多酰胺杯[4]芳烃中性阴离子受体的合成与识别性能

设计并合成了两种多酰胺杯[4]芳烃中性阴离子受体(5, 6), 用IR, ¹H NMR, MS及元素分析等对其结构进行了表征. 利用紫外-可见光谱(UV-vis)与¹H NMR研究了其对不同阴离子(p-O₂NPhOPO₃^2−, p-O₂NPhO^−, H₂PO₄^−, Ac^−, Cl^−, Br^−及I^−)的识别性能, 结果表明主体5和6对含芳环的阴离子(p-O₂NPhOPO₃^2−, p-O₂NPhO^−)具有较好的选择识别性能, 主客体间通过多重氢键和π-π的相互作用形成了1︰1的络合物. 5和6对没有紫外吸收的阴离子(H₂PO₄^−, Ac^−, Cl^−)也呈现一定的键合能力, 为这类阴离子提供了一种简单的光谱测定方法.     

乙烯/臭氧/水气相反应体系羟甲基过氧化氢产生机理及其动力学

在室温(298±2 K)、大气压(1´10⁵ Pa)条件下研究了乙烯/臭氧/水反应体系中羟甲基过氧化氢(HOCH₂OOH, HMHP)产生机理及其动力学. 反应物采用长光路Fourier红外光谱(LP-FTIR)原位测定. HMHP经低温采集后利用高压液相色谱(HPLC)柱后荧光技术测定. 模式拟合得到的CH₂O₂+H₂O→HMHP(R3)速率常数(k₃)介于(1.6~6.0)×10^−17 cm³·molecule^−1·s^−1. 另外, 采用密度泛函理论在QCISD(T)/6-311+(2d,2p)//B3LYP/6-311+G(2d,2p)水平得到反应(R3)势能面及内禀反应坐标的基础上, 应用Polyrate 程序计算得到了298 K下该反应的经典过渡态理论(TST)速率常数k^TST和正则变分过渡态理论(CVT)速率常数k^CVT, 并应用小曲率隧道效应模型(SCT)对k^CVT进行了校正, 得到了经小曲率隧道效应校正后的速率常数k^CVT/SCT, 分别为2.47×10^−17, 2.47×10^−17和5.22×10^−17 cm³·molecule^−1·s^−1, 与模式拟合得到的结果基本一致.     

分子导体(PyEt)[Ni(dmit)2]2的合成、结构与导电性

合成了一种新的导电分子晶体PyEt[Ni(dmit)₂]₂ (dmit=4,5-dimercapto-1,3-dithiole-2-thione). X射线衍射测定表明, 该晶体属于单斜晶系, C2/c空间群. PyEt[Ni(dmit)₂]₂晶体中, 导电组元[Ni(dmit)₂]^0.5−沿c方向面对面平行堆积成分子柱, 各分子柱沿a方向肩并肩并行伸展构成(010)面的二维导电层. 测得二维导电层上某方向的室温电导率为10 S∙cm^−1. 从282~269 K, 该晶体表现出金属导电性, 269 K以下则为半导体. 用实测的晶体结构和计算的能带结构对这种导体→半导体的相变予以解释: 金属导电性对应于均匀的分子柱和直线点列型Ni原子链; 而半导体导电性则对应于交错的分子柱和锯齿型Ni原子链.     

金纳米微粒与藏红T相互作用的吸收、荧光和共振Rayleigh散射光谱特征

用共振Rayleigh散射(RRS)光谱并结合吸收光谱和荧光光谱研究了金纳米微粒与藏红T(ST)的相互作用. 在pH 5左右的柠檬酸盐介质中, 柠檬酸根(H₂L)^2−自组装于带正电荷的金纳米微粒表面, 形成[(Au)_n(H₂L)_m]^x−复合物. 此时(H₂L)^2−的一个羧基氧原子向内结合于金纳米微粒表面, 另一个羧基氧原子向外形成带x个负电荷的超分子复合阴离子, 此时它再与藏红T阳离子借静电引力、疏水作用力和电荷转移作用形成新的结合产物. 这里(H₂L)^2−起了“桥”的作用. 讨论了结合产物在引起吸收光谱红移, 金纳米微粒等离子体吸收带降低和荧光猝灭的同时, 将导致RRS的急剧增强并出现新的RRS光谱. 研究了金纳米微粒与藏红T相互作用对RRS、吸收光谱和荧光光谱的影响, 结合产物引起RRS增强的原因, 并结合量子化学方法对于反应机理进行了探讨, 认为RRS光谱不仅可对纳米微粒及其反应产物的研究提供新的信息并且也可作为表征和检测纳米微粒的一种灵敏手段.     

