氧化环境和比例对改性Hummers法制备GO的影响

以鳞片石墨(GR)为原料,采用改性Hummers法液相氧化方法制备氧化石墨,通过超声剥离的方法剥离出片状的氧化石墨烯(GO),探讨了H₂SO₄环境与H₂SO₄+H₃PO₄混酸环境和KMnO₄与GR的比例对GO制备的影响。采用FTIR、UV、TG、XRD、SEM和XPS等分析手段对制备的GO进行分析。结果表明：GO外貌是呈褶皱片状,在片层上主要有C=O、C-OH、-COOH和C-O-C等官能团,以共价键形式存在石墨层间;通过TG与XPS数据分析表明在H₂SO₄ H₃PO₄混酸环境下制备的GO含氧官能团较多,并且(KMnO₄)与鳞片石墨的最佳比例是1:4。     

环烷酸对油水界面膜流变性质的影响研究

研究了环烷酸对油水界面膜界面张力、弹性模量、损耗模量以及界面膜破裂速率常数的影响,同时对环烷酸与沥青质之间的相互作用进行了测定。结果表明,环烷酸使得原油油水界面张力下降;弹性模量随着环烷酸加量以及振荡频率的增加都分别逐渐增大,并且最终都趋于平衡;在任何振荡频率值时,损耗模量都随着环烷酸加量先增大后减小;当环烷酸加量增加时,界面膜破裂速率常数降低。环烷酸与沥青质之间存在相互作用,随着环烷酸加量的增加,其对沥青质界面膜弹性模量的影响与对原油界面膜弹性模量的影响相似,表明环烷酸主要是通过与沥青质相互作用而促进乳状液稳定性的。     

S→N烷基重排反应的机理和溶剂化效应

采用密度泛函理论的B3LYP方法、从头算的MP2方法和自洽反应场极化连续模型(PCM),在6-311++G(2d,2p)基组水平上研究了N,N’-二甲基-S-异苯并呋喃在气相和溶液中发生S→N烷基重排反应的机理、溶剂效应和取代基效应.结果表明:该反应通过四元环机理和双位迁移机理生成产物,在气相和溶剂水中,双位迁移途径的能垒均比四元环途径低,反应主要通过双位迁移途径生成产物.在气相,苯环上发生-Cl,-NO2和-OCH3取代时,双位迁移途径的能垒在MP2/6-311++G(2d,2p)水平上比没有取代时分别低4.18,7.61,4.96kJ/mol,反应的取代基效应不明显.而在溶剂水中,苯环上发生-Cl,-NO2和-OCH3取代时,双位迁移途径的能垒在PCM-MP2/6-311++G(2d,2p)水平上比气相时分别低37.73,39.96和37.17kJ/mol,反应的溶剂化效应非常明显.理论研究结果与实验观察结果一致.     

基于自组装溶胶凝胶法无机Janus纳米片的制备及其乳化性能研究

论文首先采用水解苯乙烯-马来酸酐共聚物为乳化剂,正硅酸乙酯、亲油性硅烷偶联剂和亲水性硅烷偶联剂三种前驱体溶于石蜡做为油相(分散相),水为连续相,乳化分散后通过溶胶凝胶法,制备得到了表面亲水/内部亲油的核壳实心微球;然后超声清洗除去石蜡后得到了表面亲水/内部亲油的二氧化硅空心球,将其破碎后即得到了无机Janus纳米片。实验过程中分别考察了前驱体浓度、烷偶联剂种类、破碎方式对纳米片形成的影响以及油相种类、乳化时间、纳米片加量和油水比对纳米片乳化性能的影响。实验结果表明:制备过程中建议三种前驱体在油相中总浓度为30 wt%,亲油性硅烷偶联剂和亲水性硅烷偶联剂分别为十八烷基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基-γ-氨丙基)甲基二甲氧基硅烷,破碎工具为粉碎机;乳化性能评价时Janus纳米片对柴油形成O/W乳液的乳化性能最好。     

基于金/巯基相互作用的功能分子在磁性高分子复合微球表面可控组装研究

建立了一种基于金纳米粒子与巯基相互作用的在磁性高分子复合微球表面高效组装功能分子的新方法.首先制备了粒径均一的介孔磁性纳米粒子簇(MSP),利用蒸馏沉淀技术在MSP上包覆一层―S―S―键交联的聚甲基丙烯酸壳层(P(MAA-Cy)),并将直径10~30 nm的金纳米粒子沉积在MSP@P(MAACy)复合微球表面,从而获得MSP@P(MAA-Cy)-Au NP复合微球.调控HAu Cl4的投料量可以控制金纳米粒子沉积数量和尺寸.利用金粒子和巯基之间的强相互作用,将巯基修饰的荧光分子快速可控组装在MSP@P(MAA-Cy)-Au NP微球上.作为模型示范,实现了一次在MSP@P(MAA-Cy)-Au NP微球上快速固定单种或多种功能分子,为即时、高效、定量在功能微球(靶向药物载体等)上修饰功能分子提供了一种可选择的解决方案.     

