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中药活性成分中新型冠状病毒3CL蛋白酶抑制剂的消息传递机制神经网络虚拟筛选

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中草药 2024年第3期55卷 895-906页

作者：张智强朱增文陈俊利绪连彩郑州轻工业大学材料与化学工程学院河南郑州450000

目的在新型冠状病毒感染尚无特效药的情况下,根据潜在的治疗靶点,从中药活性成分中筛选出先导化合物为药物研发、中药组方等提供理论线索。方法构建消息传递机制神经网络(message passing neural networks,MPNN)模型,以化合物描述符SMI... 详细信息

目的在新型冠状病毒感染尚无特效药的情况下,根据潜在的治疗靶点,从中药活性成分中筛选出先导化合物为药物研发、中药组方等提供理论线索。方法构建消息传递机制神经网络(message passing neural networks,MPNN)模型,以化合物描述符SMILES码为输入,以化合物对新型冠状病毒3CL蛋白酶抑制活性为输出,利用开源数据对模型进行训练和优化。结果用优化后的模型从186味清热解毒中药所含的3863个活性成分中筛选出101个潜在的抑制剂。其中龙胆素、桑辛素C、5-羟基-4-氧代戊酸甲酯等化合物预测活性较高,黄芩、苍耳子、昆布、芫荽、紫苏等中药含有的潜在抑制剂数量较多。结论使用MPNN模型虚拟筛选出的抑制剂中约1/5已被其他的研究报道验证有效,证明了MPNN模型虚拟筛选结果的可靠性。此外,优化的神经网络模型微调后可用于分子其他属性的预测,在药物虚拟筛选领域有着广泛的应用前景。

关键词：严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2) 3CL蛋白酶抑制剂药物虚拟筛选消息传递机制神经网络龙胆素、桑辛素C、5-羟基-4-氧代戊酸甲酯

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纳米富锂锰基正极材料的合成及性能研究

化工新型材料 2024年第3期52卷 124-127页

作者：唐仲丰李万贤安卢王佳一刘欢欢陈垒河南工程学院材料工程学院郑州450007 河南工程学院化工与印染工程学院郑州450007

富锂层状氧化物材料具有较高的比容量,被认为是下一代先进锂离子电池正极材料。采用丙烯酸热聚合法和柠檬酸溶胶-凝胶法分别合成了纳米富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_(2),并进行Mg^(^(2+))掺杂改性。通过扫描... 详细信息

富锂层状氧化物材料具有较高的比容量,被认为是下一代先进锂离子电池正极材料。采用丙烯酸热聚合法和柠檬酸溶胶-凝胶法分别合成了纳米富锂锰基正极材料Li_(1.2)Mn_(0.54)Ni_(0.13)Co_(0.13)O_(2),并进行Mg^(^(2+))掺杂改性。通过扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪对制备的正极材料进行形貌和结构表征,并组装成纽扣电池进行充放电性能测试和电化学阻抗谱分析。结果表明,丙烯酸热聚合法合成的正极材料粒径均匀,结晶度更高;与未掺杂样品相比,掺杂Mg^(2+)的正极材料首次库伦效率从67.66%提高到73.34%,循环性能显著改善。

关键词：富锂锰基正极材料镁离子掺杂丙烯酸热聚合法溶胶-凝胶法

Co(CO_(3))_(0.5)(OH)·0.11H_(2)O/WO_(3)纳米材料制备及H_(2)S气敏性能

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复合材料学报 2024年第2期41卷 816-826页

作者：桂阳海吴锦涛田宽郭会师张心华郑州轻工业大学材料与化学工程学院郑州450000 河南恒安电力股份有限公司郑州450001

近年来,H_(2)S作为哮喘和慢阻肺的新型生物标志物对人体健康监测具有重要意义,因此人们对低功耗、高选择性、低检出限和高稳定性H_(2)S传感器的研究显得十分迫切。通过两步原位生长的方式合成了Co(CO_(3))_(0.5)(OH)·0.11H_(2)O/WO_(3... 详细信息

