Ag3PO4微晶表面热力学函数的温度及形貌效应

在室温下采用离子交换法制备了四足状、 立方体状和十二面体状Ag₃PO₄微晶及Ag₃PO₄块体, 并进行了表征. 以Ag₃PO₄微/纳米和块体材料热力学性质的区别为基础, 结合化学热力学理论和热动力学基本原理, 导出摩尔表面热力学关系式. 在此基础上, 采用原位微量热技术获取Ag₃PO₄的化学反应动力学信息和表面热力学函数, 讨论了形貌和温度对表面热力学性质变化的影响. 结果表明, 四足状Ag₃PO₄的摩尔表面焓(\begin{array}{c}{H}_m^s\end{array})、 摩尔表面Gibbs自由能(\begin{array}{c}{G}_m^s\end{array})和摩尔表面熵(\begin{array}{c}{S}_m^s\end{array})最大, 立方体状次之, 十二面体状最小; \begin{array}{c}{H}_m^s\end{array}和\begin{array}{c}{S}_m^s\end{array}随温度的升高而增大, \begin{array}{c}{G}_m^s\end{array}则随温度的升高而减小.     

SO42-掺杂对Nasicon型Li3Fe2(PO4)3正极材料电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶法用S\begin{array}{c}{O}_4^{2-}\end{array}部分代替Li₃Fe₂(PO₄)₃中的P\begin{array}{c}{O}_4^{3-}\end{array}阴离子制得Li_3-xFe₂(PO₄)_3-x(SO₄)_x(x=00.90)正极材料, 通过X射线衍射、 充放电技术、 循环伏安特性测试及电化学阻抗谱表征了掺杂材料的相组成及电化学性能. 结果表明, S\begin{array}{c}{O}_4^{2-}\end{array}主要以固溶形式存在于Li₃Fe₂(PO₄)₃中, 产物中还伴有少量Fe₂O₃第二相析出. S\begin{array}{c}{O}_4^{2-}\end{array}掺杂使Li₃Fe₂(PO₄)₃的放电容量呈抛物线形规律变化, 并在掺杂浓度x=0.60时达到最佳值, 该样品在0.5C倍率下的首次放电容量为111.59 mA·h/g, 比未掺杂的样品提高了18.4%; 60次循环充放电后的容量保持率为96%; 将该样品的放电倍率由0.5C逐渐提高至5C, 再降至0.5C, 并在每个倍率下循环10次, 材料的最终放电容量仍能达到首次放电容量的97%. 导致这些变化的原因是S\begin{array}{c}{O}_4^{2-}\end{array}掺杂使材料的氧化还原性能增强, 电池内阻减小, 极化程度降低及Li⁺扩散系数增大.     

四硅氧烷Gemini咪唑表面活性剂的合成及表面性能

以三甲基氯硅烷、 γ-氯丙基三氯硅烷、 1,4-二氯丁烷和咪唑等为原料合成了一种新型的四硅氧烷Gemini咪唑表面活性剂([Si₄-4-Si₄im]Cl₂), 通过质谱(MS)和核磁共振氢谱(¹H NMR)证明所得产物为目标产物. 通过Wilhelmy板法测得其在25 ℃下的临界胶束浓度(cmc)为0.54 mmol/L, 水溶液的表面张力(γ_cmc)降至18.6 mN/m. 通过电导率法研究了其胶束形成热力学参数(Δ\begin{array}{c}{G}_m^{0—}\end{array},Δ\begin{array}{c}{H}_m^{0—}\end{array}和Δ\begin{array}{c}{S}_m^{0—}\end{array}), 表明在15~35 ℃下其胶束化过程是自发进行的, 且为熵驱动过程.     

