分子凝胶电解质的电导率研究

凝胶因子4,4'-二(硬脂酰胺基)二苯醚(BSDE)在水和非水介质(如二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、碳酸丙烯酯等)中利用非共价键相互作用自组装成有序的三维纤维网络结构,使介质凝胶化.该凝胶被称之为分子凝胶.同样,BSDE也能使锂盐溶液凝胶化,制备一种新型分子凝胶电解质.水分子凝胶锂离子电解质的室温离子电导率达到10^-1～10^-2S·cm^-1,碳酸丙烯酯分子凝胶锂离子电解质的室温离子电导率也能达到10^-2～10^-3S·cm^-1.分子凝胶的离子电导率研究表明,锂盐在凝胶中的行为和其在溶液中的行为相似.在-35℃的低温下,分子凝胶的电导率与其溶液相比约低1～2个数量级.     

电/离子导体双包覆的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2锂离子电池阴极材料及其电化学性能

高镍三元材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂ (NCM)比容量高且成本低, 但材料结构在电化学循环过程中的不稳定性影响了其大规模的应用, 可采用表面包覆的策略来改善材料的结构稳定性, 从而提高其电化学性能. 本工作结合高速固相包覆法和高温烧结法, 分别将电子导体氧化锡锑(ATO)和锂离子导体偏磷酸锂(LOP)共同包覆在NCM材料表面. 双包覆后的NCM材料的电子电导率从2.17×10^-3 Ѕ•cm^-1提高至1.02×10^-2 Ѕ•cm^-1, 锂离子扩散系数也从7.05×10^-9 cm²•s^-1提高至2.88×10^-8 cm²•s^-1. 同时, NCM表面的双包覆层可以在循环过程中阻止电极材料与电解液发生氧化还原反应, 抑制材料不利相变, 减少氧的析出, 稳定材料结构. 电化学性能测试表明, 经过表面包覆后, NCM材料在1 C (180 mA•g^-1)的电流下和2.7~4.3 V (vs. Li/Li⁺)的电压范围内, 循环150周后容量为161.1 mAh•g^-1, 保持率为87.1%, 而在10 C的充放电倍率下具有133 mAh•g^-1的可逆比容量.     

直接甲酸钠/铁氰化钾微流体燃料电池性能研究

微流体燃料电池(MFC)利用两股流体在微通道内呈平行层流的特性, 无需传统燃料电池中的质子交换膜, 自动将燃料与氧化剂隔开. 本工作构建了阴阳极均为碱性介质且阴极无催化剂即可反应的直接甲酸钠/铁氰化钾MFC, 考察了反应物流速、氧化剂浓度、燃料浓度对该电池产电性能的影响. 实验结果表明, 在反应物流速为200 μL•min^-1, 铁氰化钾氧化剂浓度为1 mol•L^-1, 甲酸钠燃料浓度为1.5 mol•L^-1时, 该微流体燃料电池性能达到最优, 其最高功率密度为123.93 mW•cm^-2, 极限电流密度为220.93 mA•cm^-2. 为了获得该电池的稳定运行性能, 对电池进行了恒电压放电实验. 结果表明, 该电池在2.25 h内可以持续较稳定地放电. 此外, 对该电池在开路状态下进行了电化学阻抗谱测试, 获得该电池内阻为18.4 Ω.     

硫基离子液体电解质拓宽量子点敏化太阳能电池的应用温度范围

制备了1-甲基-3-丙基咪唑硫离子液体电解质,并应用在量子点敏化太阳能电池中。通过优化S和Na₂S的浓度,电解质的电导率在25℃下达到了12.96 mS·cm^-1。差示扫描量热法分析表明离子液体电解质的玻璃化转变温度为-85℃。采用该电解质的量子点敏化太阳能电池在25℃下达到了3.03%的光电转化效率(η),与采用水基电解质的电池的效率3.34%接近。由于本文中的离子液体电解质具有低玻璃化转变温度和不易挥发的优点,采用离子液体电解质的量子点敏化太阳能电池在-20℃ (η=2.32%)及80℃ (η=1.90%)的温度下表现出了比水基电解质优异的光电转化性能。     

