明胶/Fe2S3纳米生物复合物形成反应的热力学及明胶构象变化

在pH=7.40条件下,采用一锅化学反应法制得水溶性明胶/Fe₂S₃纳米生物复合物,扫描电镜照片显示Fe₂S₃颗粒为棒状.根据吸光度与Fe₂S₃浓度关系,由Benesi-Hildebrand方程计算了不同温度下反应的形成常数K (293 K: 14.47×10² L·mol^-1; 297 K: 9.24×10² L·mol^-1; 309 K: 1.70×10² L·mol^-1)及对应温度下反应的热力学参数(Δ_rG_m = -17.88/-16.68/-13.09 kJ·mol^-1; Δ_rH_m = -105.57 kJ·mol^-1; Δ_rS_m = -299.28 J·K^-1·mol^-1),结果表明明胶/Fe₂S₃纳米生物复合物的形成反应是自发的放热过程,且为焓驱动.傅里叶变换红外光谱表明,Fe₂S₃主要与明胶大分子肽链中的酰胺键结合;对红外光谱进行去卷积拟合,结果表明:明胶蛋白质的 α-螺旋含量减少,β-折叠含量明显增加.结合紫外和红外光谱测试结果对复合物的形成机理作了初步的推测:首先Fe³⁺与明胶大分子中的酰胺键结合形成明胶/Fe³⁺复合物,然后S^2-与明胶/Fe³⁺中的Fe³⁺形成明胶/Fe₂S₃复合物.     

尿嘧啶和5-溴尿嘧啶的低温热容

采用综合物性测量系统(PPMS)的热容测量模块在1.9-300 K温度区间内对两种药物中间体(尿嘧啶和5-溴尿嘧啶)的低温热容进行了测量与研究. 结果表明, 在测量温区内两种化合物的低温热容随温度的上升而逐步增加, 无任何热异常现象产生; 在相同温度下, 5-溴尿嘧啶的热容数值始终高于尿嘧啶. 利用低温热容理论模型对热容数据进行了拟合, 并计算得到了0-300 K温区的摩尔熵变、焓变等热力学函数. 此外, 通过热容拟合数据计算得到的尿嘧啶和5-溴尿嘧啶在298.15 K的标准摩尔规定熵分别为(132.48±1.32)和(165.39±1.65) J·K^-1·mol^-1.     

微量热法研究过氧化氢酶反应

利用微量热法和热动力学方程研究了过氢化氢酶反应.该反应遵循Michaelis-Menten动力学,298.15K和pH7.0时,其米氏常数、酶转换数以及摩尔反应焓分别为2.36×10^-2mol/L、1.20×10⁴s^-1和-83.67kJ·mol^-1.过氧化氢酶反应后期对底物是一级反应,其总反应速度常数和一级速度常数分别为k_o=6.31×10⁵L·mol^-1·s^-1和k₁=6.31×10⁵/[E_o]s^-1.该反应服从Ogura机理,其酶-底物三元复合物的分解速度常数为6.00×10³s^-1.     

4,6-二甲氧基-2-嘧啶氨基甲酸甲酯的热力学研究

用精密自动绝热量热计测定了自行合成并提纯的4,6-二甲氧基-2-嘧啶氨基甲酸甲酯在80～380 K温区的摩尔热容.实验结果表明,在345～360 K温区,该化合物有一固-液熔化过程.经两次重复测定,得其熔化温度、摩尔熔化焓以及熔化熵分别为:(357.201±0.080) K, (26.289±0.029) kJ·mol^-1和(73.597±0.070) J·mol^-1·K^-1.通过分步熔化法得到该物质绝对纯样品的熔点为357.449 K.根据热力学关系和热容数据,计算出了该化合物相对于标准参考温度298.15 K的热力学函数.用DSC和TG热分析技术在300～500 K温区对该物质的热力学性质作了进一步研究,得到与绝热量热法一致的固-液熔化过程热力学参数,并得到该化合物蒸发过程的热力学参数:沸点为488.06 K,摩尔蒸发焓为81.73 kJ·mol^-1.     

