配位作用

摘要： 氢能(H2)因其高能量密度而被认为是一种有望解决全球能源危机,极具应用前景的可再生能源.光催化分解水制氢技术在能源研究领域受到广泛的关注,国内外研究者在探索和开发高效光驱动制氢的光催化剂方面做出了巨大努力.近年来,共价有机框架(COFs)因结晶性高、比表面积大和结构可设计性强等特性,而成为最具潜力的光催化有机多孔材料之一,并广泛应用于光催化分解水制氢.此外,由强共价键构筑而成的COFs,尤其是酰腙链接的COFs,通常展现出较好的结构稳定性,这有利于催化剂在光催化水分解过程中保持稳定的结构.然而,大多数纯COFs由于表面电荷传输缓慢以及光生载流子容易复合,使其光催化分解水性能不理想.如何加快电荷传输,促进光生载流子分离,进而提高COFs的光催化效率成为关键问题.本文制备了一种新型硫醚功能化的芘基COF(S_(4)-COF),通过原位光沉积技术将精细金纳米颗粒(Au NPs)负载于S_(4)-COF上,制得Au@S_(4)-COF复合光催化剂,并用于光催化分解水制氢.通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振波谱、X射线多晶衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱等表征深入研究了S_(4)-COF的链接方式、晶型结构和形貌,证明了精细Au NPs均匀负载在S_(4)-COF表面.利用紫外-可见吸收光谱研究了S_(4)-COF和复合光催化剂Au@S_(4)-COF的光学性质,结果表明,与纯S_(4)-COF相比,Au@S_(4)-COF在可见光范围内光吸收能力增强.在可见光(λ>420 nm)照射下,以三乙醇胺作为电子牺牲剂进行光催化析氢实验.结果发现,在没有任何助催化剂的情况下,纯S_(4)-COF光催化制氢产率为302μmol g^(−1) h^(−1);而Au@S_(4)-COF复合光催化剂的光催化析氢活性明显提升,H2析出速率为1377μmol g^(−1) h^(−1),约为纯S_(4)-COF的4.5倍.同时,Au@S_(4)-COF在循环实验中表现出稳定的光催化析氢性能,并在反应后完整地保持晶型结构.得益于S_(4)-COF结构中有序分布的硫醚基团与Au之间的配位相互作用,锚定在S_(4)-COF上的Au NPs具有超精细的尺寸分布,平均尺寸为3.8 nm.光致发光光谱、时间分辨光致发光波谱、线性扫描伏安、电化学阻抗谱、瞬态光电流响应等测试结果表明,锚定在S_(4)-COF光催化剂上的超细Au NPs可以显著加速光生载流子的分离并促进电荷传输.该策略不仅可以避免Au NPs在含硫醚的COFs上团聚,使复合光催化剂保持良好的稳定性,而且可以使催化剂具有均匀分散的有序结构,提高活性位点含量,从而提升光催化分解水性能.本文不仅证明了硫醚功能化的芘基COFs用于光催化分解水的可行性,而且为进一步设计和开发高效COFs基光催化剂以解决能源危机和环境污染问题提供了新思路.

摘要： 手性超分子水凝胶是由手性分子基元通过π-π堆积、氢键、疏水力等非共价作用结合而形成的一类手性生物材料。其可控的螺旋手性及敏感的生物响应性,如pH值、酶、生物信号、温度和光,使其能够模拟手性细胞外微环境,有助于理解天然生物分子与细胞之间的相互作用,在分子识别、药物递送和组织工程等领域具有重大意义[1]。但非共价作用诱导的组装体稳定性不足,这极大地限制了超分子手性水凝胶的应用潜力。水凝胶中所含配体与金属离子的配位作用可以使其进一步交联,从而获得可调的韧性和刚度[2]。然而,在超分子体系中通过金属−配体配位键提高水凝胶的力学性能和稳定性仍然受到限制。将无机纳米粒子与有机超分子材料相结合,可以显著增强水凝胶基质,并赋予其新的功能[3]。

