含氟偶氮苯光响应性聚合物的合成及性能

以1,2,3,4,5-五氟苯胺为原料, FeSO-4?7H2O负载的KMnO4为氧化剂, 制得全氟代偶氮苯, 在KOH作用下醇解, 进行丙烯酰化反应, 得到光响应性的功能单体4-甲基丙烯酰氧基九氟偶氮苯, 用GC-MS, 元素分析及NMR等方法对功能单体进行表征, 并研究了其光异构化性能. 以4-甲基丙烯酰氧基九氟偶氮苯(MANFAB)为功能单体, 与十字交联剂三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TRIM)在自由基引发下合成了光响应性的三维交联聚合物, 并研究了其光响应性质.     

加盐导致的全氟辛酸盐表面活性的反常行为

通过测定全氟辛酸铵(APFO)、全氟辛酸三甲铵(TMHPFO)、全氟辛酸三乙铵(TEHPFO)在不同浓度NaCl (0.1, 0.3, 0.5 mol•L^－1)存在时水溶液的表面张力曲线, 考察不同反离子的氟表面活性剂其表面活性随无机盐浓度的变化. 结果表明, NaCl对APFO的胶束化有明显的促进作用|对于TMHPFO和TEHPFO则在NaCl浓度较低时有很小的促进作用, NaCl浓度较高时由于Na^＋和N(CH₃) (或N(CH₂CH₃) )之间的离子交换作用反而临界胶束浓度(cmc)增大. APFO, TMHPFO的最低表面张力(γ_cmc)随着NaCl浓度的增大而增大. 而对于TEHPFO, 少量NaCl的加入有利于降低γ_cmc、然后随着NaCl浓度的增大TEHPFO的γ_cmc增大. 这说明, 加盐溶液中始终存在着屏蔽效应和离子交换作用的竞争, 随着NaCl浓度增大离子交换趋势增大|对于疏水性较高的三乙铵离子在NaCl存在的情况下离子交换作用导致的γ_cmc升高需要更高的NaCl浓度才能显现. 通常认为外加无机盐是增强表面活性剂的表面活性的方法之一, 本工作表明, 对于有些反离子为有机阳离子的氟表面活性剂, 外加无机盐, 如NaCl, 不仅不能起到显著的增效作用, 浓度大时甚至会降低表面活性剂的效能. 所以这类表面活性剂在实际使用时应尽量避免高盐环境.     

二(三氟甲基磺酰)亚胺锂对磷酸铁锂正极高温行为的影响

系统研究了电解质锂盐对磷酸铁锂电极高温性能的影响, 并探讨了相关的作用机理. 差示扫描量热仪测试显示, 与LiPF₆相比, 二(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)和LiBF₄具有对水份稳定且热稳定性好的优点, 更适合高温条件下使用. 应用等离子体发射光谱考察LiFePO₄在55 ℃和不同电解液体系中铁离子溶出程度, 结果表明, 在LiTFSI和无氟锂盐电解液中LiFePO₄的铁很少溶出, 而在LiPF₆电解液中却溶出严重, 且FePO₄的铁溶出量高于LiFePO₄. 循环伏安和光学显微镜测试结果显示少量LiBF₄的加入能有效抑制LiTFSI对集流体铝箔的腐蚀. 以LiTFSI和LiBF₄作为混合锂盐配成的电解液能显著改善LiFePO₄/Li电池的高温电化学性能, 在55 ℃和1 C倍率下循环40次后放电比容量达147.7 mAh/g.     

含大环多胺的两亲性小分子的设计合成及与DNA的相互作用

本文设计合成了两个含大环多胺亲水基团和甾体亲脂结构的两亲性小分子化合物, 化合物的结构经过核磁共振谱, 红外光谱和高分辨质谱确证. 凝胶电泳实验显示这类化合物与Sn-甘油-1,2-二油酰-3-磷酰乙醇胺 (DOPE)形成的阳离子脂质体对DNA有很强包裹能力. 两种脂质体M1和M2分别在N/P比为7和5时即可完全包裹质粒DNA. 另外, 这类脂质体与DNA形成的复合物的粒径经测定在160~220 nm之间, zeta电位为+20~40 mV. 实验结果显示这类脂质体具备了作为非病毒基因载体的潜在性, 可为设计阳离子脂质提供新思路.     

含有三氟乙烯基芳基醚侧基的聚丙烯酸酯的合成与表征

研究了聚丙烯酸酯侧基上引入三氟乙烯基芳基醚结构单元的方法. 首先, 合成了含有三氟乙烯基芳基醚侧基的丙烯酸酯单体, 然后通过原子转移自由基聚合实现了该单体的均聚和无规共聚, 得到了含有三氟乙烯基芳基醚侧基的聚丙烯酸酯聚合物, 聚合物的分子量分布较窄. 通过控制共聚投料比, 可以得到具有不同含量三氟乙烯基芳基醚侧基的无规共聚物.     

