电化学活性论文

电化学活性论文（精选11篇）

电化学活性论文 第1篇

电芬顿反应中的芬顿试剂可持续产生、H2O2由阴极产生、Fe2+可由Fe3+还原再生[3],电芬顿反应可以对·OH进行氧化,此外,还能进行阳极氧化、电极吸附、电混凝反应等,该方法可提高有机物污染物的降解效率[4],是染料废水处理的一种可靠选择。电芬顿法主要有以下几种类型:牺牲阳极法、Fe3+循环法和阴极电芬法[5],其中,阴极电芬顿法的应用较广[6],间接阳极氧化是相对于电化学直接阳极氧化来说,反应过程是在阳极表面发生,产生H2O2、O3、·OH、HO2·、O2、HOCl、OCl-等[7]具有较强氧化活性的中间物质,扩散在电解质溶液中,使污染物被氧化分解,达到降解目的。在电化学体系中若能同时发挥阴阳极的作用,将会大幅提升有机物的降解能力。

本文以蒽醌活性染料———活性蓝19(RB19)为对象,采用阴极电芬顿(EF)和间接阳极氧化(IE)联用技术对其进行降解,考察电极材料选择对降解效果的影响,研究降解过程反应动力学,并采用响应面优化法对反应过程的影响因素进行优化。

1 实验部分

1.1 材料、试剂及仪器

材料:Ti/Ru O2-Ir O2形稳电极(规格为5 cm×4cm,厚度2 mm,购自宝鸡辰钛电极制造有限公司);活性炭纤维毡(ACF,5 cm×4 cm,购自江苏科净碳纤维有限公司);碳布(CC,4 cm×4 cm,购自上海河森电器有限公司);石墨电极(GE,5 cm×4 cm,购自上海河森电器有限公司);高纯钛箔(4 cm×4 cm,购自宝鸡益豪金属材料有限公司)。

试剂:RB19(商品级,上海佳英化工有限公司);无水硫酸钠,七水硫酸亚铁,氯化钠,浓硝酸,浓硫酸,氢氧化钠。

仪器:直流稳压电源(RXN-302D,深圳市兆信电子仪器设备有限公司);紫外-可见分光光度计(UV-2802SH,尤尼柯(上海)仪器有限公司);可见分光光度计(722N,上海精密科学仪器有限公司);p H计(PHS-25,上海仪电科学仪器股份有限公司)。

1.2 EF-IE联用技术降解RB19

反应器材质为石英玻璃,规格为25 cm×20 cm×15 cm,有效容积750 m L。将反应器置于磁力搅拌器上。阴阳两极通过支架固定在反应器中间,极板间距固定为2 cm,有效面积20 cm2。电极通过导线连接直流稳压电源,由电流表测定瞬时电流。反应时,通过气泵向阴极表面通入空气,同时用磁力搅拌器搅拌反应液。

1.3 分析方法

采用UV-2802SH紫外-可见分光光度计在592nm处测定RB19吸光度,脱色率的计算采用式(1)。

式(1)中,α为脱色率;A0为反应前溶液吸光度;At为降解t时刻后溶液的吸光度。

2 结果与讨论

2.1 EF、IE体系与EF-IE体系对比

分别用EF、IE及EF-IE联用技术处理初始浓度相同的RB19染料模拟废水,对三种体系下RB19的脱色率进行比对,结果如图2所示。

分析图2可知,EF-IF技术对RB19的去除效果明显优于IE及EF技术,EF-IE技术的脱色率最高为72.93%,高于EF技术的54.16%和IE技术的35.91%。究其原因,在IE反应过程中,阳极会生成强氧化剂(活性氯、H2O2、O3等),当体系内有Cl-存在时,Cl-会在阳极上氧化析出Cl2,Cl2与H2O反应生成HCl O和Cl O-等强氧化剂。李海涛[8]的研究表明,Cl-的存在可以有效提高焦化废水降解效果,COD去除率提高了15%。在EF反应过程中,向阴极上通入O2,O2在阴极表面得到e-还原生成H2O2,生成H2O2再与外加的Fe2+发生芬顿试剂反应生成强氧化性的·OH。相应地,在EF-IE体系中,同时存在电芬顿反应和间接阳极氧化反应,既能生成·OH,也可以生成活性氯。两种技术在同一个体系中,·OH和活性氯共同对RB19作用,因此,IE-EF体系的脱色率要好于任何一个单独的体系。冯天照[9]研究EF体系降解甲基橙;以石墨作为电极,并在体系中引入Cl-,结果表明Cl-的引入可以有效地提高EF对甲基橙的降解效果。

2.2 电极材料的选择

在EF-IE体系中,考察了不同材质的电极材料对RB19脱色率的影响,结果如图3所示。

分析图3可知,当阳极相同时,ACF阴极的RB19的脱色率最高,CC阴极的脱色率其次,GE阴极的脱色率最低;当采用相同材料作为阴极时,DSA阳极的RB19脱色率都高于GE阳极的脱色率。对比不同的电极,RB19脱色率由高到低为:

电化学产生的H2O2是EF反应的基础与核心。阴极是EF反应的工作电极,将溶液中的O2还原为O2-·并进一步使其与H+反应生成H2O2。有研究表明电极材料表面性质和不同的表面形态会影响H2O2的产量,ACF与CC都是碳纤维材料,比GE具有更高的析氢电位,这使得电极表面更容易生成H2O2;而且ACF相对于CC有较大的比表面积,O2可以更有效地在表面发生还原反应,增加H2O2的浓度。因此当阳极材料相同时,ACF阴极的RB19的脱色率最好。

DSA的析氯电位较低,在施加适当电流的条件下,Cl-会在DSA表面发生析氯反应,产生Cl2,生成的Cl2会与溶液中的H2O反应形成活性氯,依靠体系中产生的活性氯实现对污染物的降解。本研究时用DSA为Ti/Ru O2-Ir O2电极,余峰研究表明以金属Ti为基底的金属氧化剂涂层电极,对Cl2有很高的析出催化活性,可生成较多的活性氯物质。从而使得当阴极材料相同时,DSA阳极的RB19脱色率高于GE阳极。

2.3 降解动力学

为了考察EF-IE体系在不同影响因素下对RB19降解的动力学特点,对不同因素分别进行一级反应动力学和二级反应动力学拟合,结果见表1,动力学方程式为式2和式3:

一级反应动力学

二级反应动力学

式中,C为染料最终浓度(mg/L);C0为染料初始浓度(mg/L);k1、k2分别为拟一级和二级反应表观速率常数;t为反应时间。

分析表1可知,相对于二级反应动力学模型,EF-IE体系降解RB19过程更符合准一级反应动力学模型,拟合相关系数基本在0.99以上。

2.4 响应面优化实验

为确定实验的最优反应条件,对单因素中影响较大的因素进行进一步优化,选择电流密度、Fe2+浓度及Cl-浓度作为变量进行响应面条件优化实验。所选取的中心点为:Fe2+浓度1.0 mmol/L、Cl-浓度12 mmol/L、电流密度20 m A/cm2。根据实验结果,利用Design Expert8.0.6软件进行3因素3水平的Box-Behnken design(BBD)试验,各因素的编码值及编码水平值见表2。

两因素之间相互影响关系如图4所示。

3D图曲面陡峭或平缓表明两因素之间相互影响作用的大小,而等高线图的形状说明两因素之间相互作用很明显。由图4(a)至图4(c)可以看出:B、C之间相互影响关系3D曲面图陡峭,说明Cl-浓度和电流密度之间的相互影响作用较大;A、B之间相互影响关系的3D曲面图平缓,说明Fe2+浓度和Cl-浓度之间的相互影响作用较小。

回归模型线性方差分析数据如表3所示。

其中,“P>F”值小于0.05表明模型参数显著,大于0.1表明模型参数不显著[10]。通过拟合,得出预测模型的F值为16.70,P值为0.003 2,表明此模型是显著的、有意义的。在模型中,AC(0.0135)、A2(0.006 5)、B2(0.001 1)以及C2(0.000 4)的P值都小于0.05,因此均为显著的模型参数,并且三个因素对响应值影响大小关系为:C>A>B,即电流密度>Fe2+浓度>Cl-浓度。本模型的线性拟合相关系数为R2=0.967 8,说明线性相关性较好;调整相关系数为R2=0.909 8,证明模型可用,由此得出的拟合回归方程为:

EF-IE对RB19的去除率(%)=96.47-0.62A+0.39B-0.78 C+0.088AB+2.04AC-1.29BC-2.55 A2-3.85 B2-4.89C2

为验证上述预测模型的可靠性,对上述最优条件进行3次重复实验,三次实验的相对误差分别为1.36%、0.50%、1.75%,均在实验误差允许的范围内,说明此模型预测值是可靠的,可以用来预测EF-IE降解RB19实验结果。

3 结论

(1)ACF电极适合EF-IE联用体系,Ti/Ru O2-Ir O2和GE两种阳极材料因对Cl-的催化氧化性能不同,对RB19染料脱色率有很大差别,Ti/Ru O2-Ir O2电极显示出良好的电催化能力。

(2)EF-IE体系降解RB19符合准一级反应动力学模型,拟合相关系数基本大于0.99。

(3)Fe2+浓度、Cl-浓度与电流密度对RB19脱色率有显著的影响,其中电流密度影响最大;Cl-浓度和电流密度之间的相互影响作用较大;最优化反应条件为:Fe2+浓度0.92 mmol/L、Cl-浓度12.14mmol/L、电流密度19.38 m A/cm2。

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活性化学品的管理与危害控制 第2篇

活性化学品的管理与危害控制

在很多化工生产装置中存在活性化学品,但因对其活性缺乏了解,或者虽然知其危害,但安全措施不到位,从而导致了大量事故的发生.