RE(C5H8NS2)3(C12H8N2)(RE=La,Pr,Nd,Sm)的标准摩尔生成焓测定研究

在无水乙醇中,使低水合氯化稀土(RE=La, Pr, Nd, Sm)与吡咯烷二硫代氨基甲酸铵(APDC)和1,10-邻二氮菲(σ-phen·H₂O)反应,制得其三元固态配合物.用化学分析和元素分析确定它们的组成为RE (C₅H₈NS₂)₃(C₁₂H₈N₂) (RE= La, Pr, Nd, Sm).IR光谱说明RE³⁺分别与3个PDC-的6个硫原子双齿配位,同时与σ-phen的2个氮原子双齿配位,配位数为8.用精密转动弹热量计测定了它们的恒容燃烧热Δ_cU,分别为-17776.94±7.72, -17810.41±7.93, -17762.71±7.91和-17482.42±9.35 kJ·mol^-1;并计算了它们的标准摩尔燃烧焓和标准摩尔生成焓,分别为-17792.43±7.72, -17825.90±7.93, -17778.20±7.91, -17497.91±9.35 kJ*mol^-1和-83.05±8.60, -64.70±9.40, -104.77±8.78, -388.70±10.13 kJ·mol^-1.估算出未研究的同类配合物Ce(C₅H₈NS₂)₃(C₁₂H₈N₂)和Pm(C₅H₈NS₂)₃(C₁₂H₈N₂)的和分别为-17815, -17660 kJ·mol^-1和-60, -217 kJ·mol^-1.     

用恒温热重法测定1-己基-3-甲基咪唑苏氨酸离子液体[C6mim][Thr]蒸汽压和蒸发焓

用中和法合成了氨基酸离子液体(AAIL)1-己基-3-甲基苏氨酸盐[C₆mim][Thr],并用核磁共振氢谱(¹H NMR)和核磁共振碳谱(¹³C NMR)进行了表征。以苯甲酸为参考物质,用恒温热重法确定了AAIL[C₆mim][Thr]的蒸汽压和在平均温度下(T_av= 438.15 K)的蒸发焓(Δ^g_lH_m^? (T_av) =128.5 ± 6.0 kJ·mol^-1)。利用Verevkin等人提出的方法计算得到AAIL[C₆mim][Thr]气态和液态的恒压热容差(Δ^g_lC_pm^? = -70.8 J·K^-1·mol^-1),进而计算了不同温度的蒸发焓,其中参考温度(298.15 K)下的蒸发焓Δ^g_lH_m^? (298.15 K) = 138.4 kJ·mol^-1,只比应用我们提出的蒸发焓理论模型估算值大1.6 kJ·mol^-1,小于恒温热重法的实验误差3.0 kJ·mol^-1,说明这个蒸发焓的理论模型有一定的合理性。借助Clausius-Clapeyron方程估算了AAIL[C₆mim][Thr]的假想的正常沸点T_b= 522.07 K,以及沸点的蒸发熵Δ^g_lS_m^? (T_b) = 228.5 J·K^-1·mol^-1,进一步得到了不同温度的蒸发熵和蒸发自由能Δ^g_lG_m^? (T),其结果表明蒸发自由能随着温度的上升而减小,达到沸点温度T_b时变为零,而蒸发熵则随着温度上升而增大,是AAIL[C₆mim][Thr]蒸发过程的驱动力。     

