稀土提高碳钢耐蚀性的行为研究研究

通过实验室干湿周浸加速腐蚀试验,研究了稀土对碳钢耐腐蚀性能的影响,利用X射线荧光光谱仪和场发射扫描电镜对含稀土钢锈层进行分析。结果表明：稀土元素的添加能大幅度提高碳钢的耐蚀性,在加速腐蚀试验条件下,在含稀土钢的锈层中发现了稀土元素的存在,稀土元素不均匀分布于内锈层中,在锈层中稀土元素部分以稀土化合物颗粒形式存在,并且还有少量的稀土化合物颗粒含有Si和Al等合金元素。     

色谱研究动态

经过近110年的发展,色谱已经成为应用最为广泛的仪器分析技术。色谱研究人员和技术人员也是当今最容易就业的一类分析化学专业人才。虽然色谱理论的发展还不是十分令人满意,但色谱技术已经相当成熟,即使上世纪80年代兴起的毛细管电泳(CE)研究热潮也已趋于平稳发展。那么,色谱研究人员还能干些什么呢?笔者通过观察和文献调研,在这里提出一些看法,供读者思考和批评。 色谱研究相对成熟的标志之一是在高水平杂志上发表的相关研究论文数目逐渐减少,比如在J. Am. Chem. Soc.(以下简称JACS)上,2009年以来发表的色谱相关论文有20余篇,但均不是直接研究色谱的,而是利用色谱作为表征技术来研究蛋白质、多肽、纳米材料、聚合物材料的。在Angew. Chem. Int. Ed.(以下简称Angew)上发表的论文也大体是这样。这说明有关色谱的基础研究目前很难产生影响整个化学学科发展的成果,虽然在Anal. Chem.这样的二级学科刊物上仍然有很多色谱研究论文发表。相比而言,在很多专业性和应用性的期刊上则有大量的色谱应用论文发表,证明色谱正在解决更多的应用问题。 那么,色谱研究人员现在在干什么呢?笔者认为可以大致分为三种情况:一部分原来的色谱研究人员转而研究微-纳流控技术或芯片实验室(还应该属于色谱范畴),这是一个非常有前途的研究领域。特别是原来从事CE研究的人员,很容易转而研究微通道(芯片)电泳。另一部分则是针对当前的热点科学问题,研究色谱技术的特殊应用。比如在蛋白质组学、多肽组学、代谢组学、糖组学、脂质组学、材料科学、生命科学和环境科学等研究领域,色谱(包括CE)是必不可少的分离分析方法。不少色谱研究人员做了一些出色的工作,为相关领域的发展提供了重要的分析新技术和新方法。最近发表的工作有利用色谱作为表征技术来研究纳米材料(JACS, DOI: 10.1021/ja909133f; JACS, 2009, 131: 17093-17095, DOI: 10.1021/ja902293w)及其与其他物质的相互作用(JACS, 2009, 131: 17194-17205, DOI: 10.1021/ja9083623)、聚合物材料(JACS, 2009, 131: 13631-13633, DOI: 10.1021/ja905924u)、反应机理(JACS, 2009, 131: 16573-16579, DOI: 10.1021/ja904197q; JACS, 2009, 131: 11492-11497, DOI: 10.1021/ja9028928)、蛋白质和多肽的纯化(JACS, 2009, 131: 11306-11307, DOI: 10.1021/ja9048338; Angew, 2010, 49: 895-898, DOI: 10.1002/anie.200904413),以及复杂原油样品的分析(Angew, 2010, 49: 895-898, DOI: 10.1002/anie.200904413),等等。第三部分色谱研究人员仍然在探索创新的分离介质和方法。比如整体柱的制备与修饰、新型色谱器件和检测方法的研究。 下面介绍几篇最近发表的关于整体柱的制备与修饰、新型色谱器件和检测方法研究的论文供读者参考。 (1)整体柱功能化的新方法。整体柱的功能化目前主要采用功能化单体共聚合和/或聚合后功能化两种策略。比如硼酸盐亲和色谱(BAC)多用于含顺式二醇基团的糖或糖蛋白等生物分子的分离富集,但采用上述两种策略所得到的含硼聚合物整体柱都必须在碱性条件下工作,这可能导致生物样品的降解。为此,南京大学刘震教授研究组提出了一种新的整体柱功能化方法(Angew, 2009, 48: 6704-6707, DOI: 10.1992/anie200902469)。