“陈试剂”作为三氟甲基源机理的理论研究

FSO₂CF₂CO₂Me (MFSDA)是陈庆云院士课题组于1989年开发的一种十分有效的三氟甲基化试剂,在学术界和工业界有着广泛地应用,是我国有机氟化学领域早期最重要的研究成果之一,该试剂也被命名为“陈试剂”.此研究采用密度泛函理论(DFT)方法研究了碘化亚铜介导“陈试剂”形成三氟甲基亚铜的反应机理.计算结果揭示了反应中碘化亚铜催化剂的双重作用:一方面碘负离子通过进攻“陈试剂”中具有亲电性的甲基启动反应;另一方面一价铜阳离子络合物捕获原位生成二氟卡宾形成二氟卡宾亚铜中间体.发现与过去普遍假设的机理不同,(1)关键的脱羧过程并不需要一价铜阳离子参与,(2)三氟甲基是通过二氟卡宾亚铜中间体与氟离子络合后形成,而非二氟卡宾直接捕获氟离子.研究结果丰富了对“陈试剂”形成三氟甲基源的认识,为进一步开发基于“陈试剂”的新反应提供了理论依据.     

钯催化下杂芳基溴代物与偕二氟烯丙基硼试剂的交叉偶联反应

使用二叔丁基苯基膦预配位的氯化钯(P(t-Bu)₂Ph)₂·PdCl₂为催化剂,实现了钯催化下偕二氟烯丙基硼试剂与杂芳基溴代物的偶联反应.该方法不仅体系简单,反应效率高,区域选择性优秀,可以克量级制备产物,而且具有良好的官能团兼容性,适用于一系列不同类型的杂环底物,为合成偕二氟烯丙基杂芳烃化合物提供了一种高效方法.     

氧化石墨烯负载的Pt单原子催化硼胺烷水解机理的理论研究

本文研究了氧化石墨烯负载Pt单原子(Pt₁/Gr-O)催化硼胺烷(NH₃BH₃)全水解反应机理,即一分子的NH₃BH₃生成三分子的氢气(H₂)的过程. 在水解路径中,首先吸附的硼胺烷连续断裂两个B-H键生成第一分子的H₂. 接着,一个H₂O分子与^*BHNH₃基团(^*表示吸附态)反应生成^*BH(H₂O)NH₃,其中伸长的O-H键断裂后形成^*BH(OH)NH₃. 然后,第二个H₂O与^*BH(OH)NH₃反应生成^*BH(OH)(H₂O)NH₃,在指向Pt₁/Gr-O表面的O-H断裂后,生成BH(OH)₂NH₃并脱附到水溶液中. 两个水分子脱氢产生的两个H原子脱附生成第二个H₂分子,且Pt₁/Gr-O催化剂恢复. 脱附后的BH(OH)₂NH₃在水溶液中水解生成第三个H₂分子. 纵观整个水解反应,H₂O分子和^*BHNH₃基团的结合是反应速控步,其反应能垒是16.1 kcal/mol. 因此,Pt₁/Gr-O有希望成为室温催化NH₃BH₃全水解催化剂.     

草酸根作用下Co3O4八面体的控制合成

在草酸根的作用下,采用水热法合成了暴露八个(111)晶面的Co3 O4八面体.采用XRD、SEM、TEM和HRTEM等手段对产物进行了表征和分析,结果表明该Co3 O4八面体呈立方晶相且具有很高的结晶性.详细研究了反应时间、反应温度、草酸根浓度等反应条件对Co3 O4形貌的影响.研究表明草酸根可选择吸附在Co3 O4的(111)晶面,通过其较大的空间位阻限制(111)晶面的生长,从而使该晶面得以最终暴露.由于(111)晶面具有较高的能量,该Co3 O4八面体具有良好的高氯酸铵(AP)催化热分解性能.     

聚偏氟乙烯/聚醚型热塑性聚氨酯弹性体共混物的相互作用及增容机理

采用流延成膜法制备了4种增容改性的聚偏氟乙烯（PVDF）与聚醚型热塑性聚氨酯弹性体（TPU）固体共混物（PVDF/TPU）.结合分子动力学模拟研究了PVDF/TPU的相互作用,并探讨了其增容机理.研究结果表明,与PVDF/TPU-1,PVDF/TPU-2及PVDF/TPU-3相比,加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷-端氨基丁腈橡胶（GPTMS-ATBN）后,PVDF/TPU-4的2个玻璃化转变温度（T_g）相互靠近,两相界面存在分布梯度,构成了双相连续的微观结构,表明GPTMS-ATBN增容PVDF/TPU共混物具有显著效果.同时,PVDF/TPU-4的共混结合能大幅减小,二面角扭转能、键角弯转能等明显增大,表明PVDF及TPU与GPTMS-ATBN之间发生相互作用.傅里叶红外光谱（FTIR）及X射线光电子能谱（XPS）证实了GPTMS-ATBN增容PVDF/TPU的机理为GPTMS-ATBN中ATBN链段与PVDF彼此缠绕,相互混溶,而水解后两端GPTMS中大量羟基与TPU分子链中氨基甲酸酯键及醚键相互吸附,从而生成了氢键.