作 者：李运才 纪国峰 陈军 郭秀云 张海峰 作者单位：国家安全生产监督管理总局化学品登记中心,山东青岛,266071刊 名：安全、健康和环境英文刊名：SAFETY HEALTH & ENVIRONMENT年，卷(期)：7(11)分类号：X9关键词：活性化学品 活性危害 控制

电化学活性论文 第3篇

【摘要】蜚蠊目昆虫具有多种生物活性，随着对其活性成分及药理作用研究的深入，蜚蠊目昆虫必将具有更广阔的应用前景。现将近年来国内外学者对其的化学成分和药理作用的研究进行文献综述，以期为该昆虫资源的进一步研究和开发利用提供较为全面的依据。

【关键词】蜚蠊目;昆虫;化学成分;药理作用

中医中药历史久远，具有很大的研究价值，但是相对与西药来讲中药的研究开发却很少。近年来，随着世界性范围的传染病如艾滋病，SARS以及禽流感大肆爆发，中药重新引起了世界各国的关注。这40年来研究成功的不少新药，其中绝大多数（可能70%～80%）是直接来源于天然产物，或者以天然产物为先导物衍变而来，可见以天然产物为重点来研究开发新药的重要性。在中药的研究方面，植物和海洋生物化学研究较多，昆虫化学的研究还相对薄弱。昆虫种类繁多，数量巨大，在研究开发方面有植物和海洋生物无可比拟的优势，具有很好的研究前景。本文仅对蜚蠊目昆虫的化学成分与药理活性的研究现状进行综述。

蜚蠊目（Blattaria）隶属于节肢动物门昆虫纲。最常见的药用昆虫有蜚蠊和地鳖（分别俗称为蟑螂和土鳖）。蜚蠊目分为4科：蜚蠊科（Blattidae）、光蠊科（Epilampridae）、地鳖科（Polyphagidae）和折翅蠊科（Blaberidae）。蜚蠊为蜚蠊科（Bxattidae）昆虫，在我国室内常见的有东方蜚蠊（B.orientalis）、澳州蜚蠊（Periplaneta australasiae）、德国小蠊（Blattella germanica）、热带蠊（Supella Supellecti Lurn）及美洲大蠊（P.americana）5种[1]。土鳖虫，又称地鳖虫，民间有多种称谓，如土元、土鳖子、地乌龟等，在我国具有悠久的药用历史。常用于入药的土鳖虫有中华真地鳖（Eupolyphaga sinensis Walker）、冀地鳖（Polyphaga plancyi Boliver）和金边土鳖（opisthoplatia orientalis Burmeister）。

1 化学成分

1.1 生物活性成分

近日英国诺丁汉大学发表公告说，该校研究人员在蟑螂的大脑和神经组织中发现了一些特殊分子，它们可以杀死致病性大肠杆菌和具有抗药性的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌，但却不会伤害人类细胞。研究人员西蒙-李在英国普通微生物学会的学术会议上报告了这项成果。他说，研究小组已发现9种上述杀菌分子，希望能在此基础上研发新的抗生素，用于替换疗效不佳的药物，同时减少某些副作用。西蒙-李指出，蟑螂经常生活在不干净的环境中，身上有多种细菌，据报道[2]，在蟑螂体内有多于100种的细菌被发现和分离。但它们自己进化出了一套分泌抗生素对抗有害微生物的机制，因此从这类昆虫入手寻找杀菌药物是合情合理的。英国的这一发现为研制新型抗生素提供了新途径。关于这项报道有待继续关注。早在1975年Brown等[3]从美洲大蠊中分离得到神经肽原肛肽（proctolin）后，至今已从美洲大蠊中分离鉴定出50多种神经肽。昆虫抗菌肽是昆虫体液免疫中的一类有生物活性的短链多肽，具有分子量小、对热稳定、广谱抗菌等特点，可以抑杀多种细菌、真菌、病毒及原虫，还对多种癌细胞及动物实体瘤有明显的杀伤作用，而不会损伤正常细胞[4]。蓝江林[5]用不同诱导源诱导美洲大蠊，结果成功诱导了抗菌肽的生成。

土鳖虫体内含有纤溶活性成分。日本学者松田秀秋等最先报道土鳖虫甲醇提取物具有溶解血栓的作用。随后李卫星等[6]以中华真地鳖活虫为原料，从其水溶液中分离纯化到一种相对分子质量（M）为68000的纤溶酶原激活蛋白（EPA），证明其属于丝氨酸蛋白酶类。王淑敏等[7]从该虫的水浸醇沉提取物中分离纯化到两种相对分子质量（M）分别为34600和39800的纤溶活性成分，并证明其既具有直接降解纤维蛋白的作用，又具有纤溶酶原激活剂样作用。韩雅莉等[8]通过硫酸铵分级分离、DEAE-纤维素柱和非变性PAGE制备电泳等方法从雌性地鳖虫活体内分离纯化得到三种纤溶活性成分：EFF-1、EFF-2和EFF-3，其中EFF-1具有纤溶酶原激活性质，而无纤溶酶活性，而EFF-2和EFF-3则兼有纤溶酶原激活性质和纤溶酶性质。

1.2 营养化合物

美国科学家Sheila M.Sowa and Larry L.Keeley[9]从蟑螂血淋巴中得到20种氨基酸。脯氨酸、丙氨酸、甘氨酸、亮氨酸和酪氨酸等等，其中脯氨酸含量最高，含量高于10mM。关于脂类，Eliyahu D、Nojima S和Capracotta SS等人[10]在蟑螂体内分离出2种脂质性激素，11-Methylheptacosan-2-one和27-Oxo-11-methylheptacosan-2-one。廖吉在中国专利“蜚蠊油脂在保健食品和医药上的应用及制备方法”（CN1500495A）公开发明书中报道：蜚蠊的不饱和脂肪酸含量高达72%，其中含油酸、亚油酸、亚麻酸、二十碳酸、二十二碳酸、十五碳酸、十九碳酸、二十一碳酸、脑磷脂等。利用这些特殊活性成分制成油脂软胶囊，具有多种保健、治疗作用。

土鳖虫中主要成份为氨基酸，氨基酸总量约占土鳖虫的40%。金氏等从土鳖虫分离出3个原体，经鉴定为胆甾醇，棕柄酸和5，4二羟基-7-甲氧基黄酮。还有报道，以干重计，中华真地鳖蛋白质含量高达60%以上，是典型的高蛋白食品。周彦钢等[11]对土鳖虫氨基酸成分分析结果表明，土鳖虫所含的氨基酸成分种类齐全，几乎包含了构成蛋白质的所有氨基酸。其中人体必需的8种氨基酸（包括婴儿必需的组氨酸）占氨基酸总量的34.5%，含量最高的前6种氨基酸依次是甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、酪氨酸、精氨酸和賴氨酸。上述报道均未指明是何种土鳖虫，结果有一定差异。关于脂类，许景娥等[12]研究表明地鳖及冀地鳖中含棕榈油酸、油酸、软脂酸、豆蔻酸、硬脂酸及少量亚油酸等脂类成分。

1.3 其他

蜚蠊體内还含有信息素、壳聚糖、碳酸钙、糖类（如粘多糖等）、蛋白酶、淀粉酶、酯酶等，还有维生素、细胞色素、甲壳素、辅酶A、烟酸、钙、镁、铁、锌等人体所必需的18种物质。

土鳖虫中还含有天然产物生物碱，药效实验表明，土鳖虫总生物碱能够直接扩张血管，使外周阻力下降，心脏负荷降低;能够提高心肌和脑对缺血的耐受力或（和）降低心脑组织的耗氧量[13]。田军鹏[14]对中华真地鳖生物碱成分做了初步研究，从中分离l4种生物碱成分，其中甾体类1种，氯基酸衍生物类3种，哌啶类2种，其他类8种。除此之外，还有脂溶性维生素和无机元素、高级醇及其衍生物等其他成分。

2 药理活性

2.1 抗菌作用

2004年，蓝江林等[15]用美洲大蠊中提取分离得到抗菌肽成分，进行抑菌效应实验，结果发现大肠杆菌的数量随时间延长而逐渐减少，结合电镜观察，美洲大蠊抗菌肽能使菌体崩解、死亡。说明美洲大蠊抗菌肽对大肠杆菌不是一般的抑菌作用，而是杀菌作用。自1975年Boman等首次从惜古比天蚕提取出抗菌肽至今，已有170余种昆虫抗菌肽被发现，并有数十种已被分离、提纯、测定了一级结构[16，17]此外，最新发现，美洲大蠊提取物具有抗乙型肝炎病毒的功效[18]。近日英国诺丁汉大学发表公告说，可借鉴蟑螂抗菌能力研制新型抗生素。

索相敏等人[19]的研究表明中华真地鳖抗菌物质对细菌有一定的抑制作用。中华真地鳖抗菌物质对白菜软腐菌和枯草芽孢杆菌也有一定的抑制作用。具体表现与大肠杆菌和金黄葡萄球菌一样：对数生长期延迟，菌量增长速度明显低于对照。说明中华真地鳖抗菌物质不仅对人体致病细菌有抑制作用，对植物病原细菌也有一定的抑制作用。

2.2  抗肿瘤作用

已有报道证明，抗菌肽对细菌、真菌、原虫和肿瘤细胞等均有抑制作用[20]。已有许多学者对抗菌肽的抗肿瘤细胞作用进行了研究。杨晓红等人[21]对家蝇（Musca domestica）幼虫、蛹及德国蜚蠊（Blattella germanica）、美洲蜚蠊（Periplaneta americana）若虫采用针刺感染大肠杆菌诱导产生抗菌肽，经研磨、层析提取其抗菌肽，并通过流式细胞仪测定各种抗菌肽对人髓样白血病细胞（K562）的作用。家蝇幼虫和蛹的抗菌肽对K562有一定的杀伤作用，而美洲蜚蠊和德国蜚蠊不仅不能杀伤K562，在某种程度上还有减少其死亡和促进其生长的作用。

邹玺等[22]研究发现土鳖虫醇提物对黑色毒瘤、胃癌、原发性肝癌等多种肿瘤细胞生长有明显的抑制作用。他们认为土鳖虫抗肿瘤有效成分为脂溶性脂肪酸，并将其制备成脂肪乳剂型，观察其对s180简瘤小鼠移植瘤生长的影响，结果发现土鳖虫各剂量组均有抑制肿瘤生长的作用，并呈剂量相关性，说明土鳖虫抗肿瘤有效成分在体内也有一定的抑瘤作用。

2.3 抗肝损伤和抗乙肝病毒

高永翔等[23]通过制备肝损伤动物模型，给予蟑螂提取物后分离血清，测定血清ALT和AST活性，麻鸭给药后分离血清，将血清加入体外培养的HBV-DNA克隆转染人肝癌细胞（HepG2），检测不同浓度药物对HepG2细胞分泌HBsAg、HBeAg的抑制作用。试验结果表明，蟑螂提取物同时具有抗HBV作用及抗肝损伤作用，其作用机理可能与免疫调节作用有关。

2.4 抗凝血和抗血栓

周春风等[24]按低、中、高剂量分别给大鼠灌胃土鳖虫水浸膏，连续10天，可明显降低大鼠实验性血栓重量，明显延长大鼠凝血时间，说明土鳖虫具有抗凝血和抗血栓作用对预防和治疗血栓性心脑血管疾病有重要作用。另有实验研究给家兔灌胃土鳖虫提取液 5天后，土鳖虫提取液在家兔体内、外均能使血浆白陶土部分凝血时间（KPTT）、凝血酶原时间（PT）及凝血酶时间延长，其作用随土鳖虫提取液浓度的增加而增强，抗凝活性不依赖于抗凝血酶（AT-Ⅲ），即其作用可能是对凝血酶的直接抑制作用。由于凝血酶在血栓形成中具有重要地位。因此，土鳖虫提取液的直接抗凝血酶作用对于血栓性疾病和心脑血管缺血性疾病的防治将可能具有重要价值[25]。

土鳖虫还有调血脂、抗氧自由基及保护血管内皮细胞的作用、对血液流变性作用（有效的降低全血黏度和血浆纤维蛋白原，抑制血栓形成，抑制血小板聚集，增加红细胞表面电荷，改善红细胞变形能力）、抗缺血缺氧、抑制血管生成及抗肿瘤活性、抗突变作用、治疗骨折创伤作用等等。