他们首先采用邻氨基苯基硼酸与1,6-六亚甲基二胺反应生成稳定的含B-N键的配合物,然后与环氧树脂实现开环共聚合,形成表面含有相邻氨基和苯基硼酸基团的聚合物整体柱。在中性(或碱性)条件下,相邻两基团不发生配合作用,而硼酸基团可以与待分析样品中含顺式二醇基团的物质发生配合作用。因此这类整体柱可在中性pH条件下富集(保留)含顺式二醇基团的糖或糖蛋白质,流动相变为酸性时便可将保留的物质洗脱下来。在糖蛋白组学和糖组学研究中,这类聚合物整体柱可能发挥非常重要的作用。 (2)新型高效液相色谱(HPLC)泵。迄今为止,HPLC高压泵基本都是活塞式往复泵,虽然有人研究过超声波、磁流体力学、电渗流、电动力学和电化学泵,但都不足以产生毛细管HPLC所需的压力。Pawliszyn (Anal. Chem., 1995, 67: 212-219)、Miller (Anal. Chem.,1988, 60: 1965-1968)和Hjerten (Anal. Chem., 1998, 70: 366-372)等教授的研究组曾报道过液体热膨胀泵,显示了诱人的应用前景。最近,复旦大学张祥民教授研究组在热膨胀泵研究方面取得了很好的结果(Anal. Chem., 2010, 82: 842-947, DOI: 10.1021/ac901855t)。他们首先从理论上推导了热膨胀泵的液体膨胀系数、温度、压力等因素与流速之间的关系,然后加工构建了以不锈钢膨胀室(内充水)、陶瓷管外缠绕电加热丝和热电偶构成的热膨胀泵;采用4个单元热膨胀泵和2个阀构成了梯度系统,流速范围为0.05～5.00 L/min。最后通过性能评价和氨基酸样品的梯度分析证明:该系统可用于毛细管HPLC的等度和二元梯度洗脱分析,显著降低了仪器和运行成本。 (3)气相色谱(GC)通用定量检测系统。寻找一种不用标准样品和校正过程就能实现准确定量分析的色谱检测器一直是色谱研究人员的追求,在这方面,柱后同位素稀释和电感耦合等离子体质谱(ICPMS)作为GC和HPLC的检测器已有成功的应用。但是碳在等离子体中的离子化效率很低,加上高的碳背景信号,导致了分析灵敏度不高,大大制约了该技术的应用。更重要的是ICPMS检测得不到化合物的结构信息。最近,西班牙University of Oviedo的Alonso教授研究组报道了一种GC通用的柱后碳同位素稀释定量检测系统(Angew, 2009, 48: 2561-2564, DOI: 10.1002/anie200805545),该系统不需要标准样品,也不需要校正过程,就能实现GC分离的有机化合物的准确定量分析。其原理是在GC柱后加一个燃烧反应器,将有机化合物转化为CO2,并连续加入13CO2,再用电子轰击离子化质谱（EI-MS）进行检测。这样就可实现与化合物结构无关的离子化(无论用什么离子源),进而通过同位素比实现准确定量。当不用燃烧室时,就可以获得化合物的MS结构信息。 (4)微流控反相HPLC芯片与四极杆-飞行时间质谱(Q-TOF MS)联用分析磷酸化多肽。LC-MS/MS是目前蛋白质组学分析的主要技术,如何实现高丰度蛋白质的在线去除和低丰度蛋白质的在线富集是一个研究热点。荷兰Utrecht University的Heck教授研究组最近报道了他们在磷酸化多肽富集、分离和鉴定方面的研究进展(Anal. Chem., 2010, 82: 824-832, DOI: 10.1021/ac901764g)。他们采用反相-TiO2-反相HPLC芯片与Q-TOF MS联用,成功实现了大量磷酸化多肽的在线富集和鉴定。该方法用于人类白血球磷酸化蛋白组学的研究,共鉴定了1012个磷酸化多肽,相应于960个不同的磷酸化位点。 (5)集成微流控装置自动分析单细胞。单细胞分析是分析化学的前沿领域。美国University of North Carolina at Chapel Hill的Ramsey教授研究组最近报道了一种整体集成微流控装置(Anal. Chem., 2010, 82: 967-973, DOI: 10.1021/ac902218y)。该装置集成了包括溶胞部分、电泳分离通道和电渗泵驱动的电喷雾喷头,它直接连接到MS上,实现了单细胞的在线分析。作者以红细胞为模型体系,检测到了单个红细胞中的血红素和α、β亚单位血红蛋白,分析通量达到了每秒12个细胞。该装置有望用于单细胞的高通量分析。     

