六聚吡咯大环与铀/超铀酰基离子相互作用:成键、热力学和光谱性质

采用全电子相对论密度泛函理论探索多种六聚吡咯大环锕酰基配合物(nAn;n=1~3;An=U,Np and Pu)的电子结构本质、成键规律和化学反应特性。结构优化发现大环配体空穴大小与锕酰离子尺寸相当时,配合物锕酰基采用性对规则的六角双锥结构,而当空穴尺寸相对大时,配合物则采取扭曲结构以降低体系能量。当配体相同时,随着铀、镎、钚变化,An=O伸缩振动频率逐渐变小,这与优化的键长和键级变化规律相一致。QTAIM(quantum theory of atoms in molecule)拓扑分析显示An-N为弱共价单键特征,具有较大离子性成分。依据不同铀源,得到与大环配体的反应自由能均小于146 kJ·mol~(-1),与实验合成配合物的反应能计算数值相当。对含铀配合物电子吸收光谱计算显示,低能(近红外和可见光区)的吸收带具有全部或较大的配体→金属电荷转移性质贡献。     

多价MnOx/C电催化剂用于高效氮还原反应

氨在人类的生产生活中起着重要的作用,但目前工业上合成氨广泛采用的Haber-Bosch法耗能大,且污染严重。 而N₂电还原反应(ENRR)被认为是一种有效的替代方法,由于N₂的键能较高,目前仍然缺乏高活性的催化剂。 在这里,通过简单的浸渍法和氧化还原法制备了多价态的MnO_x/C催化剂,该催化剂具有较高的氮还原反应活性(氨产率达到7.8 μg_NH3/(h·mg_cat),法拉第效率高达9.2%) 。进一步研究表明,多价态MnO_x/C催化剂具有高氮还原反应活性的主要原因是不同价态的Mn离子(Mn²⁺、Mn³⁺、Mn⁴⁺)之间存在协同效应。     

快速皂化-气相色谱-串联质谱法同时测定乳粉中胆固醇和维生素E 4种异构体

胆固醇和生育酚都是人体所必需的重要营养元素,是乳粉中的重要质量指标。现行国家食品安全标准对胆固醇和维生素E 4种异构体（α -生育酚、β -生育酚、γ -生育酚和δ -生育酚）的检测前处理复杂繁琐、耗时长,且不能同时测定,因此,开发简单、快速且可同时测定胆固醇和4种生育酚的检测方法具有重要的现实意义。该研究采用气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）建立了乳粉中胆固醇和4种生育酚的定性定量测定方法。样品经脂肪酶酶解,采用快速的碳酸钾-乙醇皂化法,同时对酶解时间、皂化温度、萃取溶剂的种类、萃取溶剂的体积、萃取时间等前处理进行优化,从而确定出最优的前处理方法。结果表明,样品在37℃下酶解4 h,然后室温（25℃）下振荡10 min皂化,最后使用5 mL正己烷萃取10 min,4000 r/min离心6 min,取上层正己烷过膜,经TG-5MS Sil色谱柱分离,GC-MS/MS多反应监测离子模式扫描分析,同时获得定性和定量结果。实验结果表明,胆固醇在0.5~50.0 mg/L、4种生育酚在0.25~25.0 mg/L范围内具有较好的线性关系,相关系数（r ² ）大于0.99,加标回收率为76.6%~93.1%,相对标准偏差为0.9%~3.3%,胆固醇定量限为10.0 μg/100 g,4种生育酚的定量限均为5.0 μg/100 g。随机抽取市面上出售的20种婴幼儿配方奶粉及4种低脂乳粉,对其胆固醇和4种生育酚含量进行了分析测试,结果显示,婴幼儿配方乳粉中胆固醇、4种生育酚的含量高于低脂乳粉,其中婴幼儿乳粉的4种生育酚中α -生育酚和β -生育酚含量较高。该方法简便、快速、灵敏、准确,可满足乳粉中胆固醇和4种生育酚生育酚的检测要求,为乳粉品质的快速检测奠定了理论基础。     

化学教育研究:基本特征与方法设计

在综述相关国际文献的基础上,通过对化学教育研究与化学研究、一般教育研究、其他化学教育活动的辨析,讨论了化学教育研究的特征、化学教育研究者的专业要求以及化学教育研究设计在理论基础、研究问题和研究方法等方面所应遵循的基本规范,以期提高对化学教育研究的认识,提升我国化学教育研究的科学化水平,促进化学教育研究领域的发展。     

SrTiO3单晶体生长过程中的溢流问题

本文以氯化锶和氯化钛为原料,采用控制水解法制备SrTiO3原料粉末,使用焰熔法生长了SrTiO3单晶体.晶体生长参数为:原料粉末粒度为-200+250目,炉膛气氛的氢氧比H/O为6.00,生长速度为12mm/h,获得了直径30mm,长60mm的单晶.晶体生长过程中,晶体顶部熔体的溢流是妨碍获得大尺寸完整晶体的一个最主要的问题.本文详细讨论了SrTiO3单晶体生长过程中的溢流的成因和解决办法.     

