超声调控的细胞膜表面氧化还原反应促进纳米粒摄取和内涵体逃逸

细胞摄取和内涵体逃逸是纳米药物递送的两个关键屏障.研究发现,细胞外表面的硫醇可以通过巯基-二硫化物/二硒化物交换反应同时克服这两个屏障.然而,该策略增强纳米药物递送的能力有限.为了解决上述问题,本文采用机械力(超声)来提高硫醇-二硫化物/二硒化物交换反应的动力学,进而提高药物递送效率.研究结果为提高纳米药物递送效率提供了新方法.

氧化还原反应释疑

氧化还原反应是中学核心概念之一。据此运用氧化还原反应规律,对氧化还原反应有关问题进行了分析解释。

基于构建模型的氧化还原反应的配平

氧化还原反应的配平一直是高中化学的重点,学生对于简单的配平掌握得比较容易.但对于涉及多个元素化合价变化的反应配平往往比较吃力.通过建构模型,以“分析整体”和“分析局部”两种方法指导学生进行氧化还原反应的配平.在模型构建的过程中认识化学反应的本质,并结合应用更深层次掌握有机化合物中的氧化反应和还原反应中实际参加反应化学键的断裂.

氧化还原反应的归纳聚析

在有关氧化还原反应的教学中应充分挖掘氧化还原反应的内涵外延,从更高的视角去思考问题。据此从多角度对氧化还原反应常见考点进行了归纳分析,引导学生深入理解方法。

基于思维模型建构的氧化还原反应 化学方程式书写突破策略

氧化还原反应化学方程式配平是高中化学学习的重点、难点,也是高考化学的核心考点。学习并掌握氧化还原反应化学方程式配平方法,有利于加深学生认识、理解元素化合物的分类转化规律,帮助学生建构元素化合物的元素观、微粒观、分类观、变化观,培养学生的宏观辨识与微观探析、变化观念、证据推理等化学核心素养,也能有效帮助学生突破高考化学的重点和难点。

香砂六君子汤对肥胖大鼠肝脏脂代谢、氧化应激、炎症反应的影响

目的 探讨香砂六君子汤对肥胖大鼠肝脏脂代谢、氧化应激、炎症反应的影响。方法 采用高脂饲料喂养方法诱导肥胖大鼠模型,将造模成功大鼠分为模型组(n=8)、西药组(n=8)、中药组(n=8),正常大鼠10只作为正常组。西药组大鼠给予奥利司他0.048 g/(kg·d)灌胃,中药组大鼠给予香砂六君子汤7.813 g/(kg·d)灌胃,正常组和模型组大鼠给予管体积的0.9%氯化钠注射液灌胃,时间为6周。检测大鼠体质量、附睾周围脂肪质量、肾周脂肪质量,并计算附睾和肾周脂/体比,检测空腹血糖(FPG)、总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL-C)、高密度脂蛋白(HDL-C)、脂肪酸(FFA)含量;酶联免疫吸附法(ELISA)法检测大鼠肝脏肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、IL-6、总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性、丙二醛(MDA);实时荧光定聚合酶链反应(RT-PCR)检测肝脏核因子E_(2)相关因子2(Nrf2)、Toll样受体4(TLR4)、核因子κB(NF-κB)、NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3) mRNA表达,苏木素-伊红(HE)染色观察大鼠肝脏病理变化。结果 与正常组比较,模型组大鼠体质量、附睾脂肪质量、肾周脂肪质量和脂/体比,血清FPG、TC、TG、LDL-C、FFA含量,肝脏TNF-α、IL-1β、IL-6、MDA含量,肝脏TLR4、NF-κB、NLRP3 mRNA表达均升高(P<0.05),血清HDL-C含量,肝脏T-AOC、SOD、CAT、GSH-Px水平,肝脏Nrf2 mRNA表达均降低(P<0.05),HE染色显示肝脏出现明显脂肪变性;与模型组比较,中药组和西药组大鼠体质量、附睾脂肪质量、肾周脂肪质量和脂/体比,血清FPG、TC、TG、LDL-C、FFA含量,肝脏TNF-α、IL-1β、IL-6、MDA含量,肝脏TLR4、NF-κB、NLRP3 mRNA表达均降低(P<0.05),血清HDL-C含量,肝脏T-AOC、SOD、CAT、GSH-Px水平,肝脏Nrf2 mRNA表达均升高(P<0.05),HE染色显示肝脏脂肪变性减轻;中药组和西药组大鼠上述指标差异无统计学意义(P>0.05)。结论 香砂六君子汤可以减轻肥胖大鼠体质量和脂肪含量,改善脂代谢,减轻氧化损伤和炎症反应。