酚醛树脂研究新进展

酚醛树脂成本低廉、原料易得、生产工艺简单、综合性能优良,应用非常广泛。在能源与环境问题突出的大背景下,酚醛树脂已超出通用树脂的范畴,除高性能化、功能化以外,生态友好化也是其重要发展方向。本文综述了酚醛树脂在这些方面的新进展,介绍了相关的合成、固化及制备方法,如离子液体法、相分离法、Stober法,这些方法与常规方法相比具有独特的优势;同时介绍了木质素、单宁酸、生物油等生物质基酚醛树脂以及实现酚醛树脂回收再利用的物理、化学、生物方法。     

生色冠醚研究

用４－甲基－７－羟基－８－甲酰基香豆素与三种４′－氨基苯并冠醚和４′，４″－二氨基二苯并－１８－冠－６反应，合成了四个新的Ｓｃｈｉｆ碱型苯并冠醚。它们都是有色化合物，具有强荧光性质。在这些Ｓｃｈｉｆ碱型苯并冠醚溶液中加入过渡金属盐时，不同程度地发生荧光猝灭现象，生成的配合物也是荧光化合物；而加入碱金属和碱土金属盐时，则荧光性质几乎不受影响     

卢卡斯试验研究

针对传统的卢卡斯试验一向存在试剂配制繁琐、反应费时、实验成功率低的问题,提出了从改进卢卡斯试剂配制方法入手的卢卡斯试验改进方案,据此进行卢卡斯试验简便快速、成功率高,无论用于课堂演示还是学生实验都切实可行。     

分子阵列研究

小分子化合物可以调节生物学过程,是研究活性生物大分子特别是蛋白质以及药物的重要工具,而高通量筛选是发现活性分子的重要方法.分子阵列是近年来新出现的一种高通量筛选技术,上面含有成千上万种组合合成的化合物以及天然产物,可以用于发现新的先导化合物,以及筛选已有的先导化合物.现在分子阵列已经成功应用于蛋白分析和先导化合物的发现等许多领域.本文综述了近年来分子阵列的构建过程、原位合成和非原位合成等各种固定化策略以及荧光免疫检测、表面等离子体共振成像技术等检测手段,并介绍了化学分子印刷阵列方法,最后总结了分子阵列的应用,并对分子阵列在我国中药发展等方面将起到的潜在作用作了展望.     

叶绿体光电效应研究

从新鲜菠菜叶中制备叶绿体(chlp)不同介质的溶液,以SnO₂光透导电玻璃作工作电极,用碳电极或铂电极或饱和甘汞电极作辅助电极,测量了chlp在SnO₂半导体表面上的光电效应,得到了chlp光电池的电压和电流的输出特性曲线、工作曲线和特性参数,其光能转化率达到10^-4%以上。本文分析了chlp溶液的吸收光谱和物质组成,提出了发生光电效应的机制。     

