PVC/插层稀土类水滑石的热稳定性能研究

以山梨酸、La(NO_3)_3,Al(NO_3)_3,Mg(NO_3)_2和Na OH为主要原料合成了山梨酸插层镁铝镧类水滑石(Mg Al La-SA LDHs),通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)进行结构表征。采用刚果红法、热老化烘箱法、转矩流变法、电导率法等研究了山梨酸插层类水滑石及与季戊四醇、硬脂酸锌复合后添加到聚氯乙烯(PVC)的热稳定性能。结果表明:山梨酸插层类水滑石可有效地延长PVC热稳定时间,抑制初期着色,降低加工能耗,热降解活化能较纯PVC提高了6.59 k J·mol~(-1)。按质量份数1/4/1与季戊四醇、硬脂酸锌复合后,热降解活化能较复合前提高了13.96 k J·mol~(-1),热稳定效果更优。     

PVC硬脂酸轻稀土热稳定剂的复配与应用研究

为了进一步研发性价比高且"无铅化"的稀土复合热稳定剂,研究了系列硬脂酸轻稀土盐(镧/铈/镨/钕/钐/铕/混合)与其他常用PVC热稳定(助)剂的复配效果。通过刚果红试纸法、红外光谱分析(FT-IR)、转矩流变仪等探究了复合热稳定剂对PVC性能的影响。结果表明:复合热稳定剂配方为硬脂酸轻稀土盐0.7~1.0份、硬脂酸锌0.8~0.9份、β-二酮0.3~0.6份和季戊四醇0.8~0.9份。将3份复合热稳定剂添加到100份PVC树脂中,静态及动态热稳定时间延长至100和35 min左右;动态热稳定性能和力学性能优于市售钙锌热稳定剂,与市售铅盐较接近。红外光谱分析表明复合热稳定剂可在加热初期减缓PVC氧化降解,较好地抑制初期着色,对PVC性能影响顺序为:镧组钕组混合组铈组镨组钐组铕组。     

月桂酸稀土复合热稳定剂对PVC热稳定作用的研究

合成了月桂酸镧/铈/钕,分别与硬脂酸钙、季戊四醇复配得到了硬质PVC用月桂酸稀土复合热稳定剂。采用刚果红法、转矩流变仪、动态力学谱仪等考察其对PVC热稳定性、流变性能、力学性能的影响,利用红外光谱初步探讨了其热稳定机制。结果表明:稀土复合热稳定剂中月桂酸镧(铈/钕)/硬脂酸钙/季戊四醇最佳比例为3∶1∶1;具有良好的热稳定性,静态、动态热稳定时间均达到为90和50 min以上;其加工性能和力学性能与铅盐体系相当,断裂伸长率明显高于铅盐体系。     

二元-三元羧酸镧复合热稳定剂的制备和应用

以常见的二元羧酸和三元羧酸以及硝酸镧为原料,制备了一系列二元-三元羧酸镧复合热稳定剂产品。通过刚果红试纸法和转矩流变仪法对产品的性能进行了表征,结果表明,己二酸-柠檬酸镧和癸二酸-氨三乙酸镧对PVC的热稳定性最好,动态热稳定时间分别为1 080 s和1 188 s。用五因素三水平正交试验优选出两组较优配方,对PVC的静态热稳定时间分别可达93 min和85 min。     

含二苯甲酮结构的稀土配合物对PVC光稳定性能的影响

兼具热和光稳定性的稀土稳定剂,对降低聚氯乙烯(PVC)加工成本,提高PVC的生产效率和打开稀土稳定剂的应用领域具有重要的意义,因此,通过人工加速紫外老化实验和户外自然光老化实验,研究了2,4-二羟基二苯甲酮镧(LBP)、 2-苯甲酰苯甲酸镧(LBA)及三元复合稳定剂对PVC光稳定性能的影响。结果表明：添加含LBP和含LBA的两种三元复合稳定剂(LBP∶ZnSt₂∶PE=2∶1∶2, LBA∶ZnSt₂∶PE=1∶1∶3)的PVC片材,人工紫外老化10 d后,失重率分别为2.7%和6.2%,自然光老化35 d后,拉伸强度保留率分别为87.6%和81.8%,复合稳定剂提高PVC的光稳定性能最佳。稀土稳定剂可以吸收PVC降解产生的氯化氢,降低氯化氢的浓度,从而减弱氯化氢对PVC降解的催化作用,抑制PVC脱去HCl形成双键,防止双键在氧作用下,形成过氧化物生成羰基化合物。     

