高熵氧化物的设计及其在锂离子电池中的应用研究进展

储能技术的革命性变化对下一代锂离子电池(LIBs)负极材料提出了更高的要求。近年来,一类具有复杂化学计量比的新型材料——高熵氧化物(HEOs)逐渐进入人们的视野并走向繁荣。理想的元素可调节性和吸引人的协同效应使 HEOs有望突破传统阳极的综合性能瓶颈,为电化学储能材料的设计和发展提供新的动力。本文分别从化学成分调控和结构设计2个方面结合本课题组近年来的研究及国内外重要文献,综述了HEOs作为LIBs负极材料的研究进展。在化学成分调控方面通过金属杂原子掺杂、非金属杂原子掺杂来提高HEOs的本征活性。在结构设计方面,通过构建一维结构、二维结构、三维结构、空心结构以及复合碳材料来增加HEOs的反应活性位点数量,从而提高储锂性能。最后,对HEOs在LIBs领域的发展进行了展望。     

DSC分析及原位FT-IR法对聚合物接枝碳纳米管/环氧树脂固化体系的固化反应的研究

合成了一种扩链脲修饰的多壁碳纳米管(MWCNT-PEG-TU),差示扫描量热分析(DSC)结果表明,MWCNT-PEG-TU可明显提高E-51环氧树脂/双氰双胺(DICY)固化体系的固化反应活性。利用原位傅里叶变换红外光谱(in situ FT-IR)法研究了MWCNT-PEG-TU/E-51环氧树脂/DICY固化体系的等温固化动力学,该固化体系在不同温度下的dα/dt与α的关系曲线较好地符合Kamal自催化反应模型。     

一种二维多孔窗口型膦酸锆材料的合成及其对不同金属离子的吸附性能

合成了一种二维窗口型膦酸锆材料β-丙氨酸-N,N-双亚甲基膦酸锆(ZrNCP),采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜分析了合成产物的相组成和微观结构;利用N2吸脱附试验装置测定了合成产物对不同金属离子的吸附性能,考察了浓度、温度及pH对其吸附性能的影响.结果表明,合成产物内部存在大量分布均匀的微介孔,材料微观形貌为规整片状.随着金属离子半径的增大,ZrNCP对各种金属离子的平衡吸附量(mmol/g)呈逐渐减小趋势.     

淀粉功能化Fe_3O_4纳米簇球的制备与表征

以淀粉为表面活性剂,利用乙二醇溶剂热法一步制备了Fe3O4纳米簇球.采用X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、扫描电镜等分析了产物的结构;采用热重分析仪测定了其热稳定性.结果表明:所得产物为直径约为230nm的簇球结构,构成簇球的纳米粒子直径约为10nm;引入淀粉成功地改善了产物的纳米结构和表面性能.合成的Fe3O4纳米簇球具有独特的结构和表面性能,在生物领域具有潜在的应用前景.     

高碘酸氧化法快速测定进口粗甘油中甘油含量

建立了高碘酸氧化法快速测定进口粗甘油中甘油含量的分析方法。对高碘酸钠加入量、溶液pH值和放置时间等主要影响因素进行了考察。经试验确定了最佳实验条件:质量浓度为60 g/L的高碘酸钠溶液加入量35mL,pH值在0.4～1.6之间,放置时间40 min。在选定实验条件下,该方法测定结果的相对标准偏差为1.26%(n=7),加标回收率为97.2%～104.1%。     

方便、有效地合成2-氨基-4-芳基-6-甲基四氢化萘衍生物

芳香醛、4-甲基环己酮和丙二腈在氢氧化钠存在下于95%乙醇中反应,方便地获得一系列新的2-氨基-4-芳基-6-甲基四氢化萘衍生物.本方法具有反应时间短、容易操作、产率高等优点.产物的结构经过核磁、红外和高分辨质谱确定.此方法是合成此类化合物的一条有效途径.     

