多核季胺盐类功能分子筛模板剂的合成

以1,6-己二醇,二正丙胺和三正丙胺为原料,合成了长链双核季铵盐和三核季铵盐功能MFI型分子筛模板剂,其结构经13C NMR和IR表征.     

石墨烯包覆天然球形石墨作为锂离子电池的负极材料，是否需要乙炔黑导电剂？

我们通过包覆炭化的方法制备得到了石墨烯包覆的天然球形石墨(G/SG)材料,并使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪以及多种电化学测试手段考察了不同石墨烯含量的复合材料的形貌结构及电化学性能。我们发现,在不添加乙炔黑(AB)的情况下,G/SG复合材料表现出较高的首次库伦效率,很好的循环稳定性和高倍率性能。当石墨烯包覆量为1%时,材料50次循环后的可逆容量可与添加10%AB的天然石墨电极(SG)等同;当石墨烯包覆量为2.5%时,材料的比容量完全高于添加10%AB的石墨电极。材料电化学性能的改善归因于石墨烯的包覆。一方面,石墨烯的柔软可变性可以保证天然石墨颗粒在充放电过程中的结构完整性,从而有效改善材料的循环稳定性;另一方面,石墨烯的存在提高了电极的导电性,促进更好导电网络的形成。因此,石墨烯包覆天然球形石墨材料中,石墨烯不仅是活性物质,也发挥导电剂的作用。当添加5%的乙炔黑时,在50 mA·g^-1电流循环50次后,5%G/SG电极的可逆容量从381.1 mAh·g^-1提高到404.5 mAh·g^-1,在1 A·g^-1电流时可逆容量从82.5 mAh·g^-1提高到101.9 mAh·g^-1,这表明G/SG电极仍然需要乙炔黑导电剂。乙炔黑颗粒填充在复合材料的空隙中,通过点接触的形式连接到G/SG颗粒,与石墨烯协同作用形成了更加有效的导电网络。尽管石墨烯包覆和乙炔黑添加对天然石墨电极具有积极的影响,例如增加了天然石墨电极的导电性和储锂性能(包括可逆容量,倍率性能和循环性能),但随着石墨烯或乙炔黑的增加,电极密度通常会降低。因此,在实际应用中应考虑石墨负极材料的质量和体积容量的平衡。这些结果对天然石墨的进一步商业应用具有重要意义。我们的工作为天然石墨电极在锂电池中的电化学行为提供了一种新的认识,并且有助于制备更高性能的负极材料。     

气相色谱-质谱法测定汽油中4种金属抗爆剂的含量北大核心CSCD

提出了气相色谱-质谱法测定汽油中四乙基铅、二茂铁、环戊二烯三羰基锰、甲基环戊二烯三羰基锰等4种金属抗爆剂含量的方法。汽油样品中加入一定量的己二酸二乙酯(内标)溶液,使其质量浓度为2.00 mg·L^(-1),待仪器稳定后,吸取1μL进行测定。4种目标物在HP-PONA色谱柱上以程序升温条件分离,质谱仪检测。根据保留时间和质谱图定性,特征定量离子结合内标法定量。结果显示:4种金属抗爆剂工作曲线的线性范围为0.10~50.00 mg·L^(-1),检出限为(3S/N)为0.0186~0.0301 mg·L^(-1);选择8家实验室,对7个加标浓度水平的样品进行精密度试验,结果表明无界外样品和界外实验室,并给出了方法的重复性限和再现性限;选择6家实验室,对空白样品进行3个浓度水平的加标回收试验,4种金属抗爆剂的回收率为95.1%~108%,回收率的相对标准偏差(n=6)为1.2%~3.8%;按照试验方法和原子吸收光谱法(GB/T 8020-2015、SH/T 0712-2002、SH/T 0711-2019)对6个空白加标汽油样品中的铅、锰、铁进行测定,试验方法所得回收率更接近100%。     

