具有好的溶解性和高的热稳定性的富勒烯-苝化合物的合成

在氩气保护下,利用N-(正丁基)-N’(4-甲酰基苯氧戊基)-1．6,7,12-四-(4-叔丁基苯氧基)-3,4,9,10-苝酰亚胺和N-甲基甘氨酸产生的亚胺叶立德与富勒烯反应,合成了含富勒烯的苝化合物,用NMR、FT—IR、UV-Vis及TGA等方法对其结构和性能进行了表征和测试。研究结果表明此类化合物具有好的溶解性和高的热稳定性。     

酯的水解实验的改进

该文对现行的高中化学 (试验修订本 )第二册中关于乙酸乙酯水解实验的不足之处进行了分析,并提出了改进的方法,对其实验内容和实验效果进行了讨论。     

基于压力的速率方程的应用

通过具体实例说明对于气相反应,使用基于压力的速率方程解题比使用基于浓度的速率方程更直接﹑更简便。总结了具有简单级数的反应的基于压力的速率方程及其特征。     

地球的内部可能是湿润的

在地球的低层地幔下 ,可能存在着比现在的海洋还要多 4倍的水 ,这是日本工业大学的Ｍ .Ｍｕｒａｋａｍｉ和他的同事们最近估测出来的。日本地球科学家们利用了一种多功能钻探仪 ,通过对 3种据信包含低层地幔中在高温高压下生成的主要矿物组成的分析后 ,得到了这个结论。这 3种矿物是 :Ｍｇ ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ ,Ｃａ ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ和Ｍａｇｎｅｓｉｏｗ櫣ｓｔｉｔｅ。再利用ＳＩＭＳ对矿物中溶解的氢的含量进行测量 ,矿物学家认为氢是水的标记。发现这3种矿物的含水量都相当可观 ,大约在 0 .2 %至 0 .4 %(重量比率 )之间。用红外…     

基于Matlab的二元共聚合反应的竞聚率的求解

以直线交叉法为依据,根据最小二乘原理,采用Matlab GUI工具设计了一款用于计算二元共聚合反应竞聚率的图形用户程序。与传统的求解竞聚率方法相比,该图形用户程序具有设计原理简单、计算快捷的特点;同时程序提供界面简洁、交互友好的数据输入平台,实用性强。实际应用表明:采用该款图形用户程序所测得的数据与微机动态搜索法、Tidwell-Mortimer法相近,而比采用斜率截距法计算竞聚率的最小差方和更小,并且也避免了采用斜率截距法由于所用方程的非对称性造成的计算结果的不一致性。     

基于环糊精的新材料的研究进展

从纳米粒子、水凝胶、纤维材料和环糊精高分子等方面介绍了近年来以环糊精为基础研制的新材料的研究进展。目前以环糊精为基础的纳米粒子材料有核壳结构的纳米粒子、环糊精的化学接枝与共聚、环糊精与无机非金属材料的复合和含环糊精的囊泡材料;以环糊精为基础的凝胶材料有水凝胶和有机凝胶两种材料;此外还有以环糊精为基础的纤维材料、环糊精高...     

铁的吸氧腐蚀实验的改进

正1问题的提出化学实验是化学教学的生命线,在课堂教学中发挥着重要的认识论功能、方法论功能和教学论功能[1]。笔者在利用教科书中铁的吸氧腐蚀实验[2]进行教学时,如图1,发现该实验仅能让学生体会吸氧腐蚀的吸氧过程,而更核心的电化学过程却无法感受到。通过查阅近年文献,发现同仁们对该实验的研究更多关注如何缩短实验所用时间[3-6]。即便     

某些助剂对明胶的凝胶强度的影响的研究

众所周知,物理力学性能是照相明胶的一种很重要的属性。在各种彩色及黑白胶片都面向高温快速加工发展的今天,这种属性就显得更为重要。提高胶片的物理力学性能,一方面要从提高明胶本身的胶冻强度着手,例如减少明胶中溶胶组份(分子量小、冷水中溶解度高),提高明胶中的α和β组份的相对含量,减少分子量过大的组份等等。     

基于钯催化的Catellani反应的Rhazinal的高效全合成

Rhazinal是Rhazinilam家族中的一员,其家族都含有一个因环张力而形成的吡咯-苯胺手性轴,一个高张力的九元内酰胺,一个全碳季碳手性中心以及[3.4]并环结构.Rhazinilam被发现是一个很好的多种癌细胞的抑制剂,具有诱导和促进微管蛋白的聚合、防止解聚、稳定微管的作用.自其被分离之后得到了有机和生物有机化学家的广泛重视,至今已有多个其家族成员的全合成的报道.中国科学技术大学化学系顾振华小组将Pd催化的Catellani反应首次成     

糖基修饰的氨基酸类化合物的合成

通过对5种氨基酸酯化和氨基保护得到苄氧羰基氨基酸甲酯, 经肼解制备苄氧羰基氨基酸酰肼, 然后分别与3种不同的糖基异硫氰酸酯反应, 制备了相应的目标化合物15个, 且产率均在60%以上. 所有新化合物均经元素分析, IR, MS和¹H NMR确证. 同时探索了苄氧羰基氨基酸甲酯肼解的最佳反应条件.     

