双核烷基咪唑过氧磷钨酸盐相转移催化剂合成及催化烯烃环氧化性能

合成并表征了一类双核长链烷基咪唑阳离子修饰的过氧磷钨杂多酸盐催化剂[Dnmin]1.5PW4O24,考察了催化剂在过氧化氢为氧源的烯烃环氧化反应中的催化活性.研究表明,这类催化剂在反应过程中表现出相转移催化现象,并具有较高的催化活性和选择性.其中,双核十二烷基咪唑杂多酸盐催化剂[D12min]1.5PW4O24的活性最佳,其环己烯转化率和环氧环己烷选择性分别达到97.7%和96.3%.催化剂在经过简单离心分离后可重复使用,重复使用4次后环己烯转化率和环氧环己烷选择性仍可分别达到72.4%和97.2%.催化剂[D12min]1.5PW4O24在其它几种烯烃的环氧化反应中均表现出相转移催化特性,且具有较高的催化活性.     

FeO/Pt(111)与FeO2/Pt(111)的几何、电子结构及表面氧活性的第一性原理研究

采用密度泛函理论系统研究了超薄氧化物膜/金属体系FeO/Pt和FeO₂/Pt及其表面不同区域(FCC,HCP和TOP)的几何结构、电子性质及氧的活性.研究发现,表面O-Fe高度差δ_z作为一个重要的特征结构参数直接影响局域表面静电势和表面氧的结合能: δ_z越大,静电势越大,氧的结合能越弱.计算发现,在FeO/Pt体系中,δ_z顺序为FCC > HCP > TOP,而FeO₂/Pt中是FCC > TOP > HCP.此外,在FeO/Pt中,电荷转移方向是从氧化物膜到衬底,Fe的表观价态为+2.36,表面功函较纯Pt(111)的变化可忽略; 而FeO₂/Pt中,电荷转移的方向是从衬底到氧化物,Fe的表观价态为+2.95,表面功函较纯Pt增加1.24 eV.进一步分析了电荷转移和表面偶极对电子性质的作用机制.这些研究结果对于认识超薄氧化物薄膜对表面几何结构、电子性质、表面氧活性的调制具有重要的启示意义.     

苯基硫脲对6063铝合金表面化学镀镍层电化学性能的影响

采用极化曲线及交流阻抗技术研究了不同浓度的苯基硫脲(稳定剂)对6063铝合金表面镍层的电化学性能的影响。极化曲线结果表明,镀液中加入苯基硫脲后的镀镍层比基体铝合金具有更正的腐蚀电位(Ecorr)、小孔(点)腐蚀电位(Epit)及更低的腐蚀电流(icorr)。为了解释镍层的电化学性能,建立了等效电路模型,并拟合出了表面电阻(Rcoat)及电容(Qcoat),电荷转移电阻(Rct)及双电层电容(Qdl)等腐蚀参数。交流阻抗研究结果表明,加入6～10 mg/L苯基硫脲后的镀镍层具有较高的表面电阻(Rcoat)、电荷转移电阻(Rct)及较低的表面电容与双电层电容(Qcoat与Qdl)。镀镍层的交流阻抗谱及极化曲线的测试结果表明,制备的镀层具有较好的耐腐蚀性能,并且相互吻合。采用扫描电子显微镜及能谱对化学镀镍层的表面形貌及成份进行了分析。结果显示,表面处于较均匀的状态,磷元素的质量分数超过10%。     

冷冻去脂-液液分配净化/气相色谱-质谱法测定化妆品中16种多环芳烃

建立了保湿护肤系列化妆品中16种多环芳烃的气相色谱-质谱测定法。对于水剂样品,采用环己烷提取、浓缩等简单前处理;对于膏霜剂样品,采用乙腈+丙酮(8+2,V/V)涡旋提取样品中的待测物,提取液经冷冻去脂、液液萃取净化(氨水-环己烷、水-环己烷),气相色谱-质谱法测定。16种多环芳烃在1～50μg/L均与对应峰面积呈良好线性关系。添加量在1～50μg/kg时,平均回收率(n=6)为78.1%～103.7%,相对标准偏差为2.4%～7.1%,方法检测限为1～10μg/kg。该法可用于化妆品中16种多环芳烃的测定。     