色谱研究最新进展

色谱作为一种强大的分离分析手段,为推动生物医学和人类健康、环境监测与保护、食品安全与质检等领域的发展提供着解决问题的关键技术。最近几年来,我国色谱学科经历了全面快速发展,取得了令人瞩目的成绩,研究水平和国际地位得到巨大提升,色谱相关SCI论文发表数量居世界第一位。色谱应用领域也在不断扩大,尤其在蛋白质组学、代谢组学等新兴领域,以及药物、环境、食品分析等传统领域发挥越来越重要的作用。本文对近年来色谱学科(重点是我国色谱学科)在色谱技术、色谱填料和色谱柱、样品前处理方法、应用领域等方面的进展情况进行介绍。共引用109篇参考文献。     

二次生长法NaA沸石分子筛膜的合成与表征——推荐一个研究型综合实验

介绍一个研究型综合实验——二次生长法NaA沸石分子筛膜的合成与表征。实验预先利用热浸渍法在α-Al_2O_3多孔载体管外表面引入NaA沸石分子筛晶种,再通过二次生长法合成NaA沸石分子筛膜。用扫描电子显微镜和X射线衍射仪表征载体管和NaA沸石分子筛及膜的形貌和结构,并利用渗透蒸发乙醇脱水膜分离装置测试膜的分离性能。通过本实验使学生了解膜分离技术这一科学前沿领域,激发学生对科学研究的兴趣,培养学生的科研探究能力。本实验涵盖合成、表征及性能测试,知识要点多、学科覆盖面广,有利于提升学生的实践操作能力、创新意识和综合运用知识的能力。     

基于二维MOFs构建MicroRNA荧光传感器的综合分析化学实验及"赛学结合、三位一体评价"的教学模式设计

本综合性实验将二维金属有机框架(2D MOFs)和MicroRNA (miRNA)分析等前沿研究领域引入化学(材料)本科和研究生实验教学中。主要包括2DMOFs材料的合成及表征、基于2DMOFs的荧光核酸探针构建以及将探针用于miRNA荧光分析等,共10个学时。所需掌握的实验技能包含溶剂热法、离心分散和外标法等基本材料合成和分析化学操作以及荧光、红外、X射线粉末衍射等材料表征和分析方法。我们在实验中实施了一种新型的"赛学结合、三位一体评价"教学模式。在该模式中,学生分组开展团队作业、实验和汇报,不仅要记录实验现象和结果,还需对实验过程录像并总结做成PPT。各组间通过"PPT答辩、实验报告和录像"等进行比赛,三位一体决出成绩。学生在实验中不仅学习了大量实验技能,提高了动手能力,拓展了学术视野;而且通过比赛和教学相结合,激发了你追我赶的学习热情,培养了团队合作精神,调动了学习的主观能动性。该实验和教学模式也适合推广至其他综合化学实验教学中。     

聚醋酸乙烯酯的光引发可控合成——介绍一个高分子化学综合实验

本实验开展了醋酸乙烯酯的可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT),分别运用偶氮二异丁腈(AIBN)引发和可见光引发两种方式进行了聚合反应,运用核磁共振和凝胶色谱等多种手段对所得聚合物结构进行了表征与分析。通过比较AIBN引发与光引发所获得聚合物端基结构的异同,加深了学生对RAFT聚合方法原理的理解。同时,运用该方法实现了聚合物两端端基结构的高度功能化,深入体会聚合物合成设计概念。本综合实验教学不仅通过对比法加深了学生对实验原理和专业知识的理解,提升了学生创新研究能力,而且训练了学生的实验操作技能、大型仪器使用能力和结果分析能力,提升了综合素质。     

有机化学知识在高分子材料合成创新实验中的运用——分享几个实例

针对目前教学中存在的理论课程之间、实验课程与理论课程之间关联不够紧密等问题,探索了通过"知识关联"将有机化学基本知识运用到高分子材料合成创新实验中的教学思路。以新试剂合成及应用、荧光聚酯合成、聚酰胺合成、聚酯水解等为例,介绍了如何将有机化学新理论、新方法、新试剂应用于本科高分子化学和高分子材料实验教学,以及如何将有机化学的理论知识和实验手段应用于高分子材料合成教学中。实践表明:通过"知识关联",将有机化学基础理论知识和实验技能应用于高分子合成实验中可以提高学生对所学知识的理解和运用能力,增强学生的实验探索兴趣,有效改进了高分子材料合成实验教学的课堂气氛。     