抗肿瘤药物5-氟尿嘧啶与人血清白蛋白相互作用的热力学研究

在298.15 K下,根据本结合过程的假设和Langmuir结合理论, 用等温滴定微量热和圆二色谱分析法研究了抗肿瘤药物5-氟尿嘧啶(5-FU)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用. 研究结果表明, 蛋白质(HSA)与药物配体5-氟尿嘧啶的相互作用存在两类结合位点. 第一类结合, 结合位点数N＝71±0.1, 结合常数 K＝(1.46±0.016)×10⁵ L•mol^－1, 结合焓ΔH＝(39.61±0.220) kJ•mol^－1, 结合熵ΔS＝(231.68±0.025) J•mol^－1•K^－1, 结合自由能ΔG＝(－29.48±0.030) kJ•mol^－1. 结合过程为熵驱动过程, 疏水相互作用是过程的主要推动力;第二类结合, 结合位点数N＝140±0.2, 结合常数 K＝(1.49±0.032)×10⁵ L•mol^－1, 结合焓ΔH＝(－19.31±0.103) kJ•mol^－1, 结合熵ΔS＝(34.30±0.055) J•mol^－1•K^－1, 结合自由能ΔG＝(－29.53±0.041) kJ•mol^－1, 结合过程为焓-熵协同驱动过程, 氢键和静电相互作用是过程的主要推动力. 圆二色谱分析结果表明, 在两类结合过程中, 药物5-氟尿嘧啶(5-FU)的作用致使蛋白质(HSA)二级结构单元的相对含量发生了变化.     

相变贮热材料四氯合钴酸铵共析物的制备和热性能

在温度353 K的乙醇溶液中, 采用热回流法合成了热致相变化合物四氯合钴酸铵(1-C_nH_2n+1NH₃)₂CoCl₄(n=10, 18)(分别简写为C₁₀Co、C₁₈Co)及其二元混合物. 利用差示扫描量热和X射线法对二元体系进行了表征.根据测定实验数据构筑二元相图, 所得相图结果表明, 在w_C10Co=52.51% (质量分数)处存在中间化合物(1-C₁₀H₂₁NH₃)(1-C₁₈H₃₇NH₃)CoCl₄. 相图还包括两个三相线, 相对应的两个共析温度分别为(347±1)和(343±1) K, 共析点分别在w_C10Co=38.50%和w_C10Co=69.86%处. 并且, 在相图的左右边界存在端际固溶体(α、β)及中间区域存在非化学计量相(γ). 四氯合钴酸铵及其二元混合体系作为相变材料贮热时, 相变温度范围为340-370 K, 相变焓大小范围在2.13到141.12 J·g^-1之间.     

三聚氰胺的生成焓、热容和熵

通过多种热化学方法研究了三聚氰胺的热力学性质. 首先用氧弹式燃烧热量计测定了三聚氰胺在298.15 K 时的燃烧热, 根据燃烧热结果, 计算出三聚氰胺的标准摩尔燃烧焓和标准摩尔生成焓, 分别为: △cHΘm=(-2455.17±4.65) kJ·mol-1; △fHΘm =(-763.38±5.16) kJ·mol-1. 然后根据键焓与燃烧焓之间的关系, 估算出三聚氰胺中的C≈N(此键介于单键与双键之间)键能为458.30 kJ·mol-1, 此值介于碳氮单键键能和双键键能之间. 通过绝热热量计测定了三聚氰胺从80到385 K的低温热容. 根据热容值, 计算了此温度区间的标准摩尔生成焓, 其与温度呈线性关系. 另外, 三聚氰胺的热稳定性也用热重-差示扫描量热(TG-DSC)法进行了分析, 确定其分解的DSC曲线的峰顶温度为603.37 K.     

无水烟酸钾的合成、表征及热化学

选择分析纯烟酸和无水醋酸钾为反应物, 利用室温固相合成方法, 合成了无水烟酸钾. 利用FTIR和X射线粉末衍射等方法表征了它的结构. 用精密自动绝热热量计测定了它在77～400 K温区的低温热容, 将该温区的摩尔热容实验值用最小二乘法拟合, 得到热容随温度变化的多项式方程. 用此方程进行数值积分, 得到此温区内每隔5 K的舒平热容值和相对于298.15 K时的各种热力学函数值. 在此基础上, 通过设计合理的热化学循环, 利用等温环境溶解-反应热量计分别测定固相反应的反应物和生成物在所选溶剂中的溶解焓, 从而得到该固相反应的反应焓为 (25.87±0.47) kJ•mol^－1. 最后, 依据Hess定律计算出烟酸钾的标准摩尔生成焓为 ＝－(560.57±1.09) kJ•mol^－1.     