摘要： 短肽分子在弱相互作用力驱动下可以自发形成形貌多样的自组装体。这些弱相互作用力包括静电作用、氢键作用和π-π堆积作用等,它们相互耦合,协同驱动短肽自组装过程。通过对短肽分子有目的性的序列设计和修饰,可以针对性调节自组装驱动力,从而实现对自组装体结构和形貌的有效调控,进而实现肽基超分子材料的可控制造与功能化。本文系统综述了氢键作用、π-π堆积作用、静电作用、疏水效应、金属离子配位和手性中心等因素对短肽自组装行为的影响规律,以及通过氨基酸序列设计与分子修饰、改变溶液pH值和短肽分子浓度、金属离子配位等因素对组装驱动力的调控机制。最后,对肽基超分子材料在生物医学、生物催化等领域的特定功能开发进行了展望。

摘要： 汞是一种具有生物积累性的重金属元素,与一系列疾病的发生发展有密切联系。为了实现汞离子的实时原位可视化检测,近年来检测汞离子的有机小分子荧光探针发展迅速并有相关综述报道,但对于高分子荧光材料检测汞离子的研究报道极少。与其他汞离子研究进展综述不同之处在于以汞离子的检测机理为出发点,分别从设计原理、选择性、灵敏度和实用性角度出发,简要介绍了近年来有机小分子探针的设计策略,并详细介绍了基于功能高分子荧光材料检测汞离子的研究进展,将其检测策略归纳为配位型、反应型及两者结合型三类,以期为汞离子荧光探针的设计及发展提出新的研究思路。

摘要： 钙钛矿材料具有吸收系数大、载流子迁移率高、可溶液加工等特点,在太阳能电池、发光二极管、光电探测等领域具有潜在的应用价值.钙钛矿的光电性质与其维度、尺寸、形貌密切相关,因此研究材料的生长是实现高性能器件应用的基础.钙钛矿前驱体与溶剂之间的配位作用对钙钛矿的生长过程具有重要影响.本综述总结了钙钛矿前驱体与溶剂之间的配位作用对钙钛矿单晶、多晶薄膜、量子点三类体系制备的影响,讨论了在上述材料制备中的溶剂配位效应,特别是溶剂配位效应所形成的溶剂化物对材料生长过程,以及所制备的材料(形貌、晶相、缺陷、稳定性)的影响.最后,我们对这一研究方向存在的问题和挑战进行了分析和展望.

摘要： 为了在吸附的同时使重金属离子与废水快速、有效分离,采用水溶液聚合法,将单体丙烯酸接枝在改性的SiO2上,得到了SiO2/聚丙烯酸(PAA)吸附剂.当引发剂过硫酸钾用量为单体质量的1％、反应温度为70°C、反应时间为4 h时,丙烯酸的单体转化率达到81.6％.当吸附剂质量分数为0.1％、振荡速率为80 r/min、pH值为6、温度为25°C、吸附时间大于2 h时,SiO2/PAA吸附剂对Cu2+的平衡吸附量达到12.03 mg/g,对Pb2+的平衡吸附量达到14.97 mg/g.SiO2/PAA吸附剂对Cu2+、Pb2+的吸附符合准二级动力学模型,化学吸附过程为速率决定步骤,吸附剂对Pb2+的吸附速率及效果均优于Cu2+.

摘要： 为了在吸附的同时使重金属离子与废水快速、有效分离,采用水溶液聚合法,将单体丙烯酸接枝在改性的SiO_(2)上,得到了SiO_(2)/聚丙烯酸(PAA)吸附剂。当引发剂过硫酸钾用量为单体质量的1%、反应温度为70°C、反应时间为4 h时,丙烯酸的单体转化率达到81.6%。当吸附剂质量分数为0.1%、振荡速率为80 r/min、pH值为6、温度为25°C、吸附时间大于2 h时,SiO_(2)/PAA吸附剂对Cu^(2+)的平衡吸附量达到12.03 mg/g,对Pb^(2+)的平衡吸附量达到14.97 mg/g。SiO_(2)/PAA吸附剂对Cu^(2+)、Pb^(2+)的吸附符合准二级动力学模型,化学吸附过程为速率决定步骤,吸附剂对Pb^(2+)的吸附速率及效果均优于Cu^(2+)。

