阴离子型水性聚氨酯分散液胶束粒径及形态的研究

用甲苯二异氰酸酯(TDI)、二元醇、扩链剂(extender)通过“二步法”合成了阴离子型水性聚氨酯分散体。动态激光光散射对其胶束直径的测试结果表明,胶束的直径与聚氨酯结构中的二元醇/扩链剂摩尔比有密切的关系,同时也依赖于所用二元醇结构的亲水性。当聚氨酯结构中亲水单元与疏水单元的含量比处于某一数值时,胶束直径最小;亲水单元含量太多时,胶束因为水性介质的溶剂化作用而膨胀,直至成为溶液状态;当疏水性单元含量太多时,胶束因为水性介质的排斥而聚集沉淀。     

以接枝酪蛋白与聚吡咯为复合载体的葡萄糖氧化酶电极的研究

通过多步电化学聚合的方法,合成了以接枝酪蛋白与聚吡咯为复合载体的葡萄糖氧化酶电极,研究了工作电位、底物浓度、温度、溶液pH对电极电化学响应特性的影响,以及电极的灵敏性、专一性和重复性实验。实验结果表明:该酶电极的线性响应范围为1.0×10-6～1.43×10-2mol/L,其检出限为1.0×10-7mol/L,响应时间仅为8s,使用寿命超过1个月,并具有优良的重复性和高选择性。     

以纳米Ag与接枝酪蛋白为复合载体的葡萄糖氧化酶电极的研究

采用电化学方法从AgNO3 的柠檬酸水溶液中制备纳米Ag,并用激光光散射粒度分析仪和X_衍射仪对其粒径和形态进行了表征。以纳米Ag和接枝酪蛋白为复合载体制备了葡萄糖氧化酶电极, 研究了工作电位、底物浓度、温度、溶液pH对电极电化学响应特性的影响,以及电极的专一性和重现性实验。结果表明:制备的Ag粒子的粒径约为40 nm, 近似球形, 存在着一定的硬团聚; 该复合酶电极的线性响应范围为1.0×10-6~1.5×10-2 mol/L,响应时间仅为12 s, 并具有优良的重现性和高选择性。     

高性能聚丙烯腈碳纤维中纳米级微孔分析表征研究

高性能碳纤维由于其优异的性能,在各行各业中具有广泛应用。为深入研究碳纤维内结构与其性能之间的相关性,本文应用小角X射线散射研究了一系列典型的聚丙烯腈碳纤维样品,分析了样品内微孔的尺寸及取向,讨论了强度和模量与微孔的相关性,研究结果表明:高性能碳纤维的力学强度和模量与碳纤维内微孔缺陷的长度和长径比有关,控制碳纤维内微孔缺陷的长度有望实现高强碳纤维的制备,控制牵伸倍率从而控制碳纤维内微孔的长径比有望实现高模碳纤维的制备。     

氮硫共掺杂高比表面中空碳球的制备及其在电催化二氧化碳还原中的应用

化石燃料是现代能源体系的重要支柱,其大量使用导致大气中CO2浓度不断增加,加剧了全球变暖和环境恶化.因此,各国研究人员开发了大量技术手段以捕获和重新再利用CO2这一丰富的碳资源.其中, CO2电催化还原(CO2RR)技术在减少CO2排放和将其转化为有用化学品等方面极具潜力.但是, CO2RR具有反应能垒高和动力学过程缓慢等特点,进而限制其转化效率,故使用传统的贵金属材料(Ag, Au, Cu及Pd等)作为CO2RR高效的催化剂.然而,贵金属材料的大规模应用受限于它们成本高昂、稳定性差及环境毒性等缺点.在各类可替代贵金属催化剂中,碳材料因其廉价丰富、结构可调和导电性高的特点在CO2RR应用上展现出诱人的前景,因此,探索合适的碳基催化剂在高效催化二氧化碳领域具有重要的研究价值和意义.本文通过简单有效的方法制备了一种氮硫共掺杂的高比表面的碳基催化剂(SZ-HCN)用于CO2RR.首先利用表面活性剂胶束Triton X-100作为模板诱导调控,合成了具有中空结构的苯胺-吡咯共聚物,并以此为碳前驱体,通过一步热解共聚物和硫粉获得N和S共掺杂多孔碳,材料的高比表面积(1510 m2g–1)得益于中空结构和ZnCl2盐造成的纳米孔结构.值得注意的是,高比表面的多孔结构且有效共掺杂N/S,能提供更多的高活性催化位点和有利于相关反应物种的传输.通过扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜、高角环形暗场-扫描透射-元素分布、N2吸脱附等温分析及X射线光电子能谱等物理表征证实了催化剂材料的中孔结构和N/S共掺杂组分.进一步通过电化学测试分析和产物测试分析可知,电催化剂SZ-HCN在-0.60 V还原CO2为CO的法拉第效率高达93%,明显抑制竞争反应HER.此外,在-0.60 V恒电位下连续20 h测试,依旧保持稳定的电流密度(-5.2 m A cm–2)和高的CO选择性,显示了出色的耐久性和潜在应用性.我们采用密度泛函数理论探究N和S掺杂的影响,模拟计算可知,相比单一N掺杂的催化剂, N, S共掺杂可以提供更多的活性位点,降低CO2还原为CO反应中决速步生成COOH*的吉布斯自由能垒,进而提高催化活性.SZ-HCN催化剂展现出的优异CO2RR活性和稳定性主要归因于:(1)N和S元素均匀掺杂到碳基体中,两者的协同效应导致碳电荷再分布形成高活性位点,提高本征活性;(2)高比表面的多级孔结构提供了丰富的三相接触界面和有利的传输通道,便于反应相关物种的快速转移.该碳基催化剂材料在替代贵金属应用于CO2RR展示了一定的潜力.     