自锁托槽矫治改善患者口腔健康及氧化应激反应的研究

目的探究正畸治疗患者使用自锁托槽矫治对口腔健康状况、龈沟液氧化应激及炎性因子的影响。方法纳入本院正畸治疗共60例患者进行随机分组(2022年4月至2024年4月),依据随机数字表法划分两组各30例。对照组均采取结扎托槽矫治,观察组均采取自锁托槽矫治。基于口腔健康评分、龈沟液氧化应激指标、龈沟液炎性因子水平,分别在治疗前及治疗4周时对其综合评价。结果两组治疗后中文版口腔健康影响程度量表(OHIP-49)得分较治疗前减少(P<0.05);同时观察组OHIP-49得分比对照组更低(P<0.05)。治疗后两组龈沟液丙二醛(MDA)水平和治疗前对比更低,超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GXH-Px)水平和治疗前对比更高(P<0.05);同时观察组MDA比对照组更低,SOD、GXH-Px比对照组更高(P<0.05)。两组治疗后龈沟液前列腺素E_(2)(PGE_(2))、白细胞介素1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平较治疗前均上升(P<0.05);但观察组上述指标仍比对照组更低(P<0.05)。结论正畸治疗患者使用自锁托槽矫治能调节牙周组织氧化应激反应,减轻炎症反应状态,提升口腔健康水平。

Co_(3)S_(4)/PES催化膜反应器氧化降解水中罗丹明B

基于过硫酸氢钾(PMS)的非均相高级氧化工艺(AOPs)在实际应用中一直受到PMS活化效率与活性氧物种(ROS)利用率低下的限制。本文以ZIF-67为前驱体、聚醚砜(PES)多孔膜为基底,采用金属有机框架(MOFs)模板配体交换策略,流动合成构建了Co_(3)S_(4)/PES催化膜反应器(CMR)。通过场发射电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)等方法对催化膜进行了表征。结果显示,平均粒径为23 nm的Co_(3)S_(4)纳米颗粒被原位合成固载在PES膜孔中,负载量为15.9%,并沿膜厚度方向均匀分布。以活化PMS降解典型芳香族有机化合物罗丹明B(RhB)为例,研究了该催化膜的催化性能及反应机理。实验结果表明,浓度为20 mg/L的RhB溶液,在初始溶液pH为7、温度为25℃以及膜通量为0.80 mL/(min·cm^(-2))(对应于停留时间0.68 s)的条件下,Co_(3)S_(4)/PES催化膜具有90%以上的降解率,表观反应速率常数为97.83 min^(-1),转化频率达到了489.15 L/(min·g^(-1)),均高出Co_(3)S_(4)粉末传统悬浮间歇处理模式两个数量级,并且Co_(3)S_(4)/PES催化膜能够保持良好的稳定性。膜孔道的分散性有效防止了Co_(3)S_(4)纳米颗粒的聚集,过膜流动反应限域在微纳尺度的膜孔道内,强化了反应物与催化剂之间的质量传递与接触,加快了PMS的活化,从而实现了单线态氧(^(1)O_(2))的高效生成,并在RhB的快速降解中起主导作用。

抗坏血酸和单宁酸进行氧化石墨烯的还原和特性研究

分别采用绿色还原剂抗坏血酸(AA)和单宁酸(TA)对氧化石墨烯(GO)进行还原,制得还原氧化石墨烯(RGO)和TA修饰的还原氧化石墨烯(RGOA)。通过对RGO和RGOA进行表征和测试。结果表明:在水溶液体系中AA和TA均可有效地还原GO。制得的RGO和RGOA形貌、亲水性和导电性存在显著区别:RGO为具有较大比表面积且碎裂、无序固体结构,电导率显著提高,与RGOA相比还原程度更高,但亲水性较差;RGOA则由于TA的多酚羟基的引入,呈现为膨胀卷曲絮状结构,电导率有所提升,亲水性得到了明显的改善。

