洋、沿海周边环境以及人类健康造成了严重的影响。传统的油水分离方法易造成环境二次污染，同时也是对有限资源的一种损耗。因此，如何高效环保地解决含油污水问题具有重要意义。物理过滤/吸附法被认为是一种高效环保的分离方法，基于仿生学原理，许多可用于物理选择性分离的超亲油疏水和超亲水疏油材料被制备出来。超亲油疏水材料易被油污染，重复利用率低；相比之下，超亲水疏油材料具有自清洁性且重复利用率高，在油水分离方面具有广阔的应用前景。根据基底材料的选择不同，本文综述了金属基以及高分子基超亲水疏油材料的研究现状，总结了其优缺点，并对今后超亲水疏油材料的研究方向和重点进行了展望。
  • 石墨烯基单原子催化剂的合成、表征及分析 下载：31 浏览：309
  • 祁建磊 徐琴琴 孙剑飞 周丹 银建中 《应用化学学报》 2020年10期
  • 摘要:
    单原子催化剂具有配位数低、配位环境特殊、原子利用率极高和催化位点高度均一等优点，是沟通均相和异相催化剂之间的桥梁，有助于更好地认识催化反应的本质。本文综述了近年来国内外石墨烯基单原子催化剂的多种合成方法，包括原子层沉积法、浸渍-煅烧法、缺陷捕获法、配位锚定法和其他新颖方法的制备过程、合成原理和表征。在此基础上，本文对石墨烯基金属单原子催化剂在催化方面的性能进行阐述和分析，以期为单原子催化剂制备提供指导和参考。
  • 黏弹性流体在微粒被动操控技术中的应用 下载：32 浏览：319
  • 倪陈1 姜迪1 徐幼林1 唐文来2 《应用化学学报》 2020年10期
  • 摘要:
    因能实现微米尺度粒子的精确操控，微流控技术已被广泛运用于医学、制药、生物和化学等领域，其中无需外场作用的被动操控技术由于其简单性和自主性更是成为研究热点。与其他被动操控技术相比，黏弹性聚焦技术更易实现微粒的三维聚焦且能操控微粒的尺度跨度大、流体流量范围广。因此，本文综述了黏弹性流体在微粒被动操控应用中的最新研究进展。首先，介绍了微粒在不同结构流道内的黏弹性流体中进行迁移的受力机理，进一步详细阐述了黏弹性聚焦、黏弹性分选、黏弹性混合以及其他黏弹性微粒操控应用研究进展，最后对研究黏弹性流体流动特性和在其内微粒迁移运动规律的数值模拟方法进行了介绍，并在分析现有问题的基础上对黏弹性微流控技术未来的发展作出了展望。
  • 金属基介孔固体碱催化剂的制备与应用 下载：26 浏览：317
  • 刘宁1 刘水林1 伍素云1 付琳2 吴智1 李来丙1 《应用化学学报》 2020年10期
  • 摘要:
    应可持续发展与绿色化学的需要，非均相催化剂替代传统的均相催化剂引起研究者的广泛重视。其中，金属基介孔固体碱具有比表面积大、腐蚀性小、传质速率快、易分离等优点，是一种理想的绿色催化剂。本文综述了近年来制备不同的金属基介孔固体碱(包括MgO、类水滑石（HTs）及改性的Al2O3、ZrO2、CeO2)的研究进展，重点讨论了软模板法、硬模板法、溶剂挥发自组装法、无模板剂法等制备各种金属基介孔固体碱的方法和机理。此外，还介绍了金属基介孔氧化物在催化、储能与环境领域中的实际应用。最后，简要分析了金属基介孔固体碱制备过程中存在的问题，并展望其在未来的发展趋势，为新型金属基介孔固体碱的构筑提供了新的思路。
  • 固态荧光碳点的制备 下载：30 浏览：308
  • 李世嘉1，2 庞尔楠1，2 郝彩红3 蔡婷婷1 胡胜亮3 《应用化学学报》 2020年9期
  • 摘要:
    荧光碳点由于其具有无毒、制备成本低以及独特的光致发光性能而引起人们极大的研究兴趣，但是通常碳点的制备和使用均是在溶液中，而且随着碳点浓度的增加其荧光强度可能会降低甚至猝灭，通过简单干燥后得到的固态粉末则常常缺少荧光性质。因此，固态荧光碳点制备及其相关应用的研究相对较少。本文综述了固态荧光碳点的制备方法，包括后处理法(基质分散法、表面工程法)和前驱体直接合成法；对比了各种调控手段处理前后碳点荧光性能的变化情况，总结了各种固态碳点在制备过程中和使用过程中存在的主要问题。最后，针对固态发光碳点的制备方法、性能调控及发展方向进行了展望。开发具有聚集诱导发射增强的碳点是至关重要的，也为固态碳点的发展提供了新思路。
  • 纳米孔生物分子检测研究 下载：28 浏览：318
  • 林子涵1，2 陈煌1 董嘉伟1 赵道辉3 李理波1 《应用化学学报》 2020年9期
  • 摘要:
    纳米孔单分子检测技术是一种集操作简单、灵敏度高、检测速度快、无需标记等优点的传感检测技术，广泛应用于蛋白质检测、基因测序和标志物检测等领域。基因测序的费用、灵敏度和精度是该检测技术的发展中亟待解决的主要问题，而开发新型的纳米孔材料则是解决这些问题的关键手段。本文从纳米孔材料的选择和设计角度出发，综述了三种不同的纳米孔，即蛋白质等生物纳米孔、固态纳米孔和新型二维材料纳米孔在生物分子检测方面的应用现状，并比较了生物纳米孔与固态纳米孔的差别。本文也重点阐述了二维材料纳米孔在生物分子检测中的实验和模拟研究进展。最后，对纳米孔检测技术的发展前景进行了展望。
  • 数字PCR技术的发展及应用 下载：29 浏览：319
  • 李慧调 潘建 章方群 《应用化学学报》 2020年9期
  • 摘要:
    数字PCR(Digital PCR， dPCR)是继实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR， qPCR)之后发展的高灵敏核酸绝对定量分析技术，通过把反应体系均分到大量独立的微反应单元中进行PCR扩增，并根据泊松分布和阳性比例来计算核酸拷贝数实现定量分析。与传统PCR技术相比，数字PCR技术不依赖于标准曲线，具有更高灵敏度、准确度及高耐受性，可实现对样品的绝对定量分析。近年来，随着微流控技术日臻成熟，基于微流控技术的数字PCR技术得到了快速的发展，在基因突变检测、拷贝数变异检测、病毒微生物检测、转基因食品检测以及测序等方面均得到广泛的应用。本文对数字PCR的原理、技术发展和应用进行了概述。
  • 基于生物素的荧光有机小分子及其应用 下载：31 浏览：312
  • 张继东1 刘阿晨1 陈娇2 袁光辉1 金华峰1 《应用化学学报》 2020年9期
  • 摘要:
    生物素是一种水溶性维生素，在人体中作为一种重要的羧酸酶辅酶起作用，近年来受到化学家和生物学家的广泛青睐。此外，其在各种生理和病理过程中表现出低毒性，可以被设计成具有靶向选择性的药物载体，能将抗癌药物有效地传递给肿瘤细胞。如今含生物素的小分子已发展成一类具有显著应用价值的生物功能分子。该类化合物具有合成简便、易功能化和特异性强等优点。本文综述了生物素及其衍生物在生物传感、药物释放和其他领域的研究进展，并对其发展趋势做出了展望。
  • 液质联用中接口离子化新技术 下载：32 浏览：307
  • 田甜1 张芳1 张曙盛1 冯陈国1 苏越2 林国强1，3 《应用化学学报》 2020年9期
  • 摘要:
    液相色谱-质谱联用(简称液质联用，LC-MS)将色谱的高分离效能与质谱强大的结构测定功能结合，不仅实现了对复杂混合物更准确的定性定量分析，而且简化了样品的前处理过程，使样品分析更简便，在药物分析、食品与环境分析以及生物样品检测等众多领域得到了广泛的应用。作为LC-MS的核心组成部分，液质接口的作用是将LC的液体引入，发生电离，并将生成的离子传输进MS。因此，接口离子化技术的改进直接影响了LC-MS的发展和应用。为了获得更高的灵敏度和更广泛的适用性，研究人员一直致力于离子化技术的研究，以促进分析物的解吸，提高其电离和传输效率，减少基质效应的干扰。本文针对近年来LC-MS接口离子化技术的改进和发展，从离子化原理出发，对接口离子源的构造、影响电离的因素、以及相关的应用进行综述，探讨其优缺点，并对LC-MS接口离子化技术的发展趋势进行了展望。
  • 木质素基生物质聚氨酯 下载：31 浏览：325
  • 马晓振1，2 罗清1 秦冬冬1，3 陈景1 朱锦1 颜宁4 《应用化学学报》 2020年8期
  • 摘要:
    聚氨酯材料是由多元醇与异氰酸酯经过聚加成反应得到的一种多功能性的高分子材料，在涂料、弹性体、胶黏剂、泡沫等领域具有非常广泛的应用。但是多元醇与异氰酸酯都来源于石油，随着石油资源的消耗以及环境问题的加剧，寻求可再生原料成为研究热点。目前对于生物基聚氨酯的报道，大多都是针对多元醇的生物质替代，其中利用最多的是植物油和木质素。木质素作为储量丰富的天然有机碳资源，当前利用效率极低，大多被作为燃料而浪费。与植物油相比，在合成聚氨酯方面木质素不存在"与人争粮"问题并且相关产品性能优越，但是木质素的利用仍存在一定缺陷，如分离困难、均一性差、易聚集、位阻大和活性低等，这让木质素的直接利用或改性利用成为关键。本文主要介绍了木质素在生物基聚氨酯合成中的发展现状和最新研究进展。最后，在此基础上展望了木质素基聚氨酯材料在不同领域的发展前景。
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