一种新型黄色荧光类水滑石材料的制备及表征

用适量的Zn(Ⅱ)取代镁铝水滑石中的Mg(Ⅱ),同时将一定量的2-对联苯基-8-羟基喹啉分散到类水滑石层间的亲油性阴离子中,使其与层板表面上的Zn(Ⅱ)配位,用一步法合成、组装得到一类新型黄色荧光类水滑石复合物(Zn-(HQ-4-biPh)-HTlc)。采用荧光光谱、红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜和热分析等对其进行了表征。研究结果表明,Zn-(HQ-4-biPh)-HTlc在蓝光(481 nm)激发下可发出黄色荧光(554 nm),与其相应的含锌配合物(Zn[2-(p-biph)-8-Q-O]2)相比,不仅可节省配体用量,而且具有更高的发光强度和更好的热稳定性,有望在白光LED等光电领域得到应用。     

基于自交联杂萘联苯聚芳醚阴离子交换膜制备及其物理化学性质

以氯甲基杂环聚醚酮(CMPPEK)为原料,加入三乙胺进行铵化,并分别加入二乙烯三胺(DETA)和二乙胺(DEA),生成的仲胺基(或叔胺基)与邻近分子链氯甲基团进行自交联.经过制膜和离子交换反应,制备了DETA自交联杂萘联苯聚芳醚阴离子交换膜(DETA-QPPEK-OH)和DEA自交联杂萘联苯聚芳醚阴离子交换膜(DEA-QPPEK-OH).采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱对制备自交联膜的化学结构进行表征.研究了DETA-QPPEK-OH和DEA-QPPEK-OH膜的理化性质,结果表明前者具有较低吸水率和更低溶胀度.通过研究DETAQPPEK-OH和DEA-QPPEK-OH膜的离子传导率随温度的变化规律,结果表明在80°C时其离子传导率分别达到0.060和0.028 S cm-1,表明本文制备的自交联膜具有较高离子传导率.此外还通过热重分析(TGA)对两类自交联膜的热稳定性进行了研究.     

酸性AlCl3-BMIC离子液体中的铝阳极溶解

采用线性扫描伏安法研究了Lewis 酸性AlCl₃-BMIC (BMIC: 1-butyl-3-methylimidazolium chloride)离子液体中铝电极的溶解. 铝电极在阳极极化时出现了钝化现象, 钝化是由于在铝电极表面形成了固体AlCl₃钝化膜造成的. 铝的电化学溶解过程可以依次分为三个区: 电化学控制区、过渡区和钝化区. 在电化学控制区, 铝的电化学溶解速率随着电位的正移而逐渐增加; 在过渡区, 由于电极表面AlCl₄^-和Al₂Cl₇^-浓度发生改变而析出固体AlCl₃使得铝电化学溶解速率随着电位的正移而逐渐减小; 当钝化膜形成之后, 铝的电化学溶解速率不再随着电位的正移而发生改变, 铝溶解进入钝化区. 增加搅拌、升高温度、降低离子液体AlCl₃摩尔分数都可以增加铝溶解阳极极限电流密度.     