CuO/TiO_(2)催化氧化CO性能及其反应动力学

采用等体积浸渍法制备负载型CuO/TiO_(2)催化剂,研究CuO含量、体积空速、O_(2)含量、CO进口浓度及烟气含SO_(2)时对催化剂CO氧化性能的影响,并对催化剂进行结构表征。结果表明:30wt%CuO/TiO_(2)催化剂的CO催化氧化效率最佳,在10000 h^(-1)空速下180℃以上完全催化氧化CO,针对0.1~0.5vol%CO进口浓度在220~420℃实现95%以上CO转化效率。当烟气中通入SO_(2)时,随着SO_(2)浓度由0增至4000 mg/m^(3),30wt%CuO/TiO_(2)催化剂在的CO转化率逐渐降低,SO_(2)的存在抑制催化剂的活性。在150~180℃温度范围内进行30wt%CuO/TiO_(2)催化剂的CO催化氧化本征反应动力学研究,实验及计算结果显示:30wt%CuO/TiO_(2)催化剂表面的CO催化氧化可近似为一级反应,反应活化能为24.23 kJ/mol。

春季低温下底质氧化还原电位对沉水植物苦草和菹草生长的影响研究

为研究底质不同氧化还原电位(ORP)条件对沉水植物生长生理的影响,以沉水植物菹草和苦草为研究对象,通过改变底质ORP,分析不同ORP对菹草和苦草株高、鲜重以及生理生化指标的影响。结果表明,当底质ORP大于−70 mV时,有利于苦草和菹草的生长;而当ORP小于−100 mV时,苦草和菹草的生长受到抑制。随着ORP的降低,苦草和菹草株高和鲜重的增长速率减缓,过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量升高,总叶绿素含量和可溶性蛋白降低。主成分分析显示,苦草的株高、鲜重及总叶绿素含量与ORP呈显著正相关,POD活性、MDA含量与ORP呈显著负相关。菹草的总叶绿素含量与ORP呈显著正相关,POD活性、MDA含量和及可溶性蛋白含量与ORP呈显著负相关。随着底质厌氧程度增强,对苦草和菹草的胁迫也随之增强,且苦草的耐受性较菹草更差。研究显示,为了恢复沉水植物的生长,应改善底质的氧化还原条件,为沉水植物提供更加适宜的生长环境,以促进湖泊生态系统的稳定发展。

氮掺杂生物质炭耦合氧化铜材料用于电催化还原CO_(2)

【目的】电催化技术将CO_(2)转化为高附加值燃料和化学品具有广阔的应用前景。然而,开发具有性能优异的电催化剂仍具有巨大的挑战性。【方法】采用麦麸皮为生物质炭前驱体,利用热解法制备氮掺杂生物质炭材料(NC),进一步通过水热法与CuO进行耦合,构筑了一系列的CuO@NC复合材料。采用多种表征手段,对其晶相、微观形貌和结构及元素价态进行分析,并通过电催化还原CO_(2)反应来探讨其电催化性能。【结果】结果表明,在160℃合成温度下获得的复合催化剂(CuO@NC-160)对乙烯有较高的选择性,在-1.18 V(vs.RHE)时,法拉第效率为26.85%。研究为制备廉价、高效的CuO基电催化剂提供了一种可行路径。

Ce-MOFS/g-C_(3)N_(4)复合材料的制备及其光催化二氧化碳还原制一氧化碳研究

以硝酸铈和尿素为原料,1,3,5苯三甲酸为配体,采用简单的静电自组装法合成了铈金属有机框架(Ce-BTC)和石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))的复合材料(Ce-BTC/g-C_(3)N_(4)),用于二氧化碳还原制一氧化碳的研究,并探索Ce-BTC的复合对g-C_(3)N_(4)性能的影响机制。利用X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜、紫外-可见光吸收光谱、荧光光谱、阻抗、光电流测试和CO_(2)还原性能测试对复合材料的结构、形貌、光电学性能及催化性能进行研究。结果表明Ce-BTC与g-C_(3)N_(4)的复合可能使得g-C_(3)N_(4)层间距发生改变,在细化晶体颗粒的同时提高样品比表面积,使复合样品获得更高的可见光捕获能力且载流子的分离效率更高;在仅加入1 mL H2O作为质子提供源的前提下,Ce-BTC/g-C_(3)N_(4)-3拥有最优光催化性能。CO产率为19.02μmol/(h·g),是g-C_(3)N_(4)的2.25倍,循环测试后催化性能基本保持稳定。