菱形石墨炔薄膜He分离特性的密度泛函理论研究

氦气在科学和工业等领域中都具有不可替代的作用,其主要存在于天然气中。如何高效地从天然气中分离氦气显得至关重要。本文基于密度泛函理论(DFT)方法系统地探究了菱形石墨炔(rhombic-graphyne,R-GY)分离膜对He和其他天然气组分(Ne、Ar、CO_2、N_2和CH_4)的吸附、选择和渗透性能。结果表明,R-GY作为He分离膜可同时满足高选择性和高渗透率的要求。常温下,R-GY薄膜对He/Ne、He/CO_2、He/N_2、He/Ar和He/CH_4的选择性可分别达到2?10~7、3?10~(20)、9?10~(26)、7?10~(37)和5?10~(51),即使在600 K时仍可保持较高水平。此外,由于较低的扩散能垒,He穿透R-GY薄膜的渗透率在常温下可达到10~(-6) mol·m~(-2)·s~(-1)·Pa~(-1),高出工业标准近3个数量级;而其他气体组分在常温下的渗透率仅为10~(-58)-10~(-14) mol·m~(-2)·s~(-1)·Pa~(-1),气体无法渗透R-GY薄膜。     

Separation of CO_2–N_2 using zeolite NaKA with high selectivity

The adsorption method based on solid adsorbents is one of feasible ways to capture and store CO_2. Using the ion exchange method, different zeolites Na KA varying in K+content were produced. The adsorption isotherms and kinetic uptakes were measured. The experimental results show that the optimal NaKA could adsorb significant quantities of CO_2 and little N_2. On the zeolite Na KA with 14.7 at.% K+, the adsorption capacity for pure CO_2 is over 3.10 mmol g~(-1) and the CO_2–N_2 selectivity is about 149 at ambient pressure and temperature. The kinetic CO_2–N_2 selectivity could also achieved 200 within 3 min according to the uptake data. To demonstrate the separation effectiveness, breakthrough curves of pure components and binary mixtures were investigated experimentally and theoretically in a fixed bed. It is found that the breakthrough points of CO_2 and N_2 are almost at the same time under the atmospheric pressure at 348 K with the raw gas composition CO_2/N_2(20:80, v/v). If the pressure has been increased higher than 0.1 MPa, CO_2 would break through the bed much slower than N_2. Therefore, the pressure may become the limiting factor for the separation performance of zeolites NaKA.     

锂离子电池用三维氧化锡/石墨烯水凝胶负极材料

通过溶液水解反应在氧化石墨烯表面引入氧化锡(Sn O2)纳米颗粒,再经过自组装作用形成具有三维结构的氧化锡/石墨烯水凝胶(Sn O2-GH)负极材料。其中三维多孔的石墨烯水凝胶为碳质缓冲基体,Sn O2纳米颗粒为活性物质,其颗粒尺寸为2-3 nm,均匀分布在石墨烯层上,担载量可以达到54%(w,质量分数)。直接将该材料用作锂离子电池负极时,在5000 m A?g~(-1)的大电流密度下循环60次容量稳定在500 m Ah?g~(-1),电流减小到50 m A?g~(-1)循环80次后容量仍高达865 m Ah?g~(-1)。这些优异的循环稳定性和大电流充放电性能主要得益于三维石墨烯水凝胶的疏松、多孔结构和良好的导电性。石墨烯水凝胶能够提高电极比表面积,保证电解液对电极的浸润程度;内部空隙能够为锂离子的传输提供快速通道,缩短离子传输距离和时间。同时丰富的内部空间能够有效避免Sn O2纳米颗粒团聚,缓冲Sn O2巨大体积膨胀,维持电极结构的稳定性,是一种非常适于大电流充放电的锂离子电池负极材料。     