多氟代、多氯代和多溴代二苯并对二噁英化合物的一些性质的比较研究

采用密度泛函理论(DFT)方法, 在B3LYP/6-311G**和B3LYP/6-31G*两种水平上, 对76种多氟代二苯并对二噁英系列化合物(PFDDs)进行了几何构型的全优化, 并计算了各分子在298.15 K, 1.013×10⁵ Pa的标准状态下的热力学参数. 基组从6-31G*增大到6-311G**没有显著改变标准生成热(Δ_fH^?)、标准生成自由能(Δ_fG^?)和标准熵(S^?)数值. 根据B3LYP/6-311G**水平计算得到的Δ_fG^?的相对大小, 求得PFDDs同数目取代氟原子的各异构体的相对稳定性的顺序. 采用基团贡献法计算了多溴代二苯并对二噁英(PBDDs)、多氯代二苯并对二噁英(PCDDs)和PFDDs的辛醇-水分配系数(lg K_ow). 并将PFDDs的Δ_fH^?, Δ_fG^?, S^?和lg K_ow的计算结果与PBDDs和PCDDs的相关数值进行了比较. 同时, 计算了PFDDs各组异构体化合物的生成反应相对速率常数, 采用统计热力学程序计算了这些化合物在200至1800 K的恒压摩尔热容(C_p,m), 并用最小二乘法求得C_p,m与温度之间的相关方程, 发现C_p,m与T, T^－1和T^－2之间有着很好的相关性.     

1-乙基-3-甲基咪唑丙氨酸离子液体热力学性质的研究

用中和法合成了氨基酸离子液体1-乙基-3-甲基咪唑丙氨酸([C₂mim][Ala]),并利用恒温环境的溶解反应热量计,在(288.15±0.01) K-(308.15±0.01) K温度范围内每隔5 K,测定不同质量摩尔浓度离子液体在水中的溶解焓(Δ_solH_m^θ).根据Archer的方法,通过线性拟合得到了该离子液体的标准摩尔溶解焓(Δ_sol),并计算了其相对表观摩尔溶解焓(^ΦL).在298.15 K下,根据Glasser经验方法得到了格子能U_POT = 566 kJ·mol^-1,并计算了其阴阳离子水化焓值(ΔH⁺ + ΔH^-) = -620 kJ·mol^-1及阴离子水化焓ΔH^-([Ala]^-) = -387 kJ·mol^-1.此外,估算了[C₂mim][Ala]水溶液的热容(C_p(sol))和表观摩尔热容(^ΦC_p).     

无水苯甲酸锂的合成、结构表征及热化学研究

用分析纯苯甲酸和一水氢氧化锂作为反应物, 采用水热合成法制得苯甲酸锂. 利用X射线粉末衍射、FTIR、元素分析及化学分析等方法对样品进行组成和结构表征. 采用精密自动绝热热量计测量了其在80~400 K范围内的摩尔热容, 利用最小二乘法将此温区热容实验值对折合温度进行拟合, 得到热容随温度变化的多项式方程. 通过设计合理的热化学循环, 选用0.1 mol/L HCl溶液作为量热溶剂, 利用等温环境溶解-反应热量计分别测定合成反应的反应物和产物在所选溶剂中的溶解焓, 得到反应焓Δ_rH_m⁰=-(9.75±0.27) kJ/mol. 利用Hess定律计算出苯甲酸锂的标准摩尔生成焓Δ_fH_m⁰(C₆H₅COOLi, s)=-(307.82±0.57) kJ/mol.     