碳酸钙固硫固体进样测汞仪快速测定硫化铅精矿中汞

在使用固体进样测汞仪直接测定硫化铅精矿中汞时,由于试样中硫含量通常较高(高达30%以上),在测定过程中大量的硫被氧化会污染甚至腐蚀固体进样测汞仪的核心部件催化管,导致催化管寿命严重缩短。为解决该问题,建立碳酸钙固硫-固体进样测汞仪直接测定硫化铅精矿中汞的分析方法;并对Ca/S比,分解温度,分解时间,齐化时间等参数进行优化。在最优条件下,Hg的含量在2~20 ng和20~500ng线性范围内回归系数(R²)分别为0.9996和0.9998;方法检出限(LOD)为0.006 μg/g。用该法对3个典型样品进行测定,相对标准偏差RSD≤9%(n=7),加标回收率为96%~106%。该方法简单、快捷,准确度和精密度高,适合硫化铅精矿中汞的快速测定。     

UV/Vis-LED激发的香豆素吡啶鎓盐光引发剂的合成及性能

设计合成了3种基于香豆素骨架的紫外-可见发光二极管(UV/Vis-LED)可激发的新型吡啶鎓盐光引发剂, 并研究了这3种香豆素吡啶鎓盐的构效关系及其作为单组分自由基光引发剂在丙烯酸酯体系中的光引发活性. 紫外-可见吸收光谱分析表明, 这3种香豆素吡啶鎓盐在300~400 nm区域有较强吸收. 在LED@365 nm和LED@405 nm光源辐照下, 研究了3种光引发剂的稳态光解和光聚合动力学. 研究表明, 这3种香豆素吡啶鎓盐光引发剂在相应光辐照下都具有较好的光解速率. 此外, 3种光引发剂对丙烯酸酯都具有较好的引发活性. 构效关系研究表明, 吡啶环4号位引入推电子的甲氧基会使其引发丙烯酸酯单体聚合的活性降低; 而引入吸电子的乙酰基会使其引发丙烯酸酯单体聚合的活性增加. 差示扫描量热(DSC)实验表明, 此类吡啶鎓盐光引发剂具有较好的热稳定性. 当3种光引发剂与丙烯酸单体混合时可提升体系的热稳定性; 通过电子自旋共振(ESR)证明了活性物种的产生, 并对该类引发剂的引发机理进行了探讨.     

肉豆蔻酸单萜醇酯对布南色林经皮透过的影响

本文以环状单萜醇α-萜品醇、L-薄荷醇及链状单萜醇香叶醇、香茅醇为先导化合物,采用酰氯酯化法合成肉豆蔻酸α-萜品醇酯(TER-C14)、肉豆蔻酸-L-薄荷醇酯(MEN-C14)、肉豆蔻酸香叶醇酯(GER-C14)和肉豆蔻酸香茅醇酯(CIT-C14),并考察单萜醇及其肉豆蔻酯作为促透剂对布南色林(Blo)的促透效果。通过体外经皮渗透实验、体外释放实验和分子模拟技术初步探究单萜醇及其肉豆蔻酯的促透机制。结果显示,当GER-C14或CIT-C14为促透剂时,均有显著的促透效果(P<0.05),并且24h经皮累积透过量是空白组的4.84倍和4.45倍。促透机制为肉豆蔻酸单萜醇酯破坏药物与神经酰胺之间的氢键相互作用,增加脂质迁移率和药物的自由能,从而促进药物的渗透。肉豆蔻酸单萜醇酯有望作为新型促透剂在经皮给药系统中广泛应用。     

