固载化阳离子金属卟啉/杂多阴离子复合催化剂在分子氧氧化乙苯过程中的催化特性

以交联聚苯乙烯微球(CPS)为基质载体, 采用同步合成与固载的方法, 简捷地制得了固载化阳离子苯基卟啉, 继而通过与钴盐的配合反应, 制备了固载化阳离子钴卟啉. 在此基础上, 以Keggin 型杂多酸磷钨酸(HPW)及磷钼酸(HPMo)为试剂, 凭借阳离子钴卟啉(CoP)与杂多阴离子之间的静电相互作用, 制备与表征了固载化的由阳离子钴卟啉与杂多阴离子复合而成的固体催化剂CoPPW-CPS和CoPPMo-CPS. 将两种复合催化剂用于分子氧氧化乙苯的氧化反应, 考察研究了催化特性. 结果表明: 在分子氧氧化乙苯的氧化反应中, 复合催化剂具有很高的催化活性, 可使乙苯高选择性地转化为苯乙酮, 反应12 h, 苯乙酮的产率达30.1%; 复合催化剂的催化活性比单纯的固载化钴卟啉高75%; CoPPW-CPS的催化活性高于CoPPMo-CPS. 在复合催化剂结构组分中, 固载化的杂多阴离子并无催化活性, 起催化作用的组分是钴卟啉; 但是, 杂多阴离子可有效保护钴卟啉, 使其免于被氧化失活, 从而使其保持稳定的高催化活性. 复合催化剂具有最适宜的投加量, 过量催化剂的加入, 会抑制钴卟啉的催化活性. 复合催化剂还具有良好的循环使用性能.     

骨架结构对大环主体化合物作为阴离子受体性能的影响

通过文献报道的方法,高效合成了大环化合物环[2](2,6-二(1H-咪唑基)吡啶[2](1,4-二亚甲基苯)(14+)和环[2](2,6-二(1H-咪唑基)吡啶[2](1,2-二亚甲基苯)(24+).通过溶液中核磁1H谱、气相电喷雾电离质谱(ESI-MS)及固相单晶衍射方法,详细考察了这两个大环主体化合物与一系列体积较小、形状各异的无机阴离子客体间的相互作用.Job’s plot研究结果表明与24+相比,大环主体14+能够结合等量或者更多的阴离子客体;结合常数的计算表明,对于易于形成分子间氢键与大环主体进行复合的阴离子即Cl-,3N-,3NO-或4HSO-,24+与该类阴离子进行1∶1复合的结合常数(Ka1)总是大于甚至是远大于14+.但是对于较难形成分子间氢键,随着离子半径的增大导致极化性增强,更易于发生anion-π作用的离子如Br-和I-,14+与它们的结合常数近于甚至大于24+.推测产生上述现象的原因是由于24+具有紧凑的骨架结构,使四个酸性较强的咪唑盐基2位C—H位点能够有效协同,与体积较小的阴离子同时形成强的分子间氢键;而14+的骨架结构使得上述位点的空间距离较大,具有咪唑盐基团2位C—H键难以全部参与对阴离子的相互作用,而更易于同时与更多的阴离子结合,并更易于发生anion-π的协同作用.上述结果展示了大环主体化合物的骨架结构将控制其空腔的大小、形状及与客体阴离子产生分子间氢键相互作用的C—H键位点的空间分布,从而极大地影响主客体之间复合的模式(如化学计量比和结合常数等).     

指示剂置换法识别阴离子的研究进展

指示剂置换法(IDA)是一种简单且逐渐被广泛使用的阴离子识别方法。本文简介了指示剂置换法,综述了近年来采用主要包括比色指示剂置换法(C-IDA)、荧光指示剂置换法(F-IDA)、金属络合物指示剂置换法(M-IDA)、对映选择性指示剂置换法(E-IDA)和新型指示剂置换法(N-IDA)等5种基于指示剂置换法的阴离子识别研究进展。     

