卟啉基超交联聚合物的合成及其对二氧化碳和汞(Ⅱ)离子的吸附北大核心CSCD

超交联聚合物(HCPs)具有较高的比表面积和独特的孔结构,且制备方法简单、合成原料广泛,是多孔有机聚合物的研究热点之一。卟啉是一类由4个吡咯类亚基的α-碳原子通过次甲基桥互联形成的大分子杂环化合物,可与多种金属形成稳定的配合物,在重金属的吸附与检测、气体的吸附与分离等方面具有很好的应用。卟啉结构的HCPs也有了较多的报道,然而当前报道的卟啉结构HCPs几乎均是通过Friedel-Crafts烷基化反应构筑的。Friedel-Crafts酰基化反应在卟啉结构HCPs上报道较少。而通过Friedel-Crafts酰基化反应制备的聚合物表面含大量羰基,为其进一步功能化提供了可能。但是,这类聚合物的比表面积低、孔结构差,而其优良孔结构的构建是亟待解决的问题。为此,本文在四苯基卟啉与1,2,4,5-苯四甲酸酐通过Friedel-Crafts酰基化反应制备的聚合物的基础上,进一步通过席夫碱反应,用含刚性三嗪环的三聚氰胺将其进一步交联,合成了三聚氰胺修饰的卟啉基超交联聚合物。结果发现,三聚氰胺的引入不仅实现了超交联聚合物孔结构的支撑,使得聚合物比表面积极大增长(从2 m^(2)/g增加到118 m^(2)/g),且具有优良的多级孔结构。三聚氰胺修饰卟啉基超交联聚合物的高氮质量分数(46.28%)和多级孔结构使其对CO_(2)(93 mg/g,273 K,101 kPa)和Hg^(2+)(494.1 mg/g,298 K)具有较好的吸附。     

间二甲氧基苯的分子结构、振动光谱和电离能

运用从头算和密度泛函理论方法，找到间二甲氧基苯有三种异构体，分析了它们在电子基态、第一电子激发态和离子态的分子结构；采用单色共振双光子电离方法，得到了间二甲氧基苯的单色共振双光子电离光谱；运用双色共振双光子电离的方法，测定了间二甲氧基苯三种异构体的电离能。结果表明：间二甲氧基苯的三种异构体中，异构体a最稳定；间二甲氧基苯的单色共振双光子电离光谱中的很多振动与环平面内的振动模式有关；间二甲氧基苯三种异构体的电离能分别为63521、64487和63755 cm^-1。     

大孔交联聚(对乙烯基苄基苯基醚)树脂对苯酚的吸附机理

由氯甲基化聚苯乙烯合成了大孔交联聚(对乙烯基苄基苯基醚)树脂(简称为苯基醚树脂), 测定了其对正己烷和水中苯酚的吸附等温线, 计算了吸附焓. 同时, 比较了聚(对乙烯基苄甲醚)、苯基醚树脂、聚(对乙烯基苄基对硝基苯基醚)和聚(对乙烯基苄基对甲基苯基醚)对正己烷中苯酚的吸附性能以及氯甲基化聚苯乙烯和苯基醚树脂对水中苯酚、2,3,5-三甲基苯酚和对硝基甲苯的吸附性能. 结果表明, 苯基醚树脂是通过氢键吸附正己烷溶液中苯酚的, 而其对水中苯酚的吸附是基于氢键和疏水作用的协同.     

Molecular Structure, Vibrational Spectrum and Ionization Energy of m-Dimethoxybenzene

The optimized molecular geometries of the three rotamers of m-dimethoxybenzene in the ground So and electronically excited Sl states were predicted by ab initio and density functional theory （DFF） calculations. Their vibrational spectra in the St state were studied by one color resonant two photon ionization （1C-R2PI） method, and their ionization energies were measured by two color resonant two photon ionization （2C-R2PI） experiment. The optimized molecular geometries showed that the total energy of conformer a was the lowest in the So state. Most of the active vibrations assigned from the 1C-R2PI spectrum were found to be of the in-plane ring modes. The ionization energies （IE） of conformers a, b and c were determined to be 63521, 64487 and 63755 cm^-1, respectively.     

新工科背景下的应用化学综合实验改革——以可见光催化分解水制氢综合实验为例

将科研课题“ZrO₂@TiO₂异质结的制备及可见光催化分解水制氢研究”设计成应用化学专业综合实验,使科研课题的创新性和教学的可行性有机结合,推进创新人才培养。实验内容是多学科的交叉融合,涉及ZrO₂@TiO₂异质结的制备、结构表征、催化剂的活性评价等多项内容,并且将新材料的制备与材料的性能、应用关联起来,加强了学生应用能力的拓展,强调了理科向工科的渗透。通过此实验,学生经历了催化学科科学前沿研究的全过程,可激发学生的学习兴趣,提高学生的科研素养,培养学生的创新思维、独立思考和分析解决问题的能力。     

氨基硫脲修饰卟啉基聚合物的制备及对CO2和Hg2+的吸附

利用四苯基卟啉和三种酰基化交联剂(草酰氯、对苯二甲酰氯和均苯三甲酰氯)经Friedel-Crafts酰基化反应,制备了卟啉基聚合物中间体,进一步用氨基硫脲与之发生席夫碱反应,得到了氨基硫脲修饰卟啉基聚合物.结果发现,聚合物的交联结构使其具有高比表面积和丰富的超微孔,显示出优异的CO₂吸附(138 mg/g,273 K,10⁵ Pa)及CO₂/N₂选择性.同时,聚合物表面氨基和硫脲的引入使得其对Hg²⁺的吸附量可达311.0 mg/g,吸附机理也证实了N和S对Hg²⁺的配位作用.