摘要： 为有效降低锑离子检测的贵重仪器依赖性和检测材料制备复杂程度,以带氨基的聚集诱导发光(AIE)基元四苯基乙烯(TPE)和水杨醛(IPH)为原料,通过简单温和的席夫碱反应合成小分子荧光探针TPE-IPH,并将其应用于Sb(Ⅲ)的荧光检测.探讨了TPE-IPH在不同有机溶剂中及机械力作用下的发光性能,聚集诱导发光性能以及对Sb(Ⅲ)荧光检测的灵敏度、专一性和选择性.结果 表明:TPE-IPH具有良好的热稳定性,在不同有机溶剂及机械力作用下发光性能稳定,且在四氢呋喃/水混合体系中体现出显著的AIE性能.此外,在水含量为90的四氢呋喃/水混合体系中,TPE-IPH对Sb(Ⅲ)呈现出荧光增强型响应,且该识别作用基本不受其他常见阳离子的影响,表现出较好的专一性和选择性.

摘要： 橡胶材料通常因经过硫化及补强等工艺处理而呈现出热固性,因而难以被回收处理,容易造成严重的资源浪费和环境污染.本文通过在聚丁二烯上修饰羧酸基团,再加入锌离子(Zn2+)与羧酸配位,制备了基于金属配位键交联的自修复橡胶(PB-COOH/Zn2+).该橡胶具有良好的机械性能和优秀的自修复及重塑性能,在70°C下修复3 h,其韧性可以恢复到初始强度,修复效率可达100％.PB-COOH/Zn2+较高的聚合物链段运动能力及配位键交联网络良好的动态性不仅赋予其优异的修复性能,还使得其在较温和的条件下可以进行多次重塑,在70°C及5 MPa的条件下重塑3次仍能保持原有的机械性能.此外,通过在PB-COOH/Zn2+中掺杂适量的碳纳米管,不仅增强了其机械性能,还使其具备了电致修复及传感能力,扩宽了PB-COOH/Zn2+作为环境友好型材料的应用前景.

摘要： 在最近十多年的时间，利用金属-配体配位作用来设计具有特殊功能的新颖超分子凝胶体系得到了迅猛的发展，文献上将这种类型的凝胶称作金属凝胶。通过配位作用将金属引入到小分子凝胶中，能够影响分子的自组装模式，使得对胶凝能力的精细调节变得可能；能够利用更加多样化的手段调节凝胶的性质；能够赋予凝胶原来所不具备的光电、催化、氧化还原、传感、气体吸附等性质。这些性质的获得使得金属凝胶为材料科学的研究开拓了一个新的分支领域。设计制备了一系列的希夫碱配体，与银离子和铜离子在溶剂中构建了性能优异的金属凝胶，详细研究了该金属凝胶的形成机理和性能。此外，还设计制备了一系列的芳香羧酸配体，与镧系金属离子Tb3+和Eu3+通过配位作用构建了大量的发光金属凝胶体系，详细研究了金属凝胶的机理和性质。

摘要： 荧光化学传感器具有灵敏度高、应用简单、响应速度快等优点,已成为检测重金属离子和过渡金属离子的重要工具.Multifarene[2,2]中2-咪唑烷硫酮单元上的硫原子能为金属离子提供结合位点;且4-叔丁基苯酚单元易进行化学修饰.因此，本文通过点击反应合成了蒽官能化的大环受体multifarene [2,2] L，并通过核磁共振（1H、13C）和质谱进行了结构表征。荧光光谱法发现，该传感器对Zn2+和Cd2+表现出选择性结合行为。同时，还通过1H NMR 滴定、红外光谱法及分子模拟等考察了受体与Zn2+和Cd2+的作用模式。结果表明，主体分子中2-咪唑烷硫酮单元上的硫原子、三唑环上的氮原子和羟基上的氧原子与金属离子发生配位作用。

