α,β,γ,δ,ε,η-Bi2O3电子结构和光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的CASTEP模块研究了α, β, γ, δ, ε和η-Bi₂O₃晶型, 计算分析了其几何结构、 能带结构、 电子态密度和光学性质. 结果表明, α, ε和η相均为层状结构, 其中, α和ε相为单层—Bi—O—结构, 而η相为双层—Bi—O—结构; β, γ和δ相为—Bi_m—O_n—交错结构, 其中δ相交错尤为密集, 呈现导体特性. 各晶相的导带均由Bi 6p态构成, 价带由O_2p态起主导作用. 电势电位分析结果表明, 6种晶相价带电位均在H₂O/O₂之下, 具有强氧化能力, 与实验报道的光催化氧化能力大小顺序γ-Bi₂O₃>β-Bi₂O₃>α-Bi₂O₃>δ-Bi₂O₃一致, 而导带还原电位低于H₂/H₂O, 预测纯Bi₂O₃很难具备催化产氢能力. 光学性质分析发现, γ和δ相的起始响应波长较大, 说明其应具备红外激发的性质. 这些结果可为获得偏红外激发和较宽光谱响应的Bi₂O₃材料研究提供理论基础, 为研发和应用Bi₂O₃及其复合物提供重要的指导.     

改性钛基PbO2电极的制备及其对COD的快速检测

通过制备Ti/α/β-PbO₂、Ti/Ag/β-PbO₂这两种含有不同中间层的钛基二氧化铅电极来探究电催化氧化技术快速测定葡萄糖模拟废水中有机物(COD)含量的可行性。为了评估两种电极的各项性能,首先采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对电极进行形貌表征,其次进行电化学性能测试包括线性伏安曲线(LSV)、塔菲尔曲线(Tafel)、循环伏安曲线(CV)以及交流阻抗测量分析。结果表明,Ti/α/β-PbO₂电极表面晶体结构更加均匀,晶粒尺寸偏小,具有更大的电活性表面积。Ti/α/β-PbO₂电极的析氧电位为1.77 V,为·OH的产生提供良好条件。在Tafel、CV测试中,Ti/α/β-PbO₂电极的交换电流密度i₀及比电容C_p分别为0.0995 A·cm^-1、0.004098 F·cm^-1均高于Ti/Ag/β-PbO₂电极,说明Ti/α/β-PbO₂电极的耐腐蚀性以及释放电子的能力优异。最终选用Ti/α/β-PbO₂电极为工作电极。Ti/α/β-PbO₂电极检测COD的最佳条件为：氧化电位1.30 V、电解时间150 s、电解液浓度0.03 mol·L^-1 硝酸钠(NaNO₃)。电化学法与比色消解法测定COD的相关系数可达0.9909,同时具有良好的重现性与相关性,COD的检测范围为0 mg·L^-1 ~ 500 mg·L^-1。在误差允许的范围内可以替代标准的重铬酸钾法,为实现COD的在线快速检测提供参考价值。     

黑果枸杞叶多糖LRLP3的结构、抗氧化活性及免疫活性

黑果枸杞叶经水提醇沉, 离子交换柱层析和凝胶柱层析分离纯化, 得到平均分子量为79400的均一多糖组分LRLP3. 对该多糖的理化性质、 结构、 抗氧化活性及免疫活性的研究结果表明, LRLP3为多分支结构, 主链为(1→3)βGalp, 大部分半乳糖6位存在分支; 支链由(1→6)βGalp, (1→4)βGalp, (1→3)βAraf, (1→3)αArap, (1→5)βAraf和(1→2,4)αRhap组成, 非还原末端由αAraf, βGalp和βGlcp组成. LRLP3具有较强的还原能力, 可显著清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基、 羟自由基和超氧阴离子自由基, 有效抑制Cu²⁺/H₂O₂诱导的蛋白氧化损伤和H₂O₂诱导的细胞氧化损伤. LRLP3在体外对未经诱导和经刀豆蛋白(ConA)或脂多糖(LPS)诱导的小鼠脾细胞增殖均有促进作用.     

