D-A型共轭低聚物的电子性质及D-A比对其影响的理论研究

以[1,2,5]噻重氮并[3,4-g]喹喔啉(TQ)为受体、噻吩(Th)、噻吩并[3,2-b]噻吩(TTh)和吡咯(Py)为供体,设计了6类供体-受体(D-A)型共轭低聚物.采用杂化的密度泛函方法(B3LYP),研究了此6类低聚物的电子结构和性质.电子密度拓朴分析和核独立化学位移计算表明,随着聚合度的增加,体系共轭程度增强,HOMO-LUMO能级差逐渐减小.同时,随着聚合度的增加,低聚物电离能减小,电子亲和势增大.供体-受体摩尔比(D-A比)对低聚物的性质有重要影响,提高D-A比能有效地增大分子内电荷迁移,从而使HOMO-LUMO能级差减小.Py不仅是一个强的电子供体,还是一个潜在的氢键供体.在含Py结构单元的低聚物中,由于分子内氢键的存在使其具有较大的分子内电荷迁移值.所设计的6种基于TQ的四聚体均具有较小的HOMO-LUMO能级差(<1 eV),使其相应的聚合物的能隙更小,可作为潜在的性能优良的导电材料.

基于异靛蓝的供体-受体型共聚物忆阻器的构建及性能

由于供体-受体型聚合物具有较强的诱捕和释放电荷的能力,在忆阻器的研究方面具有很大的潜力。利用异靛蓝、丙烯二氧噻吩和噻吩合成了低带隙的供体-受体半导体聚合物(IPDT)(异靛蓝/噻吩/丙烯二氧噻吩的摩尔比率为x/1/1-x),构建了有机电子器件Al/IPDT/ITO,发现器件具有较稳定的忆阻特性。x=0.5时器件的开、关电压分别为8和-7.5 V,高低电阻比达到102,室温下的忍耐力循环测量超过2 000次。x=0.25时器件的开、关电压分别减小为2.2/-1.6 V,最大电流下降了5个量级。x=0.2时器件的开、关电压分别为1.9和-1.1 V,高低电阻比提高到103,最大电流仍为纳安量级。结果表明供体单元的占比越高,器件的开关电压越低,且较低的电流更有利于降低功耗。发现器件的忆阻特性是由聚合物材料内部电子通道的形成与断裂引起的。

芳香电子供体-受体折叠体的结构与功能

芳香电子供体-受体折叠体是由一定长度的柔性连接分子、含π电子供体(D)或称为富π电子的1,5-二烷基萘酚(Dan)等和含π电子受体(A)或称为缺π电子的1,4,5,8-萘四甲酸二酰亚胺(Ndi)等基团构成,通过分子内或分子间D-A交替堆叠而形成的折叠体。芳香电子供体-受体折叠体的形成涉及二级结构(构象)的分子自组装。自愈合功能的发现是芳香电子供体-受体折叠体研究的新亮点。本文综述各种芳香电子供体-受体折叠体的链结构、分子内或分子间D-A协同相互作用、折叠体结构和形成机理、以及镊子型折叠体的自愈合功能。

咔唑-苯并噻唑类衍生物薄膜的线性及非线性光学性质（英文）

以咔唑为电子供体,苯并噻唑为电子受体,合成了两种新型咔唑-苯并噻唑衍生物3-(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑和3,6-二(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑,通过核磁共振和分光光度计对其结构进行表征.利用刮刀法制备质量分数为4%的衍生物/聚酰亚胺的复合薄膜.采用透射光谱法和单光束Z-扫描技术分别测试了衍生物的线性和三阶非线性光学特性.Z扫描实验结果表明3-(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑薄膜的非线性吸收系数和非线性折射系数分别为β1=-2.118 9×10-10 cm/W、r1=2.285 2×10-14 cm2/W,具有反饱和吸收特性和自聚焦效应;同时3,6-二(2-苯并噻唑-2-基乙烯基)-N-乙基咔唑薄膜的非线性吸收系数与非线性折射系数分别为β2=-1.275 6×10-9 cm/W、r2=-7.039 9×10-14 cm2/W,具有反饱和吸收特性和自散焦效应.

介孔ETS-10沸石担载Pd高效催化内炔氧化制备1,2-二酮

使用担载Pd的介孔ETS-10(Pd/METS-10)催化剂在清洁的反应条件下,实现了内炔氧化合成1,2-二酮类衍生物.研究发现,催化剂上高分散的Pd(Ⅱ)和炔烃配位形成电子受体供体复合物(EDX)是反应顺利进行的关键.随后二甲基亚砜(DMSO)亲核进攻生成的EDX,相继发生加成和消除反应,从而生成目的产物.Pd/METS-10催化的内炔氧化反应具有优异的产物选择性和好的底物范围,能够同时兼容对称/不对称内炔,且对底物的电子性质和立体效应不敏感.此外,Pd/METS-10催化剂在反应中表现出优异的重复性能,在循环使用5次后没有明显的活性损失.最后,根据表征结果和控制实验结果,提出了Pd/METS-10催化的内炔氧化制备1,2-二酮的反应机理.

