水滑石基磁性Co/Al2O3催化剂在乙酰丙酸加氢制备γ-戊内酯反应中的应用

γ-戊内酯广泛应用于食品添加剂、燃料添加剂、溶剂、汽油、柴油以及多种化工中间体的合成,由于其上游原料乙酰丙酸是重要的生物质基平台化合物已实现了工业化生产,因此发展其高效、可循环使用的催化合成新体系是近年来生物质催化转化的研究热点之一.目前使用的多相催化剂体系主要是浸渍法制备的负载型金属纳米颗粒催化剂,活性金属主要有Ru, Pd, Pt, Au, Cu, Ni等.由于乙酰丙酸制备γ-戊内酯反应是一个酸性的含水体系,在高温、高压条件下,使用浸渍法得到的催化剂特别是非贵金属催化剂容易发生活性金属的聚集、流失,从而使得催化剂重复使用的效果不佳.从非贵金属替代贵金属和提高催化剂稳定性这两点入手,本论文以水滑石为合成催化剂的单一前驱体,将非贵金属(Cu, Ni, Fe, Co)掺入到水滑石的结构骨架中,通过直接氢气焙烧还原制得了高负载量的负载型金属纳米颗粒多相催化剂.将制得的催化剂应用于乙酰丙酸加氢反应,其催化活性顺序为： Co>Ni>Cu>Fe.制备出了5种不同Co/Al比的Co基催化剂,其中4Co/Al2O3催化剂在H2(5 MPa)、180 oC条件下,显示出了类似贵金属钌催化剂的活性和选择性,乙酰丙酸在3 h内完全转化,γ-戊内酯的选择性高达99%.为了进一步了解催化剂的结构与其活性和稳定性之间的关系,我们采用X射线粉末衍射仪(XRD),氢气程序升温还原(H2-TPR), X射线光电子能谱(XPS),透射电子显微镜(TEM)等表征手段研究了催化剂的形貌和结构. TEM结果表明,以水滑石为前驱体制备的Co催化剂中负载的Co纳米颗粒的平均粒径在25–30 nm,而用浸渍法制备的相同负载量的Co催化剂的Co纳米颗粒粒径大于150 nm.相应的催化反应结果表明,前者的催化活性要远好于后者.水滑石前驱体的H2-TPR实验结果表明,随着Co/Al比增加,其还原峰向低温方向位移.这是由于Al含量的减少,导致金属Co离子周围键合的Al离子数量减少,从而使得Co与Al之间的作用力减弱, Co更加容易被还原.表现在还原温度上,即为还原温度降低,说明了Co纳米颗粒与载体之间具有一种强相互作用.结合TEM测试结果,正是这种强相互作用限制了Co纳米颗粒的长大,使其要远小于用浸渍法制得的Co纳米颗粒. HRTEM测试结果显示在4Co/Al2O3催化剂结构中, Co金属纳米颗粒与载体Al2O3之间存在一种核壳结构的关系, Co纳米颗粒被包埋于载体Al2O3中形成核壳结构.这种结构同样也保证了活性金属与载体之间较强的相互作用,有效地避免Co纳米颗粒在强水热、酸性条件下的聚集和流失,从而使该催化剂在循环使用四次时仍能保持优异的活性和选择性.我们进一步研究了该核壳结构形成的原因.发现催化剂在制备过程中如果先用空气高温焙烧,再用氢气还原,得到的催化剂中则没有明显的核壳结构,且Co纳米颗粒粒径在55 nm左右.相应的催化反应结果也要差于直接氢气焙烧还原得到的4Co/Al2O3催化剂.这也从侧面说明了以水滑石为前驱体制备负载型金属纳米颗粒催化剂时,其原位的限制效应在控制金属纳米颗粒的大小、稳定性方面的优越性.此外,由于该Co催化剂具有磁性特征,很容易通过磁性回收实现催化剂与反应液的分离,大大简化了催化剂的回收及产物分离过程.     

基于CUDA的有限元矩阵并行装配算法研究

构建航天飞行器的结构有限元模型是准确模拟飞行仿真、完成飞行器在轨飞行阶段结构故障监测和诊断的基础。采用细长体飞行器简化梁模型，提出新的基于CUDA（Compute Unified Device Architecture）的有限元单元刚度矩阵生成和总刚度矩阵组装算法。依据梁单元矩阵的对称性，结合GPU硬件架构提出并行生成算法并进行改进。为有效减少装配时间，在装配过程中采用着色算法，提出了基于GPU（Graphics Processing Unit）共享内存的非零项组装策略，通过在不同计算平台下算例对比，验证了新算法的快速性。数值算例表明，本文算法的求解效率较高，针对一定计算规模内的模型可满足快速计算与诊断的实时性要求。     

新型辐射变色凝胶的紫外辐照研究

将类丁二炔化合物自组装成纳米囊泡后,均匀分散于凝胶载体中,研制出一种新型的辐射变色凝胶剂量计。用电镜观测了囊泡形貌,采用CL-1000型紫外交联仪对凝胶进行辐照,测试并研究了凝胶对紫外辐照的变色响应、辐射后效应、扩散效应等剂量学性能。结果表明:该辐射变色凝胶在5~150mJ/cm2能量密度范围内对紫外线辐照具有良好的响应线性,同时克服了扩散效应、辐射后效应、成型能力差等现有凝胶剂量计的不足。该辐射变色凝胶剂量计适于光学扫描方式测量剂量分布。     

