Ti-MWW分子筛吸附H2O和NH3的结构和振动光谱的密度泛函理论计算

Ti-MWW分子筛具有10元环(10MR)孔道体系和12MR超笼以及外表面杯状空穴,在以H2O2水溶液为氧化剂的催化氧化反应中表现出不同于其他钛硅分子筛的特殊溶剂效应和立体选择性.已有的实验和密度泛函理论(DFT)计算研究表明,骨架Ti(IV)可能分布在10MR孔道和12MR超笼中.最近,我们采用DFT计算研究了Ti-MWW分子筛中骨架钛落位,通过比较Ti/Si替代能和红外振动光谱,提出Ti(IV)最可能落位在T1和T3位,并以[Ti(OSi)4]形态存在,显示960 cm–1钛特征振动峰.[Ti(OSi)4]物种水解时Ti–O键发生选择性断裂,生成具有翻转Ti–OH的[Ti(OSi)3OH]物种.由于Ti中心具有Lewis酸性,与配体分子络合后使Ti(IV)的配位状态改变. Ti-MWW分子筛中不同的骨架Ti(IV)落位和形态可能呈现不同的催化选择性.本文应用DFT研究了Ti-MWW分子筛中T1和T3位上不同钛物种与H2O和NH3的吸附作用,考察了其几何结构、吸附能以及红外振动光谱性质,为深入理解骨架Ti(IV)的微观结构及实验红外光谱表征提供参考数据.计算采用36T簇模型,从MWW分子筛晶体结构中分别以T1和T3为中心截取七层骨架原子,末端设为Si–H键并固定为1.46?.结构优化时松弛内部四层骨架原子并固定最外三层骨架原子.所有计算在B3LYP/6-31G(d,p)理论水平完成,计算的吸附能都经过BSSE校正,计算的频率以约化因子0.961校正.所有计算在Gaussian 09软件包完成.计算结果表明,四配位的[Ti(OSi)4]和[Ti(OSi)3OH]物种都能与H2O或NH3分子作用生成三角双锥的五配位络合物. H2O或NH3分子有选择性地进攻Ti–O键的Ti端,形成近乎直线的L–Ti–O键, L–Ti距离可达2.2–2.4?. T1位钛物种的Lewis酸性比T3位的略高.对于[Ti(OSi)3OH]物种, Ti–OH的存在使得Ti(IV)的酸性大大增强,表现出很强的吸附作用.此外,[Ti(OSi)3OH]物种也能通过Ti–OH基团与H2O和NH3形成氢键络合物,但是其吸附能比形成配位络合物的能量更小,说明配体分子更趋向于吸附在Ti中心形成配位络合物.自然键轨道分析表明, Ti(IV)中心的Lewis酸性归因于Ti的空4p轨道接受配体提供的孤对电子,并且属于LUMO+3.所有吸附络合物的特征振动频率分布在两个区域,即钛特征振动区域和羟基振动区域. T1和T3位的[Ti(OSi)4]物种的钛特征振动频率都在960 cm–1,与H2O形成五配位的吸附络合物之后,钛特征振动频率位移到970 cm–1.[Ti(OSi)3OH]物种的钛特征振动频率分别为990 cm–1(T1位)和970 cm–1(T3位),吸附H2O分子后都位移到980 cm–1.相应的NH3吸附络合物的钛特征振动峰频率都高出5 cm–1.分析表明,钛特征振动模式归属于Ti–O–Si键的不对称伸缩振动的协同振动.在羟基伸缩振动区域,气相H2O、末端Si–OH基团以及Ti–OH基团的羟基伸缩振动在3600–3760 cm–1.吸附H2O后,羟基伸缩振动移到3460–3150 cm–1区域.[Ti(OSi)3OH]物种与NH3和H2O形成氢键络合物后,钛羟基的伸缩振动频率分别红移500和1100 cm–1,出现在2700和3200 cm–1区域.吸附分子的O–H和N–H的伸缩振动频率略微蓝移,这反映了Ti物种具有Lewis酸性.     