近年来,H_(2)S作为哮喘和慢阻肺的新型生物标志物对人体健康监测具有重要意义,因此人们对低功耗、高选择性、低检出限和高稳定性H_(2)S传感器的研究显得十分迫切。通过两步原位生长的方式合成了Co(CO_(3))_(0.5)(OH)·0.11H_(2)O/WO_(3)纳米材料。以原位水热法合成的WO_(3)纳米片为基底,通过调控水浴反应时间,在WO_(3)纳米片上原位生长了不同的Co(CO_(3))_(0.5)(OH)·0.11H_(2)O/WO_(3)纳米材料。利用FE-SEM、FTIR、XRD和TG等方法对复合材料进行表征和气敏性能测试。结果表明:反应20 min所制得的Co(CO_(3))_(0.5)(OH)·0.11H_(2)O/WO_(3)复合材料具有最优异的气敏性能,在最佳工作温度(90℃)下对浓度为50×10^(−6)H_(2)S气体的响应值高达109,响应和恢复时间分别为130 s和182 s,对H_(2)S气体表现出优异的选择性。该复合材料在低浓度H_(2)S(3×10^(−6))氛围中,仍具有良好的响应恢复曲线。在一个月内进行的3次重复测试中,表现出较好的重复性和长期稳定性。Co(CO_(3))_(0.5)(OH)·0.11H_(2)O/WO_(3)气敏材料的原位制备及气敏性能研究为气敏传感器器件的制备提供了新思路,为气敏材料的多样性提供了新途径。在环境检测和智能医疗方面有着潜在的应用价值。

关键词：纳米材料 WO_(3) Co(CO_(3))_(0.5)(OH)·0.11H_(2)O H_(2)S 复合材料原位气敏

MOFs耦合木材复合材料在环境修复方面应用研究进展

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工程科学与技术 2024年第4期56卷 11-23页

作者：彭荣富朱新锋王军宁张金辉王超海翟尚儒大连工业大学轻工与化学工程学院辽宁大连116034 河南城建学院市政与环境工程学院河南平顶山467041 浙江科技大学环境与资源学院浙江杭州310023

在中国积极倡导“绿水青山就是金山银山”的绿色发展理念下,开发高效、低成本、零污染的先进可循环污染物去除技术,对于实现“绿水青山”目标至关重要。然而,当前主流的污染物去除技术,如活性炭吸附、高级氧化、膜分离等,虽具备成本优势... 详细信息

在中国积极倡导“绿水青山就是金山银山”的绿色发展理念下,开发高效、低成本、零污染的先进可循环污染物去除技术,对于实现“绿水青山”目标至关重要。然而,当前主流的污染物去除技术,如活性炭吸附、高级氧化、膜分离等,虽具备成本优势,却常伴随去除效率低、能耗高及二次污染等问题。在此背景下,以纳米材料为核心的环境纳米技术(涵盖吸附、催化、膜分离等领域)凭借其高效性和功能多样性,在环境修复领域引发了广泛关注。金属有机骨架材料(MOFs)作为一类由金属离子与有机配体构筑的、具有1~3维结构的多功能晶态材料,因其有序的孔道结构、丰富的化学组成及高比表面积,在环境修复领域展现出良好的应用前景。然而,MOFs的粉末形态及其固有的易碎性、不宜加工性及低相容性,限制了其在回收、成型等方面的应用,从而阻碍了其在实际场景中的广泛推广。生物质材料,特别是木材,因其种类丰富、成本低廉及天然的高孔隙率等特性,在环境修复领域备受青睐。木材的多维孔道结构、丰富的羟基/羧基官能团以及良好的加工性能,使其成为固定粉末状MOFs的理想载体。近年来,国内外学者利用木材的这些本征特性,将MOFs作为新型载体,引入功能化纳米粒子或非均相催化剂等活性组分,构建了一系列新型复合结构体系,这些体系在木材、纤维素、凝胶等生物质及其衍生物基复合材料的制备和生物质催化转化中展现出巨大潜力。本文系统阐述了MOFs与木材的耦合策略,包括混合浸泡法、真空浸渍法、溶剂热法及原位生长法等,并深入解析了MOFs负载于木材表面形成MOFs/木材复合材料的机理,如物理吸附、润湿作用、毛细现象及构造成核位点等。同时,梳理并总结了当前MOFs材料在生物质及其衍生化学品领域的研究进展,重点讨论了MOFs/木材复合材料在气相污染物吸附、重金属离子去除、有害颗粒物过滤及高级氧化等环境修复领域的应用现状,并阐明了MOFs微观结构设计与复合材料宏观性能之间的内在联系。最后,展望了MOFs/木材复合材料未来发展所面临的机遇与挑战,为构建面向环境实际应用的MOFs基复合材料提供了新视角,有望进一步推动其在环境修复领域的广泛应用。