以离子液体作流动相添加剂高效液相色谱法分离辣椒素类生物碱

建立了以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(BmimBF4)为流动相添加剂分离辣椒素类生物碱的方法及分离模型,探讨了其作用机理。考察了添加剂离子液体的种类、浓度、烷基链长度、柱温等因素的影响。结果显示以离液序列较高的阴离子离子液体作为置换剂,可明显改善此类生物碱的分析效果。离子液体的链长、浓度与组分保留因子的变化符合溶质计量置换保留模型(SDM-R),r>0.99,即分离作用过程完全符合溶质计量置换模型。     

以阴离子表面活性剂/阳离子聚铵复合胶束为模板合成有序介孔二氧化硅

基于静电作用, 阴离子表面活性剂可与阳离子聚铵组装形成复合胶束. 借助阳离子聚铵,复合胶束可以作为模板与硅源协同组装, 形成高度有序的介孔二氧化硅. 本文通过调变不同种类阴离子表面活性剂、合成体系pH值、合成温度及阳离子聚铵和硅源用量等因素, 合成了具有不同介观结构和形貌的介孔二氧化硅. 实验证实阴离子表面活性剂/阳离子聚铵复合胶束模板法是合成介孔二氧化硅的一种通用方法.     

多孔单分散交联聚苯乙烯-二乙烯苯离子对色谱固定相分离8种阴离子

以一步种子溶胀聚合法制备的粒径为8 μm的多孔单分散交联聚苯乙烯-二乙烯苯(PSt-DVB)树脂为离子对色谱固定相, 2 mmol/L 氢氧化四丁基铵(TBAOH)、10%(V/V)乙腈和1.5 mmol/L Na2CO3的混合液为流动相, 在流速为1.0 mL/min下, 成功实现了8种阴离子(F-, Ac-, Cl-, NO-2, Br-, NO-3, SO2-4和HPO2-4)的分离.考察了淋洗液的配比对8种无机阴离子分离的影响.在最优条件下, 8种离子表现出良好的重现性及较好的线性关系, 色谱柱具有良好稳定性及较好的分离能力.将其用于雪水中阴离子的分析, 6种离子在15 min内完全分离, 各离子加标回收率在93.6%～110.4%之间.此固定相也可用于IO-3, HCOO-, ClO-3, BrO-3, ClCH2COO-和H2C2O4混合样的分离.     

镉-钙黄绿素配合物在玻片表面的毛细流成环组装及其数值化荧光成象分析研究

一滴撒落在固载表面上的咖啡干涸后 ,会在原始液滴周边形成一个清晰的沉积环 .这种环沉积( Ring deposit)现象在其它液滴 (如牛奶、泥浆等 )干涸过程中十分普遍 .Deegan[1,2 ] 等认为这是由于发生在液滴内部的毛细流作用 ( Capillary flow effect)所致 .与电场和磁场一样 ,毛细流传输作用对溶质分子在固载表面的固定化组装具有定向作用 ( Direction effect) ,因而可以用于探针分子在固载表面的组装及其分析应用研究 [3] .同时 ,毛细流定向组装成环技术需要样品少 ,灵敏度高 ,在生化研究及分析、临床检验和环境监测方面具有十分重要的应用…     

氟尿嘧啶与磁性层状复合氢氧化物的离子交换反应动力学

以共沉淀法合成的磁性层状复合氢氧化物(Magnetic layered double hydroxide, MLDH)为前驱体, 通过对原位反应系统液相数据的拟合与固相样品的表征, 研究了0~50 ℃条件下MLDH与氟尿嘧啶(5-FU)的离子交换动力学特征. 结果表明, MLDH及离子交换产物MLDH-FU为以六方晶系为主并混杂微量氧化铁的复合磁性晶相; MLDH-FU离子交换速率随温度的升高而显著加快, FU, OH^-和Cl^- 3种客体的浓度变化分别服从二级、 零级及一级反应速率模型, 反应活化能依次为12.69, 27.88和3.580 kJ/mol. 固相表征参数的变化与液相动力学过程、 主-客体结构调整及MLDH-FU粒子陈化过程相符; 离子交换限定在LDH层间, 不涉及层板内部秩序, 不改变前驱体的结构与形貌特征, 具有侧向非断层反应习性, 是交换剂在MLDH外周经吸附亲和、 侧向进攻、 层间置换及柱撑模型转换再到新的插层客体主导调整及晶粒发育陈化的有序过程.     