载体焙烧温度对Rh-Mn-Li/SBA-15催化CO加氢性能的影响

SBA-15分别于550、700、800和900℃进行焙烧,然后以等体积共浸渍法将Rh、Mn和Li负载其上。催化剂的性能用CO加氢反应进行评价。催化剂分别用N₂物理吸附、X射线衍射、透射电子显微镜、H₂化学吸附和傅里叶变换红外光谱进行表征。即使在900℃下进行焙烧,SBA-15的结构仍得到保持。但是,当焙烧温度从550℃升高到900℃,SBA-15的比表面积、孔径和总孔容分别从842.6 m²·g^-1、9.57 nm和1.18 cm³·g^-1降到246.4 m²·g^-1、5.62 nm和0.34 cm³·g^-1。此外,Rh颗粒的尺寸都在1.5-4.0 nm范围内,并且随着载体的焙烧温度增加而增加。另外,Rh颗粒更倾向位于高温焙烧载体的介孔内,这可能是因为经过高温焙烧,载体微孔下降。所以,H₂和CO更易与负载在高温焙烧后的载体上的Rh颗粒接触。因此,当载体焙烧温度达到900℃时,Rh-Mn-Li/SBA-15催化剂有非常高的C₂₊含氧化合物的活性和选择性。     

二氧化碳/甲烷/氮气二元混合物在有序介孔碳材料CMK-3 中的吸附和分离

采用分子模拟与吸附理论研究了天然气成分在有序介孔碳材料CMK-3上的吸附和分离.巨正则系综蒙特卡罗(GCMC)模拟表明,CH4和CO2气体的较优存储条件分别为208 K、4 MPa和298 K、6 MPa,其最大超额吸附量分别为10.07和14.85 mmol· g-1.基于双位Langmuir-Freundlich (DSLF)模型,使用理想吸附溶液理论(IAST)预测了不同二元混合物在CMK-3中的分离行为,发现吸附选择性Sco2/CH4与ScH4/N2比较接近,在298 K和4 MPa下约等于3,而N2-CO2体系中的CO2吸附选择性较高,可达到7.5,说明CMK-3是一种适合吸附和分离天然气组分的碳材料.     

电化学双电层电容器电极材料——豌豆荚基活性炭的制备与表征

以豌豆荚为碳源、ZnCl₂或KOH为活化剂制备了活性炭, 并用作双电层电容器的电极材料. 采用比表面及孔隙度分析仪表征了豌豆荚基活性炭的孔结构. 通过KOH或ZnCl₂活化后, 活性炭比表面积从1.69 m²·g^-1增大到2237或621 m²·g^-1. 采用循环伏安法和恒流充放电测试技术表征了豌豆荚基活性炭的电化学特性. 结果表明: 在6 mol·L^-1 KOH溶液中经KOH活化处理的活性炭的质量比电容高达297.5 F·g^-1, 并具有良好的充放电稳定性, 在5 A·g^-1的高电流密度下循环充放电500次后, 质量比电容仅衰减8.6%.     

卟啉基超交联聚合物的合成及其对二氧化碳和汞(Ⅱ)离子的吸附北大核心CSCD

超交联聚合物(HCPs)具有较高的比表面积和独特的孔结构,且制备方法简单、合成原料广泛,是多孔有机聚合物的研究热点之一。卟啉是一类由4个吡咯类亚基的α-碳原子通过次甲基桥互联形成的大分子杂环化合物,可与多种金属形成稳定的配合物,在重金属的吸附与检测、气体的吸附与分离等方面具有很好的应用。卟啉结构的HCPs也有了较多的报道,然而当前报道的卟啉结构HCPs几乎均是通过Friedel-Crafts烷基化反应构筑的。Friedel-Crafts酰基化反应在卟啉结构HCPs上报道较少。而通过Friedel-Crafts酰基化反应制备的聚合物表面含大量羰基,为其进一步功能化提供了可能。但是,这类聚合物的比表面积低、孔结构差,而其优良孔结构的构建是亟待解决的问题。为此,本文在四苯基卟啉与1,2,4,5-苯四甲酸酐通过Friedel-Crafts酰基化反应制备的聚合物的基础上,进一步通过席夫碱反应,用含刚性三嗪环的三聚氰胺将其进一步交联,合成了三聚氰胺修饰的卟啉基超交联聚合物。结果发现,三聚氰胺的引入不仅实现了超交联聚合物孔结构的支撑,使得聚合物比表面积极大增长(从2 m^(2)/g增加到118 m^(2)/g),且具有优良的多级孔结构。三聚氰胺修饰卟啉基超交联聚合物的高氮质量分数(46.28%)和多级孔结构使其对CO_(2)(93 mg/g,273 K,101 kPa)和Hg^(2+)(494.1 mg/g,298 K)具有较好的吸附。     