芳香偶氮衍生物合成策略研究的新进展

芳香偶氮化合物具有独特的光致顺反异构特性,不仅应广泛用于传统化学工业,还将应用于光化学分子开关、主客体超分子化学识别、自组装液晶材料、生物医学成像与化学分析以及光驱分子马达等诸多新兴科学领域.特别具挑战性的是开发具有高化学稳定性和热稳定性又易检测的偶氮发色团,近年来受到科研工作者们的高度关注.随着人们对研究新型芳香偶氮衍生物的迫切需要,又相继创新和发展了一些更新、更有效的芳香偶氮化合物合成方法,综述了最近新型芳香偶氮衍生物合成方法的新进展,尤其强调了芳基肼的氧化脱氢反应和金属催化偶联反应、芳胺的氧化反应、硝基芳香化合物的还原偶联反应、芳香偶氮氧化物的转化与还原、叠氮芳香化合物的催化偶联与热分解反应以及芳香基重氮盐的偶合与催化偶联反应等在芳香偶氮化合物合成方面应用的新趋势.     

基于核酸分子杂交的免疫芯片抗体固定新方法

基于核酸分子杂交原理构建了一种新型抗体固定方法.先将抗体与寡核苷酸单链交联,再将两者的复合物与固相载体表面上的互补寡核苷酸链结合,从而将抗体固定到载体的表面.在磁珠表面对该固定方法进行实验,证明了方法的可行性.以本方法构建了针对转基因Bt Cry1Ac蛋白的免疫芯片,用Cy3标记二抗对其探针固定效果进行分析,并且在芯片上对Bt Cry1 Ac蛋白进行梯度浓度检测试验.结果表明,以本方法构建的抗体芯片,探针分布具有良好的特异性;探针层分布均匀,非特异吸附小;检测灵敏度达到0.01 ～ 0.05 μg/L;此外,通过杂交核酸双链的解离成功实现了芯片的再生,有助于解决传统抗体固定方法中芯片不可再生的问题.     

新型4-氨基喹唑啉衍生物的合成与抗癌活性研究

以香草醛(香兰素)为起始原料,合成了5个未见报道的化合物8a～8e。所得化合物由MS、IR、1H NMR、13C NMR和元素分析表征确认。其中,化合物8c和8e在10μmol/L药剂浓度下对人乳腺癌细胞Bcap-37的抑制率分别为88.1%和72.9%,值得进一步研究。     

2,2,2-三硝基乙基-N-硝基甲胺的热安全性

为评价2,2,2-三硝基乙基-N-硝基甲胺(TNMA)的热安全性, 得到计算TNMA热安全性参数用的基本数据, 用经验式估算了TNMA的比热容(C_p)和热导率(λ). 用键能贡献于生成热Q_f的加和法, 估算了TNMA的标准生成焓Δ_cH_m^θ(TNMA, s, 298.15 K). 用热力学公式计算了TNMA的标准燃烧焓ΔU_m^θ(TNMA, s, 298.15 K)和标准燃烧能Δ_cH_m^θ(TNMA, s, 298.15 K). 用Kamlet-Jacobs 公式估算了爆速、爆压和爆热. 用经验式估算了分解热(Q_d). 通过差示扫描量热(DSC)曲线和高灵敏度布鲁顿玻璃薄膜压力计测得的逸出气体标准体积(V_H)-时间(t)曲线, 得到了TNMA放热分解反应的动力学参数. 用上述基本数据得到了评价TNMA的热安全性参数: 自加速分解温度(T_SADT), 热爆炸临界温度(T_be0和T_bp0), 绝热至爆时间(t_TIad), 撞击感度50%落高(H₅₀), 热点起爆临界温度(T_cr), 被300 K环境包围的半厚和半径为1 m的无限大平板、无限长圆柱和球形TNMA的热感度概率密度函数S(T), 相应于S(T)-T关系曲线最大值的峰温(T_S(T)max), 安全度(SD), 临界热爆炸环境温度(T_acr)和热爆炸概率(P_TE). 结果表明: (1) TNMA有较好的热安全性和对热抵抗能力, 与环三亚甲基三硝胺(RDX)相比, TNMA易从热分解过渡到热爆炸; (2) 不同形状大药量TNMA 热安全性降低的次序为: 球>无限长圆柱>无限大平板; (3)TNMA有高的燃烧能、高的爆轰化学能(爆热)和接近环四亚甲基四硝胺(HMX)的爆炸性能, 其对冲击敏感, 冲击感度与季戊四醇四硝酸酯(PETN)和特屈尔接近, 可用作混合炸药主组分.