定向Monte Carlo格点搜索算法用于氧化铝团簇(Al2O3)n (n=1~50)的结构搜索

氧化铝纳米团簇在众多技术应用中日益受到重视, 找到其最优结构对进一步的研究非常重要. 本工作提出了一种定向Monte Carlo格点搜索算法用于搜索不同氧化铝晶体(α, θ和δ)内的不同尺寸的氧化铝纳米团簇的结构, 并对结构进行了分析比较. 通过定向移动策略, 定向Monte Carlo格点搜索中每一步都是“有效”移动, 极大地增加了搜索效率. 研究结果发现α氧化铝团簇形成一种多层结构, θ和δ氧化铝团簇形成一种单层薄膜结构. θ和δ氧化铝团簇的二阶能量差分存在奇偶震荡, 偶数尺寸的氧化铝团簇具有相对更高的稳定性. 通过相对能量比较发现相同尺寸下θ和δ氧化铝团簇薄膜结构比α氧化铝团簇结构更稳定, 在对这种薄膜进行第一性原理计算后进一步验证这种薄膜具有良好的稳定性和抗氧化性.     

聚α烯烃光催化降解的机理研究

采用光催化微反应器对铜箔表面附着的聚α烯烃进行了光催化降解处理, 利用X射线光电子能谱(XPS)、 电子自旋共振谱(ESR)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等对光催化降解前后聚α烯烃的元素化学状态、 自由基和官能团进行了检测, 并探讨了光催化降解机理. 结果表明, 聚α烯烃光催化降解过程中发生了含氧基团的引入和CO₂脱附; 参加降解反应的自由基主要为羟基自由基·OH, 降解过程中—OH逐渐增多、 C—H键逐渐减少; 聚α烯烃光催化降解过程中, ·OH进攻聚α烯烃是从取代反应开始的, 首先取代的是末端的氢原子, 然后是末端羟基向醛基和羧基的转变, 最后是碳链断裂形成小分子有机物, 这一过程持续进行, 最终生成CO₂和H₂O等无机物.     

白山毛桃根抗脑胶质瘤活性成分及其纳米胶束的制备

采用溶剂提取和萃取方法得到白山毛桃根乙酸乙酯、 正丁醇和水层萃取物. 通过噻唑蓝(MTT)比色法考察了各萃取物对脑胶质瘤细胞U87MG活性的抑制作用. 采用高效液相色谱(HPLC)指纹图谱法比对确认活性部位的主要化学成分为2α,3α,24-三羟基-12-烯-28-乌苏酸. 采用溶剂挥发法制备了2α,3α,24-三羟基-12-烯-28-乌苏酸纳米胶束, 对其包封率、 粒径及ζ电位等进行了表征, 并考察了其抗肿瘤活性. 体外细胞实验结果表明, 白山毛桃根乙酸乙酯萃取物对脑胶质瘤细胞U87MG具有抑制作用, 通过与标准品比对确认2α,3α,24-三羟基-12-烯-28-乌苏酸为乙酸乙酯部位的主要成分, 且该成分对脑胶质瘤细胞活性具有较强抑制作用. 通过溶剂挥发法制备的2α,3α,4-三羟基-12-烯-28-乌苏酸纳米胶束包封率为64.7%, 粒径为20 nm, 粒径分布宽度(PDI)为0.246, ζ电位为-5.7 mV. 细胞实验结果进一步证明, 与单体化合物相比, 2α,3α,24-三羟基-12-烯-28-乌苏酸纳米胶束对脑胶质瘤细胞活性具有更强的抑制作用, 为白山毛桃根在脑胶质瘤治疗中的应用提供了实验依据.     

七水合三氯化铈-碘化钠催化氨基苯硫酚与高位阻α, β-不饱和酮的迈克尔加成反应

对七水合三氯化铈-碘化钠(CeCl₃·7H₂O-NaI)化邻氨基苯硫酚、 对氯邻氨基苯硫酚、 间氨基苯硫酚、 对氨基苯硫酚和对甲基苯硫酚与α,β-不饱和酮(1a~1o)的迈克尔加成反应进行了系统研究. 结果表明, CeCl₃·7H₂O-NaI-SiO₂复合催化剂能有效催化邻氨基苯硫酚及对氯邻氨基苯硫酚与α,β-不饱和酮(1a~1o)的迈克尔加成反应. 在优化的反应条件下, 即n(CeCl₃·7H₂O):n(NaI):n(α,β-不饱和酮)=1:2:2, m(CeCl₃·7H₂O):m(SiO₂)=1:1.6, 三氯甲烷作溶剂, 反应温度为回流温度, 反应时间为2 h, 反应可达到中等产率(43.1%~58.8%). 催化剂重复使用4次基本稳定. 此外, 提出了可能的催化机理.     