关键词：金属有机骨架材料(MOFs) 木材环境修复水处理

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抑制混排提升高镍三元材料电化学性能

北京化工大学学报（自然科学版） 2024年第2期51卷 66-74页

作者：张绘敏赵扬黄双成河南应用技术职业学院机电工程学院郑州450042 河南应用技术职业学院化学工程学院郑州450042

层状高镍三元材料LiNi_(0.85)Co_(0.11)Mn_(0.04)O_(2)(NCM85)是一种很有前途的高性能锂离子电池正极材料。然而,正极材料在高温煅烧过程中极有可能出现Li损失和阳离子混排现象,导致正极颗粒表面形成无序的岩盐相。提出了一种用H3PO4处... 详细信息

层状高镍三元材料LiNi_(0.85)Co_(0.11)Mn_(0.04)O_(2)(NCM85)是一种很有前途的高性能锂离子电池正极材料。然而,正极材料在高温煅烧过程中极有可能出现Li损失和阳离子混排现象,导致正极颗粒表面形成无序的岩盐相。提出了一种用H3PO4处理制备等离子体修饰NCM85的方法,在NCM85表面原位形成一层均匀的Li_(3)PO_(4)包覆层,有效地提高了NCM85的电化学性能,稳定了正极-电解质界面。与本体NCM85电极相比,适量Li_(3)PO_(4)包覆层修饰的正极(Li_(3)PO_(4)@NCM85)展现出优异的电化学性能,在2.75~4.3 V电压范围内0.5 C(200 mA/g)倍率循环200圈后,放电比容量为169.2(mA·h/g),容量保持率高达84%,Li_(3)PO_(4)包覆层生成的过程中消耗了材料表面的残锂,减少了Li^(+)/Ni^(2+)的混排,增强了结构的稳定性。此外,Li_(3)PO_(4)包覆层可以提高离子电导率,加快Li+扩散速率,抑制相变、阳离子混合和体积收缩。研究了LPO表面修饰对材料界面机制的影响,对下一代高能锂离子电池正极材料的开发具有一定借鉴意义。

关键词：高镍三元材料 Li^(+)/Ni^(2+)混排 Li_(3)PO_(4)包覆层离子电导率

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煤矸石在土木工程材料中的应用研究进展

材料导报 2024年第10期38卷 84-95页

作者：刘泽段开瑞周梅张海波罗树琼房奎圳王栋民中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000 河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454000

煤矸石作为煤基固废系列的重要成员,其资源化利用一直是煤基固废的热点研究方向。多年来,在研究人员和工程技术人员的共同努力下,我国煤矸石资源化利用技术水平与利用效率均得到大幅提升,在多个领域(能源、化工、土木工程)成功实现了煤... 详细信息

煤矸石作为煤基固废系列的重要成员,其资源化利用一直是煤基固废的热点研究方向。多年来,在研究人员和工程技术人员的共同努力下,我国煤矸石资源化利用技术水平与利用效率均得到大幅提升,在多个领域(能源、化工、土木工程)成功实现了煤矸石“由废变宝”的转化过程。特别地,土木工程材料领域兼具“大体量”特点和“多元固废协同处置”等技术优势,成为大宗消纳煤矸石的中坚领域。本文综述了煤矸石作为胶凝材料/辅助胶凝材料和骨料在水泥混凝土、地质聚合物、道路工程及地下工程等方向的最新研究进展,总结并对比了煤矸石用作不同组分时的技术要点、难点及对应的质量控制措施和改性增强手段等。然而,矸石建材化的同时也容易导致矸石内部的“有价资源”未得到充分利用;矸石构筑物的长期耐久性和环境影响监测等工作也亟待补充。综上,受煤矸石理化性质、矸石资源化利用技术水平、经验及政策扶持力度等区域化差异因素的影响,煤矸石原料在用于多类型建材制品的生产过程中依然缺少因地制宜、明确且规范的分类管理和分级处置方法,“多领域技术-规范-政策”的逐步发展、完善和有机结合是今后建立高效有序的矸石建材市场及产业链的关键所在。

关键词：煤矸石胶凝材料骨料混凝土地质聚合物

一锅法还原胺化/N-酰基化/Aza-Wittig反应合成3,4-二氢喹唑啉

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有机化学 2024年第5期44卷 1686-1690页

作者：张文生郑伟左国强马科友肖合全刘改云济源职业技术学院材料工程学院河南济源459000

发展了一种三步骤一锅法合成3,4-二氢喹唑啉的方法.该方法包括邻叠氮苯甲醛与胺的还原胺化,酰氯的N-酰基化和P(Bu-n)_(3)作用下的Aza-Wittig反应.芳香胺、苄胺和脂肪族链胺都可以顺利参加该多步骤反应,其中脂肪族丁胺的收率略低.芳香酰... 详细信息

发展了一种三步骤一锅法合成3,4-二氢喹唑啉的方法.该方法包括邻叠氮苯甲醛与胺的还原胺化,酰氯的N-酰基化和P(Bu-n)_(3)作用下的Aza-Wittig反应.芳香胺、苄胺和脂肪族链胺都可以顺利参加该多步骤反应,其中脂肪族丁胺的收率略低.芳香酰氯中含有供电子基团时可以获得满意的收率,但是含有吸电子氯原子的芳香酰氯和丙烯酰氯则不能得到目标产物.