3. 结语

综上所述，蜚蠊目昆虫具有很好的生物活性和药用价值，目前国内外对蜚蠊的研究主要集中在种群调查、生长繁殖及情况[26]、防治、药用价值开发的研究[27]、化学成分及其提取、分离纯化、鉴定、生理功能[10]、蜚蠊基因表达及过敏作用方面等等。对土鳖的研究仅限于其广泛的药理活性，得到鉴定的有效活性成分也是极为罕见。因此，对于蜚蠊目昆虫体内活性成分的研究还存在很大的空间。从昆虫化学方面来说，关于昆虫次生代谢物的研究凤毛麟角，蜚蠊目昆虫次生代谢产物的研究也鲜有报道，研究证明，相对于植物化学和海洋生物化学，昆虫小分子化合物同样是寻找天然药物来源的一个更为珍惜的资源。昆虫活性化学成分对天然有机化学研究领域中拓展昆虫化学是天然产物研究方向提供了科学依据，因此蜚蠊目昆虫有着广阔的研究空间。

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电化学活性论文 第4篇

活性炭表面化学性质是影响活性炭吸附性能的一个关键因素。活性炭表面含有多种含氧官能团, 比如羧基、酸酐、内酯基、羟基等, 这些表面官能团的数量和种类可以通过物理或化学方法进行调节。比如氧化改性[4]、热处理改性、还原改性[5]、负载金属离子改性[6]、酸碱改性[7]、等离子体改性等。现阶段关于活性炭表面改性的研究主要通过改变官能团数量和种类来增强其吸附性能, 并应用于水污染处理[8]、空气净化[9]等方面, 而关于活性炭表面改性对双电层电容器电化学性能影响的研究甚少[10,11]。

本工作以毛竹废料为原料, 采用磷酸-二氧化碳活化法制备中孔活性炭, 以硝酸、盐酸、硫酸为改性剂, 对活性炭进行表面氧化改性, 并在二氧化碳气氛中进行二次活化, 考察不同酸对活性炭比表面积、孔径分布以及表面官能团性质的影响, 并研究其电化学性能。

1 实验

称取定量竹片, 加入磷酸溶液 (质量分数85%) , 浸泡7d, 干燥后置于管式炉中, 在N2气氛保护下以5℃/min升温速率升温至500℃, 并通入CO2气体恒温活化3h, 结束后切回N2气氛冷却至室温, 将产品取出碾碎用去离子水洗至滤液pH值大于6, 干燥, 过200目筛。

使用HNO3、HCl、H2SO4对产物进行表面氧化改性。具体实验步骤如下。

分别称取0.5g上述自制活性炭粉末加入到质量分数为60%的HNO3、HCl、H2SO4溶液中, 在70℃水浴中加热搅拌2h后, 过滤洗涤, 120℃干燥。再将活性炭放入管式炉中, 以5℃/min的升温速率加热至750℃, 切换为CO2保护, 控制流量为60cm3/min, 在该温度下保温1.5h, 活化结束后切换回N2保护, 自然冷却至室温后, 将产品取出。将经HNO3、HCl、H2SO4氧化改性的样品分别命名为AC-N、AC-Cl、AC-S。

精确称取活性物质 (原炭及改性后活性炭) 、导电剂 (乙炔黑) 、粘结剂 (质量分数60%的聚四氟乙烯 (PTFE) 乳液) , 按85∶10∶5比例混匀, 于无水乙醇溶液中超声搅拌, 制成浆状物质, 然后均匀涂到20 mm×20 mm的泡沫镍上, 于120℃真空干燥12h, 再用粉末压片机以15 MPa的压力保压30s, 压制得到工作电极。将制备好的电极片作为电容器的正负极, 组装成双电层电容器, 放入电解液 (30%KOH水溶液) 中浸泡6h后即可进行电化学性能测试。

采用物理吸附仪 (ASAP2020) 测定活性炭的比表面积和孔结构, 以77K的N2为吸附介质;采用岛津公司KRATOS AXIS ULTRA型X射线光电子能谱仪对样品进行宽扫和窄扫, 以确定官能团类型。

采用新威高精度电池性能测试系统 (CT-3008W-5V3A-S1) 对双电层电容器进行恒流充放电测试来计算活性炭的比电容及充放电效率。采用上海辰华电化学工作站 (CHI660C) 进行电化学循环伏安及交流阻抗测试。

2 活性炭表面性质及孔隙结构表征

2.1 比表面积和孔径分布

图1为活性炭原样品AC与酸改性处理后的样品AC-Cl、AC-N、AC-S在77K时的氮气吸-脱附等温线。

从图1可以看出, 经酸处理后, 活性炭样品吸-脱附曲线与原样品形状基本一致, 都属于Ⅳ型等温线, 吸附量随相对压力增大而增大, 不存在吸附平台, 有较明显的滞后环, 说明样品为高中孔率活性炭;但是吸附量均有不同程度的下降。其原因是: (1) 由于活性炭表面产生了一些官能团, 堵塞了部分孔径较小的孔道, N2分子无法进入, 从而导致比表面积和孔容降低; (2) 酸具有氧化性, 有可能导致活性炭的部分结构坍塌, 或是微孔腐蚀成中孔, 从而使比表面积下降。

图2为活性炭原样品AC和改性后活性炭样品的孔径分布图。从图2可以看出, 基本孔结构特征整体类似, 细节上有些许差别。 (1) 相同点:在小于5nm内有大量孔容分布, 在2nm处存在一个肩峰, 大于5nm的孔容分布量较少; (2) 差别:原活性炭样品在小于5nm区域有最大孔容分布, 峰面积和高度最大, 盐酸改性后的样品孔径分布图在小于5nm区域峰宽及高度最小, 孔容最小。总体而言, 改性后孔径分布变化不大。

表1为活性炭样品改性前后比表面积及孔结构参数的变化情况。可以发现, 改性处理并没有使活性炭样品孔隙结构发生较大的变化, 样品依然保持高中孔率的特征。但是改性处理会造成碳材料比表面积降低, 从原来的1833m2/g降低到1004~1222m2/g;中孔体积也有所下降, 从2.057cm3/g减小到1.119~1.336cm3/g, 微孔体积下降更明显, 说明酸处理对活性炭孔径还是有一定的影响。综上所述, 用3种酸改性后, 比表面积和孔容均有一定程度的下降, 但是样品的孔径结构特征均未发生显著变化, 依然保持中孔活性炭的特点, 这一点可以从活性炭经酸处理前后平均孔径的变化上得以证明。

2.2 活性炭表面官能团

采用X射线光电子能谱仪 (XPS) 对改性前后的活性炭样品表面碳和氧元素的相对质量比及C 1s峰谱线进行分析, 各样品的C 1s峰谱分析图和各含氧官能团的分析结果见图3和表2。从图3中可以看出, 表面含氧官能团主要以-C-C、-C-O、C=O、-O-C=O 4种形式存在, 各种官能团含量见表2。由表2可见, 经过酸处理后, 氧和碳元素的相对质量比均有所下降, 其中AC-N样品下降最多。-C-O和C=O官能团含量呈增加趋势, -C-C和-O-C=O官能团正好相反, 含量有所下降。根据有机物氧化反应规律[12], 脂肪烃首先被氧化成醇类, 部分醇类氧化成酮或醛, 最后被氧化成酸, 但是羧酸随着氧化程度的增加会分解成CO2, 所以随着氧化的进行-C-C含量下降, -C-O和C=O含量则因脂肪烃的氧化而增多, -O-C=O含量因高温分解而有所下降。

2.3 改性碳材料电化学性能研究

2.3.1 充放电性能

将原活性炭样品AC与经硝酸、硫酸、盐酸处理的活性炭样品AC-N、AC-S、AC-Cl样品分别组装成双电层电容器并进行恒流充放电测试。其中, 电流为0.4A/g, 电压范围为0~0.8V。图4是各电容器的充放电曲线。

从图4可见, 各电容器充放电曲线均呈现较对称的三角形分布, 各恒流充放电的斜率基本保持恒定, 具有良好的电容特性。根据公式C=2IΔt/ (mΔV) 计算各电容器的比电容, 可知改性后的活性炭比电容比原活性炭样品有较大幅度的提高。在0.4A/g电流密度下, AC的比电容仅为175F/g, 而经酸处理后的AC-N、AC-S、AC-Cl的比电容分别达到258F/g、225F/g、203F/g, 相比未改性AC增长了47.4%、28.6%、16.0%。

活性炭的比表面积和孔容均有所下降, 但是比电容反而增加, 可见决定比电容大小的不仅仅是比表面积, 表面性质也起了很大作用。

从XPS结果可知, 活性炭改性后表面性质发生了较大变化, 官能团-C-O及C=O的含量有所增加, 这些表面含氧官能团一方面能增加碳材料的湿润性及对电解质的亲和性, 增强碳材料表面吸附电解质的能力, 从而提高碳材料表面形成双电层的能力和电容特性;另一方面, 在电容器充放电过程中含氧官能团能发生可逆的氧化还原反应从而产生赝电容, 进而提高电容器电容量[13]。文献[14]指出, 羟基、羰基等官能团能够提高比电容, -O-C=O官能团则会降低碳材料比电容, 这与本工作所得到的结果一致。

2.3.2 比电容性质

各活性炭在不同电流密度下的恒流充放电曲线 (图5) 比较相似, 都具有良好的对称性, 呈等腰三角形分布。图6是各活性炭样品在不同电流密度下进行恒流充放电测试计算得到的比电容。从图6可见, 电流密度从0.1 A/g增大到0.3A/g时, AC的比电容下降了8.3%, AC-N、AC-S、AC-Cl的比电容分别下降了5.3%、11.1%、11.9%, 说明经盐酸处理后AC的电容下降最为明显。这可能是因为经盐酸改性后的活性炭样品平均孔径最小, 在小电流密度下, 孔径对比电容起着主导作用。当电流密度增大到1A/g时, AC比电容下降了23.0%, 而AC-N、AC-S、AC-Cl的比电容分别只下降了17.2%、16.1%、17.7%。这说明除了孔径是一个影响因素外, 表面的官能团也对比电容有重要影响, 对比电容的保持起到积极作用。也说明经酸改性后的样品既能在小电流下充放电, 也适合在大电流下充放电, 尤其是经硝酸改性后的样品AC-N, 在1A/g电流密度下仍能保持230F/g的比电容, 而原活性炭样品的比电容此时只有150F/g左右。

2.3.3 稳定性及充放电效率

在0.1A/g的电流密度下对AC-N为电极材料制备的电容器进行200次恒流充放电测试, 研究其循环稳定性及充放电效率, 结果如图7所示。由图7可知, 经过200次循环后其放电比电容基本维持在233F/g, 与首次放电相比, 电容保持率为83.3%。电极充放电效率为95%左右。