苯酚(醌)与烯烃的不对称[3+2]环化反应: 手性二氢苯并呋喃的合成进展

二氢苯并呋喃结构单元广泛存在于具有良好生物活性和药用价值的天然产物之中, 因而引起了有机合成化学家和药物化学家们的关注. 针对该结构单元所包含的C2和C3邻二立体中心的对映选择性构建, 也是目前有机合成方法学研究的挑战性问题之一. 在众多解决方案中, 以苯酚(醌)与烯烃为底物, 具体采用催化不对称和手性辅剂诱导的[3+2]环化两种方式, 可以构建具有光学活性的二氢苯并呋喃结构单元. 本综述将不同类型的手性催化剂和手性辅剂进行分类梳理, 介绍了近年来不对称[3+2]环化反应的发展, 并重点剖析其中涉及的立体选择性控制. 同时, 简要介绍了该关键方法在二氢苯并呋喃天然产物合成中的应用. 为了启发更加高效和普适性的新催化体系出现, 最后总结和展望了不对称[3+2]环化反应的发展趋势.     

一类肝靶向含钆大环磁共振对比剂的设计、制备与性能表征

肝靶向磁共振对比剂有助于肝细胞癌的早期诊断, 目前临床使用的线性对比剂存在导致病人肾源性系统性纤维化和钆离子沉积的风险. 本工作设计制备了一类含有乙氧芳基或甲氧苯基亲脂性基团、以DOTA-酰肼(DOTA: 1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraacetic acid)为Gd³⁺离子螯合基团的大环类磁共振对比剂. 0.5 T磁场下测得其纵向弛豫率r₁值介于3.7~5.4 L•mmol^-1•s^-1, 优于临床使用对比剂Gd-DOTA, 弛豫率最高的为对比剂7h (Gd-DOTAH-EOPEI) (EOPEI: 1-(4-ethoxyphenyl)ethanimine), 略高于临床使用肝靶向对比剂Gd-EOB-DTPA (EOB: ethoxybenzyl; DTPA: diethylenetriaminepentaacetic acid), 比我们前期制得的肝靶向磁共振对比剂5d提高了约15%. 动物活体体内肝靶向磁共振成像研究显示, 所制备对比剂7b、7g和7h具有作为肝靶向磁共振对比剂的应用潜力. 结合弛豫率和活体体内成像数据, 筛选出了先导化合物7h.     

MOF衍生的分层多孔三维N-CoPx/Ni2P大电流密度下加速析氢

氢气(H₂)具有能量密度高、环境友好等优点,是一种很有前景的清洁能源载体.目前,电催化水裂解大规模制氢被认为是一种理想可行的方法.析氢反应(HER)涉及多个步骤,首先形成吸附的氢(Volmer步骤),然后是脱附步骤(Heyrovsky步骤)或两个相邻的吸附氢形成H₂(Tafel步骤).与酸性介质相比,碱性介质中的HER可与现有的析氧反应(OER)催化剂偶合,降低电解水的设备成本,因此研究碱性条件下HER更具应用价值.但是,HER在碱性介质中不可避免地需要打破较强的共价键H–O–H,动力学缓慢,导致需要高过电位驱动反应.因此,开发适用于广泛的pH范围,特别是碱性介质高催化活性的催化剂,成为当务之急.金属铂是最高效的HER催化剂,但昂贵的价格严重阻碍了其在电解水中的大规模商业化应用.因此,开发过电位低和稳定性持久的非贵金属催化剂,特别是可以在大电流密度(>500 mA cm^-2的质子交换膜和碱性电解槽)下稳定工作的催化剂,对实际工业应用至关重要.过渡金属磷化物(TMPs),尤其是CoP和Ni₂P在HER中表现出了较好的催化活性,引起广泛关注.但是,有限的电子结构、低电导率和大电流密度测试过程中的团聚仍然是限制其实际应用的瓶颈.近年来,具有金属可调性、多孔型结构、高比表面积和多交叉开放通道的金属有机骨架(MOFs)已被证明是制备TMPs的理想前驱体.但是,在高温煅烧过程中无法避免MOF结构坍塌,导致开放通道和电导率降低,限制了电子/离子的传输以及在高电流密度下的电催化活性.本文通过TMPs和Co-MOF之间的简单拓扑化学转化制备了一种自支撑结构的N掺杂二元TMPs电催化剂(N-CoP_x/Ni₂P),以Co-MOF作为模板和前驱体,一部分泡沫镍原位磷化成Ni₂P,形成异质结构的双金属磷化物.扫描电镜和透射电镜结果表明,该催化剂呈三维多孔结构,有利于充分暴露活性位点.通过X射线光电子能谱分析了催化剂表面化学状态,发现形成了Co–N键,说明N掺杂成功.通过电化学测试结果表明,N-CoP_x/Ni₂P在全pH范围内表现出较好的HER活性,尤其在碱性介质中,当电流密度为650 mA cm^-2时,仅需要152 mV过电位.催化剂转化率为3.2 s^-1,法拉第效率接近100%,该催化剂在200 mA cm^-2电流密度下连续工作24 h无明显衰减.密度泛函理论计算表明,N-CoP_x/Ni₂P催化活性的增强归因于氮掺杂及双金属磷化物的协同作用提高了催化剂的本征活性位点,从而优化了氢吸附能和水结合能.综上,本文为廉价电催化剂的工业化应用提供了一种有前景的策略.     