三维无限伸展结构稀土配合物K3{[Sm(H2O)7]2Na-[a-SiW11O39Sm(H2O)4]2}·14H2O的合成、结构及性质研究

以Sm₂O₃, HClO₄, NaOH和α-K₈SiW₁₁O₃₉·nH₂O等为原料合成了组成为K₃{[Sm(H₂O)₇]₂Na[α-SiW₁₁O₃₉Sm(H₂O)₄]₂}·14H₂O的三维无限伸展结构稀土配合物, 并经IR, UV光谱, ICP原子发射光谱, TG-DTA, 循环伏安, 变温磁化率和X射线单晶衍射等分析手段进行了表征. X射线单晶衍射测定表明, 该化合物属于三斜晶系, Pī空间群, 晶胞参数: a = 1.2462(3), b = 1.2652(3), c = 1.8420(4) nm, α = 87.45(3), β = 79.91(3), γ = 82.57(3)°, Z = 1, R₁ = 0.0778, wR₂ = 0.1610. 结构分析结果显示, Sm³⁺(1)配离子镶嵌在[α-SiW₁₁O₃₉]^8−的空缺位置形成[α-SiW₁₁O₃₉Sm(H₂O)₄]^5−亚单元, 两个[α-SiW₁₁O₃₉Sm(H₂O)₄]^5−亚单元通过两个Sm(1)-O-W桥互相连接形成标题化合物的二聚体结构单元[α-SiW₁₁O₃₉Sm(H₂O)₄]₂^10−, 相邻的二聚体结构单元又通过两个Sm³⁺(2)配离子和一个Na⁺(1)离子桥连成一维链状结构, 链与链之间通过K⁺(1)离子连接成二维网状结构, 网状结构又通过K⁺(2)离子构筑成新奇的三维无限伸展结构. TG-DTA结果表明, 标题化合物阴离子骨架分解温度为554℃. 循环伏安行为测试表明, 标题化合物阴离子在pH = 3.1的水溶液中存在两步氧化还原过程. 变温磁化率结果表明, 在较高温度(110 ~300 K)时, 标题化合物磁性遵循居里-外斯定律, 在较低温度(2~ 110 K)时, 存在较强的反铁磁交换作用.     

[HgX2]n纳米微粒的吸收光谱、Rayleigh散射和共振Rayleigh散射光谱

研究了Hg²⁺与Cl^-, Br^-和I^-在不同条件下反应产物的组成和存在型体以及它们的吸收光谱、Rayleigh散射和共振Rayleigh散射光谱特征. 结果表明, 在适当条件下反应产物将以聚集体[HgX₂]_n的纳米微粒存在, 其平均粒径随X-离子半径的增大而增大. [HgCl₂]_n粒径小于4 nm, [HgBr₂]_n和[HgI₂]_n分别等于9和70 nm. 它们的吸收光谱也随X-离子半径的增大而逐渐红移. 前两者的吸收带位于紫外区, 而[HgI₂]_n在可见区有明显的吸收. 三者中只有[HgI₂]_n能产生强烈的共振Rayleigh散射(其特征散射峰为580 nm). 因此, 较大的粒径、界面的形成以及散射位于吸收带中是导致共振散射增强的根本原因. 而[HgI₂]_n纳米微粒的量子呈色效应和分子吸收光谱以及仪器因素(主要是光源的发射光谱特征和检测器的信号响应曲线), 是影响其共振散射光谱特征的重要因素.     

扬尘及其模拟氧化物与SO2的反应行为

利用原位FTIR, XRD, XPS和BET手段研究了SO₂与CaO、模拟氧化物、硅酸盐水泥及其建筑尘样品的反应行为, 确认了反应产物, 并对样品的晶化状态和比表面积等进行了考察. 结果表明, SO₂在有氧气存在的条件下, 在CaO, 模拟氧化物, 硅酸盐水泥及建筑尘样品上发生吸附和催化氧化反应, 生成SO₃^2−和SO₄^2−, 反应遵循一级反应动力学规律. 收集所得到的建筑尘样品成分主要是SiO₂, 硅酸盐水泥的主要成分是Ca₃SiO₅.     