摘要： 浊点萃取是一种具有高效率和高富集系数、低成本、安全、环保的萃取方法.使用含有Br-、NTf2-的不同链长的咪唑类离子液体以及BuPyNTf2,PY1,4NTf2作为添加剂,考察两种不同的萃取剂(TOPO和癸二酸)分别在Triton X-114胶束溶液中对于浊点萃取Th4+和UO22+的影响.发现使用TOPO作为萃取剂时，对Th4+与UO22+均具有高效的萃取率。然而，使用癸二酸作为萃取剂时，当加入含有NTF2-的离子液体后发现整个浊点体系能够在萃取剂浓度极低的条件下实现对Th4+的高效选择性萃取，实现钍/铀元素的高效分离。Triton X-114胶束溶液本身对Th4+有一定的萃取，质谱表征发现Th4+能与Triton X-114形成缔合离子。量热滴定实验表明Th4+与NTF2-之间存在很强的配位作用。因此，根据二羧酸与钍、铀酰离子的结合常数的变化以及NTF2-与Th4+的强配位作用，构建出了识别Th4+的超分子体系。

摘要： 本研究设计合成了一种含酚羟基的吡啶环衍生物,并且得到了其晶体结构;计划进一步研究其与金属离子的配位作用,以及酚羟基的氢键效应。

摘要： 茶儿茶素是茶叶中生物学活性最高的物质之一,具有多种药理学功能。众多研究发现,儿茶素能与金属离子发生配位反应形成稳定的配合物,而使配合物表现出特殊的药理学活性。对儿茶素与金属离子的配位反应、配位方式、生物学活性及其作用机理进行了综述,以期为儿茶素金属配合物在生物和医药学方面的深入研究提供一定的参考。

摘要： 通过批次吸附实验与光谱表征,研究了土霉素与铜离子在矿物与土壤表面的吸附以及相互作用。结果表明,在酸性条件下,土霉素与铜离子通过配位作用,互为桥键,从而促进各自在矿物和土壤表面的吸附;在碱性条件下,铜离子仍然可以作为土霉素的键桥,但带负电荷的土霉素受到矿物表面负电荷的排斥,与铜离子的配位降低了铜离子的吸附。本研究有助于阐明抗生素在土壤中的行为。

摘要： 本文利用紫外光谱法研究了色氨酸二肽与二价金属离子的相互作用,发现色氨酸二肽与Cu2+、Ca2+或Zn2+具有配位作用.色氨酸二肽与Cu2+的相互作用规律:一是最大吸收波长处的吸光度降低,二是218nm附近的最大吸收波长红移.

摘要： 本文利用紫外光谱法研究了甲硫氨酸三肽与Zn2+、Ca2+、Ni2+、Cu2+的相互作用,结果发现,甲硫氨酸三肽与这些金属离子有配位作用,作用后甲硫氨酸三肽吸光度降低,最大吸收波长红移,同时发现金属离子浓度对吸光度的变化有影响.

摘要： 本研究首先以不具有SERS效应的光亮金片作为检测基底,利用疏基竣酸(如对疏基苯甲酸p-mercaptobenzoic acid, p-MBA, 16-疏基十六烷酸16-Mercaptohexadecanoic acid, MHA )均表面自组装效应,疏基端直接和金发生作用而在基底上生成单层自组装膜,外端基团为羧基,留待与重金属离子发生配位作用,将待测介质中可能存在的重金属离子吸附到修饰的金基底上形成与致基配位的铜离子层.选择具有理想SERS效应的金或银纳米颗粒(直径约为SO nm)作为检测载体,在纳米颗粒表面修饰琉基狡酸分子,既可以作为SERS的标记分子,又可作为与铜离子的配位体,最终其末端的欺墓与金属墓底表面铜离子配位,而将修饰的金属纳米粒子吸附到金属基底形成三明治结构.以电化学,扫描电镜,SERS技术进行检测.