锌铝镧类水滑石PVC热稳定剂的制备及性能研究

通过共沉淀法制备了锌铝镧类水滑石热稳定剂,用FT-IR、XRD和SEM扫描电镜等进行表征,用刚果红试纸法研究了锌铝镧类水滑石热稳定剂的热稳定作用及变色情况、热稳定剂和β-二酮的协同作用,与其他热稳定剂硬脂酸镧、硬脂酸钙、硬脂酸锌进行了比较。结果表明,锌铝镧类水滑石热稳定剂结晶度高、结构规整,锌铝镧类水滑石热稳定剂是具有良好的抑制PVC降解初期着色性的长期性热稳定剂,锌铝镧类水滑石热稳定剂和β-二酮助稳定剂之间存在强烈的协同作用。     

N-苯基马来酰胺酸根合镧(Ⅲ)的合成及对PVC的热稳定作用

以马来酸酐、苯胺和氧化镧为原料合成了N-苯基马来酰胺酸根合镧(Ⅲ).对产品进行了红外光谱分析及其物性常数测定,通过刚果红法和热重法对其PVC热稳定性进行评价.结果表明,N-苯基马来酰胺酸根(OA)合镧(Ⅲ)为淡黄色粉末,熔点181℃,其化学组成符合La(OA)3·H2O,酰胺氮和羧基氧与镧离子发生了配位作用.配合物对PVC的热稳定性良好,可作为PVC的热稳定剂使用,当稳定剂加入量为PVC的2.5%时,稳定时间可达到31 min,热失重温度提高30℃;并且与硬脂酸钙之间有明显的协同作用,当配合物与硬脂酸钙按质量(1+3)形成的复合物的加入量为PVC的2.5%时,对PVc的稳定时间可以达到38 min,热失重温度提高60℃.该化合物主要通过镧与PVC中活泼的Cl反应和其有机部分的稳定作用来提高PVC的热稳定性.     

吡嗪-2,3-二羧酸铈的合成及其对聚氯乙烯热稳定性的作用

以吡嗪-2,3-二羧酸为配体,氨水,硝酸镧为原料,制备吡嗪-2,3-二羧酸铈。经FTIR、元素分析和TG-DSC等方法表征,确定其分子结构和分子式Ce₂(C₆N₂O₄)₂(NO₃)₂·5H₂O。通过静态热稳定实验研究吡嗪-2,3-二羧酸铈的热稳定性和硬脂酸钙、硬脂酸锌等辅助类热稳定剂的热稳定性。为了提高配合物的热稳定性,将配合物与硬脂酸锌、季戊四醇进行二元复配和三元复配,并进行热稳定性分析。结果表明：当吡嗪-2,3-二羧酸铈、硬脂酸锌和季戊四醇的质量比为2:1:2时,其热稳定时间为39 min,并且抗变色性有了较大提高。吡嗪-2,3-二羧酸铈能够减缓聚氯乙烯（PVC）中HCl气体的产生,并且吸收PVC降解产生的Cl^-,与稀土离子结合生成CeCl₃,从而抑制PVC的降解,起到热稳定作用。     

稀土PVC稳定剂的作用机制研究

稀土化合物可以作为聚氯乙烯稳定剂，硬脂酸稀土是稀土复合稳定剂的重要成分。本文通过研究PVC与硬脂酸镧及其它硬脂酸盐作用前后的红外光谱，探讨了硬脂酸盐对PVC的热稳定作用机制，发现了稀土化合物对PVC的特殊稳定机制，即改变PVC的构象和抑制脱氯化氢的作用，并对稀土稳定剂独特的协同作用做出了解释。     

三元体系Sm(NO~3)~3-ACAP-H~2O相平衡研究及Sm(ACAP)~2(NO~3)~3的合成和表征

在30℃时采用等温溶度法研究了三元体系Sm(NO_3)_3-ACAP-H_2O(ACAP,4-acetylan-tipyrine,4-乙酰基安替比林)的相平衡,绘制了体系的溶度图及饱和溶液的折光率一组成图.发现并制备了未见文献报道的同成分溶解的化合物Sm(ACAP)_2(NO_3)_3.通过化学分析、元素分析、摩尔电导(DMF),IR和TG-DTG对其进行了物理化学性质表征.初步探讨了阴离子对ACAP与稀土相互作用的影响.     