离子交换法制备廉价而高效的可见光驱动CaMg(CO3)2@Ag2CO3微球光催化剂

Ag2CO3是一种典型的银基半导体,可在可见光照射下降解各种有机染料,但制备成本高,光腐蚀严重,稳定性差,难以循环利用等,因而限制了它的实际应用.针对这些问题,目前多数的改进措施是构建异质结,有效的分离光生电子与空穴来提高Ag2CO3的光催化性能.比如典型的异质结光催化剂有TiO2/Ag2CO3,Ag2CO3/ZnO,Ag2O/Ag2CO3和AgX/Ag2CO3等.也有在表面化学沉积,光化学还原Ag等贵金属形成等离子体等方式提高其光催化性能,但是很少通过特殊形貌控制以提高Ag2CO3的光催化性能.最近的研究表明,由于多尺度微球结构催化剂具有高效的光捕能力,同时具有比表面积大、易沉降,良好的物质传输能力和表面的渗透性,因而在液相光催化反应中具有明显的优势.因此,我们期望制备出一个多尺度微球结构Ag2CO3光催化剂.CaMg(CO3)2是一种具有微球结构的半导体,它与Ag2CO3有相同的阴离子结构,但是两者在水溶液中的溶解度相差较大,利用这个特性理论上可以将两个不同的半导体结合在一起,得到一种新型的复合微球.本文以CaMg(CO3)2微球为硬模板,通过简单的离子交换成功制备了粒径约为10μm的CaMg(CO3)2@Ag2CO3微球.利用X射线衍射、N2物理吸附、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱和紫外-可见漫反射吸收光谱、光电流等手段对在不同反应时间与温度下制得的CaMg(CO3)2与Ag2CO3的复合物进行了表征.结果表明,在40°C下Ag+与Ca2+、Mg2+离子交换4 h后,得到了一种多尺度CaMg(CO3)2@Ag2CO3复合微球.此时,微球中Ag2CO3的含量约为2.56%.结果表明,这种具有多尺度结构的复合微球能够增强可见光的吸收.电化学阻抗测试和光电流测试表明,CaMg(CO3)2核的存在可以降低光生载流子的迁移阻力,进而促进光生电子与空穴的分离.在光降解酸性橙II的测试中,核壳结构的CaMg(CO3)2@Ag2CO3复合微球表现出了更高的催化活性,而且具有更好的循环使用性能.同时,相对于纯Ag2CO3光催化剂来说,CaMg(CO3)2@Ag2CO3复合微球制备的成本大幅度降低.ESR测试证明了·OH为CaMg(CO3)2@Ag2CO3复合微球光催化过程中的主要活性物质.