利用空间位阻和氢溢流协同作用促进5-羟甲基糠醛选择性加氢制备5-甲基糠醛

化学工业生产中，用氢气为还原剂，通过选择性加氢可以制备多种重要化学品。5-羟甲基糠醛是重要的生物质基平台化合物，而5-甲基糠醛是用途广泛的化学品。由5-羟甲基糠醛加氢得到5-甲基糠醛是一条非常理想的路径，但是选择性活化C-OH非常困难。本文设计并制备了Pt@PVP/Nb₂O₅(PVP: 聚乙烯吡咯烷酮)催化剂，该催化体系巧妙地结合了位阻效应、氢溢流和催化剂界面的电子效应，系统研究了该催化剂对5-羟甲基糠醛选择性加氢制备5-甲基糠醛催化性能，在最优条件下，5-甲基糠醛的选择性可达92%。利用密度泛函理论计算研究了5-羟甲基糠醛选择性加氢制备5-甲基糠醛反应路径。     

分子动力学模拟研究[Bmim][PF6]+水+醇三元体系的微观结构和分子间相互作用

研究离子液体体系的微观结构和分子间相互作用具有重要意义. 本文对1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim][PF₆])+水+乙醇和[Bmim][PF₆]+水+异丙醇三元体系进行了分子模拟研究, 计算了径向分布函数和不同组成的水-醇混合溶剂与离子液体阴阳离子间的相互作用能, 并将其分解为库仑相互作用能和Lennard-Jones(LJ)势能. 在此基础上, 研究了溶液体系的微观结构、分子间相互作用和相行为. 结果表明, 水倾向于与离子液体阴离子和阳离子极性部分作用, 醇倾向于与阴离子和阳离子非极性部分作用; 库仑力主导阴离子-溶剂相互作用, 色散力主导阳离子-溶剂相互作用, 阴阳离子的缔合状态对色散力影响较小, 对库仑力的影响非常显著.     

聚丙烯酰胺纳米复合水凝胶研究进展

传统化学交联的聚丙烯酰胺(PAM)水凝胶由于力学性能较弱,其应用范围受到很大限制。与之相比,采用纳米复合技术制备的PAM纳米复合(NC)水凝胶,不仅大幅提高了力学性能,而且在溶胀率等方面也有明显的提高。本文结合该领域近年来的研究进展,将PAM NC水凝胶分为纯物理交联和化学物理交联相结合两类,重点讨论了NC水凝胶在力学性能方面的研究结果,对溶胀率等其它方面的性能也进行了综合论述。     

钯催化二溴代化合物自偶联环化合成二苯并[a,e]环辛四烯

由于独特的结构和广泛的应用,多取代环辛四烯及其苯并稠环衍生物的合成方法研究具有重要意义.本文报道了一种钯催化烯基溴化物与芳基溴化物的偶联反应.利用此钯催化的环化自偶联反应,以中等至较好的收率高选择性地从双溴代芳基或烯基化合物合成了多种二苯并[a,e]环辛四烯衍生物.     

双分布聚乙二醇接枝纳米二氧化硅的高效可控制备

在混合溶剂中通过"grafting to"的方法将2种分子量不同的聚乙二醇单甲醚(MPEG M_w=750,4000)接枝到氨基修饰的St?ber法二氧化硅(SiO_2-NH_2)表面,制备双分布纳米接枝复合物.采用二步法,先将带环氧端基的低分子量聚乙二醇单甲醚(MPEG-EO)与SiO_2-NH_2在甲苯溶剂中充分反应后,与高分子量的MPEG-EO在甲苯和正癸烷的混合溶剂中使用相同的反应条件和后处理方法,能便捷制备出具有双分布接枝的纳米复合物.在接枝反应体系中,分子链的链段尺寸和接枝密度之间存在着密切关系.一定的范围内,接枝密度随链段尺寸减小而增大.通过改变混合溶剂比例来调控接枝链段的尺寸,可以很好控制聚合物的接枝密度.在双分布接枝的纳米复合物中,低分子量的接枝密度为0.85 chains/nm~2,高分子量的接枝密度能达到0.40 chains/nm~2,体现出了简单、高效、可控的特点,与聚环氧乙烷(PEO)共混后分散良好,对于制备出均匀分散的纳米复合材料起到了一定的指导作用.     

氰化给体中分子间相互作用促进的全小分子光伏混合物的超快电子转移

氰基取代被认为是优化全小分子有机太阳能电池性能的可行方法. 然而,氰基取代对太阳能电池中电荷产生动力学的影响仍未得到探索. 本文光谱研究表明,在全小分子太阳能电池中,氰化给体中增强的分子间电荷转移相互作用会显著促进共混物中的电子转移. 实验发现,在氰基取代给体中,分子间相互作用引起的离域激发,在混合物中会进行超快电子转移. 相比之下,在没有氰基取代的给体中剩余的局域激发态,并没有积极参与电荷分离. 此发现很好地解释了为何氰化取代给体的共混物器件的性能会得到提升,表明可以通过调控分子间相互作用、来优化全小分子器件性能.     

生物活性牙科复合树脂的研究进展

牙科复合树脂由于色泽美观,在口腔临床上具有广泛的应用。但其仍然存在边缘缝隙的问题,从而导致继发龋的发生。再矿化复合树脂中的生物活性填料会释放能够再矿化的钙、磷离子,促使材料表面形成矿化层,能够抑制二次龋的发生。本文介绍了不同种类、含量、粒径大小和表面改性的生物活性填料对复合树脂物理、机械性能的影响,分析了再矿化复合树脂的再矿化行为,提出了再矿化复合树脂亟待解决的问题和研究难点,展望了复合树脂的研究方向。     

二维半导体材料与器件——从传统二维光电材料到石墨炔

近年来,二维半导体材料由于其独特的材料结构和电子输运特性得到了科学界的广泛关注,被应用于光电器件、催化和生物传感器等领域。本文系统概述了传统二维材料以及新兴二维材料石墨炔的发现和发展历程。重点聚焦在二维材料在光探测器领域中的应用,探讨了不同二维材料体系及器件结构对光探测器性能的影响;并详细介绍了新兴二维材料——石墨炔,及其合成和应用。展望了传统二维材料及石墨炔在光电转换器件的应用中所面临的机遇和挑战。     

电动分离统一理论

在真空、气相和液相中实施线性电动分离,创造出了质谱、离子淌度谱、电泳和毛细管电泳等,但它们却未成体系,各自发展,各有理论,互不相关。该文从牛顿力学第二定律出发结合静电学理论,推导出了它们的统一运动方程,并由此推演出并简要讨论了上述各法自己的通用运动子方程和测量模式。这些方程不仅有利于系统化这些现存方法,也可用于推导和发现新型电动分离模式。