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环糊精作为纳米反应器催化的有机反应

有机化学 2009年第5期29卷 682-689页

作者：孙涛郝爱友申健山东大学化学与化工学院济南250100

环糊精是由六、七或八个D-吡喃葡萄糖单元通过a-1,4糖苷键连接成的环状低聚糖,由于其特殊的结构使其在水溶液中可以复合包结系列底物.这个特殊的性能使其在模拟酶及催化等许多领域有着广阔的应用,特别适合作为一种纳米级的反应器来使用... 详细信息

环糊精是由六、七或八个D-吡喃葡萄糖单元通过a-1,4糖苷键连接成的环状低聚糖,由于其特殊的结构使其在水溶液中可以复合包结系列底物.这个特殊的性能使其在模拟酶及催化等许多领域有着广阔的应用,特别适合作为一种纳米级的反应器来使用.概述了近几年环糊精及其衍生物作为有机反应纳米反应器的功能特点.

关键词：环糊精纳米反应器微型反应器选择性催化有机反应

CO_(2)响应性L-脯氨酸基纳米反应器的构筑及其催化性能

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化工进展 2022年第11期41卷 5996-6002页

作者：靳雯陈小丽唐娱李茹玉申迎华张凯太原理工大学化学化工学院山西太原030024

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)分散聚合法制备了一系列固载L-脯氨酸、CO_(2)响应性结构单元甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DEA)含量不同的mPEG_(22)-b-P[BnMA_(x)-co-L-ProlA_(n)]-b-PDEA_(y)PBL-b-PD-(DEA)_(m)(m=0,1,2,3)和单体序列结构不同的mPEG_(22)-b-P(L-ProlA)-b-P[BnMA-co-DEA](PL-b-PBD)聚合物。利用核磁共振氢谱(^(1)H NMR)、X射线光电子能谱(XPS)和凝胶渗透色谱(GPC)对聚合物的化学结构及相对分子量分布进行了表征。采用动态光散射(DLS)对聚合物的自组装行为及形成纳米反应器后的CO_(2)响应性进行了研究。同时,结合耗散粒子动力学(DPD)模拟探究了聚合物亲疏水单体比例和序列结构对聚合物自组装结构的影响。最后,将制备的纳米反应器用于水相催化直接不对称Aldol反应,结果表明,PBL-b-PD-(DEA)_(2)具有最佳的催化性能[96%conv.,93/7(anti/syn),94%ee]。该研究为探究聚合物自组装结构对其催化性能的影响提供了新思路。

关键词： L-脯氨酸 CO_(2)响应性纳米反应器 Aldol反应自组装

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DNA折纸术纳米反应器

化学进展 2014年第5期26卷 695-705页

作者：贾思思晁洁樊春海柳华杰中国科学院上海应用物理研究所物理生物学实验室上海光源生物成像中心上海201800

基于DNA折纸技术,构建具有纳米尺度可寻址的新型DNA纳米反应器,是DNA纳米技术领域的一个最新研究思路和方向。它的优势首先在于其纳米定位能力,通过不同的化学或生物相互作用,已能够实现对包括化学小分子、生物大分子及人工纳米材料等... 详细信息

基于DNA折纸技术,构建具有纳米尺度可寻址的新型DNA纳米反应器,是DNA纳米技术领域的一个最新研究思路和方向。它的优势首先在于其纳米定位能力,通过不同的化学或生物相互作用,已能够实现对包括化学小分子、生物大分子及人工纳米材料等的纳米级精确定位;其次,DNA折纸结构的丰富多样性,使构建纳米级仿生限域环境成为了可能;此外,DNA折纸结构本身的生物相容性及优良的产率,也保证了这一材料的可应用性。本文首先介绍了在DNA折纸结构上,对不同材料和分子进行纳米定位的一般方法和最新进展。然后,着重阐述了基于纳米定位技术,以DNA折纸结构作为纳米反应器,对一些化学、生化反应的成功调控。最后,基于现有的工作基础,我们提出了DNA折纸术纳米反应器概念在未来的发展方向及应用前景展望。

关键词： DNA折纸术纳米反应器纳米定位单分子反应酶联反应

面向电化学转换和储能的中空金属有机框架及其衍生碳基纳米反应器构筑

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科学通报 2024年第16期69卷 2174-2184页