Gas transport property of polyallylamine–poly(vinyl alcohol)/polysulfone composite membranes

Polyallylamine (PAAm) was synthesized by free radical polymerization and characterized by Fourier transform infrared resonance (FT-IR) spectroscopy, hydrogen nuclear magnetic resonance (¹H NMR) spectroscopy and differential scanning calorimetry (DSC). The composite membranes were prepared by using PAAm–poly(vinyl alcohol) (PVA) blend polymer as the separation layer and polysulfone (PSF) ultrafiltration membranes as the support layer. The surface and cross-section morphology of the membrane was inspected by environmental scanning electron microscopy (ESEM). The gas transport property of the membranes, including gas permeance, flux and selectivity, were investigated by using pure CO₂, N₂, CH₄ gases and CO₂/N₂ gas mixture (20 vol% CO₂ and 80 vol% N₂) and CO₂/CH₄ gas mixture (10 vol% CO₂ and 90 vol% CH₄). The plots of gas permeance or flux versus feed gas pressure imply that CO₂ permeation through the membranes follows facilitated transport mechanism whereas N₂ and CH₄ permeation follows solution–diffusion mechanism. Effect of PAAm content in the separation layer on gas transport property was investigated by measuring the membranes with 0–50 wt% PAAm content. With increasing PAAm content, gas permeance increases initially, reaches a maximum, and then decreases gradually. For CO₂/N₂ gas mixture, the membranes with 10 wt% PAAm content show the highest CO₂ permeance of about 1.80 × 10⁻⁵ cm³ (STP) cm⁻² s⁻¹ KPa⁻¹ and CO₂/N₂ selectivity of 80 at 0.1 MPa feed gas pressure. For CO₂/CH₄ gas mixture, the membranes with 20 wt% PAAm content display the highest CO₂ permeance of about 1.95 × 10⁻⁵ cm³ (STP) cm⁻² s⁻¹ KPa⁻¹ and CO₂/CH₄ selectivity of 58 at 0.1 MPa feed gas pressure. In order to explore the possible reason of gas permeance varying with PAAm content, the crystallinity of PVA and PAAm–PVA blend polymers was measured by X-ray diffraction (XRD) spectra. The experimental results show an inverse relationship between crystallinity and gas permeance, e.g., a minimum crystallinity and a maximum CO₂ permeance are obtained at 20 wt% PAAm content, indicating that the possibility of increasing CO₂ permeance with PAAm content due to the increase of carrier concentration could be weakened by the increase of crystallinity.     

多孔石墨烯分离CH4/CO2的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟CH₄/CO₂混合气体在多孔石墨烯分离膜中的分离过程, 分析了3 种纳米孔功能化修饰(N/H 修饰、全H修饰和N/―CH₃修饰)对分离过程的影响规律. 模拟结果表明气体分子会在石墨烯表面形成吸附层, CO₂分子的吸附强度高于CH₄分子. 纳米孔的功能化修饰不仅减小了纳米孔的可渗透面积, 还通过影响纳米孔边缘原子的电荷分布提高了气体分子的吸附强度, 进而影响了混合气体分子在多孔石墨烯分离膜中的渗透性和选择性. CO₂分子在多孔石墨烯中的渗透率能达到10⁶ GPU (1 GPU=3.35×10^-10 mol·s^-1·m^-2·Pa^-1), 远远高于传统的聚合物分离膜. 研究表明多孔石墨烯分离膜在天然气处理、CO₂捕获等工业气体分离过程中具有广泛的应用前景.     

富氮多级孔炭材料的制备及其吸附分离CO2的性能

使用新型含氮聚合物席夫碱为炭源, SBA-15为模板,通过纳米铸型法原位合成微孔-中孔-大孔串联的多级孔富氮炭材料.材料的比表面积为752 m²·g^-1,孔容0.79 cm³·g^-1; X光电子能谱分析表明炭材料中的氮含量高达7.85%(w).将所制备的多孔炭材料应用于CO₂的吸附分离,发现炭材料的微孔发挥主导作用,表面氮掺杂发挥辅助作用.在两者的协同作用下, CO₂吸附量在常压、273 K下可达97 cm³·g^-1, CO₂/N₂和CO₂/CH₄的分离比(摩尔比)分别为7.0和3.2,低压亨利吸附选择性分别为23.3和4.2.采用Toth模型对单组分平衡吸附进行拟合,并根据理想溶液吸附理论(IAST)预测双组分CO₂/N₂和CO₂/CH₄混合气体的分离选择性分别为40和18.