2.3.4 循环伏安特性

图8 (a) 是未改性及经硝酸、硫酸、盐酸改性后的AC电容器在10mV/s扫描速率下的循环伏安曲线。可以看出, 经过酸改性后, 在同一扫描速率条件下, 改性后的活性炭电极的响应电流都比未改性的活性炭电极大。这说明经过酸改性后电极材料的比电容都有所提高, 其中AC-N>AC-S>AC-Cl>AC。并且4种样品的循环伏安曲线在0~0.6V范围内都未出现明显的氧化还原峰, 呈现出比较理想的双电层电容器循环伏安特性。AC-N和AC-S在0.8V时均有较明显的尾部上翘, 出现氧化还原峰, 表面电极在充放电过程中发生了法拉第反应, 从而提高了电容器的比电容。

图8 (b) 是AC-N电容器在不同扫描速率 (箭头所指由内到外依次为2mV/s、10mV/s、30mV/s、50mV/s、100mV/s) 下的循环伏安曲线。可以看出随着扫描速率的增加, 响应电流相应成比例增大, 说明电解质离子在活性炭孔道内迁移速度快, 阻力小。循环伏安曲线基本呈矩形, 可逆性好, 具有良好的充放电性能。

2.3.5 交流阻抗测试

图9为活性炭电极改性前后的交流阻抗谱图, 其低频区几乎与横轴垂直, 表明所得电极材料具有很小的扩散阻抗, 中高频区域表现为明显的Warburg特征45°曲线[15], 体现了电解质离子是由扩散控制的特点。

在高频区, 交流阻抗谱中未出现明显半圆, 说明电荷转移阻抗很小。从图9中可以看出, AC、AC-Cl、AC-S、AC-N电极在实轴上的截距都很小, 说明电容器的内阻很小, 大约为0.5Ω, 其中改性后的活性炭电极的内阻略有下降, 这是由于改性处理显著提高了活性炭的润湿性, 改善了其亲水性, 从而减小了离子扩散阻力。

3 结论

电化学活性论文 第5篇

毛兰属植物化学成分及药理活性研究进展

毛兰属植物由于近年来同属于兰科的石斛属植物的过度采挖,而取代名贵中药石斛类作为药材应用.为了了解其化学成分及能否替代石斛应用,本文对毛兰属植物的.化学成分及药理活性研究进展进行了综述.目前毛兰属植物研究所涉及的种类仅5种,从该属植物中分离出化学成分13种,包括菲类、9,10-二氢菲类及二聚体、联苄、甾体和脂肪族化合物等结构类型.药理研究表明,一些成分如毛兰素和毛兰菲在抗肿瘤和抗氧化等方面显示了较好的活性.开展毛兰属植物的研究,对发现新的药用活性成分及资源保护有重要意义.

作 者：陈业高 刘双花 金永 CHEN Ye-gao LIU Shuang-hua JIN Yong 作者单位：云南师范大学,化学系,昆明,650092刊 名：西北植物学报 ISTIC PKU英文刊名：ACTA BOTANICA BOREALI-OCCIDENTALIA SINICA年，卷(期)：26(4)分类号：Q946 Q949.71+8.43关键词：毛兰属 化学成分 药理作用

电化学活性论文 第6篇

高中化学灵活性有效课堂有效教学一、关于灵活性教学及其效率性教学的准备工作分析

1.在高中化学实践中，灵活性原则的应用，需要以有效性为前提。所谓的有效性，教师经过自身的具体教学，学生的化学素质及其应用素质得到了明显的进步。这就需要明确到有效教学环节的主体，其主体针对的是学生，而不是传统意义上的教师主体。在有效教学的过程中，需要明确到有效教学的关键性行为，那就是多样化的教学，任务导向，学生学习过程的引导等，保证其学习成功率的提升，保证其所上课的真实性、充实性等。

有效性课堂的开展，需要具备多种应用条件，这里面包括课时的有效性，课堂教学方式的有效性，教师指导方法的有效性，能够针对班级整体进行同样内容的教学，能够进行教学手段的良好应用，保证教学活动的良好开展，实现课程与课时的良好结合，保证其高效性的提升。这就需要教师进行教学活动的串联，按照实际的教学需要，进行不同教学环节的协调。高效性是有效课堂教学的关键，学生在一定的时间教学内，对分析问题能力及其学习能力的掌握，保证其良好的教学效果的提升。

2.在有效性备课过程中，对教材内容的把握是必要的。这就需要教师具备良好的教学理念，保证其教学策略的有效性，引导学生积极地进行学习。这就需要教师进行有效性的备课，要从整体上对高中化学教材进行理解，联系观点的应用，对教材的积极分析。在理解的基础上进行教材内容的透彻分析。这就需要高中化学教师对教材的知识体系的掌握，对逻辑结构及其编排意图的分析，对全册教材的知识点的分布情况的分析，对其单位及其每节课的教学目标、重难点等的确定。

在备课过程中，需要其备课的实效性，需要从学生的角度上进行设计，对学生的年龄特点的考虑，针对其个性特点及其已有知识水平进行分析，对学生的可接受能力的考虑，保证课堂知识的教学步骤、程序等的结合，保证学生的整体学习过程更加的具体及其形象，这也需要实现教师的积极引导，做好与学生的相关互动，积极做好相关的评价工作。

在备课过程中，教师要注意备课的形式及其内容，要注意到与实践相结合，这就需要避免传统的备课形式的局限性。新型的备课形式的优化，保证其备课形式的丰富多样性，保证其课堂内容及其备课内容的结合，这就需要针对教师的上课特点进行分析，保证备课过程中的信息采集工作，保证其丰富的教学信息量，保证其信息贴近生活，贴近实践，及对先进的教学方式的引进。

二、高中化学教学体系应用的细节化工作

1.在高中化学教学体系应用中，需要建立和谐化的师生关系，从而有利于学生的主动性、创造性及其积极性的提升。这就需要保证其师生关系的民主化、平等化、和谐化，进行有效性教学观念的应用，保证其有效教学的策略及其技术应用；进行有效教学方式的构建，保障其整体教学效果的提升，实现高中化学教学的高效益性。

教师要对课堂所需要完成化学教学目标进行分析，在有效的时间内进行教学最大效益的提升。这就需要教师针对学生的具体学习差异，对教学设计工作进行优化，对相关环节的妥善处理，保证其时间的合理分配，这就需要教师针对学生的相关情况，对预案进行调整，保证非有效性问题的提出，避免其重复性的讲解。

2.在高中化学教学中，教师需要明确化学教学的性质，其以实践教学为基础。实验教学的有效性，对于整体化学课堂有效的提升是非常必要的。这就需要教师进行实验教学体系的健全，切实提升化学的教学质量，由于实验者方式的差异性，其实验结果也存在差异性。其需要针对实验现象进行现场研究，保证学生学习兴趣的激发，实现学生整体思维的发展，保证学生的智力发展，对学生的创新能力及其实践能力的提升。

化学是一门以实验为基础的学科，实验教学是提高化学教学质量的重要环节。由于实验者或实验材料的不同，可得到的实验结果也不相同。如对实验现象进行现场研究，可激发学生学习的兴趣，促进学生思维发展，进一步开发学生的智力，培养学生的创新精神和实践能力。例如，在讲《原电池》一节时，我们通过分组实验探究原电池的构成。每组都有导线、电流表。比如，进行西红柿、菠萝、桔子、铜—铜电极等的应用，做好其他的分步探讨过程，让学生对原电池构成条件进行清晰分析，做好氧化及其还原反应等的分析工作，从而满足日常工作的需要。

这就需要对问题设计及其课堂提问技巧的优化，对提问方式的合理化的选择，保证问题设置难度的控制。对其思维价值的提升，要保证问题的具体化、清晰化，要让学生尽可能地参与实践，尽可能地去回答，不要急于进行评判。在提问过程中，需要对不同类学生的兼顾，针对学生的回答必须给予回馈，保证对学生的回答做出评价。

为了保证有效性高中化学课堂的建立，教师必须应用灵活性原则，这需要做好悬念的设置工作。比如，在新旧工作的结合处进行问题设计，对学生的好奇心的激发，保证学生的求知欲的提升，要引导学生针对所遇问题的分析及其设计，保证其综合能力的提升。

三、结语

高中化学课堂的时效性及其有效性的结合，对简单化、效益化的课堂讲授方式的应用，实现课堂信息的有效交互及其传输。更好地对高中生的心理特点进行分析，对直观性教学手段的更新，对事物的存在及其动态变化的展现，保证学生的化学应用能力的提升。诱发学生思维，达到激发学生学习动机的目的。课后作业设计要新颖，富有启发性，让同学们通过独立练习，增强思维能力和学习兴趣，对于有难度的题，可在课堂上进行适当讲解，再让学生进行练习。

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虫草多糖化学结构及药理活性研究 第7篇

1 虫草多糖化学结构

1.1 虫草多糖中的单糖成分

袁建国等对虫草多糖中的单糖成分进行层析定性检测, 并采用气相色谱分析法对其构成比例进行定量和定性检测, 即:PCⅠ中主要含有葡萄糖、半乳糖以及甘露糖, 其摩尔比例为0.30∶0.65∶1.0;PCBⅠ中主要含有半乳糖和甘露糖, 其摩尔比例为0.73∶1.0;PCBⅡ中主要含有葡萄糖、半乳糖以及甘露糖, 其摩尔比例为0.50∶0.51∶1.0;PCAⅠ中主要含有半乳糖和甘露糖, 其摩尔比例为1∶1;PCAⅡ中主要含有葡萄糖、半乳糖以及甘露糖, 其摩尔比例为0.42∶0.71∶1.0。

张海英等将蒙山九州的虫草发酵液以及菌丝体水解成单糖, 并采用毛细管区带电泳方法分析出虫草多糖的主要化学结构包括半乳糖、甘露糖、葡萄糖以及少量的阿拉伯糖。

1.2 虫草多糖中的多糖组成

施英等通过对人工虫草粗多糖进行Sephadex G-100和DEAE-52柱薄层色谱分析, 得出BCPS-1以及BCPS-2这两种纯多糖 (白色粉状) 成分。经过层析显示, BCPS-1的主要化学成分包括甘露糖、半乳糖、山梨糖和葡萄糖;BCPS-2的主要化学成分包括山梨糖和葡萄糖。

王延兵等通过Sevage法和酶法, 对虫草粗多糖进行透析、H202脱色、除杂蛋白、分级沉淀、DE-23柱层析等操作后, 得到多糖Ck3-A;对其进行聚丙烯酰胺凝胶电泳、紫外扫描、Sepharose 4B柱层析等检测后, 显示其化学结构中包含α-型糖苷键。

范卫强等[5]对虫草菌丝体进行水提醇沉和离子交换纤维素分离操作, 得到两类虫草多糖, 即中性CPSl, 相对分子质量为2.56×104, 多糖组成为阿拉伯糖∶半乳糖∶甘露糖∶葡萄糖=1∶18∶36∶46;酸性CPS2, 相对分子质量为9.91×104, 多糖组成为鼠李糖∶阿拉伯糖∶木糖∶半乳糖酸∶半乳糖∶甘露糖∶葡萄糖=1∶3∶3∶4∶14∶25∶30。