基于β-环糊精与偶氮苯衍生物的超分子囊泡体系的构筑

运用铜催化的叠氮-炔基Husigen-Click环加成反应,首先设计合成了具有环糊精与三联吡啶基团的化合物A,使其同时具有了主客体识别位点和金属—离子配位位点,接着合成了具有烷基链的偶氮苯衍生物B,通过自组装,化合物A与B形成超分子聚集体.在A与B物质的量之比为1∶1时,其在H2O与四氢呋喃(THF)混合溶剂中可自组装形成具有双层膜结构的囊泡,并观察了囊泡在室温下的稳定性.可以通过调节紫外/可见光照控制该囊泡体系的结构,通过加入Fe2+使囊泡解组装.此外,我们通过Job's曲线证明A与B进行了1∶1包合,通过紫外滴定法表明加入Fe2+后的体系中,A与Fe2+离子的配位比为2∶1.     

新型高吸水聚合物凝胶型屏蔽暂堵剂MTC-1的合成及性能

以丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为原料，蒙脱土（MMT）为改性剂，过硫酸钾和无水亚硫酸氢钠为氧化还原引发体系，六亚甲基四胺（C₆H₁₂N₄）为交联剂，采用水溶液聚合法合成了一种新型高吸水聚合物凝胶型屏蔽暂堵剂（MTC 1），其结构经IR表征。在最优合成条件（AM/AMPS/AA=11/7/1, m/m/m，引发剂加量0.6 wt%，于45 ℃反应2.5 h）下，MTC-1的最大吸水倍率为1006倍。岩心流动实验结果表明：MTC-1的堵水性能较高，封堵效率达到83.72%。     

镁掺杂氧化铈整体式催化剂催化CO2和CH3OH直接合成碳酸二甲酯

采用共沉淀法成功地合成了不同Mg掺杂量的Ce_1-xMg_xO₂(x=0.05、0.10、0.15、0.20)固溶体催化材料,并运用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附测试、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)、CO₂程序升温脱附(CO₂-TPD)等技术对这些材料进行了表征。结果发现,通过调控CeO₂晶格中Mg的含量,可以调控所制备的Ce_1-xMg_xO₂催化材料的粒径、比表面积、表面缺陷等。其中Ce_0.90Mg_0.10O₂展现了最佳的表面性质,具有最小的平均粒径(约5.8 nm),最大的比表面积(约136 m2·g^-1)以及最高的表面氧含量(31.98%)。将Ce_1-xMg_xO₂催化材料涂覆在堇青石蜂窝陶瓷上制成整体催化剂,考察其对CO₂和CH₃OH直接合成碳酸二甲酯的催化性能。在140℃、2.4 MPa、反应2 h的条件下,Ce_0.90Mg_0.10O₂整体催化剂上碳酸二甲酯的收率高达20.21%,催化效果明显优于CeO₂和其余的Ce_1-xMg_xO₂(x=0.05、0.15、0.20)催化材料。     

AuCl_3催化2-丙炔基-苯胺和丙炔反应机理的研究

采用密度泛函理论方法B3PW91研究了AuCl3催化剂作用下2-丙炔基-苯胺和丙炔环加成生成吲哚衍生物的反应机理。研究结果表明,吲哚衍生物的生成需要经过六个步骤,其中氢迁移过程具有最高的活化自由能为214.22 kJ/mol,是反应的速率控制步骤。整个反应是强放热的,AuCl3催化下反应能够顺利进行,而且AuCl3易于从产物上离去,所以,对于该反应AuCl3是一种有效的催化剂。     

非包覆型油井水泥自修复剂的制备与评价

采用反向悬浮聚合法,丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,过硫酸钾（KBS）作引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)作交联剂,制备了一种非包覆遇水膨胀型自修复剂LF-1,其结构经SEM和IR表征。结果表明,LF-1分散均匀,表观形态呈多孔、粗糙褶皱状。将2%LF-1加入水泥浆中,水泥浆流动度为20.1 cm,失水52 mL,稠化时间217 min;用5000 mg/L的盐水养护造缝水泥石,12 h内即无渗透性;水泥石24 h抗压强度为16.1 MPa,抗折强度为4.92 MPa。