塑晶基离子液体合成及其电化学性能

通过简单、易于工业化的重结晶方法制备了高纯1-甲基-1-乙基吡咯烷鎓双(三氟甲基磺酰)亚胺盐(P₁₂TFSI)塑晶化合物. 在此化合物中加入30% (摩尔分数, x)双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)后, 得到P₁₂TFSI/LiFSI 塑晶基离子液体. 采用循环伏安法、恒电压极化法及恒电流充放电法等电化学方法考察了该离子液体的电化学窗口、铝箔集流体的腐蚀性及电池性能. 结果表明, 该离子液体电解质具有5.00 V的电化学窗口, 室温离子电导率达到0.92 mS·cm^-1, 且不腐蚀Al 集流体. 以该塑晶离子液体作为电解液组装的实验电池LiCoO₂/Li 表现出良好的充放电特性及循环性能, 在较低倍率下能够和使用碳酸酯类电解液组装的实验电池的性能相媲美. 在4.50 V高电压下, 循环20周后, 容量仍能保持在175 mAh·g^-1, 容量保持率为95.1%. 这些结果说明该离子液体在高性能锂二次电池中具有良好的应用前景.     

反气相色谱测定非对称双阳离子型离子液体的溶解度参数

在343.15~363.15 K下采用反气相色谱法对实验室合成的3种非对称双阳离子型离子液体[PyC₅Pi]NTf₂]₂、[MpC₅Pi]NTf₂]₂和[PyC₆Pi]NTf₂]₂的溶解度参数进行了测定。以正辛烷、正癸烷、正十二烷、正十四烷和正十六烷作为探针溶剂,计算了在不同温度下探针溶剂在3种离子液体中的特性保留体积(V_g⁰)、摩尔吸收焓(ΔH₁^S)、无限稀释摩尔混合焓(ΔH_l^∞)、摩尔蒸发焓(ΔH_v)、无限稀释活度系数(Ω₁^∞)以及探针溶剂与3种离子液体的Flory-HuggirIs相互作用参数(χ₁₂^∞),得到了室温下3种离子液体的溶解度参数(δ₂)为28.52~32.66 (J·cm^-3)^1/2。分子结构中含有4-甲基吗啉比含有吡啶时溶解度参数更大。随着两个阳离子间连接基碳数的增加,溶解度参数增大。这一结果对研究离子液体的溶液性质和应用有指导作用。     

纳米尺寸氧化钇团簇阴离子与正丁烷反应的研究

在单一原子量分辨水平上研究纳米尺寸过渡金属氧化物团簇(M_xO_y^q)与小分子的反应不仅能够获得氧化物纳米颗粒的反应性随原子组成和尺寸连续变化的演变规律, 而且对认识其结构特征以及表面活性氧物种(如O^-•自由基)的产生机制等具有重要意义. 本工作分别采用耦合快速流动反应管和耦合四极质量过滤器-线形离子阱的两套反射式飞行时间质谱研究了不同“氧缺陷指数”(Δ)的氧化钇团簇Y_xO_y^- (x≤50,y≤76; Δ≡2y–1–3x, Δ=0~5)和掺杂氟(F)原子团簇Y _xO_yF^- [x≤49,y≤74; Δ≡(2y+1)–1–3x, Δ=1]与 n-C₄H₁₀分子的反应. 实验观测到Δ=1系列团簇(Y₂O₃)_NO^- (N=1~25)、(Y₂O₃)_NYO₂F^- (N=1~24)及Δ=4系列团簇(Y₂O₃)_NYO₄^- (N=1, 3~24)具有氢抽取反应活性, N≥2时其它Δ系列团簇(Δ=0, 2, 3, 5)在相同实验条件下没有表现出明显的反应性. 密度泛函理论研究Δ=1或4系列小尺寸团簇(Y₂O₃)_NY_xO_yF_0,1^- (N≤4;x=0, 1)的结构揭示O^-•自由基是氢抽取反应的活性位点, 结合实验可推测Δ=1或4系列纳米尺寸团簇(Y₂O₃)_NY_xO_yF_0,1^- (x=0, 1)结构中也含有O^-•自由基. 这些结果表明Δ=0系列惰性纳米尺寸团簇(Y₂O₃)_NYO₂^-可以通过吸附一个O₂分子发生电子转移生成O^-•自由基(O^2-+O₂→O^-•+O₂^-•), 也可以通过掺入F原子的方式生成O^-•自由基(O^2-+F^•→O^-•+F^-).     