2 虫草多糖药理活性

2.1 保护肝脏

方十英等通过分析发现, 虫草多糖能在一定程度上避免小鼠免疫性肝损伤, 其作用机制与降低平衡细胞因子、炎性细胞因子以及肿瘤坏死因子表达等有关。刘江凯等经过研究证实, 虫草多糖能对大鼠骨髓间充质干细胞进行体外诱导和分化, 这一发现也为急慢性肝衰竭疾病的中医药治疗提供了有力的理论依据。郑贤林等通过研究证实, 虫草多糖能明显降低小鼠血清中ALT和AST活性, 降低丙二醛含量, 提高抗氧化剂的药理活性, 从而有效保护因脂质过氧化作用加剧而损伤的肝细胞。卢建华、黄军民也证实虫草多糖能够有效降低酶活性, 减缓脂质过氧化物的产生。

2.2 保护肾脏

朱凯等经过研究证实, 虫草多糖对人体肾脏系膜细胞的增殖具有明显的抑制作用, 能够有效减缓肾小管间质纤维化。吕小波等通过试验证明, 虫草多糖对由缺血或毒性药物导致的急性肾衰竭具有良好的抵抗、治疗作用, 并能在一定程度上改善急性肾衰造成的功能损伤, 对慢性肾脏衰竭具有良好的延缓作用。

2.3 降血脂、血糖

牟华等通过试验证实, 虫草多糖对高血脂病具有良好的控制和缓解作用, 能够有效降低三酰甘油含量, 增加血清中高密度脂蛋白含量, 从而促进体内血脂的恢复和平衡。刘芹等通过分析得出, 虫草多糖能够有效改善人体内葡萄糖的代谢状况, 有效缓解高血糖病症。

2.4 抗肿瘤

叶青、蔡伟等发现, 虫草多糖对结肠癌细胞的内皮生长因子有很好的抑制作用, 可有效降低结肠癌术后腹腔复发或转移率。陈露等通过研究证实, 虫草多糖对YAC.1型淋巴瘤细胞和S180腹水瘤、实体瘤等肿瘤细胞的增殖均具有显著的抑制作用, 可有效控制肿瘤生长。

2.5 提高记忆、修复烫伤、抗衰老

张倩等研究表明, 虫草多糖能有效提高海马神经细胞的抗氧化性, 减缓凋亡, 改善细胞供血量, 从而有效提高大脑的记忆功能, 具有显著的促进脑康复功效。田燕等通过研究证实, 虫草多糖对皮肤烫伤有一定的修复功效。李华等通过实验证实, 虫草多糖能有效拮抗皮肤纤维细胞老化, 逆转皮肤纤维细胞的胶原变化。

3 结语

冬虫夏草是一种非常名贵的藏医药材, 其有效成分虫草多糖具有多种药理活性, 在医药、食疗以及保健等方面均具有较高的使用价值, 具有非常广阔的市场前景和应用范围。因此, 医学界要不断加强并深入对虫草多糖化学结构和药理活性等方面的研究, 不断探索虫草的应用价值和经济价值, 从而更好更快地实现虫草多糖的大规模、高纯度制备, 使其更好地造福人类健康。

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电化学活性论文 第8篇

1 具体实验研究

该实验具体报考四个步骤:第一, 准备实验材料。需要准备的主要原料有氯化钌、氯化镧、异丙醇和乙醇, 这些材料都是分析纯。第二, 配置涂液。在乙醇溶液和异丙醇中分别加入氯化镧和前驱物氯化钌, 然后用搅拌器将其互相溶解, 然后再把两者按一定的摩尔比例均匀混合在一起。第三, 制备涂层。TA2钛基材在经过轧制、喷砂以及碱洗处理之后, 把其倒入沸腾的10%草酸溶液中, 经过2个小时的刻蚀处理后, 将其放入超生波清洗仪中用80℃去离子水清洗干净, 大约要15分钟, 最后烘干。在刻蚀后的钛板两面用配制好的涂液均匀涂刷, 完成之后放进烘干箱中烘烤10分钟, 温度控制在120, 然后用450℃箱式电阻炉对其进行烧结10分钟, 再将上述步骤重复数遍, 直至总氧化物载量达到10g�m-2, 就停止涂刷工作, 再将其放入箱式电阻炉中, 将温度调节到450℃, 需要烧结1小时, 再把火退掉。第四, 测试性能。盐桥用饱和的KCI鲁金毛细管来充当, 用3.5%的Na Cl溶液作电解液, 对比实验则用1mol/LHCl O4电解液。一切准备就绪后, 开始测试伏安曲线, 同时用分析仪分析涂层前驱物的热重和差式扫描量热。利用原子力显微镜来观察表面形貌。

2 实验结果分析

2.1 伏安电荷

评价电极电化学活性的主要因素就包含了伏安电荷。伏安电荷与电极电催化活性之间成正相关。通过实验电极进行测定, 并且把电极对应的循环伏安曲线进行积分处理, 就能够得到伏安电荷, 可以充分展示电极表面活性点的数量。分别把电极放在3.5%Na CI和1mol/LHCl04的溶液中, 伏安电荷会发生不同的变化, 我们可以发现, 加入La后, 伏安电荷逐渐增大, 这个现象说明, 电极的电化学活性与La有着密切的联系, La促进其不断提升, 伏安电量值在La的摩尔分数为30%时接近最大, 此现象证实, 该成分阳极表面活性的点数目达到最大时, 电化学活性也会增加到最大。相较于中性Na Cl溶液, HCIO4溶液在发生氧化还原反应之后会产生赝电容, 由此可以证明, 酸性溶液中的伏安电荷高于Na Cl溶液中的, 而且要高出很多。

2.2 表面样貌

通过对试样RL0与RL2的AFM表面形貌进行分析, 我们可以发现在加入La的前后两个过程, 表面形貌会发生巨大的变化, 与此同时晶粒尺寸存在一定的改变, RL2晶粒的大小大约为几十个nm, 和之前相比更加细小, 这说明La能够使晶粒直接细化, 而且表面在其作用下也会更加粗糙。涂层电化学活性与表面形貌紧密相关, 活性点的数目会随着表面晶粒减小而增多, 具体而言, 电化学活性会随着活性面积增加而变得越好;RL2拥有较高伏安电荷, 也可以用这个实验结果对其进行解释。

2.3 前驱体的热分析

Ru Cl3�3H20的分解主要有四个阶段, 每个阶段和吸热峰拐点互相对应。第一个吸热峰对应开始的加热阶段, Ru Cl3�3H20第一次失水的温度大约是110.6℃;当温度为160℃左右, 该物第二次失水;发生第二个缓慢失重的温度范围为185~350℃内, 该平台和C12释放过程相互对应。当温度在350~450℃内, 开始形成Ru02晶体, 而且曲线上能够看到放热峰。当温度超过460℃时, 质量基本保持不变, 已经形成Ru02晶体。该研究结果和Gujar等人的实验结果基本上是一致的。

La Cl3.7H20的分解曲线总共分为三个阶段, 温度在低于200℃情况下, 一共经历了三次脱水反应, 与三个吸热峰互相对应, 但是温度在360~550℃内, La Cl3没有发生气相水解反应。而且, 当温度在200~800℃范围内也没有形成La203晶体。

可以得出发现一定的规律, 纯Ru Cl3开始氧化的温度为374.1℃, Ru Cl3在加入镧之后, 氧化起始温度就开始发生变化, 起始温度越来越高。当RL4的起始温度为425.2℃时, 氧化反应就结束了, 其中温度在此过程中也发生了不一样的变化, 纯RLO氧化反应结束的温度为444.2℃, 除了RL2的结束温度低于此温度, 其他组分的都高于该温度。这个现象证实, La3+会限制Ru Cl3的氧化或者Ru02的形核与长大。当热分解的温度不超过450℃时, 由于此原因, 含镧氧化物涂层的晶粒要比纯Ru02的细小一些。

2.4 XRD分析

关于钛基氧化物涂层的XRD图谱, 通过实验, 我们能够发现, Ru02峰的强度随着La含量的增加而急剧下降, 当La的含量大于70%时, 基本没有Ru02衍射峰。而且, 不存在La或者含La化合物晶体相。由此可知, 镧能够对含钌氧化物晶体的结晶和长大产生抑制作用, 表面活性面积随着晶粒细化而增大, 涂层表面的电化学活性得到了有效提高。

3 实验结论总结

第一, 在中性Na Cl溶液中加入适量的La, 能使含钌氧化物涂层的电化学活性得到有效提高。由于加入La细化了晶粒, 进而使涂层表面活性点的数目得到增加。第二, Ruq存在与Ru—La氧化物涂层中。其次, La会让Ru Cl3热分解温度被提高, 而且会对Ru02与Ru Ox的结晶和长大产生抑制作用, 其混合氧化物的存在形式主要是非晶态。第三, 当La名义含量达到30%的时候, 晶粒的尺寸值最小, 具有最好的电化学活性。

参考文献

[1]龙萍, 许立坤, 李庆芬, 薛丽莉, 宋泓清.钛基钌镧氧化物涂层结构对电化学活性的影响[J].稀有金属材料与工程, 2013 (06) .

电化学活性论文 第9篇

通过在高比表面积的碳材料表面修饰聚苯胺薄膜可以利用碳材料比表面积大、电化学性能稳定的特性,同时也可以发挥聚苯胺比容量高的特点。Q.F.Xiao[7]等用化学沉积的方法在碳纳米管表面沉积了一层聚苯胺,比容量达到190F/g。T.C.Wen[8,9]等用电化学的方法在活性碳电极的表面沉积一层聚苯胺,碳电极的容量提高了大约60%,经过1000次循环后容量下降了10%。电化学修饰的方法虽然成本低,薄膜于碳表面结合性好,但其沉积的均匀性受到限制,电极内部的碳表面以及孔的内表面难于被利用,这里我们采用固态氧化剂(Mn O2以及V2O5)氧化聚合的方法在活性碳粉末表面沉积一层均匀致密的聚苯胺薄膜,这种方法合成工艺简单,聚苯胺薄膜沉积均匀,适合于大规模生产。这种碳/聚苯胺的复合材料,较纯碳材料电化学性能得到大幅度的提高。

1 实验部分

1.1 复合材料的制备

硝酸锰Mn(NO3)2,苯胺C6H7N,硫酸H2SO4,偏钒酸钠NH4VO3均为市售分析纯。活性碳粉为广州惠普新材料有限公司提供的RP-20,比表面积1100 m2/g。将一定量的碳粉和V2O5溶胶(偏钒酸钠在800℃下加热两个小时,迅速取出倒入蒸馏水中搅拌即可)的混合物用超声波混合均匀,然后将混合后的碳-V2O5溶胶的混合物在300℃下处理除去水分,得到碳/V2O5复合材料。将一定量的碳粉和Mn(NO3)2溶液混合并用超声波混合均匀,然后在175℃,氮气气氛中热处理10 h即得到碳/Mn O2复合材料。将上述两种复合材料分别倒入p H值为2~3的苯胺的硫酸溶液中,静置24 h。将得到产物过虑,蒸馏水洗涤,真空干燥后便分别得到了用Mn O2做氧化剂和用V2O5做氧化剂制得的碳修饰聚苯胺复合材料。