摘要： 研究自组装体系的超分子手性时,常用一对对映异构体的混合物的自组装体的CD信号与对映体过量(ee)的关系阐明是否存在手性放大;另一类似方法是一对结构极为相似、但其中一种为手性物种另一种为非手性物种,由自组装体的CD信号与手性物种的摩尔分数关系曲线判断手性放大是否发生.该两类体系均系结构相似混合物的共组装.另一类体系是结构相似混合物的诱导组装,目前所见体系是氨基酸或多肽存在下结构相似但荷电相反的卟啉混合物的组装,其中手性诱导剂与组装体间的作用力主要是配位或静电作用.

摘要： 本发明提供了一种具有增强配位作用的聚丙烯酰胺组合物，由聚丙烯酰胺以及双氨配位试剂所组成。本发明提供的聚丙烯酰胺组合物中包括含硼的聚丙烯酰胺以及含氨基的配位试剂，通过二者的配位作用可以形成特殊的配位交联结构，因而可以有效补充聚丙烯酰胺在水溶液中形成的网络结构，强化聚丙烯酰胺分子链之间的相互作用，由此可明显增强其溶液的增粘能力和抗剪切能力。本发明提供的聚丙烯酰胺组合物性能优异，而且制备方法简便，无需高昂成本，因而具有广阔的应用前景。

摘要： 本发明属于高分子涂层材料的技术领域，公开了一种基于金属配位作用的水性自修复聚氨酯涂层及其制备方法。方法：1)将聚酯二元醇与二异氰酸酯反应，获得聚氨酯预聚体；2)将聚氨酯预聚体与扩链剂反应，中和，与水混合，获得水性聚氨酯乳液；所述扩链剂为扩链剂1或扩链剂1和扩链剂2；扩链剂1为含有羧基的二元醇；扩链剂2为2,6‑二氨基吡啶；3)将水性聚氨酯乳液涂覆在基体表面，固化成预涂层；将锌盐溶液涂覆在预涂层表面，固化，获得水性自修复聚氨酯涂层。本发明的涂层具有较好的自修复能力，优良的力学性能，如：铅笔硬度4H，附着力等级0级，使涂层具有很好的抗刮擦能力，大大延长了涂层的使用寿命，具备广阔的使用前景。

摘要： 本发明提供了由金属配位作用的具有韧性、耐疲劳性、对切口不敏感性、优异自修复性能的弹性体。通过使用含有Fe2+的单一吡啶配体来设计和制造金属配位的聚氨酯络合物，其中Fe2+中心的配位几何的稳定是通过与中心吡啶氮强的配位与酰胺键中的氧原子和氮原子弱的配位的相互作用来支持。得到的络合物拥有在大约498％的应变条件下4.6MPa的较高拉伸强度和3.2MPa高杨氏模量。重要的是，该络合物可以在室温下进行自修复，具有约96％拉伸强度的修复效率，并且还可以在5°C的低温下自修复，具有30％的修复效率。更重要的是，该络合物对缺口不敏感，断裂能为76186J/m2，这是目前所知道的自愈系统中的最高值。

摘要： 本发明涉及一种金属离子配位作用增强的温敏性导电水凝胶的制备方法，属于温敏性导电水凝胶技术领域。所述方法包括：(1)将单体乙烯基咪唑和N‑异丙基丙烯酰胺溶解在去离子水中，然后加入交联剂、引发剂、加速剂，溶解且混合均匀后进行预聚合，待反应完全，得化学交联的水凝胶前驱体；(2)将步骤(1)制得的水凝胶前驱体取出，浸泡于含有二价金属锌、铜、钴、镍离子的溶液中进行配位，然后浸泡于水中去除多余的未配位的离子，并达到溶胀平衡，即得金属离子配位的温敏性导电水凝胶。本发明首先利用金属离子和特定配位体之间的可逆物理交联，实现了对凝胶机械强度的调控，并且凝胶具有快速响应的温敏性和导电性。

摘要： 本发明具体涉及一种基于多酚‑镓离子配位作用的可注射水凝胶敷料及其制备方法和应用。该水凝胶复敷料是以质量百分比为3~30%的抗菌高分子化合物、3~30%的天然多酚化合物、3~30%的无机镓化合物，和去离子水为原料而制得。该水凝胶辅料具有良好的可注射性能、抗菌性能、止血性能以及抗氧化效果，在模拟小鼠全层皮肤伤口模型中可以显著提高伤口愈合效果。