开放骨架磷酸铁的合成与性质

通过使用二丙烯基三胺为结构导向剂, 在水热体系中合成出一例具有新型三维开放骨架结构的磷酸铁化合物JU94(\begin{array}{c}\left|2H_{3}O\right|\end{array}[Fe₂P₂O₈(OH)₂]). 单晶X射线衍射分析结果显示, 该化合物结晶在单斜晶系P2₁/c空间群, 晶胞参数a=0.97566(5) nm, b=0.98560(5) nm, c=1.24514(5) nm, β=129.651(3)°, V=0.92189(8) nm³. 该化合物的骨架结构是由FeO₆八面体和PO₄四面体连接构成, 以四核铁簇作为结构构筑单元. JU94沿[101], [\begin{array}{c}\bar{1}\end{array}01], [010]和[111]方向含有扭曲八元环孔道, 水分子分布于孔道中. 穆斯堡尔谱研究结果表明, 该结构具有2个晶体学独立的正三价铁离子. 磁性研究结果表明, 该物质具有反铁磁性.     

腐植酸作用下γ-六氯环己烷在冰相中的光转化

研究了腐植酸(HA)存在下冰相体系中γ-六氯环己烷(γ-HCH)的光转化规律. 结果表明, HA浓度对γ-HCH的光转化率呈现低浓度促进而高浓度抑制的现象; 盐离子浓度、 N\begin{array}{c}{O}_2^{-}\end{array}及N\begin{array}{c}{O}_3^{-}\end{array}对γ-HCH的光转化率均有促进作用; 低浓度Fe³⁺对γ-HCH的光转化率有促进作用, 当Fe³⁺的浓度增大到50 μmol/L时, 呈现抑制效应; γ-HCH在不同pH值条件下光转化速率的大小顺序为碱性>中性>酸性. 冰相中HA通过产生单线态氧(¹O₂)、 羟基自由基(·OH)及三重激发态(HA^*)加速γ-HCH的光转化. HA存在下γ-HCH的光转化产物主要是五氯环己烯、 邻二氯苯和对二氯苯、 一氯苯, 光转化过程中¹O₂通过消耗中间产物间接加速了γ-HCH的光转化过程.     

一种简单快速检测汞离子的1,4-二硫苏糖醇膜修饰金平板电极

将1,4-二硫苏糖醇(DTT)自组装在100 nm厚的平整金膜表面, 形成DTT膜修饰金平板电极(GPE), 构建了一种新颖的简单、 快速测定汞离子的选择性电极分析方法. 通过电化学交流阻抗和循环伏安法探讨了该电极的响应原理, 即固定在Au表面的DTT通过另一端的巯基与汞离子发生强配位作用而吸附结合带正电荷的汞离子, 引起电极表面膜电位的变化, 从而选择性地识别汞离子. 实验结果表明, 该电极在pH=6.0的Tris-HCl缓冲溶液中对汞离子有良好的电位响应性能, 其线性范围为1.0×10^-8~1.0×10^-3 mol/L, 能斯特响应斜率为(29.62±0.2) mV/-pc(25 ℃), 检出限为5.1×10^-9 mol/L. 该汞离子检测电极的响应时间仅为20 s, 且有较好的重现性和稳定性. 通过测定各种离子的选择性系数, 发现Cu²⁺, Fe²⁺, Na⁺, K⁺, Mg²⁺, Ba²⁺, Ca²⁺, Zn²⁺, Sn²⁺, Pb²⁺, Ag⁺, Al³⁺, Fe³⁺, Ni²⁺, N\begin{array}{c}{O}_2^{-}\end{array}, I\begin{array}{c}{O}_3^{-}\end{array}, Br\begin{array}{c}{O}_3^{-}\end{array}和Cl\begin{array}{c}{O}_3^{-}\end{array}等离子不干扰该电极对汞离子的检测. 此外, 将该电极用于实际水样中微量汞离子含量的测定, 结果与双硫腙分光光度方法一致, 且回收率为98.20%~101.75%.     