1.2 复合材料的成分和形貌表征

复合材料的形貌观察在日本HITACHI SEM X-650上进行。红外光谱分析在Nicolet公司生产的NEXUS670红外光谱仪上进行。

1.3 复合材料的电化学测试

将碳粉或碳修饰粉末材料与乙炔黑、聚四氟乙烯按质量比0.8:0.15:0.05混合,碾成膜后,取1 cm×1 cm压在不锈钢网上。循环伏安,交流阻抗测试在三电极中进行,两片相同的复合材料电极分别作为工作电极和对电极,参比电极为Hg/Hg2SO4电极。测试仪器为CHI660 A电化学工作站。恒流充放电测试在扣式电容器中进行,使用的仪器为Land充放电仪。

2 结果与讨论

2.1 复合碳材料的结构与形貌分析

从图1我们可以看到原位沉积法得到的复合材料呈颗粒状,基本保持了活性炭粉末本身的形貌,这说明原位沉积法得到的复合材料聚苯胺紧密的覆盖在碳粉的表面,且分布均匀。这主要是因为Mn O2及V2O5属于高价态的氧化物,均难溶于硫酸,它们与苯胺的氧化还原反应只能在固/液界面附近进行,这就保证了聚苯胺薄膜的成积只发生在活性碳内部及表面,本合成方法中只要能够控制氧化物的成积的均匀性,就能够保证聚苯胺薄膜成积的均匀性。V2O5为氧化剂得到的碳/聚苯胺复合材料可以看到碳表面的聚苯胺薄膜的存在,Mn O2作为氧化剂得到的复合材料的形貌基本不随修饰量的变化而改变。

图3、图4给出了纯活性炭、碳/聚苯胺复合材料的红外光谱图,从图中我们可以看到V2O5为氧化剂得到的碳/聚苯胺复合材料在1108,1301,1485和1564 cm-1处出现的峰分别对应于SO42-的吸收峰,C-N-C的伸缩振动吸收,苯环以及芳基的骨架振动吸收。这四个峰为聚苯胺的特征吸收峰。这说明在碳表面的修饰物为聚苯胺。V2O5为氧化剂得到的碳聚苯胺复合材料的吸收峰较之Mn O2为氧化剂得到的复合材料的吸收峰更强烈,这可能是由于V2O5溶胶的为纤维状,粒径较大,主要成积在活性碳外表面,氧化得到的聚苯胺也主要沉积在碳粉的外表面,而于Mn O2为氧化剂得到的聚苯胺沉积在碳粉的内表面引起的,这种推测与我们在扫描电镜中看到的形貌一致。Mn O2为氧化剂得到的复合材料在1381cm-1出现的NO3-的吸收峰可能是由于Mn(NO3)2分解引起的。

2.2 复合材料电极的电化学性能研究

图3给出了纯活性炭,碳/聚苯胺复合材料(PANI的含量为29 wt.%)在1M的硫酸中的循环伏安曲线,扫描速度为20 m V/s。从图中我们可以看到碳电极在硫酸溶液中表现出理想的电容特性,而碳/聚苯胺复合电极除了表现出双电层电容外还表现出明显的准电容特性,碳/聚苯胺复合电极在硫酸溶液有两对明显的氧化还原峰的出现,这两对氧化还原峰对应于HSO4-和H+在聚苯胺中的嵌入脱出反应[10]。从图4中我们可以看到,两种方法得到的复合材料的比容量在放电电流为1.0 A/g时,分别为232 F/g(V2O5作氧化剂)和242 F/g(Mn O2作氧化剂)。比容量由公式1得出。其中聚苯胺本身的比容量达到400~425 F/g。修饰聚苯胺后,复合材料的比容量与纯活性碳相比增加了将近100%,两种氧化剂得到的复合材料的比容量相差不大。

式中:I放电电流密度;t放电时间;ΔE电压范围;M活性物质的质量

2.3 氧化剂对碳/聚苯胺复合材料电化学性能的影响

从图5不同氧化剂的交流阻抗对比我们可以看到,在高频阻抗区域,两种复合材料的欧姆电阻相近,但在Warburg阻抗区域则表现出明显的不同。Mn O2作氧化剂的复合材料具有较大的Warburg阻抗,说明其大电流放电性能受到扩散控制的影响较大。出现这种情况与不同氧化剂得到的聚苯胺薄膜的物理性质不同密切相关。表1给出了两种氧化剂得到的纯聚苯胺的电导率及质量密度。从表中我们可以看到,二氧化锰为氧化剂得到的聚苯胺具有密度高,导电性好的特点。这些特点是由于氧化剂本身的密度以及在硫酸溶液中的溶解性所决定的。高温熔融法得到的V2O5溶胶为纳米纤维状的结构,密度较小,且经过300℃处理后的V2O5溶胶微溶于硫酸,这就决定了氧化聚合反应不仅发生在V2O5/硫酸的界面,而且也可以在界面附近的液相中进行,这就导致了得到的聚苯胺结构疏松。Mn O2不溶于硫酸,且本身的密度较高,所以氧化得到的聚苯胺就有较高的密度,密度高就会导致其孔隙率降低,因而会直接影响电解液在其中的扩散,从而导致其大电流放电性能较差。但聚苯胺本身的电导率对于复合材料的电化学性能的影响并不明显,在复合材料中起电子导电作用的主要是碳基体材料。

从图6中我们可以看到,经过600次的从放电循环,V2O5氧化得到的复合电极的比容量从237 F/g下降到201.5 F/g,比容量损失了大约15%。Mn O2氧化得到的复合电极的比容量先增加后减少,经过600次循环后,与最高容量(240.75F/g)相比仅仅损失了3.6%,从上面的讨论我们可以看到,V2O5作氧化剂得到的复合材料具有良好的大电流放电能力,但与Mn O2氧化得到的复合材料相比,其循环稳定性较差。综合来看,Mn O2氧化得到的复合材料具有更好的电化学性能。

3 结论

通过原位氧化还原法在活性碳表面沉积一层均匀的聚苯胺薄膜,聚苯胺薄膜不仅沉积在活性碳的外表面,而且可以沉积在活性碳的内表面,充分结合了活性碳的高比表面积以及良好的导电性以及聚苯胺的高比容量,复合材料的比容量较活性碳提高了将近一倍,不同的氧化剂对于复合材料的性能有明显的影响。该方法具有工艺简单、适合于大批量生产的优点。

摘要：通过原位化学沉积法将聚苯胺(PANI)均匀地沉积在多孔活性碳(AC)表面,得到AC-PANI纳米复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外(FTIR)光谱对样品的形貌及成分进行表征,将得到的复合材料组装成电化学超级电容器,进行电化学的循环伏安和恒流充放电测试。结果显示,在1 M的硫酸溶液中复合材料的比容量达到240 F/g,较纯粹的活性碳(120 F/g)提高将近一倍。

关键词：原位化学成积,聚苯胺,活性碳,超级电容器

参考文献

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[2]J.Desilvestro,W.Scheifele,Morphology of electrochemically prepared polyaniline,J.Mater.Chem.,3(1993):263.

[3]E.Naudin,P.Gouerec,D.Belanger,Electrochemical preparation and characterization in non-aqueous electrolyte of polyanilineelectrochemically prepared from an anilinium salt,J.Electroanal.Chem.,459(1998):1.

[4]H.Q.Tang,A.Kitani,S.Maitani,H.Munemura,M.Shiotani Electropoly meriza-tion of aniline modified by Para-Phenylenediaming,Electrochimica Acta,40(1995):849-857.

[5]K.R.Prasad,N.Munichandraiah Electrochemical deposited polyanil-ine on stainless-steel collectors for supercapacitors,J.Power Sources,112(2002):443-451.

[6]J.H.Sung,S.J.Kim,K.H.Lee Preparation of compact polyaniline films:electrochemical synthesis using agar gel template and charge-storageapplications,J.Power Sources,126(2004):258-267.

[7]Q.F.Xiao,X.Zhou The study of multiwalled carbon nanotube deposited with conducting polymer for supercapacitor,Electrochimi-ca Acta,48(2003):575-580.

[8]Y.R.Lin,H.S.Teng A novel method for carbon modification with minute polyaniline deposition to enhance the capacitance of porouscarbon electrodes,Carbon,41(2003):2865-2871.

[9]W.C.Chen,T.C.Wen Electrochemical and capacitive properties of polyaniline-implanted porous carbon electrode for supercapacitors,J.Power Sources,117(2003):273-282.

白及化学成分其药理活性研究进展 第10篇

1 白及原植物特性及采收加工

白及为多年生草本植物, 高30～70cm。块茎肉质肥厚, 扁三角状卵形, 黄白色。叶3～5片, 广披针形, 长15～30cm, 基部下延成鞘状, 全缘。总状花序顶生, 花3～8朵, 淡紫红色, 花被6片, 唇瓣倒卵形, 内面有6条隆起的纵线, 上部3裂, 有紫色斑点, 雄蕊与雌蕊结合成蕊柱, 柱头顶端着生1雄蕊, 花粉块4对, 子房下位, 扭曲。蒴果圆柱形。花期4～6月, 果期7～9月。生于山野川谷较潮湿处。

白及以块茎 (假鳞茎) 入药。选择培育3～4年的植株, 春秋二季采挖, 除去块茎上的须根, 洗净泥土, 置沸水中煮或蒸至无白心, 晒至5～6成干, 除去外皮, 晒干。炮制时将原药洗净, 润透, 捞出, 晾至湿度适宜, 切薄片, 干燥, 即得饮片“白及”[3]。

2 白及的化学成分

日本的YAMAKI最先对中药白及开展系统的化学成分研究, 得到了大量菲类衍生物。随后, 我国学者也陆续分离得到一些化学成分。目前, 从文献报道的情况看, 白及的主要化学成分是联苄类 (bibenzyls) 、菲类 (phenanthrenes) 及其衍生物, 此外, 还含有少量挥发油, 粘液质[4], 白及甘露聚糖 (bletilla mannan) [5]以及淀粉 (30.5%) , 葡萄糖 (1.5%) [6]等。最近几年, 对白及的化学成分研究主要集中在联苄类、二氢菲类 (dihydrophenanthrenes) 和联菲类 (biphenanthrenes) 化合物上, 并从中分离鉴定出一系列新的联苄、二氢菲和联菲化合物。

2.1 联苄类

联苄类化合物是具有1, 2-二苯乙烷母核或其聚合物的天然产物总称, 通常是植物中菲类化合物的合成前体。从白及块茎中分离得到的联苄类化合物是其主要活性成分之一, 共2个母核, 9个化合物 (1～9) , 见图1及表1。