光/电/化学催化降解水中酸性大红3R染料的研究

以高纯石墨电极、TiO₂/Ti薄膜电极和甘汞电极, 分别为阴极、阳极和参比电极, 设计研制出了新型光-电-化学催化集成反应器. 在紫外光和外加电场的作用下, 不仅TiO₂/Ti薄膜电极能对阳极槽中的酸性大红3R进行光电催化降解脱色, 且在阴极上产生的过氧化氢及其与亚铁离子形成的H2O₂/Fe²⁺催化体系, 对阴极槽中的染料溶液也有良好的脱色降解作用. 该催化集成反应器充分利用了光生空穴和光生电子, 实现了在阳、阴两极同时对染料进行降解脱色处理, 达到了“双极双效”的目的. 实验表明, 当用0.02 mol·L^−1硫酸钠为支持电解质、初始pH = 3和阴极电位−E_c = 0.66V的条件下, 阴极槽和阳极槽对30 mg·L^−1酸性大红3R溶液的脱色降解率分别达到92%和60%, 与双极单效的光电催化相比, 效率显著提高.     

脉冲辐解研究葛根素对自由基的清除活性

采用脉冲辐解技术, 研究了葛根素(puerarin, 一种异黄酮)对二氧化氮自由基(NO₂^•)、一氧化氮自由基(NO^•)和羟基自由基(OH^•)的清除活性. 葛根素与NO₂^•和NO^•反应产生的瞬态吸收峰都在340 nm, 该吸收峰归结为瞬态产物puerarin-4-O^•; 葛根素与OH^•反应产生了较宽的瞬态吸收光谱(300～750 nm), 该谱图归结为puerarin-2-O^•, puerarin-4-O^•和[puerarin-OH]^•瞬态吸收的叠加. 另外, 葛根素与NO₂^•, NO^•和OH^•反应的速率常数分别为2.6 × 108, 1.7 × 10⁸和3.9 × 10⁹ L·mol^-1·s^-1.     

稀有三环核苷衍生物单电子氧化反应的脉冲辐解研究

运用纳秒级脉冲辐解技术研究了稀有三环核苷衍生物6-甲基三环鸟苷(dYt)与一些单电子氧化性自由基的反应, 表征了反应过程中产生的阳离子自由基dYt^•+及其脱质子中性自由基dYt(-H)^• 的瞬态吸收光谱及pKa, 并首次得到该化合物与^• OH自由基及单电子氧化性自由基SO₄^•-, CO₃^•-, N₃^•反应的动力学速率常数, 揭示了反应机理, 为进一步了解该类化合物的氧化反应提供了一定的证据.     

非缓冲介质中硫脲氧化的非线性动力学

研究了在非缓冲介质中高碘酸盐氧化硫脲的复杂反应动力学。实验结果表明：高碘酸盐氧化硫脲的非线性反应不但呈现多种不同的化学计量方程式,而且体系的pH、[I-]、[I2]及Pt电极电位呈现封闭条件下的准振荡和单峰振荡以及开放条件下的双稳态和衰减振荡行为。综合考虑硫价态与碘价态变化的各自非线性过程及相互耦合,提出了包含质子快速预平衡反应、碘化合物自身反应、碘化合物-硫化合物反应以及硫－硫反应的12步反应机理,模拟出了封闭体系中pH、[I-]以及[I2]的准振荡和单峰振荡以及开放体系中的双稳态行为。     

由大环配体[As4W40O140]28-与NiII形成的新型超大杂多化合物

在pH = 4.0的水溶液中, NiCl₂·6H₂O, NH₄Cl与Na₂₇[NaAs₄W₄₀O₁₄₀]·60H₂O反应, 得到了新的杂多砷钨酸盐(NH₄)₂₀[Na₂(H₂O)₂Ni(H₂O)₅{Ni(H₂O)}₂As₄W₄₀O₁₄₀]·61H₂O单晶, 用X射线单晶衍射法及元素分析确定了其结构, 晶体属三斜晶系, P¹空间群; 其晶胞参数为: a = 1.33135(18), b = 1.9722(3), c = 3.6430(5) nm, α = 78.010(2)°, β = 82.145(2)°, γ = 74.385(2)°, V = 8.978(2) nm3, Z = 2, R1 = 0.0512, wR2 = 0.0684 (I > 2σ). 在聚阴离子[Na₂(H₂O)₂Ni(H₂O)₅{Ni(H₂O)}₂As₄W₄₀O₁₄₀]^20-中, 2个Ni²⁺和2个Na⁺分占大环配体[As₄W₄₀O₁₄₀]^28-内的4个S2空位, 每个S2位提供4个O_d向金属离子配位, 2个Ni²⁺的配位数为6, 两个Na⁺的配位数分别为5和6, 另一个Ni²⁺处于环外, 与[As₄W₄₀O₁₄₀]^28-的一个端基氧(O_d)桥连成键, 其配位数为6.     