La(NO3)3·bipy·2H2O·(B-15-C-5)电子结构和电化学键

稀土硝酸盐与双啮杂环胺配体α,α′联吡啶(bipy)的配合物研究不多.Hart 等合成了Ln(NO_3)_3(bipy)_2配合物;亦已解析了3个晶体结构:La(NO_3)_3(bipy)_2,Tb(NO_3)_3(bipy)_2,La(NO_3)3·bipy·2H_2O·(B-15-C-5)(B-15-C-5=苯并15-冠-5,).我们对La(NO_3)_3(bipy)_2的电子结构和化学键作过研究.本文利用自旋非限制适于稀土配合物计算的INDO方法研究了La(NO_3)_3·bipy·     

2,4-二羟基二苯甲酮镧对PVC热稳定性能的影响

通过2,4-二羟基二苯甲酮(BP)与稀土镧离子配位,合成了2,4-二羟基二苯甲酮镧(LBP)。用元素分析、红外分析、热分析等对配合物进行了表征。同时用刚果红试纸法和高温热老化箱,探讨了配合物以及配合物与硬脂酸锌(ZnSt₂)、硬脂酸钙(CaSt₂)、季戊四醇(PE)复配对PVC热稳定性能的影响。结果表明：2,4-二羟基二苯甲酮镧的分子式为：La₂(C₁₃H₈O₃)₃·5H₂O。当配合物单独添加到PVC中时,热稳定性能一般,但当以m(LBP)∶m(ZnSt₂)∶m(PE)=2∶1∶2进行复配后,热稳定时间长达81min,并且抗变色效果最好。由热稳定机理研究得出,2,4-二羟基二苯甲酮镧可以与PVC受热分解出的氯化氢反应,生成LaCl₃,降低氯化氢对PVC的催化降解,进而增强PVC的热稳定性能。     

NiFe2O4磁性纳米材料的溶剂热法一步合成

以Fe(NO_3)_3·9H_2O和Ni(NO_3)_2·6H_2O为原料,在未添加任何碱性沉淀剂和高温晶化处理的条件下,通过对实验条件(包括溶剂、溶剂热温度和时间)的优化,利用溶剂热法一步制备了具有良好结晶性和超顺磁性的NiFe_2O_4磁性纳米材料。结果表明:用H_2O和EtOH-H_2O做溶剂都不利于NiFe_2O_4的生成;用EtOH做溶剂,为了获得纯度较高的NiFe_2O_4磁性纳米材料,要保证适当的溶剂热温度和时间;所得材料的磁性能与材料中磁性组分NiFe_2O_4的含量和其结晶程度有关。该制备方法最突出的优点是简单、快速、成本低、从源头消除了污染,且所得的材料磁性能优良。     

一例反三棱柱型稀土四核MOF的合成、结构及性质研究

由5-咪唑间苯二甲酸(H_2L, C_(11)H_8O_4N_2)和稀土硝酸盐Er(NO_3)_3·5H_2O合成了一例具有单晶结构的三维稀土金属有机框架(MOF)材料,并通过元素分析、热重分析和X射线单晶衍射等确定了产物的组成和结构。结构分析表明:该晶体属于正交晶系,空间群为Imma,分别包含两种四核簇次级构筑单元,而其中的镧系金属离子分别呈七配位及八配位构型。     

不同表面形貌Cu2O空心球的制备及光催化性能

采用一步溶剂热法,以Cu(NO_3)_2·3H_2O为铜源,乙二醇(EG)为还原剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,高温条件下制备形貌可控的Cu_2O空心球纳米材料。研究Cu(NO_3)_2·3H_2O与PVP的质量比值(w_(Cu(NO_3)_2·3H_2O)/w_(PVP))对Cu2O结构、形貌、比表面积以及光吸收特性的影响,并结合光催化机理讨论其对Cu_2O光催化性能的影响。此外,通过改变反应时间来研究Cu_2O的生长过程。结果表明,w_(Cu(NO_3)_2·3H_2O)/w_(PVP)=45时,得到的形貌为空心球表面覆盖纳米刺的Cu_2O纳米材料光催化性能最佳,在可见光辐照10 min的条件下,对甲基橙的降解率达94.3%。     