锌配位聚合物的制备与表征——推荐一个无机化学综合实验

介绍了一个无机化学综合型新实验——锌配位聚合物的制备与表征。通过有机配体的合成、金属有机框架材料的制备及其相关结构和性能表征,使学生了解金属有机框架这一科研前沿领域,在引导学生进行实验操作、解释及归纳的过程中,提升学生的综合及创新能力。本实验综合了无机、有机和分析化学知识点的学习与实验操作能力的培养,建议纳入高年级综合型化学实验课。     

多酸配位聚合物的制备与表征——推荐一个综合化学实验

介绍了一个综合化学新实验--多酸配位聚合物的制备与表征。通过杂多酸和有机配体的合成、多酸配位聚合物的制备和性能表征,使学生了解多酸配位聚合物这一无机合成化学前沿领域,在引导学生进行材料合成及性质表征的过程中,提高学生对已学知识融会贯通的能力,提升学生学习化学的兴趣。本实验综合了无机、有机化学知识点以及实验、仪器操作和数据分析能力的培养,可纳入高年级综合化学实验。     

含芴共轭高分子的合成、表征及性能研究——推荐一个高分子化学综合实验

推荐了一个高分子化学综合实验——含芴共轭高分子的合成、表征及性能研究。实验内容包括利用Sonogashira偶联反应合成共轭高分子,采用核磁共振和红外光谱等检测手段对其结构进行表征,并利用紫外-可见光谱、荧光和热重分析对其性能进行研究。本实验结合了高分子化学和聚合物仪器分析与表征的知识点,建议纳入高分子专业高年级综合实验课程。     

Preparation and characterization of polyvinylidene fluoride (PVDF) hollow fiber membranes

Polyvinylidene fluoride (PVDF) hollow fiber membranes were prepared by dry/wet and wet phase inversion methods. In spinning these PVDF hollow fibers, dimethylacetamide (DMAc) and polyvinyl pyrrolidone (PVP) were used as a solvent and an additive, respectively. Water was used as the external coagulant. Water or ethanol was used as the internal coagulants. The membranes were characterized in terms of water flux, molecular weight cut-off for the wet membranes. Gas permeation fluxes and effective surface porosity were determined by a gas permeation method for the dried membranes. The cross-sectional structures were examined by scanning electron microscopy. The effects of polymer concentration, air-gap, PVP molecular weight, PVP content in the polymer dope, and the internal coagulant on the permeation properties and membrane structures were examined. Highly permeable PVDF hollow fiber membranes could be prepared from a polymer dope containing low molecular weight PVP and using ethanol as the internal coagulant.     

BODIPY基荧光探针的合成、表征及对铜离子的检测——推荐一个大学综合化学实验

介绍了一个大学综合化学实验——BODIPY基荧光探针的合成、表征及对铜离子的检测。该实验是一个科研转化的大学生综合化学实验,内容包括3,5-二氯BODIY的合成、BODIPY基荧光探针分子的合成,以及利用紫外-可见分光光度计和荧光光谱仪检测目标分子对金属离子的响应性。通过本实验,使学生了解BODIPY基荧光传感器这一科研前沿领域,激发学生对科学研究的兴趣,培养学生的科研探究能力。本实验综合了有机化学、仪器分析和应用波谱学知识点的学习,培养学生的实验操作技能,提升学生的综合及创新能力,建议纳入高年级综合化学实验课程。     

燃料电池用聚乙烯醇基碱性聚合物电解质膜的制备及其性能

通过在不同浓度KOH溶液中进行掺杂,制备出了聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮(PVA/PVP)和聚乙烯醇/聚乙二醇二甲醚(PVA/PEGDE)碱性聚合物电解质膜详细考察了膜的外观形貌、微观结构、热稳定性、离子电导率和化学稳定性等.结果表明,PVA与PVP以及PEGDE具有很好的相容性,所制备的复合膜断面致密...