LaCl3对欧洲李(Prunus domestica) GF43试管苗根系生长及衰老作用的影响

研究了2.5 μmol·L-1 LaCl3在GF43试管苗根系生长及衰老过程中的作用. 结果表明, LaCl3可促进GF43试管苗根系生长及干物质积累, 显著提高超氧化物歧化酶 (SOD)、过氧化氢酶 (CAT)和过氧化物酶(POD)等抗氧化酶活性, 降低超氧阴离子自由基(·O-2)产生速率、丙二醛(MDA)含量和膜透性, 对细胞膜结构具有稳定作用, 从而延缓试管苗根系的衰老进程. 此研究对解决核果类果树工厂化育苗过程中的生根及移栽问题具有一定的参考价值.     

分子复合法制备新型聚合物驱油剂CMC/P(AM-DMDAAC)

通过具有互补结构的阴离子聚合物羧甲基纤维素(CMC)与阳离子聚合物聚(丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化铵)[P(AM-DMDAAC)]间的聚电解质分子复合作用,制备了分子复合型CMC/P(AM-DMDAAC)新型驱油剂.电导率测定及紫外光谱分析结果表明,CMC与P(AM-DMDAAC)可以在水相通过库仑力形成均相聚电解质复合溶液.由于分子复合形成的独特超分子结构,复合溶液粘度显著增加,分别为组分聚合物溶液的5.2倍和9.0倍,在高温和高剪切环境中的粘度保持能力也明显优于其组分聚合物.     

聚离子液负载金纳米粒子水凝胶的制备及阴离子响应性

通过咪唑基离子液单体与二乙烯苯的自由基聚合制备了聚离子液水凝胶,并通过一步还原得到了离子液水凝胶负载金纳米粒子的复合材料。用UV-Vis光谱和透射电子显微镜研究了金纳米粒子在离子液水凝胶内部的分散状态及阴离子响应性聚集。结果表明,由于空间位阻和静电作用,制得的金纳米粒子的表面等离子共振吸收峰为527 nm,在离子液水凝胶中呈均匀分散的球形(2～5 nm);在PF6-阴离子的作用下,形成了疏水性水凝胶,使凝胶收缩,凝胶内部的金纳米粒子发生聚集,其吸收峰红移到532 nm,初步证实了此水凝胶具有阴离子响应性。     

离子色谱法测定烟草中阴离子

采用基质固相分散法提取净化烟草中的阴离子,并用离子色谱法进行测定.将烟草样品与石墨化碳黑球(质量比为1比4)充分研磨后装柱,用热水洗脱,洗脱液中的阴离子用离子色谱测定.以YSA8型8164A-8阴离子色谱柱为固定相,用碳酸钠和碳酸氢钠混合液为流动相.6种阴离子F-、Cr-、NO2-、HPO42-、NO3-和SO4-在12 min内可完全分离;方法加标回收率在96.4%～103.6%之间,相对标准偏差(n=5)均小于2.1%,检出限(3S/N)均小于0.025 mg·L-1.     

层状复合金属氢氧化物：结构、性质及其应用

本文评述层状复合金属氢氧化物(layered double hydroxides，LDHs)的化学及其应用。层状复合金属氢氧化物具有结合紧密的氢氧化物层和处于层间的阴离子，其比较突出的化学性质是可逆的阴离子交换和热分解性质。不过，因为受到氢氧化物层的局限，处于层间的阴离子表现出的特殊化学性质近年来也越来越受到重视。利用上述三个方面的性质，人们发掘了层状复合金属氢氧化物在材料(包括有机无机复合材料)制备、离子交换与有害阴离子脱除、异构体化学分离、化学反应控制、阻燃材料、活性分子储存与缓释、局部化学反应合成、催化剂及催化剂载体等方面的应用。     