煤中负载氢氧化钙对催化气化和甲烷化反应的影响

以不连沟次烟煤为研究对象,在加压固定床中研究Ca(OH)_2对煤气化及负载Ca(OH)_2煤热解半焦的甲烷化反应活性。结果表明,煤中添加Ca(OH)_2能够明显促进气化反应的进行和甲烷的生成,随着气化温度的升高和负载量的增加,碳转化率增加,但负载量存在饱和点。不同的催化剂负载方式对Ca的分散有一定的影响,进而影响其催化性能。含有Ca的半焦能够明显促进甲烷化的进行,出口气甲烷含量随甲烷化温度和催化剂负载量的升高而增强。采用红外光谱分析揭示了煤负载Ca(OH)_2的离子交换机理和扩散过程,这一过程影响煤气化反应性能。     

同轴-三平板型水介质自击穿开关设计

 在1 MV水介质自击穿开关降压实验的基础上，设计了用于脉冲功率装置的水介质输出开关，设计的最高运行电压为4 MV，放电电流600 kA。4 MW水介质自击穿开关为同轴-三平板结构，由输入输出电极、预脉冲屏蔽板和连接部件组成。在结构设计中拟使用电流线圈测量每个通道的放电电流，用开关前后传输线上靠近开关端的D-dot测量开关的输入输出电压。对开关间隙进行了2维和3维静电场分析，结果发现二者差别较大，3维静电场分析应该更接近实际电场分布。     

脉冲功率装置的脉冲形成单元研究

 介绍了所研制的脉冲功率装置的组成、脉冲形成单元的设计以及脉冲形成单元实验研究结果。研究了包含脉冲形成线的绝缘设计校验、装置的脉冲形成单元的抖动及其与主同步开关击穿延迟时间的抖动和脉冲输出开关的抖动的关系。实验结果表明：在3.6 MV脉冲电压作用下,脉冲形成线的前后尼龙隔板未出现表面闪络等绝缘问题,脉冲形成线的绝缘满足设计要求。主同步开关的抖动1.6 ns,脉冲输出开关的抖动小于3.1 ns,脉冲形成单元的整体抖动小于3.0 ns,满足装置同步性能要求。     

全氟辛酸、全氟辛基磺酸乙醇胺盐表面活性剂的性质研究

通过测试表面张力、泡沫性质与粘度性质,研究全氟辛酸乙醇铵/二乙醇铵/三乙醇铵和全氟辛基磺酸乙醇铵/二乙醇铵/三乙醇铵的性质。实验表明,反离子对全氟辛酸盐和全氟辛基磺酸盐表现出相同规律的影响,这种影响体现在反离子的疏水性和空间体积两个方面,分别导致了cmc顺序:乙醇铵二乙醇铵三乙醇铵,以及与之相反的γcmc顺序:乙醇铵二乙醇铵三乙醇铵。粘度大小顺序为:乙醇铵二乙醇铵三乙醇铵,有机反离子的粘度要大于无机反离子。这与分子量、氢键大小的关系是一致的。总体来说发泡能力:乙醇铵二乙醇铵三乙醇铵,这和γcmc的顺序相符。有机反离子的发泡能力要高于无机反离子。另外,对于同种反离子,全氟辛基磺酸盐的胶束化能力、粘度和发泡能力均明显高于全氟辛酸盐,但是全氟辛基磺酸盐的γcmc要略高于全氟辛酸盐。通过量子化学计算表明分子结构中磺酸根头基的负电荷要小于羧酸根,这样表面活性剂全氟辛基磺酸根的头基与反离子的结合能力要弱于全氟辛酸根,从而导致了溶液表面吸附层中全氟辛酸盐在反离子的协同作用下排列更为紧密。     

微重力环境下油滴沉降实验观察与分析

微重力条件下,物体的重力影响几乎消失,这时液体的流动特性会发生不同于重力作用下的变化.为了形象地观察到这个变化过程,根据微重力原理建立了一个短时微重力实验系统.在其模拟的微重力环境下,观测到油滴下降时的形状与速度变化.通过观察该实验,提高了学生的观察能力及总结物理实验规律的能力.