BiVO_4/Bi_6O_6(OH)_3(NO_3)_3复合光催化剂的制备及光催化性能研究

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和NH_4VO_3为原料,控制水溶液介质p H及反应时间,采用水热合成法制备钒酸铋(BiVO_4)及其复合物(BiVO_4/Bi_6O_6(OH)_3(NO_3)_3).利用X-射线粉末衍射、扫描电子显微镜和紫外-可见漫反射吸收光谱等手段对制备的样品进行了物理表征,结果表明,在控制反应时间为1 h,介质p H值在1.14~9.01之间时,制备的样品为BiVO_4/Bi_6O_6(OH)_3(NO_3)_3复合物,当p H值增加至10.92时为纯BiVO_4;控制介质p H为7.17,反应时间在1~12 h之间时得到BiVO_4/Bi_6O_6(OH)_3(NO_3)_3复合光催化剂,反应时间为18 h时为纯BiVO_4.在可见光(λ≥400 nm)照射下,以有机染料罗丹明B(Rhodamine B,Rh B)为底物,研究不同条件制备的BiVO_4或者复合物为光催化剂的光催化特性,发现p H=7.17,水热反应12 h得到的催化剂(BiVO_4/Bi_6O_6(OH)_3(NO_3)_3)光催化降解活性高于对照制备的纯BiVO_4.同时在可见光照射下,BiVO_4/Bi_6O_6(OH)_3(NO_3)_3亦可以有效降解无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP),说明氧化过程涉及到光催化过程.分析BiVO_4/Bi_6O_6(OH)_3(NO_3)_3复合光催化剂对Rh B光催化降解过程中活性物种,表明在降解过程中主要涉及空穴和超氧氧化,O_2·~-起主要作用.     

关于碳酸鑭、碳酸铈组成的研究

远在十九世纪之初,就开始有人研究希土碳酸盐的组成及其性质,并用于希土元素的分离、分组。前人的研究结果表明,在不同的条件下得到的产物组成不同。岡好良研究了镧、铈、钇的硝酸盐和碳酸钠体系,认为在这些体系中生成正碳酸盐。苏锵等人用物理化学分析法研究了Ce(NO_3)_3-M_2CO_3-H_2O及Y(NO_3)_3-M_2CO_3-H_2O(M=Li,Na,K,NH_4)体系,认为在这些体系中除了均生成正碳酸盐外,Ce(NO_3)_3-Na_2CO_3-H_2O及Y(NO_3)_3-(NH_)_2CO_3-H_2O体系还分别有Na[Ce(CO_3)_2]和NH_4[Y(CO_3)_2]化合物生成。本文用溶解度法、pH法、电导法和表观沉淀体积法分别研究了Ce(NO_3)_3-K_2CO_3-H_2O和La(NO_3)3-K_2CO_3-H_2O体系,并着重研究了反应剂浓度不同对所形成产物组成的影响。     

水分子催化HCl NO3反应机理及动力学性质的理论研究

本文采用CCSD(T)/aug-cc-pVTZ//UB3LYP/6-311+G(2d,p)方法对HCl+NO_3反应机理及速率常数进行了研究,并在此基础上考虑了水分子对该反应的影响。研究结果表明,HCl+NO_3反应经历了生成产物为Cl+HNO_3的通道,克服了13.67kcal·mol~(-1)的能垒。加入水分子后,所得的产物并没有发生改变,但势能面却比裸反应复杂得多,经历了NO_3…H_2O+HCl、H_2O…HCl+NO_3和HCl…H_2O+NO_3三条反应通道。其中通道HCl…H_2O+NO_3为水分子参与反应的优势通道。此外,该通道比相同温度下裸反应的速率常数k_(R1)提高了0.33×10~4~1.07×10~7倍,且在298K时,k’_(RW3)/k’_(total)已达到95.9%,说明此时在实际大气环境中水分子对NO_3+HCl反应有明显的影响。     

三元体系La(NO_3)·4H_2O-B15C5-(CH_3)_CO在18℃时溶解度的研究

我们曾用自己设计的半微量相平衡方法研究了La(NO_3)_3·4H_2O-B15C5-CH_3CN三元体系在25℃时的溶解度,发现同生成它的母液处于平衡状态时的固态络合物的组成为La(NO_3)_3·B15C5·4H_2O,在一般条件下的相对稳定形式为La(NO_3)_3B15C5·2H_2O。说明了Cassol和King等人所得无水络合物La(NO_3)_3·B15C5是由于后处理条件不当所引起的。为了弄清楚在雨酮中水合镧盐与冠醚B15C5生成的络合物的组     

轻稀土硝酸盐与邻菲罗啉(Phen)高配比混配配合物的合成和表征

本文采用水-有机溶剂合成了三个稀土硝酸盐与邻菲罗啉的混配配合物,通过元素分析、红外、差示扫描和热重等分析测试手段,确证了配合物的组成为Ln(Phcn)_4(NO_3)_3·3H_2O,并研究了它们的性质。