交联聚苯乙烯微球固载2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基的催化氧化性能与机理

将交联聚苯乙烯(CPS)微球表面固载有2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧自由基(TEMPO)的非均相催化剂微球(TEMPO/CPS)与过渡金属盐相结合,构成复合催化剂体系,用于分子氧对肉桂醇的氧化过程的研究。 分别采用高价金属离子氧化性比硝酸根NO3-更弱和更强的两类过渡金属盐为助催化剂,与微球TEMPO/CPS构成组合催化剂,深入探索研究了其催化性能与催化机理。 研究结果表明,几种过渡金属盐(如Fe、Cu、Mn、Co盐)与微球TEMPO/CPS形成的复合催化剂,可有效地催化分子氧对肉桂醇的氧化过程,将其转化为唯一的产物肉桂醛。 以过渡金属硝酸盐为助催化剂,当硝酸盐结构中对应的高价态(氧化态)金属离子的氧化性比NO3-离子弱时(如Fe(NO₃)₃与Cu(NO₃)₂),正负离子共同发挥助催化作用;当硝酸盐结构中对应的高价态(氧化态)金属离子的氧化性比NO3-离子强时,比如Co(NO₃)₂与Mn(NO₃)₂对应的Co(Ⅲ)与Mn(Ⅲ)离子,金属离子单独发挥助催化作用,NO3-离子不起作用。 实验结果表明,对于肉桂醇的分子氧催化氧化,在几种过渡金属盐中,Fe(NO₃)₃作为最适宜的助催化剂,温和条件下(55 ℃、常压O₂),可高效地将肉桂醇转化为肉桂醛,转化率为92%。     

氧等离子体改性聚乙烯表面的疏水性过回复机制

用200 W射频容性耦合氧等离子体处理低密度聚乙烯(LDPE)表面1 min, 研究了老化温度及时间对LDPE表面成分、 形貌和润湿性的影响. 扫描电子显微镜结果表明, 等离子体改性LDPE表面出现纳米凸点织构, 在60和90 ℃老化24 h后纳米凸点织构特征基本保持稳定. X射线光电子能谱分析表明, 等离子体改性LDPE表面经60 ℃老化24 h后, C—C含量由76.9%增至83.0%, C—O, CO和O—CO含量分别由16.4%, 2.2%和4.5%降至13.1%, 1.9%和2.0%. 经90 ℃老化24 h后, C—C含量较60 ℃老化表面增至84.1%, C—O含量分别降至10.1%, CO和O—CO含量分别增至3.1%和2.7%. 等离子体改性LDPE表面接触角由97.2°降至42.3°, 经60 ℃老化24 h后接触角增至95.9°, 经90 ℃老化24 h后接触角增至104.2°, 等离子体改性LDPE表面发生“疏水性过回复”. 根据含有粗糙因子的接触角随时间演变模型, 得到了具有纳米凸点织构LDPE表面在不同老化温度下的可移动极性基团所占面积分数(\begin{array}{c}{f}_m^p\end{array})、 固定极性基团所占面积分数(\begin{array}{c}{f}_{\mathit{im}}^p\end{array})和特征时间常数(τ)3个成分重构参数, 解释了“疏水性过回复”现象.     

衍生于双氰基二苯代乙烯的用于活体成像的双光子荧光锌离子探针

制备了衍生于双氰基二苯代乙烯的双光子荧光锌离子探针, 该探针以4-(2-吡啶甲基)哌嗪为锌离子受体, 当络合锌离子时, 探针的荧光强度增强了72.5倍和580 GM的双光子吸收截面. 该探针无细胞毒性且在体内环境中无pH敏感性, 其解离常数\begin{array}{c}{K}_d^{\mathit{TP}}\end{array}=(0.52±0.01) μmol/L. 性能测试结果表明, 该探针能选择性地检测活细胞中的游离锌离子, 耐时长达约1500 s, 且能探测活体组织80~150 μm深处的锌离子, 不受其它金属离子与生物膜的干扰.     