厌氧氨氧化菌的驯化培养

厌氧氨氧化是指在厌氧条件下,厌氧氨氧化混合菌直接以NH4+为电子供体,以NO3_或NO2-为电子受体,将NH4+、NO3-或NO2-转变为N2的过程。厌氧氨氧化作为一种新型的污水处理工艺因其耗能少且不消耗碳源具有较高的理论意义和良好的应用前景。本文以活性污泥为种泥,采用SBR反应器,以NH4Cl和NaNO2配制人工模拟废水进行厌氧氨氧化(ANAMMOX)菌的培养与驯化。在此系统中观察到了厌氧氨氧化反应,但是氨氮并没有与亚硝酸盐氮一直呈比例下降,反而有所上升,此时厌氧氨氧化菌的驯化培养仍处于初期。

1,8-萘酰亚胺类荧光探针在双光子成像中应用的研究进展

荧光成像技术由于其灵敏度高、操作简单、可实时动态进行细胞、组织以及生物活体成像而受到极大关注,相对于单光子荧光成像技术,双光子成像技术具有高分辨率、强组织穿透性以及低的组织自发荧光干扰等显著的优越性.1,8-萘酰亚胺作为典型的电子供体-π-电子受体(D-π-A)双光子荧光染料,具有光稳定性、大斯托克斯/反斯托克斯位移等优点被广泛应用于酶、活性碳簇、活性氧簇、活性氮簇、生物硫醇、离子等的双光子成像中.依据1,8-萘酰亚胺类荧光探针发光机制,即分子内电荷转移、光诱导电子转移、荧光共振能量转移等发光机制,综述1,8-萘酰亚胺近些年来在双光子成像领域中的应用,并展望了其未来的发展趋势.

无需自由基引发剂参与实现可见光诱导Barton脱羧

报道了一种可见光诱导Barton脱羧的新方法.在不需要外加自由基引发剂的条件下,可以实现一系列一级、二级、三级以及氨基酸、多肽类氧化还原性羧酸酯脱羧,而且许多含有羧基的天然产物及药物分子也可以很好地发生转化,反应条件温和、底物范围广,具有良好的收率和官能团兼容性.初步机理实验研究表明,三(三甲基硅基)硅烷在该反应体系中不仅作为氢源,同时也作为电子给体和氧化还原性羧酸作用形成电子供体-受体复合物,反应经历自由基历程.

联吡啶衍生物的研究与应用

联吡啶衍生物,通常被称为紫精。其有着优异的氧化还原性质,特别是当被还原成自由基阳离子时,所产生的特征性颜色变化,被应用在许多研究中。联吡啶衍生物也由于自身良好的电子接收能力,被应用到许多供体-受体自组装复合物中。本文介绍了联吡啶衍生物在这些方面的研究和应用。

新型二茂铁衍生物的合成及光学特性研究

鉴于二茂铁衍生物在光电功能材料方面的应用,以乙酰基二茂铁和对二甲氨基苯甲醛为原料,经缩合反应合成了一种具有大π共轭体系,以二茂铁酮基为电子受体,二甲氨基苯基为电子供体的新型二茂铁衍生物,1-二茂铁基-3-(4-二甲胺基苯基)-丙-2-烯-1-酮,通过核磁共振对化合物结构进行表征。结合刮刀法和梯度升温法制备出质量分数为4%的二茂铁衍生物/聚酰亚胺复合薄膜。利用分光光度计测定了该化合物的紫外-可见吸收光谱,并通过透射光谱法得到薄膜的光学常数,采用单光束Z扫描技术测试了薄膜三阶非线性光学特性。1-二茂铁基-3-(4-二甲胺基苯基)-丙-2-烯-1-酮薄膜的三阶非线性极化率为1.0375×10-11esu,优于光纤三个数量级,可用于制备光电器件。

生物炭吸附雨水径流难生物降解有机氮效能及机制

有机氮(ON)在雨水径流氮素污染中起关键作用,但多数研究只关注可生物降解有机氮的生物转化去除,忽略了占比较高的难生物降解有机氮.以生物炭作为吸附剂,探究其对雨水径流典型难生物降解有机氮(吲哚)的吸附效能及机制.结果表明,原始生物炭对吲哚有较高的单位吸附量(45 mg·g^(-1)),生物炭投加浓度为0.4 g·L^(-1)时其表面平均吸附位点利用度最高.H_(2)O_(2)和NaOH改性生物炭对吲哚的吸附量是原始生物炭的1.3倍和1.6倍,吸附机制包括疏水相互作用、氢键和π-π电子供体-受体(π-πEDA)作用,以疏水相互作用为主,其中H_(2)O_(2)改性通过增加生物炭表面含氧官能团来加强氢键和π-πEDA作用,而NaOH改性生物炭通过大幅提高生物炭比表面积来加强疏水相互作用,故NaOH改性吸附效果更优.综上,生物炭对难生物降解有机氮具有较强去除作用,通过NaOH改性还能大幅提高效率,故在雨水径流氮素污染较高的地区把NaOH改性生物炭作为生物滞留池中的填料有着极大的应用潜力.

卤素原子转移(XAT)策略及应用新进展

随着自由基化学的发展,对于具有较强键能且高氧化还原电位的烷基和芳基卤化物,化学家们开发了一系列卤素原子转移(XAT)试剂.这些试剂通过自由基取代途径攫取烷基和芳基的卤素原子,并成功完成后续的官能团转化,从而合成目标分子.这些XAT试剂因其独特的反应性以及在有机合成中的多功能性而受到广泛关注.近年来对于XAT试剂的综述主要集中于反应机理和种类的报道,而对于其活化策略的研究较为有限.基于此,总结了近三年来关于XAT试剂的活化策略,包括单电子转移、氢原子转移、能量转移和电子供体-受体(EDA)复合物四个方面进行阐述与讨论,旨在弥补XAT试剂活化策略方面的研究空白,为该领域提供新的理论支持和研究视角.