有机相变材料的发展及在纺织领域的应用

相变材料因为其优良的热性能,被广泛应用于纺织品、航空航天、交通运输、农业、国防、建材、太阳能系统和医疗设备等领域。近年来,开发应用新型相变材料已经成为研究热点。本文首先概括介绍了相变材料发展进程,着重介绍了有机相变材料,包括它的分类、性能和应用。详细介绍了有机相变材料在纺织行业的应用,以及对调温纺织品测试手段的研究和建立的相关数学模型的建立。     

基于蒙特卡洛方法的X射线探测器能谱响应研究

为解决X射线荧光测量过程中的仪器刻度和校正难题,通过理论研究并运用蒙特卡洛方法对X射线荧光仪进行建模,得到了X射线探测器能谱响曲线。结果表明:模拟的X射线探测器能谱响应全谱与实测情况基本一致,而主成份谱线则高度一致,特征峰半高宽相对误差均在5%以内。方法为X射线荧光测量的仪器刻度和校正提供重要的研究信息,不仅为元素分析工作节省大量人力物力,也为无标样X射线荧光分析提供了有力的理论支撑。方法也可用于X射线荧光分析过程中的其他研究领域。     

pH和还原性双响应性壳聚糖纳米粒子作为药物传输载体

用硫辛酸修饰壳聚糖并制备纳米粒子,用催化量的二硫苏糖醇(DTT)处理得到二硫键交联的壳聚糖纳米粒子.二硫键结构的引入不仅使纳米粒子具有还原相应性,而且还引入疏水基团,疏水性的抗癌药阿霉素和荧光探针荧光素通过疏水作用负载于纳米粒子内.二硫交联结构的形成使负载的阿霉素在没有还原剂的环境中(模拟血液的低还原环境)的释放速率大大减慢,而在10 mmoL/L DTT(模拟细胞内高浓度谷胱甘肽环境)存在下,交联纳米粒子负载的阿霉素快速释放,这可归因于DTT还原二硫键使交联结构破坏.流式细胞实验表明,当介质的pH值由7.4(血液和正常组织pH值)降低到7.0、6.8和6.5(模拟肿瘤组织的微酸性环境)时,交联纳米粒子进入细胞的倾向逐渐增加,这是由于在中性环境中纳米粒子表面是电中性和亲水性的,而在酸性介质中,氨基的质子化使纳米粒子表面带正电荷,zeta电位数据证实这种推断.细胞毒性实验表明,在pH6.5的环境中负载阿霉素的交联纳米粒子对HeLa细胞的毒性大于在pH 7.4时的毒性.     

4-硝基咪唑A-带激发态结构动力学

通过共振拉曼光谱实验和量子化学计算的方法研究了4-硝基咪唑(4NI)A-带激发态衰变动力学. 对4NI的振动光谱、紫外电子吸收光谱、荧光光谱和共振拉曼光谱进行了指认. 在全活化空间自洽场法(CASSCF)/6-31G(d)计算水平下获得了单重激发态S₁(n_Oπ^*)和S₂(ππ^*)和势能面交叉点S₁(n_Oπ^*)/S₂(ππ^*)的优化几何结构和能量, 分析了A-带共振拉曼光谱的强度模式特征, 获得了短时结构动力学, 并结合全活化空间自洽场法(CASSCF)理论计算结果确定了4NI 在S₂(ππ^*)态衰变通道主要是S_{2, FC}→S_{2, min}(ππ^*)→S₀辐射弛豫.     