一种新的二帽Keggin多金属氧酸盐的合成、表征及磁性

在水热条件下合成了一种新的二帽二支撑的Keggin型钼钒多金属氧酸盐[Cu(2,2'-bpy)₃]{[Cu(2,2'-bpy)₂]₂HP^ⅤMo8VIV6IVO₄₂]}·2H₂O(1,bpy=联吡啶),利用元素分析、红外光谱、X射线光电子能谱,粉末和X射线单晶衍射等分析技术对化合物的晶体结构进行了表征。 结果表明,该化合物属于单斜晶系,C2/c空间群,a=2.8734(3) nm,b=1.47333(12) nm,c=2.31023(16) nm,β=112.509(5)°,V=9.0351(12) nm³,Z=1,R₁=0.0489,wR₂=0.1286。 化合物的阴离子是二帽α-Keggin结构P/Mo/V多金属氧簇,通过簇阴离子两个钒帽上的端氧分别支撑两个铜过渡金属配合物,化合物簇阴离子,水分子和2,2'-联吡啶分子之间通过π-π和氢键作用形成了三维超分子结构。     

3-丁基-5,5-二甲基海因咪唑季铵盐对HCl溶液中Q235钢的缓蚀性能

利用失重法、 电化学阻抗谱法、 环境扫描电镜观测和接触角测试等研究了3-丁基-5,5-二甲基海因咪唑季铵盐(BDMHI)对HCl溶液中Q235钢的缓蚀性能和其在Q235钢表面的吸附行为. 结果显示, 缓蚀效率随BDMHI浓度的增加而增加, 随温度的升高而降低, 最高缓蚀效率为91.62%; 在25~35 ℃温度范围内, BDMHI质量浓度为1.0 g/L时, 缓蚀效率达80%以上. 测定了BDMHI在Q235钢表面吸附的吸附吉布斯自由能(\begin{array}{c}\Delta G_{\mathit{ads}}^0\end{array})和吸附热(\begin{array}{c}\Delta H_{\mathit{ads}}^0\end{array}). 结果表明, BDMHI在Q235钢表面的吸附为放热反应, 符合Langmuir等温式, 是包含物理吸附和化学吸附的混合吸附. 运用量子化学方法探究了BDMHI的缓蚀机理.     

钒掺杂介孔二氧化钛的制备及可见光催化性能

以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板, 钛酸四正丁酯为钛源, 偏钒酸铵为掺杂离子前驱体, 通过液晶模板辅助溶胶-凝胶法制备钒掺杂介孔Ti\begin{array}{c}{O_2}_{}\end{array}(VMT), 采用X射线衍射(XRD)、 N₂吸附-脱附分析、 热重-差热分析(TG-DTA)、 X射线光电子能谱(XPS)、 紫外-可见光谱(UV-Vis)和透射电子显微镜(TEM)等对样品结构进行表征, 选择亚甲基蓝为目标降解物, 对VMT的可见光催化性能进行了研究. 结果表明, 钒掺杂减小了介孔TiO₂(MT)的粒径和光生电子-空穴复合率, 增大了比表面积及Ti³⁺和羟基浓度, 导致VMT比纯MT和P25光催化活性高, 并且钒掺杂使MT带隙能降低, 使其具有很高的可见光催化活性. 最佳的光催化条件为: VMT的浓度为0.83 g/L, MB的浓度为1 mg/L.     

解草酯的合成及动力学

针对原有生产上存在过程繁琐,收率不高等缺点,以5-氯-8羟基喹啉和氯乙酸-1-甲基己基酯为起始原料,研究了解草酯的合成工艺条件,确定了反应所用的碱、反应时间以及加入的5-氯-8-羟基喹啉与氯乙酸-1-甲基己基酯和碳酸钾与氯乙酸-1-甲基己基酯的摩尔比。在解草酯合成工艺条件的基础上,进一步探讨了解草酯合成的反应动力学,确定该反应符合二级反应条件,得到了323、328、333和339 K不同温度下的反应动力学方程式-r₂=-dc2dt=1.46×10⁸e(-49.82×103/RT)c₁c₂,依据所得的不同温度下的反应速率常数,计算了该反应的活化能与频率因子,所得的反应的活化能和频率因子分别为49.82 kJ/mol和1.46×10⁸,为合成解草酯的工业放大提供了理论指导。     