掺杂及卤化调控富勒烯氧化还原电位的DFT研究

采用基于密度泛函理论(DFT)的模拟计算方法,分别计算了原始富勒烯C_(60)和11种单原子置换(掺杂及卤化)富勒烯材料C_(59)X(X=B、Si、N、P、As、O、S、Se、F、Cl、Br)的氧化还原电位、电子亲合能、分子轨道能级.其中,B、As、P、Si、N、Se、S单原子置换导致氧化还原电位正移,B置换后增幅最高(3.655 V);F、Cl、Br、O单原子置换后,氧化还原电位均负移,F置换后降幅最大(2.476 V).在所考察的12种富勒烯分子中,C_(59)B和C_(59)F的电子亲和能(EA)分别为最小值(-3.901 eV)和最高值(-2.577 eV),二者分别具有最强和最弱的得电子倾向.在C_(59)B和C_(59)F中,B、F置换原子周围存在电荷偏聚,且B、F与周围C原子的成键主要来自于-2.5 eV和-7.5 eV能级附近2p电子的相互作用.

合成气/氮氧化物的氧化特性实验与反应动力学研究

为明晰合成气与氮氧化物(NO_(x))之间的相互作用机制,采用高压流动反应器,在623~1273 K温度下,实验分析了不同压力(0.19,1.80 MPa)、不同NO_(x)初始摩尔分数(0,0.0925%,0.185%)工况下,典型煤制合成气掺混NO_(x)的氧化特性。基于6种已有的反应动力学模型开展模拟计算,并结合实验结果和计算得到的反应速率常数,更新了CRECK-2019模型。采用更新后的模型进一步开展反应动力学分析,揭示了合成气/NO_(x)氧化过程的关键反应。研究结果表明:升高压力对合成气的低温氧化存在促进作用,且促进作用随NO_(x)掺混量的增大而增强;掺混NO_(x)对0.19 MPa下合成气的低温氧化无明显影响,而对1.80 MPa下的低温氧化存在促进作用,且对不同压力下的中、高温氧化均存在抑制作用;反应H_(2)+NO_(2)=H+HONO对高压下合成气/NO_(x)的氧化有显著贡献,反应HNO+NO_(2)=HONO+NO、HNO+H=NO+H_(2)和HNO+OH=NO+H_(2)O严重影响着中高温下OH的生成。研究结果可为合成气燃气轮机开发与污染物排放控制提供理论支撑。

双功能Mn基催化剂在二氧化碳和环氧化物环加成反应中的应用

二氧化碳(CO_(2))和环氧化物环加成反应是目前合成环状碳酸酯的有效方法之一。催化剂对活化该反应中的CO_(2)和环氧化物具有重要意义。以2,2’-联吡啶及其衍生物为配体,Mn(CO)_(5)Br为金属源,乙醚为溶剂制备了一系列双功能Mn基催化剂L_(n)Mn(CO)_(3)Br(n=1~6)。通过^(1)H NMR、^(13)C NMR、HR-MS和FT-IR等对L_(n)Mn(CO)_(3)Br的化学结构、相对分子质量和化学基团等进行了表征。研究了L_(n)Mn(CO)_(3)Br在CO_(2)和环氧氯丙烷环加成反应中的催化性能,及L_(1)Mn(CO)_(3)Br对一系列环氧化物底物的适应性。结果表明,L_(n)Mn(CO)_(3)Br中给电子基团(甲氧基、叔丁基和甲基)的给电子性能和吡啶环上甲基的位置均对其催化性能有影响;对于CO_(2)和环氧氯丙烷环加成反应,在L_(1)Mn(CO)_(3)Br投加量(物质的量分数)为0.05%、反应温度为125℃和反应压力为3.0 MPa的条件下反应1 h,L_(1)Mn(CO)_(3)Br的环氧氯丙烷转化率和催化剂转换频率分别为42%和840 h^(-1);L_(1)Mn(CO)_(3)Br对多种环氧化物作底物的环加成反应具有适应性,且底物的空间位阻效应对其催化性能有较大影响。