作者：王雪飞李海涛刘健内蒙古大学化学化工学院呼和浩特010021 School of Civil&Environmental Engineering University of Technology SydneySydney 2007Australia

模拟细胞的纳米反应器以其独特的物理化学特性在多相催化、能量储存和转化、环境修复和生物化学等领域引起了广泛的研究兴趣.这类纳米反应器为化学反应的发生提供了一个介于微观和宏观之间的受限空间.其中,具有多级中空或多级孔结构的... 详细信息

模拟细胞的纳米反应器以其独特的物理化学特性在多相催化、能量储存和转化、环境修复和生物化学等领域引起了广泛的研究兴趣.这类纳米反应器为化学反应的发生提供了一个介于微观和宏观之间的受限空间.其中,具有多级中空或多级孔结构的碳基纳米反应器,在碳材料的热力学稳定性高和导电性能好的基础上,还可以在纳米反应器效应(如微环境调控效应、空间限域效应和传质增强效应等)的作用下,进一步提升碳基材料在电化学转换与储能领域的性能.本文首先对金属有机框架材料衍生的碳基纳米反应器的合成策略进行了讨论,然后介绍了它们在电化学转换和储能领域的应用,重点介绍了其中的纳米反应器效应,最后对金属有机框架衍生的碳基纳米反应器的发展前景进行了展望.

关键词：纳米反应器多级中空结构多级孔结构碳基电催化剂金属有机框架

多功能核壳结构纳米反应器的构筑及其催化性能

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化学进展 2022年第9期34卷 1911-1934页

作者：陈浩徐旭焦超男杨浩王静彭银仙江苏科技大学环境与化学工程学院镇江212100

随着纳米科学技术的不断发展,通过调节纳米材料的组成、结构、形貌以及尺寸等,已经能够实现对纳米材料性能调控的目的。为了进一步赋予纳米材料以新的功能,拓展其在材料、化学、生物和医学等领域的应用,开发能够同时实现多种功能的新型... 详细信息

随着纳米科学技术的不断发展,通过调节纳米材料的组成、结构、形貌以及尺寸等,已经能够实现对纳米材料性能调控的目的。为了进一步赋予纳米材料以新的功能,拓展其在材料、化学、生物和医学等领域的应用,开发能够同时实现多种功能的新型纳米材料是非常有意义的。多功能纳米材料的获得方法之一是通过对简单纳米粒子表面包覆具有功能性的材料来实现,形成的复合结构称为核壳结构。核壳结构的核和壳可以由相同或不同的材料组成。通过改变内核和外壳材料的组成、结构以及表面性质等,从而可以赋予核壳结构纳米材料以特殊的光、电、磁、催化、吸附以及生物活性等。在核壳结构的基础上对核与壳进行可控化与功能化的改造,可形成空心结构以及蛋黄壳结构(或称拨浪鼓结构),其中的空腔可作为高效纳米反应器应用于催化的各个分支领域。本综述首先讨论了不同核壳结构纳米反应器的设计,然后重点介绍了这些纳米反应器在催化降解染料污染物、催化加氢反应、催化氧化反应以及催化级联反应这几类反应中的应用。最后,对多功能核壳纳米反应器未来的研究和发展提出了一些展望。

关键词：纳米反应器催化介孔硅贵金属纳米粒子过渡金属氧化物

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SBA-15/酶纳米反应器的扩散和动力学

化工学报 2010年第7期61卷 1837-1844页

作者：徐燕何静北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029

将猪胰脂肪酶固定于不同孔径SBA-15载体的孔道内,将已固定酶的尺寸分布均一的一维孔道看作纳米反应器,研究了酶催化水解反应的内扩散和动力学特征。蒂勒模数和有效扩散系数随孔径尺寸的变化以及动力学参数和内扩散之间的关系说明:当孔... 详细信息

将猪胰脂肪酶固定于不同孔径SBA-15载体的孔道内,将已固定酶的尺寸分布均一的一维孔道看作纳米反应器,研究了酶催化水解反应的内扩散和动力学特征。蒂勒模数和有效扩散系数随孔径尺寸的变化以及动力学参数和内扩散之间的关系说明:当孔径小于9.4nm时,内扩散限制明显;孔径大于10.9nm时,内扩散对酶催化水解过程的影响减小。

关键词：纳米反应器内扩散动力学固定化酶介孔材料

多核yolk-shell型Co_3O_4@mSiO_2纳米反应器降解双酚A

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中国环境科学 2018年第6期38卷 2124-2134页