紫外光致氯生水合电子对全氟辛酸的降解

研究了185 nm紫外光激发氯离子生成的水合电子还原降解全氟辛酸(PFOA)的效果. 结果表明, 该体系中氯离子、 紫外光和绝氧环境是保证PFOA高效降解的必要条件; 当PFOA的浓度为0.03 mmol/L时, 最佳反应条件为氯离子与PFOA摩尔浓度比(\begin{array}{c}{c}_{C{l}^{{}^{-}}}\end{array}/c_PFOA)为10.0, 溶液初始pH值为10.0, 体系温度为25 ℃. 该条件下反应23 h后PFOA的降解率和脱氟率分别达到99.6%和65.0%. PFOA在该体系中0~8 h的降解符合一级反应动力学, 反应速率常数为6.3×10^-3 min^-1. PFOA在该体系中降解的主要产物有氟离子、 短链全氟羧酸、 甲酸和乙酸. PFOA的降解有2种途径: (1) 氯离子在紫外光照射下产生水合电子, 水合电子进攻PFOA, 造成C—F键及C—C键的断裂; (2) 具有较高能量的185 nm紫外光光解PFOA, 发生脱羧反应, 并通过水解作用逐步脱氟.     

玫瑰红作用下γ-六氯环己烷在冰相中的光敏化降解

考察了在玫瑰红(RB)存在下γ-六氯环己烷(γ-HCH)在冰中的光降解. 结果表明, 光敏剂RB通过其激发态[RB]^*及其产生的¹\begin{array}{c}{O_2}^{*}\end{array}加速了γ-HCH的光降解, RB浓度是影响光降解率最显著的因素; γ-HCH在较低初始浓度下的光敏化降解更快; 无机盐离子的种类和浓度可以改变冰表面上类液层(LLL)的比例从而影响γ-HCH的光解. 通过分析γ-HCH光降解产物提出了RB存在时冰中γ-HCH的光降解作用机理.     

类黄酮抑制P糖蛋白的三维定量构效关系与作用模式

采用基于R基团搜索技术的Topomer CoMFA建立了30个类黄酮类P糖蛋白抑制剂的三维定量构效关系(3D-QSAR)模型, 并用包括9个样本的测试集验证模型的外部预测能力. 所得模型的拟合、 交互验证以及外部验证的复相关系数分别为r²=0.971, q²=0.728和\begin{array}{c}{r}_{\mathit{pred}}^2\end{array}=0.816. 在此基础上, 运用Surflex-dock分子对接法研究了白杨素及其异戊烯化衍生物与P糖蛋白的作用模式. 结果表明, 异戊烯化修饰可显著提高类黄酮的亲脂性, 修饰产物能更好地与P糖蛋白的疏水性口袋契合, 二者结合程度高.     

固相反应制备无氯CuY催化剂及其催化氧化羰基化—固相反应温度和铜负载量的影响

以乙酰丙酮铜Cu(acac)₂为铜源、 NH₄Y分子筛为载体, 采用固相反应制备了无氯CuY催化剂, 考察了在甲醇氧化羰基化合成碳酸二甲酯过程中固相反应温度和Cu负载量对CuY催化剂催化性能的影响, 分析了CuY催化剂物相结构、 可还原性Cu物种和织构性质对催化性能的影响. 结果表明, 随着固相反应温度的升高, 与NH₄Y中N\begin{array}{c}{H}_4^{+}\end{array}发生离子交换的Cu²⁺交换度和活性中心Cu⁺含量先增大后降低, CuY催化剂活性也呈现出相同的变化趋势; 负载量(质量分数)低于10%时, 受分子筛残留B酸位影响, 碳酸二甲酯的选择性较低, 而负载量高于12%时, CuY催化剂中出现了CuO物种, 且粒子逐渐长大, 覆盖部分活性中心, 甚至堵塞孔道, 使催化剂活性降低. 当固相反应温度为250 ℃, Cu负载量为12%时, 活性中心Cu⁺含量最高, 催化剂表现出最佳的催化活性, 碳酸二甲酯基于甲醇的时空收率为267.3 mg·g^-1·h^-1, 甲醇转化率为6.9%, 碳酸二甲酯(DMC)的选择性为69.2%.     