一种新型钼钒多酸化合物的合成、结构与荧光性能

采用水热技术,合成了一种新型四帽Keggin结构多酸化合物[H₃Mo₈^ⅥV₈^ⅣO₄₀(AsO₄)](en)₂(4,4-bipy)₇·9H₂O(en:乙二胺;bipy:联吡啶)(1),并对化合物进行了元素分析、红外光谱、X射线光电子能谱和X射线单晶结构分析。 晶体结构分析表明, 化合物属三斜晶系,P1空间群,晶胞参数a=1.47395(5) nm,b=1.48172(6) nm,c=1.62881(7) nm,α=66.16(3)°,β=87.15(2)°,γ=63.42(1)°,V=2.8723(2) nm³,Z=1,R₁=0.0728,wR₂=0.2014。 化合物由四帽Keggin多酸阴离子、4,4'-联吡啶、乙二胺和结晶水分子构成,化合物分子间存在大量的氢键,使化合物1形成3-D超分子结构。 荧光测试表明,化合物1能发出较强的荧光,有可能成为潜在的光活性材料。     

γ-Al2O3催化合成聚甲基膦酸乙二醇酯的适宜活化温度的确定

聚甲基膦酸乙二醇酯(PEMP)作为一种良好的阻燃剂,具有无毒、低烟、含磷量高、阻燃效果好的优点。 γ-Al₂O₃是催化乙二醇(EG)和甲基磷酸二甲酯(DMMP)缩合生成PEMP的良好催化剂。 但是由于γ-Al₂O₃容易吸附CO₂和水分,降低其催化活性,所以使用前需要活化。 活化温度影响着γ-Al₂O₃的催化活性。 本文分别在300、400、500、600、700和800 ℃不同温度下对γ-Al₂O₃进行活化,用X射线粉末衍射(XRD)分析了γ-Al₂O₃晶型变化、用低温氮吸附比表面积测试法(BET法)测量了γ-Al₂O₃比表面积、孔径和孔容积,用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了红外吸收变化,用吡啶吸附-FTIR测定了γ-Al₂O₃的Brønsted酸位点与Lewis酸位点相对含量。 比较了不同温度下活化的γ-Al₂O₃催化合成PEMP产品的纯度和粘度,找到了γ-Al₂O₃催化合成PEMP的适宜活化温度为400~600 ℃。 此时,γ-Al₂O₃属于典型的γ-Al₂O₃晶型,比表面积较大,孔径较小,所得PEMP产品纯度最高。     

桥连双(酮亚胺)和双(二酮亚胺)及其铝配合物的合成与催化活性

通过桥连双β-二酮类化合物与取代苯胺反应, 合成了5个新的桥连双(β-单酮亚胺)化合物(1~5)和2个新的桥连双(β-二酮亚胺)化合物(6,7), 它们与三甲基铝反应, 得到了相应的3个双(β-酮亚胺基)二铝配合物(8~10)和2个双(β-二酮亚胺基)二铝配合物(11,12). 采用核磁共振、 红外光谱和质谱等对这些化合物进行了表征, 通过X射线单晶衍射分析证实了铝配合物的结构, 并考察了这些铝配合物在ε-己内酯开环聚合反应中的催化活性.     

剪切对玻璃珠填充聚丙烯结晶行为的影响

应用Linkam CSS450剪切仪、广角X射线衍射仪(WAXD)和小角X射线散射仪(SAXS)等研究了剪切对玻璃珠填充聚丙烯结晶行为的影响, 结果表明, 与纯聚丙烯相比, 填加玻璃珠的聚丙烯体系中, 玻璃珠起到成核剂的作用, 不利于β晶的生成. 玻璃珠直径较小(4 μm)时, 剪切对聚丙烯β晶的生成影响较小; 当玻璃珠直径增加到35 μm时, 剪切速率为20 s-1左右最有利于β晶生成; 剪切速率和玻璃珠直径的增加, 有利于聚丙烯片晶的取向, 而且玻璃珠含量越高, 片晶的取向程度越大.     