摘要： 本发明提供了一种具有增强配位作用的聚丙烯酰胺组合物，由聚丙烯酰胺以及双氨配位试剂所组成。本发明提供的聚丙烯酰胺组合物中包括含硼的聚丙烯酰胺以及含氨基的配位试剂，通过二者的配位作用可以形成特殊的配位交联结构，因而可以有效补充聚丙烯酰胺在水溶液中形成的网络结构，强化聚丙烯酰胺分子链之间的相互作用，由此可明显增强其溶液的增粘能力和抗剪切能力。本发明提供的聚丙烯酰胺组合物性能优异，而且制备方法简便，无需高昂成本，因而具有广阔的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种大分子自组装和金属配位作用协同构筑的水凝胶，涉及生物医学高分子材料领域，首先利用酪蛋白在水溶液中具有自组装成胶束的特性制备得到表面带有负电荷的尺寸在纳米级别的球形酪蛋白胶束。其次，加入金属离子使之与酪蛋白胶束重组装形成表面带有金属离子的球形聚集体。然后加入含有双硫键的有机小分子化合物使之与金属离子生成动态配位键，从而制备得到纳米级胶束交联剂。最后，将该纳米胶束交联剂引入到单体溶液中，在紫外光诱导下，构筑内部结构均匀的高强度多功能水凝胶；本发明所得水凝胶具有优良的生物相容性和较高的自适应性，是一种极具医用潜力的多功能水凝胶。

摘要： 本发明公开了一种基于金属配位作用卤代酞酰亚胺单体偶联制备联苯二酐的方法。主要内容包括以具有络合配位能力的卤代酞酰亚胺为原料，锌或镁为还原剂，以镍盐为催化剂，在非质子溶剂体系经偶联反应生成联苯衍生物，经水解，脱水后成酐。本发明采用具有配位作用的卤代单体，与反应生成的副产物卤化锌形成有机金属络合物，溶于反应体系，避免其沉积于还原剂金属表面导致其还原能力降低。较传统同类联苯二酐的制备反应，本发明还原剂接近定量反应，更加适合于工业化。

摘要： 本发明属于高分子涂层材料的技术领域，公开了一种基于金属配位作用的水性自修复聚氨酯涂层及其制备方法。方法：1)将聚酯二元醇与二异氰酸酯反应，获得聚氨酯预聚体；2)将聚氨酯预聚体与扩链剂反应，中和，与水混合，获得水性聚氨酯乳液；所述扩链剂为扩链剂1或扩链剂1和扩链剂2；扩链剂1为含有羧基的二元醇；扩链剂2为2,6‑二氨基吡啶；3)将水性聚氨酯乳液涂覆在基体表面，固化成预涂层；将锌盐溶液涂覆在预涂层表面，固化，获得水性自修复聚氨酯涂层。本发明的涂层具有较好的自修复能力，优良的力学性能，如：铅笔硬度4H，附着力等级0级，使涂层具有很好的抗刮擦能力，大大延长了涂层的使用寿命，具备广阔的使用前景。

摘要： 本发明涉及一种通过配位作用制备既强且韧淀粉塑料的方法。属于生物降解高分子材料和淀粉资源的高附加值利用领域。该方法以表面羧基化改性的聚乙烯醇纤维(PVAF)利链状二氧化硅为增强体，通过加入AlCl3使PVAF表面的羧基与Al3+形成配位作用，同时，表面羧基化的PVAF与淀粉发生酯化反应，以此制备出既强且韧的热塑性淀粉塑料。用该淀粉塑料制备的产品，具有较高的拉伸强度(9.42MPa)和韧性(断裂伸长率为105.63％；冲击强度为35.63KJ/m2)，克服了现有热塑性淀粉塑料力学性能差的缺点，有效提高了材料的使用性能，该材料可生物降解，环境友好，成本低，有望应用于包装、一次性餐具、一次性医疗耗材和农用地膜等领域。