2.2 二氢菲类

二氢菲类化合物是目前报道从白及块茎中分离得到的最多的成分, 共有9个化合物 (10～18) , 其结构如图2及表2所示。该类化合物芳环上的取代基主要有羟基、甲氧基和对羟苄基。它们是白及的又一主要活性成分。

2.3 联菲类

已报道的联菲类化合物有白及联菲A、B、C (19～21) [14]和白及联菲醇A、B、C (22～24) [12]。其化合物名称及结构见图3、图4。白及联菲A为4, 4’-二甲氧基-9, 9’, 10, 10’-四氢-2, 2’, 7, 7’-四羟基-1, 1’-联菲 (4, 4’-dimethoxy-9, 9’, 10, 10’-tetrahydro-2, 2’, 7, 7’-tetrahydroxy-1, 1’-diphenanthrene) , 白及联菲B为4, 4’-二甲氧基-9, 10二氢-2, 2’, 7, 7’-四羟基-1, 1’-联菲 (4, 4’-dimethoxy-9, 10-dihydro-2, 2’, 7, 7’-tetrahydroxy-1, 1’-diphenanthrene) , 白及联菲C为4, 4’-二甲氧基-2, 2’, 7, 7’-四羟基-1, 1’-联菲 (4, 4’-dimethoxy-2, 2’, 7, 7’-tetrahydroxy-1, 1’-diphenanthrene) , 和白及联菲醇A、B、C (blestrianolA、B、C) , 白及联菲醇A为4, 4’-二甲氧基-9, 9’, 10, 10’-四氢-2, 2’, 7, 7’-四羟基-1’, 3-联菲 (4, 4’-dimethoxy-9, 9’, 10, 10’-tetrahydro-2, 2’, 7, 7’-tetrahydroxy-1’, 3-diphenanthrene) , 白及联菲醇B为4’, 5-二甲氧基-8- (对羟苄基) -9, 9’, 10, 10’-四氢-2, 2’, 7, 7’-四羟基-1’, 3-联菲 (4’, 5-dimethoxy-8- (p-hydroxybenzyl) -9, 9’, 10, 10’-tetrahydro-2, 2’, 7, 7’-tetrahydroxy-1’, 3-biphenanthrene) , 白及联菲醇C为4’, 5-二甲氧基-8- (对羟苄基) -9, 10-二氢-2, 2’, 7, 7’-四羟基-1’, 3-联菲 (4’, 5-dimethoxy-8- (p-hydroxybenzyl) -9, 10-dihydro-2, 2’, 7, 7’-tetrahydroxy-1’, 3-diphenanthrene) 。

2.4 其它含菲化合物

对白及的化学成分研究中, 除了分离得到二氢菲类、联菲类化合物以外, 还得到了一系列简单菲类衍生物 (25～30) , 双菲氧醚衍生物 (31～34) , 9, 10-二氢菲并吡喃类 (35～37) , 芘类。其他还有菲类衍生物的糖苷化合物 (38～42) 。上述化合物均列于图5-8和表3。

2.5 其它成分

除了上述几大类化合物外, 还从白及块茎中分离得到了甾类、萜类、酯类、醚类等化合物。已报道的有Militarine[19]、β-谷甾醇棕榈酸酯 (β-sitosterol palmitate) 、豆甾醇棕榈酸酯 (stigmaterol palmitate) 、24-亚甲基-环阿屯棕榈酸酯 (24-methylene-cycloartenol palmitate) [20]、β-谷甾醇 (β-sitosterol) 、胡萝卜苷 (dancosterol) 、丁香树脂酚 (syringaresinol) 、咖啡酸 (caffeic acid) [21]、3- (4-羟基-3-甲氧基苄) -反式丙烯酸二十六醇酯[hexacosanoic alcohol 3- (4- hydroxy-3-methoxybenzol) -trans-acryliceylenate]、环巴拉甾醇 (cyclobalanol) 、大黄素甲醚 (physcion) [22]、五味子醇甲 (schizandrin) [10]、山药素Ⅲ (batatasin Ⅲ) 、3’-O-甲基山药素Ⅲ (3’-O-mathyl batatasin Ⅲ) [14]、对羟基苯甲酸 (p-hydroxybenzoic acid) 、原儿茶酸 (protocatechuic acid) 、桂皮酸 (cinnamic acid) 、对羟基苯甲醛 (p-hydroxybenzaldehyde) [11]等。此外, 还含甘露糖与葡萄糖摩尔比为3∶1的白及甘露聚糖 (bletilla glucomannan) [23]。

3 白及的药理作用

白及在全世界主要分布于亚洲的缅甸北部经中国至日本, 因而在这些国家都有药用记载, 尤其在我国和日本应用较广。日本的YAMAKI从分离得到的白及化学成分中, 发现其中多个具有抗菌活性。我国学者则沿用传统的止血生肌的表述, 对其进行了广泛的药理活性研究。

3.1 止血作用

白及块根浸出液经动物实验表明, 对实质性器官 (肝、脾) , 肌肉, 血管出血外用止血效果良好[1,3]。白及的止血作用被认为与其所含胶状成分有关。家兔用试管法及毛细血管法均证明静注2%白及胶液1.5mL/kg, 可显著缩短凝血时间, 并加速红细胞沉降率[1,3,4]。研究白及不同化学提取部位对腺苷二磷酸 (ADP) 诱导的家兔体外血小板聚集的影响, 结果发现白及正丁醇提取部位和水溶性部位可显著升高ADP诱导的最大血小板聚集率, 体内实验进一步证实了体外血小板聚集的结果, 表明其止血作用的主要有效部位是白及正丁醇提取部位和水溶性部位[24]。对白及止血作用机制的研究表明, 白及能增强血小板第Ⅲ因子的活性, 缩短凝血酶生成时间, 抑制纤维蛋白酶的活性, 也能使细胞凝聚, 形成人工血栓而止血[25,26]。

3.2 对消化系统的影响

3.2.1 抗溃疡作用

白及的甲醇提取物具有抗溃疡活性, 可对抗幽门结扎型、束缚水浸应激型溃疡[3]。给大鼠灌服1%白及煎剂1.5mL/只, 对盐酸所致胃粘膜损伤有明显保护作用, 使盐酸所致胃粘膜溃疡明显减轻, 溃疡抑制率达到94.3%[27]。其中对胃粘膜保护作用的机制可能是通过刺激胃粘膜合成和释放内源性前列腺素 (PG) 实现的。

3.2.2 治疗实验性犬胃、十二指肠穿孔

白及对实验性犬胃及十二指肠穿孔有明显治疗作用[26]。给药后, 可迅速堵塞穿孔, 阻止胃内容物外漏并加速大网膜的遮盖。

3.2.3 预防肠粘连

白及溶胶40mL/只给家兔灌胃, 对术后肠粘连有明显预防作用。给药后, 动物白细胞总数、分类计数、谷丙转氨酶 (SGPT) 、尿素氮均无明显变化;粘连处组织学检查发现纤维母细胞增生, 胶原纤维疏松, 排列不规则, 仅呈类炎症反应[3]。另有研究发现, 白及胶对日本大耳白兔胆管成纤维细胞形态的影响及对日本大耳白兔胆管成纤维细胞活性的抑制作用, 可能是白及胶防治日本大耳白兔腹腔粘连的机制之一[28]。

3.3 抗菌作用

白及乙醇浸液用平板稀释法, 1∶100对黄色葡萄球菌, 1∶20对枯草杆菌及人型结构杆菌有抑制作用[29]。从块茎中分离的联苯及双氢菲类化合物在浓度为100μg/mL时, 对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌ATTC1057及发癣菌QM248均有抑制作用[5]。

通过研究白及化合物的抗菌活性与其结构的关系发现, 含有甲氧基的化合物抗菌作用减弱, 而对羟基苄化合物的抗菌活性增强[30]。

3.4 抗肿瘤作用

白及葡萄糖注射液对二甲氨基偶氮苯 (DAB) 诱发的大鼠肝癌有明显的抑制作用[31];电镜观察表明, DAB诱发的肝癌细胞核大、核膜弯曲凹陷, 而白及给药的肝细胞结构正常, 说明白及对肝细胞有较好的抗损伤作用[32]。有研究表明其抗癌的有效成分为块茎中的粘液质 (主要是多糖成分) 。进一步研究发现, 白及粘液质对大鼠瓦克癌 (W256) 、小鼠子宫癌 (U14) 、小鼠艾氏腹水癌、肝癌、肉瘤180均有抑制作用。最近又有研究结果表明, 100%白及水浸出液可促进小鼠骨髓细胞增殖以及白细胞介素-2 (IL-2) 的分泌, 这可为白及用于临床治疗肿瘤疾病提供新的理论依据[33]。

3.5 促进伤口愈合作用

由于表皮的损伤愈合一般经过角质形成细胞的激活、游走、增生及基底膜的修复等过程, 其中角质形成细胞游走, 在创伤覆面与创伤愈合中起着关键的作用。采用皮肤器官培养法培养SD小鼠皮片, 比较观察含不同浓度的白及的培养基对角质形成细胞游走的影响及培养时间与游走长度的关系, 结果发现白及浓度为20μg/mL和2μg/mL时, 角质形成细胞游走比对照组显著地增快和增长[34]。白及的这种促进角质形成细胞游走作用可能对治疗皮肤创伤早期愈合有重要影响。动物试验研究也表明, 白及可以使大鼠背部切割伤创面平均愈合时间提前, 同时, 能提高创面组织中羟脯氨酸含量和蛋白质含量, 并提高伤口巨噬细胞数量, 这可能是其促愈合作用的重要机制之一[35]。白及具有的这种作用主要与其所含胶状成分有关。将白及胶作为外源性重组人表皮生长因子载体, 能显著促进创面表面细胞DNA的合成, 提高细胞的增殖能力, 缩短伤口愈合时间, 加速伤口愈合[36]。

3.6 促进血管内皮细胞黏附生长的功能[37]

在常规的DMEM细胞培养液中加入不同浓度的白及多糖, 发现60～120μg/mL白及多糖组有促进内皮细胞生长的功能, 而80μg/mL白及多糖组的促生长作用最为明显, 表现无明确的剂量依赖性。

3.7 其它

将白及胶制成白及代血浆, 以动物试验证明其对失血性休克有一定疗效;通过小鼠, 家兔, 犬急性, 亚急性毒性试验表明其安全无毒, 无热原反应, 体内可停留8h以上[38]。将白及甘露糖用作可吸收性局部止血药, 动物试验表明其用药局部吸收快, 效果好;对小鼠的急性毒性、局部毒性的药理实验研究表明, 其对所接触的局部组织 (如肝、脑、皮下组织等) 无明显刺激性, 不诱发感染性炎症, 不影响创面愈合[39]。