Effect of cationic surfactant adsorption on the rheological and surface properties of bentonite dispersions

In this study, the adsorption, bridging, and intercalation effects of a cationic surfactant, benzyldimethyltetradecyl ammonium chloride (BDTDACl), on bentonite clay suspensions was investigated. The adsorption, rheological behaviors, and colloidal properties of the clay dispersions were determined as a function surfactant concentration. Adsorption isotherms were obtained using the batch-equilibrium technique. The rheological behavior of the clay suspensions was obtained by shear stress-shear rate measurements within 0-350 s-1 shear rates. The structure of the composite particles was analyzed by using X-ray diffraction analysis and it was found that the expansions of basal d-spacings are less than 16.80 A, suggesting a monolayer structure.     

剪切均匀性对流动诱导等规聚丙烯结晶的影响

固定应变和最终应变速率,采用瞬时和缓慢2种电机加速方式对样品施加剪切,研究了流场加载模式对样品流变和结晶行为的影响.实验结果显示缓慢加速能够消除剪切过程中流场的非均匀性,使样品取向度增加,提高流场对聚合物熔体的作用效果.同时,流动诱导结晶对于加速时间有依赖性.对于速率为17.7 s-1的剪切,加速时间为1 s时,熔体流动均匀且流动诱导的晶体取向最强,短加速时间(0.5 s)和长加速时间(1.5 s)样品的流动诱导结晶效果都弱于加速时间为1 s的样品.但是,对于不同剪切速率,其对应的最优加速时间不同.对于流动诱导结晶来说,加速时间应当作为一个重要参数来考虑,其背后的真实物理含义还需要进一步研究来说明.     

剪切流场诱导iPP等温结晶行为的研究

利用流变学方法研究了剪切诱导等规聚丙烯(iPP)的等温结晶行为.在稳态剪切流场作用下,结晶初期的法向压应力和粘度基本为一定值,一定时间后,会出现增大并迅速上升的现象.在高剪切速率下,与粘度相比较,法向压应力突变的时间要早;剪切速率减小,二者趋于一致;当剪切速率很低时,法向压应力的值很小且超出了仪器的量程,只有粘度的值是可信的.针对该现象提出了一种新的结晶速率表征法,即利用法向压应力和粘度二者中较早的突变时间表征结晶诱导时间(ton).诱导应变γ=.γ.ton,q是决定剪切影响结晶行为的一个无量纲参数,可以将不同温度下的结晶诱导时间曲线组合成一条主曲线.     

Coexistence of two different side chain packing structures in a smectic phase of liquid-crystalline side chain polymers

Ten varieties of liquid-crystalline side chain polymers, poly(cholesteryl-ω-(methacryloyloxy)alkanoates) (pChMO-n, n = 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 10, 11 and 15; the carbon number of the alkyl chain), were studied by differential scanning calorimetry and small angle X-ray scattering. On and after the first cooling run from the isotropic state, these polymethacrylates gave the same smectic phase. X-ray investigations showed that pChMO-n with short spacers (n = 1-7) has a two layer (bilayer) S_A packing structure, and pChMO-n with a longer spacer (n= 15) has a single layer (monolayer) S_A packing structure. However, these two types of packing structure appear simultaneously in pChMO-n (n = 9s-11) below their phase transition temperature. To clarify the manner of the coexistence of the two different structures the smectic layer spacing and X-ray diffraction patterns were examined by small angle X-ray scattering at various temperatures.     