基于实时直接分析质谱技术的氯铝酸及其复合离子液体分析

经氯化亚铜改性的氯铝酸复合离子液体是碳四烷基化反应的优良催化剂,具有很高的催化活性和目标产物选择性.深入解析离子液体的组成、阴阳离子的形态及改性金属对酸中心结构的影响有助于烷基化反应机理的研究及催化剂的定向设计.首先,本工作开发了实时直接分析离子化方法,实现了氯铝酸及其复合离子液体的有效电离和直接分析.其次,通过与静电场轨道阱高分辨质谱联用、同位素峰法指认、多级质谱结构解析等对离子液体组成进行了准确表征,确定了酸性阴离子的存在形态,并明确鉴别出复合离子液体中Cu(Ⅰ)-Al(Ⅲ)双金属配位中心阴离子的存在.进而,借助高能碰撞解离技术对双金属配位中心阴离子[CuAlCl_5]~-和[CuAl_2Cl_8]~-的结构进行了解析.最后,依据质谱分析结果对复合离子液体的卓越催化性能进行了构效关系分析.本研究为Cu(Ⅰ)-Al(Ⅲ)双金属配位中心对复合离子液体优异催化活性的贡献提供了可靠依据,为深入研究复合离子液体催化碳四烷基化反应机理奠定了基础.     

LDHs主体层板与卤素阴离子超分子作用的理论研究

构建了LDHs主客体作用模型, 采用混合密度泛函B3LYP方法, 在6-31G(d)水平上进行结构优化和频率分析, 然后分别用6-31G(d)和6-311++G(d, p)基组计算主客体相互作用能, 从几何参数、电荷布居、前线轨道、能量以及热力学参数等角度探讨LDHs主体层板与卤素阴离子(F?, Cl?)间的超分子作用. 计算结果表明, LDHs主体层板复合卤素阴离子是一个自发过程. LDHs主客体间存在着较强的超分子作用, 主要包括静电和氢键作用, 相互作用能分别为?592.45和?444.01 kJ·mol?1. LDHs主体层板与卤素阴离子的前线轨道发生作用, 电子容易从卤素阴离子的HOMO向层板的LUMO转移, 形成的组装产物Mg6Al(OH)14+?F?比Mg6Al(OH)14+?Cl?稳定.     

罗丹明B共振光散射法测定阴离子表面活性剂

在B-R缓冲溶液中,基于罗丹明B与阴离子表面活性剂(ASF)产生强烈共振光散射增强效应,建立了一种测定阴离子表面活性剂(SDS和SDBS)的方法。试验发现对于SDS和SDBS,最大共振光散射峰位于518和373 nm处。方法具有高的灵敏度,检出限分别为0.023 mg.L-1(SDS)和0.038 mg.L-1(SDBS),用于合成样和环境水样中阴离子表面活性剂含量的测定,回收率为94.0%~105.0%之间,并与亚甲蓝光度法相比,结果满意,可用于环境水样中阴离子表面活性剂的测定。     

聚丙烯/石墨纳米复合材料的导电性能研究

磨盘碾磨固相剪切复合技术(S3C)是制备聚合物 石墨导电复合材料的有效途径,所得聚丙烯 膨胀石墨复合材料具有纳米插层复合结构,石墨纳米片层的相互搭接可形成导电网络,具有纳米间隙的石墨插层结构可形成隧道电流,从而大幅度降低复合体系的导电逾渗阈值,在低填充量实现聚合物复合材料高电导性,与熔体共混相比,导电逾渗阈值由4 .3vol%降低到0 . 5 5vol% ,在石墨含量为4 .0 1vol%时,电导率提高10个数量级.     