葡萄糖B-Z体系中酸度变化诱导的复杂振荡反应

本文首次报导了葡萄糖-KBrO₃-丙酮-MnSO₄-H₂SO₄体系的化学振荡反应,在这一体系中改变酸度可产生一系列复杂的振荡现象,当[H₂SO₄]₀>0.36mol·l^-1或[H₂SO₄]₀<0.074mol·l^-1时,体系分别出现二种不同类型的振荡波形OA和OB,OA振荡存在一诱导期,OB振荡无锈导期;OA的振幅较小,但振荡频率比OB快得多;OB的振荡周期逐渐缩短,但OA.却相反变化.当0.074mol·l^-1<[H₂SO₄]₀<0.36mol·l^-1时,体系同时出现上述二种类型的振荡波形,中间存在一过渡区域,即产生连续振荡波形.文章讨论了诱导期及过渡时间与[H₂SO₄]₀的关系,对酸度的影响机理作了说明.     

螺吡喃衍生物在固相基质中的应用

合成了一种新的螺吡喃衍生物, 将其应用到PVC膜固相基质中, 用于Zn²⁺的荧光检测. 优化条件下, 该敏感膜对Zn²⁺的响应范围为4.94×10^&#8722;7~4.15×10^&#8722;4 mol·L^&#8722;1, 检测限为1.51×10^&#8722;7 mol·L^&#8722;1. 实验发现, 该敏感膜具有很好的光学稳定性、重现性和可逆性, 而且与其他过渡金属离子如Hg²⁺, Cd²⁺, Pb²⁺, Cu²⁺, Fe³⁺或碱金属和碱土金属离子相比, 该敏感膜对Zn²⁺的荧光增强具有高选择性.     

HNCO + CN反应途径的从头计算

在6-311G(d, p)基组水平上, 采用全电子的UMP2方法对HNCO和CN自由基的反应途径进行了研究, 结果表明, 反应存在如下两条反应通道: HNCO + CN→NCO + HCN (1); HNCO + CN→HNCN + CO (2). 其中反应(1)是吸氢反应, 氢转移过程在分子间以协同方式进行, UMP2(full)/6-311G(d, p)计算位垒是 20.80 kJ/mol, 在反应的温度区间(1000~2100 K), 传统过渡态理论得出的速率常数值范围是0.32×10^&#8722;11~6.9×10^&#8722;11 cm³·mol^&#8722;1·s^&#8722;1, 支持了实验预测结果. 反应(2)是分步反应, 在反应途径上存在分子中间体, UMP2(full)/6-311G(d, p)计算位垒为83.42 kJ/mol. 反应通道(2)的位垒大于反应通道(1).     

金属-氧簇支撑的过渡金属配合物[{Ni(phen)2}2(ξ-Mo8O26)]的水热合成、结构及量子化学研究

以MoO₃,H₂MoO₄,Ni(OAc)₂·6H₂O和1,10-邻菲咯林(1,10-phen)为原料,用水热法合成出了八钼氧酸盐支撑的镍-邻菲咯啉配合物[{Ni(phen)₂}₂(ξ-Mo₈O₂₆)].化合物的晶体属于单斜晶系P2₁/n空间群,a=1.2952(2),b=1.6659(10),c=1.3956(12)nm, β=106.273(8)°,V=2.8906(5)nm³,Z=2.由5604个可观测衍射(I ＞2σ(I ))用于精修所有的结构参数,得一致性因子R₁=0.0414,WR₂=0.0815.结构测定结果表明,化合物中的八钼氧酸盐具有新奇的前所未有的结构类型(称之为x-isomer),其特点是它由Mo₆O₆环和环中两侧处于戴帽位置的2个MoO₆八面体组成.Mo6O6环含有2个八面体配位的Mo^Ⅵ原子和4个三角双锥配位的Mo^Ⅵ原子.每个ξ-[Mo₈O₂₆]^4-构单位通过Mo₆O₆环中八面体配位的Mo原子的端氧和相邻的三角双锥配位的Mo原子的端氧与2个[Ni(phen)₂]²⁺单位相键合.测定了化合物的IR和UV-Vis光谱,并用EHMO方法对其电子结构进行了研究.     

