有机杂环化合物在金属表面的化学及电化学聚合

介绍了2004年国家自然科学奖二等奖获奖项目“有机杂环化合物在金属表面的化学及电化学聚合”的主要科学内容、学术界的引用评述以及在学科发展、人才培养方面的成果。     

秸秆材料的改性及其在水处理中的应用研究

当前水体污染问题日趋严重,寻求高效、环保,且成本低廉的水处理剂一直以来是水处理技术研究中的重要方向之一.秸秆是一类农作物废弃物,材料中富含纤维素和木质素等天然高分子,来源十分广泛,且是一类可再生资源.然而目前过剩的秸秆材料大多仍是通过焚烧处理,这不仅给大气环境带来危害.还造成资源的极大浪费.将秸秆材料通过适当的处理和改性,作为水处理剂,应用于污水处理中,无疑具有重要的现实意义和经济价值.本文详细综述了近年来国内外就秸秆材料的改性处理方法及其在水处理中的应用研究情况.     

明胶-聚丙烯酸纳米微球的一维自组装制备纳米棒

明胶-聚丙烯酸纳米微球可在4℃下自组装形成纳米棒,所形成的纳米棒结构规整并具有与纳米微球相同的直径.通过观察纳米棒形成的中间状态,发现该纳米棒由明胶-聚丙烯酸纳米微球一维排列而成.由于只有在较低温度下纳米微球才能形成棒状结构,并且圆二色性光谱数据证明明胶-聚丙烯酸纳米微球表面的明胶分子具有在低温下复性成为三螺旋构象的能力,因此可以推断明胶-聚丙烯酸纳米棒是由纳米微球表面的明胶分子通过复性为三螺旋结构所产生的氢键以及静电等力的作用一维自组装而形成的.     

一种耐高温聚苯并嗪的电化学合成

苯并噁嗪最先由 Holly和 Cope在 1 944年通过曼尼奇反应由苯酚、甲醛、胺合成而得 [1] .苯并嗪能够热聚合 .Ishida等 [2 ]在这方面做了大量工作 ,总结了热聚合苯并嗪的两种基本方法 .此外 ,某些苯并嗪还能象聚酚那样通过电化学方法沉积在金属表面形成聚合物来保护金属不受腐蚀[3] .但由于所得聚合物处于绝缘态 ,往往得不到自支撑的聚合物薄膜 .本文从乙腈 /氢氧化钠水溶液的混合溶液体系中成功地合成了一种新的自支撑的聚苯并嗪薄膜 ,其在空气中的热分解温度达 3 60℃ ,对酸、碱表现出很好的化学惰性 ,是一种很好的电极防腐材料 .…     

壳聚糖改性絮凝剂絮凝性能的研究

壳聚糖是一种性能优异的天然高分子材料。由于糖环上含有氨基,在酸性溶液中易形成阳离子型聚电解质,在水处理中显示出良好的絮凝性能。为了进一步提高壳聚糖的水处理性能,人们还通过化学方法制备高效壳聚糖改性絮凝剂材料。本文以一种壳聚糖改性絮凝剂——壳聚糖接枝聚丙烯酰胺共聚物为研究对象,以高岭土悬浊液为模拟水样,通过实验室烧杯实验,系统地研究了该材料的实际絮凝性能,考察了新型絮凝剂投加量和实际絮凝效果与原水温度、浊度的对应关系,并从絮凝机理角度讨论了絮凝剂投加量的变化规律。     

卤氢键桥联的铁(Ⅲ)配合物呈现出高于室温的自旋交叉行为

使用一个三齿配体2,6-二（苯并咪唑-2-基）吡啶（bzimpy）与三价铁离子反应,制备了一例单核的铁配合物[Fe^Ⅲ（bzimpy-1H）₂] Cl （1）（bzimpy-1H为bzimpy脱去一个质子后的产物）,并对其结构和磁性质进行了详细表征。单晶结构分析表明配合物中Fe（Ⅲ）中心处于畸变的N₆八面体配位环境,相邻的阳离子配合物基元与抗衡氯离子通过N—H···Cl氢键作用构建了超分子的三维结构。磁性研究和差示扫描量热法研究表明,配合物表现出高于室温的磁滞自旋交叉（SCO）行为（T_1/2↑=345 K,T_1/2↓=330 K）并且观察到低温光诱导激发自旋态捕获（LIESST）效应。磁构关系研究表明,氯氢键对配合物的双稳态SCO行为具有重要的作用。     

碲化镉量子点/聚吡咯纳米复合物的发光性质研究

通过原位种子聚合构筑了碲化镉量子点(CdTe QDs)/聚吡咯(PPy)纳米复合物。利用透射电镜、红外光谱及荧光发射光谱对其形貌、结构、光致发光性质进行了测试分析。研究结果表明, 复合物中CdTe量子点结晶良好。复合物中两组分间能级耦合相互作用使量子点表面陷阱态钝化, 从而导致对应CdTe量子点带间跃迁的410 nm发光峰的出现, 显示了复合物作为光电器件材料的潜在应用价值。     

环氧树脂/氧化石墨纳米复合物的等温固化行为研究

用示差扫描分析仪(DSC)研究了氧化石墨(GO)对N,N,N',N'-四缩水甘油基-4,4'-二氨基二苯基甲烷环氧树脂(TGDDM)/4,4'-二氨基二苯基砜(DDS)体系的等温固化反应的影响,用X射线光电子能谱仪(XPS)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)研究了GO上存在的官能团及其对TGDDM/DDS体系固化行为的影响,用热失重分析仪(TGA)研究了天然石墨和GO的热力学稳定性.XPS、FTIR和TGA结果表明,GO上存在的大量羟基、羧基、环氧基等官能团能够影响环氧树脂的固化行为.DSC研究发现,环氧树脂/氧化石墨纳米复合物的固化反应属于自催化类型,随着GO含量的增加,达到最大反应速率的时间不断减小,初始反应速率不断增大,这说明GO对环氧树脂的固化反应有促进作用.Kamal模型计算得到的结果表明,随着GO含量的增加自催化反应初期阶段表观活化能E1先减小再增大,而自催化反应结束后表观活化能E2略微减小.经Kamal模型扩散控制函数修正后,整个固化过程中拟合得到的结果与实验数据相当吻合.以上结果说明,少量的GO对TGDDM/DDS体系的固化反应起着催化作用.     

壳聚糖-聚丙烯酰胺接枝共聚物接枝率的测定

根据溶液的折光指数增量与溶液的组成间存在定量关系的原理提出了一种测定接枝聚合物接枝率的新方法, 并用此方法测定了壳聚糖-聚丙烯酰胺接枝共聚物的接枝率. 结果通过元素分析法测定样品中氮元素的百分含量, 以及运用折光指数增量法测定已知比例的壳聚糖与聚丙烯酰胺(PAM)混合物中二者的质量百分比进行佐证. 结果表明, 折光指数增量法测定接枝共聚物的接枝率也是可行的.     

高分子平衡熔点的统计热力学及相关分子能量参数的估算

高分子晶体普遍存在于塑料和合成纤维等合成高分子以及纤维素、淀粉、蚕丝和蜘蛛丝等天然高分子之中.高分子晶体的平衡熔点是我们了解其热力学性质的基本参数之一.在本文中我们首先介绍如何藉助格子模型和平均场假定来统计计算可结晶高分子溶液的配分函数,接着推导出微观分子间相互作用参数(即链单元间局部的平行排列相互作用)与高分子本体平衡熔点之间的关系.最后,我们由平衡熔点的实验数据来推算几种高分子的微观平行排列相互作用参数.