三维生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶对阳离子染料吸附的研究

采用一种简便的方法制备了生物高分子调控的氧化石墨烯凝胶用于水污染处理.将生物高分子白蛋白(BSA)、壳聚糖(CS)、及脱氧核糖核酸(DNA)与氧化石墨烯(GO)共混,自组装形成水凝胶,最后冻干得到生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶.通过扫描电镜、原子力显微镜、纳米粒度分析仪等分析复合凝胶的组装结构与表面电位.结果表明凝胶呈现内部联通的三维多孔结构,该结构有利于被吸附分子的快速内部扩散.红外光谱证明了生物高分子被成功负载到了凝胶网络中.然后将该复合凝胶用于阳离子染料的吸附,吸附实验表明这类生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶对阳离子染料有很好的吸附效果,同时也对阴离子和非离子毒性分子有一定的吸附能力.研究了吸附时间,初始浓度,pH值等对凝胶吸附量的影响,并考察了凝胶的解吸附.最后详细探讨了GO-BSA、GO-CS和GO-DNA凝胶对亚甲基蓝(MB)吸附的动力学和吸附等温式.经吸附动力学拟合,生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶吸附MB复合二级动力学模型和Langmuir等温吸附,对MB分子是单分子层吸附,吸附初期为大孔隙扩散,后期为粒子内扩散.     

基于电镀废水中复合污染物高效去除的新型磁性树脂组合工艺研究

选用磁性丙烯酸系阳离子交换树脂(NDMC)、磁性丙烯酸系阴离子交换树脂(NDMP)对Cu(II)、Ni(II)和丹宁酸(TA)复合组分污染物进行了去除实验。通过改变树脂组合方式,优选出的最佳工艺为NDMC与NDMP混合吸附的NDMC+NDMP工艺。在最优条件下,该工艺能够同时高效去除Cu(II)、Ni(II)和丹宁酸复合污染物,三者去除率可分别达到84.3%、74.5%和93.0%。进一步对比分析了预负载实验与共去除实验的性能规律,推测出NDMC树脂共去除重金属离子和溶解性有机物(DOM)的作用机制,包括磁性颗粒对Metal-DOM络合物的吸附作用以及固相负载重金属离子与DOM的络合作用,且前者为主导作用方式。     

层状双金属氢氧化物(LDH)基光催化剂在太阳能燃料生产领域的研究进展

半导体光催化剂吸收太阳光分解水制氢或还原CO2,实现了太阳能燃料生产,不仅可获取清洁、可再生、高热值的太阳能燃料,还能有效减少CO2的排放.层状双金属氢氧化物(LDHs)是一类基于水镁石结构的二维阴离子黏土矿物材料,具有独特的层状结构、主体层金属阳离子可调性、客体阴离子可交换、多维结构和可分层等优势,在CO2还原、光电催化水产氧及光解水制氢等领域研究广泛,有望成为新型半导体光催化材料.但单纯LDHs载流子迁移率低和电子空穴复合率高,在太阳辐射下的量子效率非常低.因此,研究人员采用缺陷控制、设计多维结构或偶联不同类型半导体构建异质结等方法,获得高能量转换效率的LDH基光催化剂.本文首先总结了传统光催化剂的优缺点及其能带分布,阐述了LDHs的六个主要方面特性,包括主体层板金属阳离子可调性、客体阴离子插层、热分解、记忆效应、多维结构特征及分层,进而提出LDH基光催化材料在增强反应物吸附活化、扩宽吸光范围、抑制光生载流子与空穴复合三个方面的改性策略.然后,分析了LDH光催化剂的光催化水解产氢反应机理,并从材料结构与性能的关联,概述LDH基复合光催化剂(金属硫化物LDH复合材料、金属氧化物LDH复合材料、石墨相氮化碳LDH复合材料)、三元LDH基光催化剂及混合金属氧化物光催化剂在水分解制氢领域的研究进展.最后,分析了LDH光催化还原CO2反应机理,归纳石墨相氮化碳复合LDH材料、MgAl-LDH基复合光催化剂、CuZn-LDH光催化剂及其它半导体系列LDH的结构特点和在还原CO2领域的研究进展.尽管LDH基光催化剂研究取得了一定的进展,但是对LDH的结构调控及其光催化机理仍需进一步探索,光催化活性位点、不同组分之间的协同作用和界面反应机理还有待进一步研究.未来LDH在光催化领域的应用可以微观尺度调控和宏观性能为导向设计,进一步研究不同组分的协同效应、界面反应及材料组成对物理化学性质的影响,不断完善LDH基光催化剂的理论系统和开发其应用潜能.