有机/无机杂化纳米结构单元的空间构型研究

利用乙烯基三甲氧基硅烷(VMS)水解缩合, 制备了有机/无机杂化纳米结构单元乙烯基倍半硅氧烷(VSSO). 采用FTIR, NMR(¹H, ¹³C和²⁹Si)和MALDI-TOF MS测试, 结合SSO的结构通式T_n(OH)_x(OR′)_y [x, y = 0, 1, 2 …; n = 1, 2 …; T = RSiO_{1.5&#8722;(x + y)/2n}]推测出具有固定分子量的水解缩合产物VSSO所对应的多个结构简式. 运用量子力学计算的方法, 以单一VSSO整体分子为模型, 得出了各种结构的几何参数(Si-O和Si-C键长, Si-O-Si和O-Si-O的键角)和分子体系的总能量. 根据计算结果可知, VSSO的梯型结构较笼型结构具有较高的稳定性, 并得出VSSO可能的最合理、最稳定的结构类型是梯型的结论.     

碘乙醇在Ni(100)表面的化学热反应

利用热脱附(TPD)实验和X射线光电子能谱(XPS)研究了碘乙醇在Ni(100)表面的吸附和热反应过程. 实验结果表明, 碘乙醇在100 K温度下以两种分子的形式吸附在Ni(100)的表面, 既有碘原子端的吸附也有碘原子端和羟基端同时吸附在表面. 热分解反应发生在140 K, 伴有少量的乙烯和水产生. 碘乙醇在150 K经过C—I键断裂形成&#8722;O(H)CH2CH2&#8722;和羟乙基两种中间产物. 在160 K温度下&#8722;O(H)CH2CH2&#8722;脱去氢形成&#8722;OCH2CH2&#8722;氧金属环. 中间产物经过进一步分解氧化反应分别在210和250 K产生乙醛, 一部分乙醛从表面脱出, 而其余的则分解成氢气、水和CO.     

(Me3NEt)[Pd(dmit)2]2和(NEt4)[Pd(dmit)2]2 的结构、能带及导电性

合成了导电分子晶体(Me₃NEt)[Pd(dmit)₂]₂和(NEt₄)[Pd(dmit)₂]₂ , 测定了它们的晶体结构和电导-温度曲线. 在能带计算基础上解释了(Me₃NEt)[Pd(dmit)₂]₂的室温电导率(δ = 58(Ω·cm)^-1)高于(NEt₄)[Pd(dmit)₂]₂ (δ = 2.2(Ω·cm)^-1)的原因. (Me₃NEt)[Pd(dmit)₂]₂属单斜晶系, P2₁/m空间群; (NEt₄)[Pd(dmit)₂]₂ 属三斜晶系, P 空间群. 两种晶体的导电组元皆为平面型配位阴离子[Pd(dmit)₂]^0.5-, 它们以面对面形式的二聚体 存在. 凭借肩并肩形式的S…S分子间相互作用, 二聚体进一步形成二[Pd(dmit)₂]₂^1-维导电分子层. 两种配合物的二维导电分子层的微小结构差异导致电导率一个数量级的差别. 变温电导测定还表明, 两种晶体皆为小能隙的半导体.     

La-Cu4FeAlCO3水滑石催化苯酚羟基化反应的动力学及反应机理

采用微波晶化法制取了La-Cu₄FeAlCO₃催化剂, 并通过XRD和IR手段对合成的化合物La-Cu₄FeAlCO₃进行了表征, 证明所得晶体为水滑石结构. 将催化剂La-Cu₄FeAlCO₃用于催化双氧水苯酚羟基化反应, 考察了反应时间、苯酚/双氧水摩尔比对苯酚羟基化的影响, 以及催化剂、苯酚、双氧水用量、反应温度与苯酚羟基化反应速率的关系. 结果表明: 在0.5 g苯酚、苯酚/双氧水(摩尔比)=1︰2, 0.025 g催化剂La-Cu₄FeAlCO₃、10 mL水为溶剂、反应温度为343 K, 反应120 min的反应条件下, 苯酚的转化率为50.09%. 且求出动力学方程为v=k[La-Cu₄FeAlCO₃] [C₆H₅OH][H₂O₂], 活化能E_a= 58.37 kJ/mol. 根据双氧水处理过的催化剂XPS表征结果, 得到了该反应机理为HO-Cu⁺-OH的过渡态自由基反应.