用于直接甲醇燃料电池的侧链型磺化聚芳醚酮/聚乙烯醇交联膜的制备与性能研究

以高磺化度的侧链型磺化聚芳醚酮(S-SPAEK)和聚乙烯醇(PVA)为原料,通过溶液共混的方法在120℃下制备了PVA含量不同的S-SPAEK/PVA交联膜.红外光谱图表明S-SPAEK聚合物中的磺酸基团与PVA中的羟基反应生成酯键而形成共价交联.通过对交联膜的性能测试发现PVA的引入明显降低了膜的甲醇渗透系数,改善了膜的溶胀性,提高了膜的保水能力.S-SPAEK/PVA(85/15)交联膜水的脱附系数从S-SPAEK的3.1×10-8 cm2/s降低到2.9×10-9 cm2/s.在25℃和60℃时S-SPAEK/PVA(85/15)交联膜的甲醇渗透系数分别为2.6×10-7cm2/s和3.9×10-7cm2/s,明显低于相同温度下的纯S-SPAEK膜的8.1×10-7cm2/s与14.5×10-7cm2/s,而其质子传导率虽然有所下降,但是在25℃和80℃时分别达到了0.055 S/cm和0.083 S/cm,能够满足直接甲醇燃料电池(DMFCs)对质子交换膜的要求,有望在DMFCs中得到应用.     

Pt 含量对Co@Pt/C核壳结构催化剂性能的影响

采用两步还原法制得Co@Pt/C核壳结构催化剂, 其中Co与Pt 的总质量分数为20%. 通过改变金属前驱体的用量, 制备了不同Co:Pt 原子比的Co@Pt/C 催化剂, 以20% (w) Co@Pt(1:1)/C 与20% (w) Co@Pt(1:3)/C 表示. 采用透射电镜(TEM)、光电子射线能谱分析(XPS)、循环伏安(CV)、线性扫描伏安(LSV)等方法考察了其结构与性能, 并与实验室早先制备的40% (w) Co@Pt/C 催化剂进行了比较. 自制20% Co@Pt(1:1)/C 与20% Co@Pt(1:3)/C 催化剂的金属颗粒直径约为2.2-2.3 nm, 在碳载体上分散均匀, 粒径分布范围较窄, 电化学活性比表面积(ECSA)分别为56 和60 m²·g^-1, 均超过商用催化剂20% Pt/C(E-tek) (ECSA=54 m²·g^-1). 20%Co@Pt(1:1)/C 与20% Co@Pt(1:3)/C 的半波电位相较于40% Co@Pt(1:1)/C 和40% Co@Pt(1:3)/C 均向正向移动, 表现出更好的氧还原(ORR)催化活性, 并有望降低催化剂的成本, 在质子交换膜燃料电池领域表现出良好的应用前景.     

纳米材料修饰电极上吸附态葡萄糖氧化酶的酶活性和电活性的比较

采用石英晶体微天平(QCM)技术, 监测了裸金(Au)电极、电沉积纳米金的金电极(Au_ed/Au)、多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰的金电极(MWCNTs/Au)以及MWCNTs 修饰后再电沉积纳米金的金电极(Au_ed/MWCNTs/Au)上葡萄糖氧化酶(GOx)的吸附过程, 测算了吸附固定的GOx质量. 通过阳极恒电位检测吸附酶与葡萄糖发生酶反应所产生的过氧化氢, 考察了这些酶电极的安培响应, 并测算了各吸附态GOx的质量比生物活性(MSBAi).也通过循环伏安法研究酶的直接电化学, 测算了各吸附态GOx的电活性百分数(EAP_i). 实验结果表明, 酶吸附量和酶电极的安培响应满足MWCNTs/Au > Au_ed/MWCNTs/Au > Au_ed/Au > Au 的顺序; MSBA_i满足Au > Au_ed/MWCNTs/Au > Au_ed/Au > MWCNTs/Au的顺序; 而EAP_i则满足MWCNTs/Au > Au_ed/MWCNTs/Au > Au_ed /Au > Au的顺序. 根据酶和纳米材料的亲疏水作用以及酶的吸附量对实验结果进行了合理解释, 也定量验证了电极上吸附酶分子的总生物活性与酶电极的安培响应呈正相关关系, 所得数据和结论有助于纳米材料固定酶及其安培酶电极的研究.