格点量子色动力学在中国

1.格点量子色动力学概述经过多年努力,人们已经成功地将自然界四种基本相互作用(强、弱、电磁、引力)中的前三种统一在量子场论的框架之中,即粒子物理的标准模型(Standard Model,SM)。     

高效毛细管电泳法分离氟卡尼对映体

手性药物的分析是分析化学领域的重要研究课题,对药学研究具有重要意义[1-2]。氟卡尼(又称氟卡胺或劳卡胺)属抗心律失常药,适用于室上性心动过速、房室结或房室折返心动过速。此药是广谱的强效抗心律失常药,可使患者的室性心律失常降低。临床上,氟卡尼通常以消旋体给药,但研究表明,氟卡尼对映体在药效学和药动学上均存在差异,常见     

2,4-二硝基苯胺与牛血清白蛋白相互作用的研究

通过荧光和紫外光谱法研究了2,4-二硝基苯胺同牛血清白蛋白(BSA)的相互作用. 2,4-二硝基苯胺对牛血清白蛋白的内源荧光具有强烈的猝灭作用. 二者之间形成不发荧光的复合物是导致荧光猝灭的主要原因. 计算了其结合常数和结合位点数. 紫外光谱法进一步证明了其猝灭机理为静态猝灭. 根据能量转移理论计算了作用距离(3.13 nm). 同步荧光的结果表明2,4-二硝基苯胺的存在改变了牛血清白蛋白的分子构象.     

水杨醛缩糠胺合钴（Ⅲ）配合物的合成,表征与晶体结构

合成了水杨醛缩糠胺合钴（Ⅲ）配合物Co（SF）3[HSF=水杨醛缩糠胺Schiff碱],通过IR和单晶X射线衍射测定了其结构.配合物属三斜晶系,空间群P墿,晶体学参数a=0.900 64（8）nm,b=1.061 13（9）nm,c=1.636 23（14）nm,α=93.989 0（10）°,β=94.886 0（10）°,γ=93.627 0（10）°.分子式C36H30CoN3O6,V=1.550 5（2）nm3,Z=2,Dc=1.413 g/cm3,F（000）=684,R1=0.0350,wR2=0.0958[I〉2sigma（I）],S=1.068.在配合物分子中,Co原子处于三个N原子、三个酚O原子形成的变形八面体场中.     

超支化分子桥联受阻酚抗氧化剂的合成与表征

以正十八胺为核的1.0代超支化大分子和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氯为原料,通过酰胺化缩合反应,合成了一种具有长链烷基和2个受阻酚基团的新型超支化分子桥联受阻酚类抗氧化剂.通过正交实验确定了超支化分子桥联受阻酚类抗氧化剂的最佳合成体系为:3,5-丙酰氯为酰化剂、K_2CO_3为缚酸剂、苯和水为反应溶剂.通过条件优化实验确定了超支化分子桥联受阻酚类抗氧化剂的最佳合成条件为:3,5-丙酰氯与1.0代超支化大分子的物质的量比为6∶1、反应温度为25 ℃、反应时间为12 h、体系苯与水体积比为6∶1、3,5-丙酰氯与缚酸剂K_2CO_3的物质的量比为1∶1,在此条件下,超支化分子桥联受阻酚类抗氧化剂的收率高达75.5%.FT-IR和1H NMR证实了合成抗氧化剂的化学结构与其理论结构相符.超支化分子桥联受阻酚类抗氧化剂在聚乙烯树脂中的抗氧化性能优于抗氧化剂1076,且随着烷基链长度的增加,抗氧化性能增强.     

合并通道–原子荧光光谱法测定地表水中汞

建立合并通道–原子荧光光谱法测定地表水中超痕量汞的分析方法。采用微孔滤膜过滤、盐酸酸化处理地表水,以合并通道技术提高原子化效率,研究了合并通道对灵敏度以及检出限的影响。在优化的实验条件下,汞含量在0~2μg/L范围内与原子荧光响应值呈良好的线性关系,相关系数为0.999 1,检出限为0.000 3μg/L,测定结果的相对标准偏差小于5%(n=7),加标回收率在82.0%~110.0%之间。该法准确可靠,检出限低,可用于地表水中超痕量汞的检测。     

基于辐照前1/f噪声的金属-氧化物-半导体场效应晶体管潜在缺陷退化模型

基于金属-氧化物-半导体-场效应管(MOSFET)辐射损伤的微观机理,推导出了MOSFET经历辐照之后氧化层空穴俘获与阈值电压漂移之间关系的表达式.又根据MOSFET中1/f噪声产生的微观机理,建立了辐照之前MOSFET的1/f噪声功率谱幅值与阈值电压漂移量之间的定量关系,并通过实验予以验证.结果表明,辐照之前的1/f噪声功率谱幅值与辐照之后的阈值电压漂移量存在正比例关系,阈值电压漂移量可以反映出MOSFET内部的潜在缺陷的退化程度,因此,该模型有助于利用1/f噪声参量来表征MOSFET内部潜在缺陷的数量和严重程度.