微波水热两步法合成高可见光响应Ag2S/ZnO及其光催化性能、机理

在不同的制备条件下,通过微波水热两步法获得了一系列Ag₂S/ZnO光催化剂,采用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)、扫描电子显微镜(SEM)和N₂吸附-脱附等测试手段对产物结构和形貌进行了表征。结果表明,产物以六方纤锌矿ZnO为主,其晶型结构并未随着反应温度和Ag₂S物质的量的增加而改变。Ag₂S的引入显著增强了光催化剂在可见光区的吸收,使吸收边带发生红移,同时抑制了ZnO(001)晶面的生长。另外,所得产物的形貌随着Ag₂S物质的量的增加从爆米花状转变为少量的柱体颗粒,且BET比表面积经过复合后明显减小。以罗丹明B为目标降解物,研究并比较了一系列Ag₂S/ZnO光催化剂对罗丹明B的光降解性能。结果表明,n_Ag2S/n_ZnO=1:10时,光催化剂在紫外光、可见光和模拟日光的照射下具有最好的光催化效果,优于目前应用最广泛的市售P25。另外,所制备的光催化材料Ag₂S/ZnO经4次循环使用后,其降解效率没有明显下降,表明该催化材料具有一定的光催化稳定性。经捕获实验研究发现,在Ag₂S/ZnO的光催化反应中空穴起主要作用,并根据绝对电负性估算了复合材料Ag₂S/ZnO的能带位置,据此提出了可能的光催化反应机理。     

欢迎订阅 欢迎投稿 欢迎刊登广告 《分析测试学报》

<正>国内刊号:CN 44-1318/TH国际标准刊号:ISSN 1004-4957国际刊名化代码CODEN:FCEXES邮发代号:46-104国外代号:BM 6013广告经营许可证:440000100186《分析测试学报》是由中国广州分析测试中心、中国分析测试协会共同主办的全国性学术刊物,中文核心期刊。刊登质谱学、光谱学、色谱学、波谱学、电化学、电子显微学等方面的分析测试新理论、新方法、新技术的研究成果,介绍新仪器装置及在生物、医药、化学化工、商检、食品检验等方面实用性强的实验技术。适合科研院所、高等院校、检测机构、医药、卫生以及厂矿企业分析测试工     

响应面法优化微波提取翻白草总黄酮

利用响应面法研究了翻白草总黄酮的微波辅助提取工艺.在单因素试验的基础上,以乙醇体积分数、液固比、提取温度、微波时间为自变量,总黄酮的得率为响应值,研究各因素及其交互作用对黄酮得率的影响.结果表明其最佳提取条件是:乙醇体积分数55%、液固比32 m L/g、温度82℃、微波时间10 min.此条件下,翻白草中黄酮的提取率为6.96 mg/g,与理论预测值基本吻合.     

仪器化多轴冲击和简支梁冲击标准与试验技术的比较

分析比较了仪器化多轴冲击标准ISO 6603-2和简支梁冲击标准ISO 179-2的异同,着重讨论了这些标准在测试技术上的不同要求,探讨了试验机性能对试验结果的影响,并提出了对试验机测控系统软硬件设计的技术要求。提出实验人员要了解不同类型冲击试验标准的差异,在实际测试过程中根据具体测试目的选择合适的试验方法;测试数据的精确度、曲线的质量保障和测试标准有关,还和试验机的性能有关,要求实验人员熟知试验机的核心技术参数,同时了解所选测试标准对试验机的要求,选择满足测试需求的试验机。     

双刺激响应型纳米载药系统的构建及性能

采用聚乙二醇单甲醚(mPEG)为亲水段,聚赖氨酸(PzLL)为疏水段,通过二硫键和碳氮双键串联桥连合成了两嵌段共聚物(mPEG-CN-SS-PzLL),其中的二硫键具有还原敏感性,碳氮双键具有pH酸敏感性。通过红外光谱和核磁共振谱等手段测试分析了产物的化学结构。将聚合物通过透析法自组装制备得到双刺激响应型纳米载药粒子。结果表明:该纳米载药粒子的药物包封率较高,达到52%。该载药系统在还原环境或酸性环境下具有良好的体外释药性能。