作者：吉芳英王攀峤陈晴空重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆400045 重庆交通大学环境水利工程重庆市工程实验室重庆400074

采用阳离子表面活性剂协助的自模板法合成了中空介孔Si O_2微球(HMSS),然后向含HMSS的悬浮液中加入醋酸钴溶液和氨水,让两种溶液经HMSS表面介孔进入空腔中反应生成Co_3O_4内核,合成了多核yolk-shell型Co_3O_4@m Si O_2(介孔Si O_2)纳米... 详细信息

采用阳离子表面活性剂协助的自模板法合成了中空介孔Si O_2微球(HMSS),然后向含HMSS的悬浮液中加入醋酸钴溶液和氨水,让两种溶液经HMSS表面介孔进入空腔中反应生成Co_3O_4内核,合成了多核yolk-shell型Co_3O_4@m Si O_2(介孔Si O_2)纳米反应器.结合XRD、XPS、SEM、STEM、BET等手段,分析了纳米反应器的形貌、结构、元素形态和比表面积.结果显示纳米反应器均匀分散,粒径约为300nm,表面布满介孔,内部分布大量Co_3O_4纳米粒子,拥有极大的比表面积161m^2/g,远大于Co_3O_4纳米粒子的比表面积35m^2/g,能有效吸附双酚A(BPA),1h吸附容量达12.7mg/g.多核yolk-shell型Co_3O_4@m Si O_2纳米反应器能高效催化过一硫酸氢盐(PMS)降解BPA,2h降解率达81.8%,远高于Co_3O_4纳米粒子的降解率51.3%,同时能节省PMS的投加量,避免水中盐度过高.此外,合成的纳米反应器具有很好的再利用性,在p H值3~9范围内表现出稳定而高效的催化性能.

关键词：纳米反应器硫酸根自由基蛋黄-蛋壳四氧化三钴中空介孔硅球

基于纳米反应器方法探究H_(2)和JP-10的燃烧反应机理

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工程热物理学报 2024年第11期45卷 3544-3551页

作者：邓冰心常晓雅初庆钊陈东平北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081

纳米反应器方法通过模拟活塞周期性地压缩运动加速化学反应,在不预设反应坐标和基本步骤的情况下,高效发现新的反应中间体和反应机制。本工作中,分别使用纳米反应器方法和分子动力学方法模拟了氢气和JP-10的燃烧反应过程,发现纳米反应... 详细信息

纳米反应器方法通过模拟活塞周期性地压缩运动加速化学反应,在不预设反应坐标和基本步骤的情况下,高效发现新的反应中间体和反应机制。本工作中,分别使用纳米反应器方法和分子动力学方法模拟了氢气和JP-10的燃烧反应过程,发现纳米反应器方法可以高效揭示反应物的燃烧反应路径。同时,纳米反应器在JP-10的模拟过程中发现了一些新的基元反应。

关键词：纳米反应器分子动力学燃烧反应机理

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催化化学中的聚合物基纳米反应器

材料导报 2022年第24期36卷 226-234页

作者：邱嘉琪闵玉婷陈涛浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室杭州310018 浙江省绿色清洁技术及洗涤用品重点实验室浙江丽水323000

聚合物基纳米反应器具有制备简单、分散性好、结构易调控等优点。将均相催化剂引入到聚合物基纳米反应器中既可实现均相催化和异相催化的有机结合,也可有效地利用纳米反应器底物浓缩效应、限域效应等特殊效应。此外,由于聚合物基催化纳... 详细信息

聚合物基纳米反应器具有制备简单、分散性好、结构易调控等优点。将均相催化剂引入到聚合物基纳米反应器中既可实现均相催化和异相催化的有机结合,也可有效地利用纳米反应器底物浓缩效应、限域效应等特殊效应。此外,由于聚合物基催化纳米反应器的结构易调控、可实现串联催化、可回收再利用等特点,且其模拟了酶作用的微环境,具有催化活性高、可水相催化等优点。基于此,国内外的研究者们设计了大量不同结构的催化纳米反应器,包括两亲性聚合物自组装的纳米反应器、交联聚合物自组装的纳米反应器、单链粒子型纳米反应器以及其它类型聚合物基纳米反应器。本文对不同类型的聚合物基纳米反应器的构筑以及催化应用进行了综述。

关键词：聚合物纳米反应器催化化学