Thermally Conductive Poly(lactic acid) Composites with Superior Electromagnetic Shielding Performances via 3D Printing Technology

This work proposes a facile fabrication strategy for thermally conductive graphite nanosheets/poly(lactic acid) sheets with ordered GNPs(o-GNPs/PLA) via fused deposition modeling(FDM) 3 D printing technology.Further combinations of o-GNPs/PLA with Ti₃ C₂ T_x films prepared by vacuum-assisted filtration were carried out by "layer-by-layer stacking-hot pressing" to be the thermally conductive Ti₃ C₂ T_x/(oGNPs/PLA) composites with superior electromagnetic interference shielding effectiveness(EMI SE).When the content of GNPs was 18.60 wt%and 4 layers of Ti₃ C₂ T_x(6.98 wt%) films were embedded,the in-plane thermal conductivity coefficient(λ_Ⅱ) and EMI SE(EMI SE_Ⅱ) values of the thermally conductive Ti₃ C₂ T_x/(o-GNPs/P LA) composites significantly increa sed to 3.44 W·m^-1·K^-1 and 65 d B(3.00 mm),increased by 1223.1% and2066.7%,respectively,compared with λ_Ⅱ(0.26 W·m^-1·K^-1) and EMI SE_Ⅱ(3 d B) of neat PLA matrix.This work offers a novel and easily route for designing and manufacturing highly thermally conductive polymer composites with superior EMI SE for broader application.     

单核Gd化合物的场依赖磁弛豫和磁热效应研究

合成了两例具有局域D_4d对称性的单核钆配合物: Gd(THD)₃L (THD=2,2,6,6-四甲基庚烷-3,5-二酮, L=Phen (1,10-菲罗琳, 1), Bpy (2,2'-联吡啶, 2). 磁性研究表明其在低温下具有较大的磁热效应, 在2.5 K时, 0到5 T外磁场下的磁熵变(-ΔS_m)分别高达17.0和18.4 J·kg^-1·K^-1. 研究发现, 化合物1, 2还同时具有明显的场依赖磁弛豫性质. 通过分析弛豫时间随外加磁场和温度变化的关系, 发现其低场下的弛豫行为可以用共振声子俘获机制来解释, 高场下的弛豫行为则可能来源于直接过程.     

H2XP…SHY复合物中磷键与硫键的理论研究

用从头算量子化学方法MP2 与CCSD(T)研究了H₂XP和SHY (X, Y=H, F, Cl, Br)分子的P与S之间形成的磷键X―P…S与硫键Y―S…P的本质与规律以及取代基X与Y对成键的影响. 计算结果表明, 硫键比磷键强, 连接在Lewis 酸上的取代基的电负性增大导致形成的磷键或硫键增强, 键能增大, 对单体的结构和性质的影响也增大; 而连接在Lewis 碱上的取代基效应则相反. 硫键键能为8.37-23.45 kJ·mol^-1, 最强的硫键结构是Y 电负性最大而X 电负性最小的HFS…PH₃, CCSD(T)计算的键能是16.04 kJ·mol^-1; 磷键键能为7.54-14.65 kJ·mol^-1, 最强的磷键结构是X 电负性最大而Y 电负性最小的H₂FP…SH₂, CCSD(T)计算的键能是12.52 kJ·mol^-1. 对磷键与硫键能量贡献较大的是交换与静电作用. 分子间超共轭lp(S)-σ^*(PX)与lp(P)-σ^*(SY)对磷键与硫键的形成起着重要作用, 它导致单体的极化, 其中硫键的极化效应较大, 从而有一定的共价特征.     