离子液体和醇胺溶液复配脱硫剂吸收H2S及再生性能

将5种离子液体[Bmim]HCO₃, [TMG]L, [MEA]L, [Bmim]Cl和[Bmim]BF₄分别与N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液混合, 得到新型复配脱硫剂, 考察了离子液体的消泡性能和复配脱硫剂在不同离子液体、 吸收温度以及复配比例下的脱硫性能, 并且对较优脱硫剂进行了再生性能的研究. 采用离子色谱仪对经臭氧深度处理的再生液进行了S\begin{array}{c}{O}_4^{2-}\end{array}离子浓度测试, 并对脱硫剂进行了密度泛函理论研究, 从而进一步分析了吸收机理. 结果表明, 室温下复配脱硫剂脱硫能力大小顺序为[Bmim]Cl-MDEA-H₂O>[Bmim]HCO₃-MDEA-H₂O>[Bmim]BF₄-MDEA-H₂O>MDEA-H₂O>[TMG]L-MDEA-H₂O>[MEA]L-MDEA-H₂O. 离子液体与MDEA结合的稳定性为主要影响因素, [Bmim]HCO₃的消泡能力最强, [Bmim]Cl-MDEA-H₂O, [Bmim]BF₄-MDEA-H₂O和[Bmim]HCO₃-MDEA-H₂O脱硫剂可以通入空气获得基本再生, H₂S与离子液体的结合越稳定, 脱硫效率越高, 但脱硫剂的再生程度会降低.     

含水杨醛席夫碱结构的黄酮衍生物的固相合成与抗氧化及抗菌活性

7-溴乙氧基黄酮与水杨醛固相反应得到7-邻甲醛基苯氧乙氧基黄酮,该化合物分别与N⁴-取代苯氨基脲类、N⁴-取代氨基硫脲类及取代苯亚氨基乙酰肼类化合物固相研磨反应得到3种类型共14个含水杨醛席夫碱结构的黄酮衍生物。 用红外(IR)、核磁共振氢谱(¹H NMR)、质谱(ESI-MS)及元素分析(EA)或高分辨质谱(HR-MS)等技术手段对化合物的结构进行了确证。 比较测定了这些新化合物清除超氧自由基(O2-·)、羟自由基(·OH)和2,2-二苯基-1-苦味酰基自由基(DPPH·)的活性及总还原能力,并对化合物进行了抗菌活性测定,结果表明,在0.5 g/L浓度时,多数化合物具有抗氧化活性,表现出较好的抑菌活性,其中尤以化合物3b表现出与氯霉素相当的抗菌活性。     

线型二甲基硅氧烷低聚物的制备

以八甲基环四硅氧烷(D₄)、六甲基二硅氧烷(MM)为原料, 采用固体超强酸(SA)TiO₂/SO42-为催化剂合成线型二甲基硅氧烷四聚体(MD₄M), 通过均匀设计实验和单因素实验分别研究了反应时间、反应温度、相对分子质量调节剂MM量和催化剂添加量对反应转化率和MD₄M含量的影响, 结果表明, 当D₄与MM的摩尔配比为0.75:1, 反应温度为100 ℃, 反应时间为7 h, 催化剂(SA)用量为反应物总质量的2%时, D₄开环聚合制备线型二甲基硅氧烷低聚物的反应转化率为87%, 其中MD₄M的收率为16.8%, 较硫酸催化体系提高了1.6%, 催化剂SA循环套用3次以上, 催化活性基本不变, 采用准均相体系建立了固体超强酸非均相催化D₄开环聚合的宏观动力学模型。