分子动力学模拟不同组分下CaO-Al2O3-SiO2系玻璃微观结构的转变

采用分子动力学模拟的方法研究了CaO-Al2O3-SiO2系玻璃的微观结构,发现Ca/Al=1/2时CaO-Al2O3-SiO2系玻璃(网硅酸盐体系)并不像传统理论认为的那样是一个完整的三维网络,而是存在一定量的非桥氧,从而从理论上进一步证实了Stebins等人的实验结果.同时也发现不同的Ca/Al比对Si和Al键接方式产生重要影响,在Ca/Al＞1/2时,Al比Si容易成为网络的中间体,其首先插入网络体中间;在Ca/Al＜1/2时,Si比Al容易成为网络中间体.虽然在能量上Al-O-Si占有扰势,但当Ca/Al从大于1/2变化到小于1/2时,仍有部分Al-O-Si转变成Al-O-Al和Si-O-Si,丰富了Al自回避规则的内容.     

丝素蛋白纤维的接枝聚合Ⅲ．丝素蛋白纤维的接枝聚合染色

本文提出了通过接枝聚合物将丝素蛋白纤维的染色的设想：在染料分子上引入丙烯酰基，然后将其接枝到丝素蛋白纤维表面。将2－羟基－4－丙烯酰氧二苯酮（HAOBP），1－羟基－2－丙烯酰氧蒽醌（HAOAQ）和1，5，8－三羟基－2－丙烯酰氧蒽醌（THAOAQ）等三种染料，分别用无引发剂存在下的接枝聚合法接枝到丝素蛋白纤维表面，使丝素蛋白纤维分别染成了浅黄、浅红和浅紫三种颜色。这样染色了的丝素蛋白纤维在浓酸或浓碱溶液中回流，未发生任何裉色现象，并且其热稳定性和紫外稳定性也得到了显著的改善。力学性能未下降。采用甲基丙烯酸甲酯（MMA）与染料单体共同进行接枝聚合染色，可以提高丝素蛋白纤维的光泽度，并可将接枝整理和染色两道工序合而为一。HAOBP、HAOAQ和THAOAQ在丝素蛋白纤维上的接枝率（mol单体／g丝），具有如下顺序，HAOBP＞HAOAQ＜THAOAQ。该顺序与它们的亲水性顺序恰好相反，这一结果支持了Imoto等人的无引发剂存在下的接枝聚合发生在丝素蛋白纤维的疏水区域的观点。     

[Ru(bpy)2tpphz]2+与Zn2+形成的双核配合物的荧光性质研究

The formation of heterobimetallic ruthenium(Ⅱ) complex was investigated by absorption and emission spectra. As an intercalator of DNA， the luminescent monometallic ruthenium(Ⅱ) complex [Ru(bpy)₂tpphz]²⁺ could coor-dinate with Zn²⁺ to form the nonluminescent heterobimetallic complex [Ru(bpy)₂(tpphz)Zn]⁴⁺. The emission in-tensity of complex decreased as increasing the amounts of Zn²⁺ and the luminescence was almost lost at the ratio of [Zn]/[Ru] of 1. After binding to DNA， the peripheral coordination site on the tpphz ligand remained accessible for Zn²⁺， the coordination occurred from the oppsite side of helix with respect to intercalated [Ru(bpy)₂tpphz]²⁺ and the nonluminescent heterobimetallic complex was formed. On the other hand， the [Ru(bpy)₂(tpphz)Zn]⁴⁺ also bound to DNA by intercalation and situated the region of the intercalated [Ru(bpy)₂tpphz]²⁺ between the base pairs of DNA. The complex looked like a molecular nut (the Zn²⁺) and bolt (the [Ru(bpy)₂tpphz]²⁺).     

钌(II)配合物与酵母tRNA相互作用的等温滴定量热研究

The interaction of metal complex with RNA has been studied by isothermal titration calorimetry (ITC) for the first time. ITC experiments show that complex [Ru(phen)2MPIP]^2 {phen= 1,10-phenanthroline, MP[P-2-(4-methylphenyl)imidazo[4,5-f]-1, 10-phenanthroline} interacts with yeast tRNA in terms of a model for a singleset of identical sites through intercalation, which is consistent with our previous observation obtained from spectroscopic methods, and this binding process was driven by a moderately favorable enthalpy decrease in combination with a moderately favorable entropy increase, suggesting that ITC is an effective method for deep studying the interactions of metal complexes with RNA.     

纳米Pb(II)-没食子酸配合物的合成及其燃烧催化性能

采用液相分散沉淀法制备了纳米Pb(II)-没食子酸配合物粉体. 用热重分析(TG)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、核磁共振仪(¹H NMR)、红外光谱仪(IR)、激光散射粒径分析仪和元素分析仪对样品的物相、形貌、粒径和组成进行了表征. 研究了没食子酸的浓度和分散剂用量对产物的粒子大小的影响. 并测试了产物对推进剂燃烧的催化作用. 结果表明: 产物的平均粒径约为30 nm. 没食子酸的浓度降低和分散剂用量增加均使产物的粒子减小. 产物能明显改善推进剂的燃烧性能, 使推进剂的燃速提高88%, 压强指数降低了70%.