N1-甲基鸟嘌呤阳离子脱质子动力学的研究

在所有DNA碱基中, 鸟嘌呤碱基G具有最低的氧化电位, 导致其最容易被氧化. G碱基被单电子氧化成为G正离子自由基(G^+·), G^+·存在两个脱质子位点, 其中脱嘧啶环上亚氨基质子N¹-H比脱环外氨基质子N²-H更有利, 因而在普通G碱基中研究脱N²-H的过程无法排除脱N¹-H过程的干扰, 使得其脱N²-H的动力学迄今尚不明确. 在本文中, 通过将G碱基上的N¹-H用CH₃取代(即mG), 采用纳秒时间分辨瞬态紫外可见吸收光谱方法研究了mG碱基单电子氧化后脱质子N²-H的动力学. 根据瞬态紫外可见吸收光谱, 确定了mG^+·脱质子的产物是mG(N²-H)^·, 即脱质子的位点是N²-H. 进一步通过测量mG(N²-H)^·的生成速率常数与mG的浓度依赖关系, 得到室温下SO₄^-·单电子氧化mG生成 mG^+·的速率常数为(3.7±0.1)×10⁹ L·mol^-1·s^-1以及 mG^+·脱N²-H的速率常数为(7.1±0.2)×10⁶ s^-1. 并通过检测不同温度下mG^+·脱N²-H的速率常数, 利用阿仑尼乌斯方程得出脱质子N²-H的活化能为19.9±1.0 kJ·mol^-1. 这些结果可为DNA碱基的氧化损伤过程提供更为丰富的动力学信息.     

无水硫酸铀酰和三水合硝酸铀酰的真空绝热量热学研究

建立了一套真空绝热量热计。在60-300K间测定了氯化钾的摩尔热容,所得结果同文献值相比能较好地符合,说明所建量热计是可靠的。用该量热计在60-300K间测定了无水硫酸铀酰和三水合硝酸铀酰的摩尔热容,在所研究的温度范围内未发现热容反常。无水硫酸铀酰和三水合硝酸铀酰在298.15K下的C_P^o、S_T^o-S_{O^o、HT^o-HO^o和-(GT^o-GO^o)/T值,前者分别为33.46卡/度·摩尔、39.7±0.4卡/度·摩尔、5925±20卡/摩尔和19.7±0.2卡/度·摩尔;后者分別为76.50卡/度·摩尔、88.3±0.9卡/度·摩尔、13282±50卡/摩尔和43.7±0.4卡/度·摩尔。}     

SrCeFeNiO6催化剂的制备及其催化甲烷燃烧性能研究

采用共沉淀法、溶胶凝胶法和水热法制备了双钙钛矿型催化剂SrCeFeNiO₆,其结构和性能经X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、程序升温还原(H₂-TPR)、比表面积测定(BET)、热重分析(TG-DSC)和甲烷燃烧活性测试表征。结果表明：3种方法制备的催化剂经800 ℃焙烧4 h后均可形成完整的双钙钛矿晶型,催化性能和高温稳定性较好。其中,采用共沉淀法制备的SrCeFeNiO₆催化剂催化甲烷燃烧活性最好,起燃温度T_10℃为432 ℃,完全转换温度T_90℃为582 ℃,比表面积为15.4 m²·g^-1,活化能为43.4 kJ·mol^-1。     

分光光度法研究二羟基二过碘酸合镍(Ⅳ)氧化三乙醇胺的反应动力学及机理

在碱性介质中,用分光光度法研究了二羟基二过碘酸合镍(Ⅳ)配离子氧化三乙醇胺的动力学.结果表明,反应对Ni(Ⅳ)为准一级反应,速率常数kobs=(k₁+k₂[OH^-])K₁K₂[OH^-][TEA]/{[H₂IO₆^3-]+K₁[OH^-]+K₁K₂[OH^-][TEA]},对还原剂三乙醇胺为正非整数级,表观速率常数随[OH^-]的增加而增加,随[IO₄^-]的增加而减小.据此提出了Ni(Ⅳ)和还原剂所形成的活化配合物的内部电子转移的反应机理.并求得28℃时前期平衡常数和速控步骤的速率常数分别为K₁=2.063,K₂=36.471L·mol^-1;k₁=8.008×10^-2s^-1,k₂=0.2896mol^-1·L·s^-1.