Competitive growth of α- and β-crystals in isotactic polypropylene with versatile nucleating agents under shear flow

Sorbitol derivatives, the conventional α-nucleating agents of isotactic polypropylene (iPP), are discovered to induce β-phase iPP under normal crystalline conditions. Combined effects of shear flow and sorbitol derivatives on the crystallization of iPP were investigated by using differential scanning calorimetry, wide-angle X-ray diffraction, and small-angle X-ray scattering. In the nucleation stage, sorbitol derivatives induce both α- and β-nuclei, while shear flow and the interactions between shear and sorbitol derivatives enhance the amount of α-nuclei. In the growth stage, the epitaxial growth of β-crystals on shear-induced α-row nuclei occurs. As the shear rate increases, more epitaxial β-crystals form due to the increase of α-row nuclei, further increasing the content of β-crystals. Under high shear rate, the presence of sorbitol derivatives and shear flow exhibit a synergistic interaction on increasing the content of β-crystals. Moreover, α-nuclei, which arise from the interaction between shear and sorbitol derivatives, emerge earlier than shear-induced α-row nuclei.

Non-isothermal crystallization of poly(L-lactide) (PLLA) under quiescent and steady shear conditions

<正>The non-isothermal crystallization of poly(L-lactide)(PLLA) under quiescent and steady shear flow conditions was in situ investigated by using polarizing optical microscopy(POM) with a hot shear stage and wide-angle X-ray diffraction(WAXD).The shear rate and the cooling rate both play a significant role in the final crystalline morphology and crystallinity.Under quiescent conditions,the morphology assumes different sized spherulites,and its crystallinity dramatically reduces with increasing the cooling rate.On the other hand,the shear flow increases the onset crystallization temperature,and enhances the final crystallinity.When the shear rate is above 5 s~(-1),cylindrite-like crystals are observed, furthermore,their content depends on the cooling rate.     

Small angle neutron scattering study of polyelectrolyte conformation incorporated into hybrid threadlike micelles under strong shear flows

A small angle neutron scattering study revealed that polyelectrolytes, sodium salts of partially sulfonated polystyrenes with narrow distributed molar masses of Mn = 27 x 10(3) and 340 x 10(3), which were incorporated into hybrid threadlike micelles formed with cetyltrimethylammonium bromide in aqueous (deuterium oxide) solutions at a quiescent state, behaved as rigid rods with lengths of 16 and 200 nm and the same radius of 2.3 approximately 2.4 nm, respectively. Under strong shear flows at shear rates much higher than the reciprocal of the mechanical relaxation time for the solution, the formed hybrid threadlike micelles were highly orientated to the shear flow axis owing to the generation of a shear induced liquid crystalline phase. The polyelectrolytes incorporated into the highly orientated micelle also maintained essentially the same conformation as those in the randomly orientated micelles in a quiescent state even at high shear rates.     

茂金属聚乙烯和低密度聚乙烯共混物的流变行为

研究了茂金属催化乙烯丁烯1共聚物mPE和LDPE共混物的流变行为.测定了一系列共混物的稳态剪切粘度和动态粘弹性,用改进Cross模型拟合实验数据.mPE的零切粘度η₀较小,从牛顿型转变为非牛顿型所需的剪切速率较大,转变应力较高,在挤出加工剪切速率范围内熔体粘度高,对剪切敏感性差,这是由于它有较低的重均分子量、窄的分子量分布(M_w/M_n=21)所致.对于对数加和规律,共混物η₀在mPE/LDPE为50/50和25/75时有强烈的正偏差,这是由于共混物自由体积减小所致.共混物的转变应力τ^*和非牛顿指数n随LDPE加入量增大而降低,表明共混物对剪切的敏感性提高,加工性得到改善.G'和G”的一致性说明mPE和LDPE共混是相容的.     

Temperature-dependent β-Crystal Growth in Isotactic Polypropylene with β-Nucleating Agent after Shear Flow

In our current work, the effect of the shear temperature on the growth of β-crystal in isotactic polypropylene(iPP) with β-nucleating agent is investigated by means of in situ two-dimensional wide-angle X-ray diffraction(2 D-WAXD). At low shear temperatures, the formed shear-induced oriented precursors are hard to relax back to random coiled state due to the weak mobility of molecular chains. Therefore, plenty of oriented α-crystals are induced by shear-induced oriented precursors, while β-crystal is greatly depressed. As the shear temperature increases, oriented β-crystal gradually increases along with the decrease of α-crystal. It is deduced that the shear temperature at which the content of β-crystal increases to the(maximum) value found in quiescent crystallization is almost the same as that at which the accelerating effect of flow on crystallization kinetics is completely erased. Our work manifests its significance in regulating β-crystal and thus in the structure and property manipulation of i PP.