多嵌段共聚物磺酸盐离子导体的合成、结构及导电特性

合成了系列环氧乙烷-(对苯二甲酸乙二酯-CO-间苯二甲酸乙二酯磺酸钠)多嵌段共聚物(EOTM-SO₃Na),用NMR、WAXD和DSC等方法进行了结构表征。EOTM-SO₃Na是一种新型的单阳离子导体,室温电导率可达2.3×10^-6S·cm^-1。     

化学交联聚乙烯醇改性纤维素碱性阴离子交换复合膜的制备与性能

高稳定性碱性阴离子交换膜的制备已成为碱性固体电解质膜研究领域的一大热点.本文通过聚乙烯醇化学交联改性制备出了季铵化羟乙基乙氧基纤维素碱性阴离子交换膜（PVA/QHECE）.采用傅里叶变换红外（FTIR）光谱、热重（TG）分析、交流（AC）阻抗等方法考察了复合膜的分子结构、热稳定性、耐碱稳定性及离子电导率等性能.详尽考察了交联时间、交联剂含量、聚合物组成对成膜力学强度、含水率以及OH^-电导率的影响.实验结果表明:随着交联时间的增加,膜的溶胀率降低,力学强度随之增强,而离子电导率随膜含水率的降低没有发生明显变化,室温下OH^-的电导率在3.26×10^-4-4.44×10^-4S·cm^-1范围内变化.热重分析结果显示:掺入42.9%的QHECE时,膜的热分解温度达260℃.此外,将PVA/QHECE膜在6 mol·L^-4 KOH浓碱溶液中80℃浸渍处理168 h,膜的电导率从4.90×10^-4S·cm^-1提高到9.68×10^-4S·cm^-1,而膜的外观和力学强度以及含水率未发生明显变化,这一结果表明该膜具有很好的耐碱化学稳定性,有望作为一种新型的碱性燃料电池用离子交换膜.     

四芳基卟啉锰配离子的TCNQ电荷转移盐的合成和物理性质

合成了13个四芳基卟啉锰配离子的TCNQ电荷转移盐[TAPMn][TCNQ]_n(TAPH₂=α,β,γ,δ-四芳基卟啉;A=C₆H₅,4-CH₃C₆H₄,4-CH₃OC₆H₄,4-ClC₆H₄,3-ClC₆H₄,3-FC₆H₄,4-(CH₃)₂NC₆H₄,2,4-Cl₂C₆H₃;TCNQ=7,7,8,8-四氰基对苯醌二甲烷;n=1,2).通过元素分析、IR、XPS、ESR、磁化率和电导率对其进行了表征.结果表明:这些电荷转移盐分子中存在TCNQ⁰和TCNQ^-,且TCNQ⁰和TCNQ^-之间存在相互作用,部分电荷从[TCNQ]_n^-向[TAPMn]⁺转移,导致化合物中的锰表现为混合价态.复合盐的室温电导率在10^-7～10^-10S·cm^-1,属于有机半导体,简单盐的室温电导率小于10^-11S·cm^-1.     

Ti-V基储氢合金及其氢化物的物相结构与组分优化设计

Ti-V基储氢合金在室温、常压下即可表现出良好的储氢特性,且质量储氢容量明显高于传统AB₅型储氢合金,从而在氢气的精制和回收、运输和储存及热泵等方面有较早的应用。 此外,在混合气体分离、核反应堆中处理氢的同位素、镍氢电池及燃料电池负极材料等方面也得到了广泛的研究与关注。 基于目前Ti-V基储氢合金的研究现状,概述了该类合金的优势、限制性因素(包括成因)及改性手段。 此外,为了进一步理解Ti-V基合金储氢机理、构建合金组分与储氢特性之间的对应关系,本工作重点围绕Ti-V基储氢合金及其氢化物的结构、组分优化设计展开综述,并对其未来研究方向做出展望。     

四环素-铕与卵磷脂的相互作用及卵磷脂的测定

以四环素(TC)-Eu3 作为荧光探针,提出了新的荧光光度法测量卵磷脂(PC)。在pH 5.7的酸度条件下,扫描不同浓度的PC与TC-Eu3 的荧光光谱。通过优化实验条件,得到了测定PC的最佳条件。卵磷脂能使TC-Eu3 位于612 nm处的特征荧光显著增强且增强的荧光强度与PC的量成正比。测量的线性范围为4.0×10-7~1.4×10-5mol/L,检出限为3.9×10-8mol/L。该方法已用于实际样品的测定。     

Synthesis and structure of hydroxyisoxazolidines and derivatives of hydroxylamine and alkenals

The reactions of N-substituted hydroxylamines with alkenals serve as a method for the synthesis of the corresponding 2-substituted 3(5)-hydroxyisoxazolidines. The reaction pathway is determined by the nature of the substituent attached to the nitrogen atom. Ring-chain isomerism has been detected in these newly obtained compoundsTranslated from Khimiya Geterotsiklicheskikh Soedinenii, No. 9, pp. 1270–1276, September, 1987.     