大气压填充式反应器等离子体解离二氧化碳反应机理数值模拟

本文基于PASSKEy(PArallel streamer solver with KinEtics)构建了一个多层介质球的二氧化碳填充式介质阻挡放电二维模型,并对此模型的流注传播演化动态过程进行了深入系统的仿真研究.研究指出第1层和第2层介质球的内侧不是二氧化碳解离等反应发生的主要区域,主要区域为流注传播路径以及第1层介质球的外侧.同时,本文还对此模型的电子密度与电场的演化进行深入解析,并给出了相应的物理机理和对应特征点的局部电场演化.此外,还分别研究了空间电荷和表面电荷的时空演化,指出整体上空间中的负电荷随着流注的形成和传播,不断收缩于流注内部和介质表面,而正电荷主导放电空间的电荷分布.并且通过展开特定介质球的表面,给出了具体的分布角度范围和演变趋势.最后研究了一氧化碳粒子和二氧化碳离子和氧气离子的时空演化机理,并且对放电空间中所有的电子和二氧化碳离子的空间能量沉积进行积分,数据表明在此模型中的总能量沉积值约为1.428 mJ/m,二氧化碳离子的沉积能量约为0.1251 mJ/m,占比达8.8%.

甲烷混合燃料气内重整反应对平板式固体氧化物燃料电池性能影响

为研究经过预重整的含甲烷混合燃料气中甲烷浓度及内部重整对平板式固体氧化物燃料电池电化学性能和热机械性能的影响,建立甲烷内重整平板式固体氧化物燃料电池模型,并对多孔材料的弹性模量及泊松比进行修正,对比3种不同甲烷浓度条件下电池的综合性能。结果表明:在电化学性能方面,随着混合燃料气中甲烷浓度的增大,电池电流密度和功率密度逐渐增大,流道中甲烷的摩尔浓度沿燃料流动方向逐渐减小,氢气浓度沿流动方向呈先增大后减小的趋势,氢气的最大浓度逐渐远离燃料入口;热机械性能方面,随着混合燃料气中甲烷浓度的增大,位于金属连接体上的电池最大第一主应力和位于燃料出口的电池最大温度逐渐降低。适当提高混合燃料气中甲烷的浓度有利于平板式固体氧化物燃料电池的综合性能优化。

基于新医科理念的“氧化还原反应和电极电位”实验改进

“新医科”是一种从治疗为主到兼具预防、治疗、康养的生命健康全周期的医学新理念。本文依据“新医科”理念,针对《医学基础化学实验》教材中的“氧化还原反应和电极电位”部分实验进行了“医学-化学-生物”等学科的交叉、融合与创新,具体有:(1)电池电动势的测量实验中用乙二胺四乙酸钠(Na4Y)代替浓氨水,实现样品体系中Cu^(2+)/Zn^(2+)浓度的变化;(2)氧化还原反应与电极电位的关系实验中用维生素C(Vc)的C_(6)H_(6)O_(6)(氧化型)/C_(6)H_(8)O_(6)(还原型)电对替代Br_(2)/Br^(-)电对,实现不同电对氧化还原性质的对比研究;(3)增设谷胱甘肽还原Fe^(3+)的实验,实现医学热点—细胞铁死亡过程的跨界思考。通过系列改进使实验变得绿色环保和医教结合,对诠释基础化学中的“新医科”理念具有重要意义。

混合导体膜反应器用于甲烷部分氧化制合成气的研究

为解决甲烷部分氧化反应制合成气中的过度氧化问题,通过引入混合导体透氧膜反应器与甲烷部分氧化反应的耦合,提高合成气的选择性。以Ni/γ-Al_(2)O_(3)和Ni/SBA-15为催化剂对膜反应器性能进行测试。结果表明,Ni/SBA-15催化剂的介孔结构在测试后坍塌,性能下降。而在950℃下,以Ni/γ-Al_(2)O_(3)为催化剂的膜反应器甲烷转化率达92%,CO选择性高达99%。经500 min稳定性测试,膜反应器展现出良好的甲烷转化率和化学稳定性。