关键词： 3,4-二氢喹唑啉合成还原胺化分子内N-维悌希反应

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球形氧化铝粒径对酚醛树脂导热性能的影响

功能材料 2024年第1期55卷 1229-1236页

作者：徐震邱康文胡琳白柳杨欧阳玉阁北京工商大学化学与材料工程学院北京100048 黄淮学院机械与能源工程学院河南驻马店463000

环氧树脂、酚醛树脂等聚合物材料因具有良好的电绝缘性能、化学稳定性、易加工性能等,被广泛用于热管理材料领域。然而,聚合物材料的固有热导率较低,限制了其进一步的应用。将不同粒径的球形Al_(2)O_(3)添加到酚醛树脂(PF)基体中,用以... 详细信息

环氧树脂、酚醛树脂等聚合物材料因具有良好的电绝缘性能、化学稳定性、易加工性能等,被广泛用于热管理材料领域。然而,聚合物材料的固有热导率较低,限制了其进一步的应用。将不同粒径的球形Al_(2)O_(3)添加到酚醛树脂(PF)基体中,用以提升它的热传输性能。重点研究了Al_(2)O_(3)的粒径和Al_(2)O_(3)的负载量对PF复合材料导热性能和热稳定性能的影响。研究结果表明,在总填充量为75%,大小粒径的两种Al_(2)O_(3)颗粒比例为1∶1时,Al_(2)O_(3)/PF复合材料的热导率提升为1.611 W/(m·K),相对与纯PF的热导率提升了近8倍。同时,在同样的负载量下,PF复合材料达到的热导率高于只添加小颗粒或者只添加大颗粒的PF复合材料的热导率。这归因于两种粒径范围的球形Al_(2)O_(3)杂化时,粒径小的Al_(2)O_(3)颗粒填充到大粒径Al_(2)O_(3)颗粒的缝隙中,在基体中构建了更多的热传输通路。热重测试结果表明,添加Al_(2)O_(3)的PF复合材料的热稳定性提升,Al_(2)O_(3)/PF复合材料的最高分解温度从517℃提高到543℃。研究工作为制备高性能的聚合物基复合材料提供了一个新思路。

关键词：酚醛树脂氧化铝粒径杂化热导率

硅掺杂石榴石型Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)固体电解质的制备及性能表征

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中国稀土学报 2024年第3期42卷 503-508页

作者：黄晓东王庆伟刘萌金广辉河南工业大学材料科学与工程学院河南郑州450001

石榴石型固体电解质Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)因为具有高的锂离子电导率、宽的化学窗口和良好的锂金属稳定性而被广泛研究。为进一步提高其电化学性能,得到稳定立方相结构,本文采用高温固相法制备出Si掺杂LLZO(Li_(7)La_(3)Zr_(2-... 详细信息

石榴石型固体电解质Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)因为具有高的锂离子电导率、宽的化学窗口和良好的锂金属稳定性而被广泛研究。为进一步提高其电化学性能,得到稳定立方相结构,本文采用高温固相法制备出Si掺杂LLZO(Li_(7)La_(3)Zr_(2-x)Si_(x)O_(12))固体电解质。探究了Si掺杂量x对烧结陶瓷片的物相组成、晶体结构、微观形貌、相对密度、锂离子电导率和电导活化能的影响。结果表明,随着Si掺杂量x的增加,Li_(7)La_(3)Zr_(2-x)Si_(x)O_(12)烧结陶瓷片的气孔减少,相对密度增加,锂离子电导率随着Si掺杂量x的增加呈现出先上升后下降的趋势。当Si掺杂量x=0.24时,Li_(7)La_(3)Zr_(2-x)Si_(x)O_(12)烧结陶瓷片的锂离子电导率达到了最大值4.86×10^(-4)S·cm^(-1),电导活化能达到了最低值为0.32 eV。

关键词：固体电解质 Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12) 锂离子电导率 Si掺杂