红霉素9,11-亚胺醚和乙腈分子加合物的合成和晶体结构

通过控制红霉素A (E)肟的贝克曼重排反应条件合成了一种关键中间体红霉素9,11-亚胺醚, 该化合物可与乙腈形成稳定的分子加合物(摩尔比为1∶1), 未见文献报道. 阐述了该化合物的合成、晶体结构、晶体学数据和结构参数. 该化合物为无色透明晶体, 属单斜晶系, 空间群P2₁. 对该加合物和已知化合物红霉素6,9-亚胺醚晶体结构的对照解析, 有助于对重排反应机理、异构化机理和两异构体还原差异性的分析, 对重排反应和还原反应起到积极的指导作用.     

Sizes of atoms and ions and covalency of bonding in molecules and crystals

A new system of atomic radii for the elements up to barium inclusive is constructed. Values of the radii are chosen so as the dependence between the dissociation energy of diatomic homonuclear molecules and a depth of atom overlapping is monotonous, and the scatter of data is minimal. The depth of overlapping is calculated as a difference between the sum of atomic radii and an experimental interatomic distance. Conclusions are made that: the radii of free atoms and ions are determined by the value of the electron density equal to 0.01 au; they considerably change in molecules and crystals only as a result of the charge transfer from cation to anion; covalent bonding is well described by the overlapping of free atoms (ions), confined by the surface of the given radius, and its energy depends upon the depth of overlapping of valence electron densities of atoms. A method of overlapping atoms is proposed for the approximate estimation of ionic sizes and charges in bound systems.     

Ni(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的乙基黄原酸盐与吡啶碱配合物的合成及性质的研究

乙基黄原酸基的结构为:(简写为Exan,它是一个双齿配体,能和许多金属离子形成稳定配合物。 本文依据实验结果,对3种Ni(Ⅱ)和2种Zn(Ⅱ)的乙基黄原酸盐混合配合物的性质作一些系统的比较.应用红外光谱讨论这些混合配合物的C—O及C—S键振动频率位移;用热谱讨论它们的热稳定性及失重过程的变化;通过组成分析用电子光谱及磁学方     

多环芳二酐型聚酯亚胺膜的透气性能

多环芳二酐型聚酯亚胺膜的透气性能李悦生，丁孟贤，徐纪平（浙江大学高分子科学与工程研究所，杭州，３１００２７）（中国科学院长春应用化学研究所）关键词聚醚酰亚胺，聚酯酰亚胺，膜，透气性通常的聚酰亚胺加工性能较差，在芳环二酐的苯环间引入醚键等柔性基团后，其...     

间氯偶氮安替比林的纯化鉴定及其离解常数和质子化常数的测定

本文研究提出了适合于新显色剂间氯偶氮安替比林的纯化新方法,经该方法纯化后的试剂在纸色谱图上仅有一个斑点,元素分析结果也令人满意。经过元素分析、热重分析和红外吸收光谱的测定,进一步确定了试剂的组成和结构。首次用光度法测定了试剂的离解常数(pKa=7.35±0.03)和质子化常数(1ogKp=-3.50±0.17)。     

Synthesis and Characterization of Chloralose-Derived Thiosemicarbazones and Semicarbazones and Investigation of Their Antimicrobial Properties

Thiosemicarbazones(7–10)/semicarbazones(11–14) were synthesized in good yields via the condensation of α-gluco-, β-gluco-, galacto-, manno- chloralose derived 1,4-furanodialdoses (1-4) with thiosemicarbazide(5)/semicarbazide(6). The structures of all products were characterized by FTIR, NMR spectroscopic methods and elemental analysis. The compounds have been found to display moderate antimicrobial activity against Gram-positive, Gram-negative bacteria and antifungal activity against a Candida albicans. MIC values of the compounds range from 260 to 1510 μg/mL.     

Radicals and Anions of Siloles and Germoles

The synthesis of persistent sila- and germacyclopentadienyl (silolyl- and germolyl-) radicals by careful stoichiometric reduction of the corresponding halides with potassium is reported. The radicals were characterized by EPR spectroscopy and trapping reactions. The reduction of tris(trimethylsilyl)silyl-substituted halides was successful while smaller substituents (i. e., t-Butyl, Ph) gave the corresponding dimers. The EPR spectroscopic parameter of the synthesized tetrolyl radicals indicate only small spin delocalization to the butadiene unit due to cross-hyperconjugation. Silolyl- and germolyl anions are unavoidable byproducts and are isolated in the form of their potassium salts and characterized by X-ray crystallography. The comparison of the molecular structures of two closely related potassium silolides provided an example for different coordination of the potassium cation to the silolyl anion (η¹ vs. η⁵ coordination) that triggers the switch between delocalized and localized states.