另外, 白及与川乌配伍, 是中医配伍禁忌“十八反”的一类。与川乌配伍的实验研究表明, 白及与生川乌配伍毒性为相加, 与制川乌配伍毒性为拮抗, 两药配伍应用, 不影响各自的药效[40]。配伍机理研究表明, 两药合用后能影响药物代谢酶CYP3A1/2酶的活性[41]和P450酶的含量[42], 进而对药物的代谢产生影响, 因而两者配伍存在基于上述药物代谢酶的药物相互作用。

4 结语

白及作为一种传统中药材, 止血生肌作用确切, 民间用药广泛, 现亦作为白及代血浆, 血管栓塞剂等药物制剂, 以及药物的载体材料、成膜材料等的原料用药, 具有较高的药用价值和商用价值。对白及的系统化学和药理活性研究始于20世纪70年代, 但深入研究不多。例如, 日本学者从白及块茎中分离得到了一系列新化合物, 但进行的研究工作中缺乏相应的药理活性的跟踪, 没有阐明各单体化合物的药理活性。国内对白及的化学成分与药理活性方面也开展了很多研究, 但仍主要停留在中医中药的传统经验阶段, 而药用成分分析、药理实验等方面的工作依然薄弱, 对其有效成分和药理活性的具体作用机制还不是很清楚, 尤其是将其化学与药理方面作用有机结合起来的工作还有待于进一步深入研究。目前临床上所用的白及药物大部分为复方或较粗糙的制剂, 也主要是由于药理活性的研究不够深入。因此, 对白及进行进一步的化学成分和药理活性等方面的研究是很有意义的。

乌蕨的化学成分及活性研究进展 第11篇

1 化学成分

1.1 黄酮

乌蕨中分离得到的黄酮成分有牡荆素 (vietxin) 、山奈酚 (kaempefrol) [5]、芹菜素 (apigenin) [6]、apigenin 7-O-β-D-glucopyranoside、kaempferol-3-O-β-glucopyranoside[7]、牡荆素鼠李糖苷、牡荆素吡喃葡萄糖苷[8]、荭草苷 (orientin) 和orientin-2″-O-β-D-glucopyranoside[9]。

采用可见分光光度法测定不同部位总黄酮的含量, 发现乌蕨黄酮含量高, 全草、根、茎、叶等不同部位总黄酮含量分别为11.89%、4.47%、3.46%和11.75%[10]。蔡建秀等[11]测定乌蕨地上部分总黄酮含量达到34.24%, 任冰等[12]测定乌蕨中荭草苷和牡荆素的含量, 认为两者在云南邱北产乌蕨中含量最高, 分别0.12%和0.15%。

1.2 酚性成分

从乌蕨中分离得到的酚性成分基本上为简单的芳香族化合物, 有丁香酸 (syringic acid) 、香草酸 (vanillic acid) 、龙胆酸 (gentisic acid) [9]、原儿茶醛 (protocatechuic aldehyde) 、原儿茶酸 (protocatechuic acid) [5]、2, 5-二羟基苯甲酸甲酯、邻苯二甲酸-二 (2-乙基-己基) 酯、对羟基苯甲酸、对甲氧基苯甲酸[10]、4-O-β-D- (6-O-gentisoylglucopyranosyl) vanillic acid、2-O-β-D- (6-O-gentisoylglucopyranosyl) gentisic acid及6, 7-二羟基香豆素等[8,14]。

1.3 挥发性成分

陶晨等[15]采用水蒸汽蒸馏提取乌蕨挥发油成分, 用气相色谱-质谱 (GC-MS) 联用仪进行成分分析, 从乌蕨挥发油中分析出36种成分, 鉴定了其中的24种。主要成分为单萜类化合物, 量大的化合物是芳樟醇 (24.76%) 、松油醇 (7.24%) 和香叶醇 (6.06%) 。罗娅君等[16]分析乌蕨中挥发油和脂肪酸成分, 鉴定了7个挥发性成分和32个脂肪酸。脂肪酸含量为87.65%, 其中不饱和脂肪酸为53.13%。

1.4 其它成分

从乌蕨中分离得到的成分还有棕榈酸、三十烷酸、十五烷醇、3-羟基-二十七烷醇等脂肪族化合物及β-谷甾醇和胡萝卜苷[8,13,17]。乌蕨中还含有多糖, 其单糖组成为阿拉伯糖、葡萄糖和uronic acid, 是非蛋白类的单一多糖, 平均分子量8.6×104u[18]。

2 生物活性

2.1 抗菌

乌蕨挥发油对枯草芽孢杆菌和伤寒沙门氏菌有明显的抑制作用, 对铜绿假单胞菌、大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌和藤黄微球菌抑制活性很低或没有活性[19]。乌蕨的抗菌作用与黄连, 黄芩相近, 强于穿心莲[22], 各提取物均有一定抑菌作用。醇提取物、水提取物抑菌作用明显强于其乙酸乙酯提取物、丙酮提取物和正丁醇提取物[21]。研究表明乌蕨的主要抑菌活性成分为丁香酸、原儿茶酸和芹菜素[6], 但其它成分也表现出了抗菌活性, 如4-O-β-D- (6-O-gentisoylglucopyranosyl) vanillic acid和2-O-β-D- (6-O-gentisoylglucopyranosyl) gentisic acid对Candida albicans白色念珠菌、Cryptococcus neoformans条件致病真菌新型隐球酵母、Trichophyton rubrum红色毛癣菌、Trichophyton mentagrophytes须癣毛癣菌、Microsporum canis犬小孢子菌、Epidermophyton floccosum絮状表皮癣菌和Aspergillus nige黑曲霉最小抑菌浓度 (MIC) 为25~100μg/m L[14]。乌蕨总黄酮浓度高于0.384 mg/m L时, 其对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌均有一定的抑制作用, 特别是对后者, 但对酿酒酵母没有抑制作用[22]。乌蕨多糖提取物具有较强的抗动植物病原菌活性, 对玉米大斑病病原菌和甘蔗黑穗病病原菌的最小抑菌浓度为5.0 mg/m L[23]。

2.2 抗氧化

乌蕨总黄酮具有较强的抗氧化性能、自由基清除能力和一定的还原力, 可有效抑制脂质过氧化, 且抗氧化作用与乌蕨总黄酮含量呈正相关[24]。总黄酮浓度在13.16~78.96μg/m L和0.43~52.64μg/m L范围内, 对DPPH自由基和羟基自由基的清除率分别为20.87%~71.11%和9.04%~52.21%, 且都存在明显的量效关系;0.115 mg/m L的总黄酮溶液对亚硝胺合成的阻断率可达69.66%, 0.088 mg/m L的总黄酮溶液对Na NO2的清除率可达60.71%[25]。

乌蕨水提液、50%乙醇提取液和80%丙酮提取液在干样浓度为10.00~50.00μg/m L时对羟自由基的清除率为水提液 (36.85%) >乙醇 (20.61%) >丙酮 (18.70%) , 对超氧自由基的清除率为丙酮 (31.77%) >水提液 (31.03%) >乙醇 (24.37%) 。超声水提液对超氧自由基和羟自由基的清除率均大于回流提取液[26]。

乌蕨总黄酮对大豆油有一定的抗氧化效果, 具有量效关系;Vc、柠檬酸、酒石酸对总黄酮的抗大豆油氧化效果均有增效作用。增效作用的强弱顺序为Vc>柠檬酸>酒石酸。0.05%总黄酮和0.02%BHT的抗大豆油氧化效果相接近。0.05%总黄酮与0.02%BHT混合使用时, 其抗大豆油氧化效果较好[27]。

采用一次性腹腔注射CCl4致小鼠急性肝损伤, 分别测定血清、肝组织中丙二醛 (MDA) 含量、一氧化氮 (NO) 水平、超氧化物歧化酶 (SOD) 活性及总抗氧化能力 (T-AOC) , 结果表明乌蕨显著降低CCl4中毒小鼠血清、肝组织中MDA含量 (P<0.05, 升高NO、SOD活性和T-AOC (P<0.05) [28]。

2.3 抗炎

乌蕨总黄酮及水提液减轻二甲苯致小鼠的耳肿胀[29], 注射液能显著抑制二甲苯所致小鼠耳廓肿胀、角叉菜胶致足肿胀和小鼠棉球肉芽肿, 亦能显著抑制醋酸所致扭体反应, 减轻干酵母所致发热反应。表明金花草注射液有明显的抗炎、镇痛和解热作用[30]。

2.4 肝保护

乌蕨总黄酮可降低CCl4肝损伤小鼠血清丙氨酸氨基转换酶ALT的活性[29], 血清甘油三酯的含量明显增加, 肝细胞的变形、坏死明显减轻, 并使肝糖原的蓄积作用增加, 而水提取液则无明显影响[31]。乌蕨显著降低CCl4中毒小鼠血清、肝组织中MDA含量, 升高NO和SOD活性, 表明乌蕨的保肝作用与抗脂质过氧化作用有关[32,33]。

2.5 止血

乌蕨总黄酮及水提液缩短小鼠的出血时间[29]。

2.6 解毒

乌蕨水提取液可明显降低小鼠急性乐果中毒的死亡率, 提高小鼠对乐果的耐受量, 使其LD50从 (167.3±19.7) mg/kg提高至 (209.1±24.3) mg/kg[28]。乌蕨水浸膏的70%乙醇溶解物, 剂量相当于生药量100 g/kg可使砷中毒的小鼠死亡率显著降低 (P<0.05) , 并能使小鼠对砷的耐受性提高, LD50从 (31.1±4.3) mg/kg提高到 (38.2±5.9) mg/kg[35]。

3 毒理

乌蕨水煎液对小白鼠的LD50>100 g/kg, 对豚鼠无致敏作用, 对家兔皮肤和眼无明显刺激。对家兔长达4个月的皮肤长期毒性试验表明, 在大于临床用量20倍的情况下, 对家兔的生长发育、血液学、生化及病理组织学指标未见明显不良影响[36]。乌蕨对小鼠的急性毒性实验, 最大耐受量MTD为150 g生药/kg, 可认为对小鼠基本无毒[31]。

4 临床应用

乌蕨生叶捣烂或加冷水湿透或晒干研成粉, 用米泔水混成糊状, 涂敷火伤患处, 立即止痛。对于跌打损伤的炎肿效果也很好。以乌蕨汤灌肠, 治疗慢性肾衰疗效肯定[37]。乌蕨治疗下肢顽固性溃疡50余例, 均获得良好疗效[38]。乌蕨加白糖、清油捣糊外敷, 结合清洗创口治疗耙刺伤及尖锐物刺伤牛脚及体表, 屡用屡验, 效果甚佳[39]。以乌蕨合剂为主治疗急慢性肾孟肾炎也取得了较好的疗效[40]。

乌蕨还可用于治疗家畜疾病。以乌蕨治疗家畜肝炎病达200余例, 均有良好疗效。病初乌蕨与西药结合治疗, 待病情稍有好转, 可以完全改用乌蕨煎汁加蔗糖灌服或投入饲槽自饮, 直到症状完全消失, 食欲正常。除一些身体过于虚弱、个体过小、病程过长的猪外, 都能完全治愈[41]。

5 结语