镁铝水滑石层板与层间阴离子相互作用的理论研究

本文采用以ASED-MO(含原子对排斥的EHMO法)为基础的结构自动优化的EHTOPT程序,对镁铝水滑石(LDHs)层板与层间阴离子相互作用进行了理论研究.以Mg6Al2(OH)16X@H2O为分子结构单元,计算并分析了与不同层间阴离子形成稳定结构的能量变化、成键状况及电荷转移情况,揭示了层间作用力的本质.结果表明,LDHs层板与层间阴离子间存在静电吸引、氢键等非共价键弱相互作用,且氢键作用为主,其强弱与阴离子电荷分布、空间排布方式密切相关;层间阴离子电荷分布同时还影响着层板酸碱性的变化.     

锌铝类水滑石的复原及表征(英)

本文采用焙烧复原法，在70 ℃以80%的乙醇溶液为分散介质，有机酸阴离子与煅烧后的锌铝类水滑石的物质的量之比为1∶9的条件下，实现了苯甲酸及苯二甲酸异构阴离子与锌铝类水滑石的插层反应，同时，还进行了等物质的量的两种酸与锌铝类水滑石（1∶1∶9）的插层反应。利用XRD和IR测试技术对样品结构进行表征，UV及HPLC对有机酸的反应量进行定量，并采用Gaussian-98软件包中ab initio分子轨道法（HF/6-31G）计算了各有机酸阴离子的分子结构，分析了其结构与插层行为的关系，并理论结合实验给出了各有机酸阴离子在锌铝类水滑石层间可能的空间构型。研究结果表明，苯甲酸及苯二甲酸异构阴离子在插层过程中表现出选择性，其优先进入锌铝类水滑石层间的顺序是：对苯二甲酸>邻苯二甲酸>间苯二甲酸>苯甲酸，且锌铝类水滑石对对苯二甲酸表现出较高的选择性，是环境友好的分离方法。     

烧结助剂对硼酸镁晶须晶体结构与抗压强度的影响

本研究以硼酸和碱式碳酸镁为原料,采用原位合成法制备了硼酸镁晶须,通过热分析(TG)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品进行表征,考察不同烧结助剂对硼酸镁晶须晶体结构、表面形貌、孔隙率及抗压强度的影响.实验结果表明,当未添加烧结助剂时,孔隙率为62.57;,抗压强度为10.32 MPa,晶须直径为0.2～0.6 μm,长度为3～5 μm.添加烧结助剂会降低硼酸镁晶须的孔隙率并提高其抗压强度.当烧结助剂为MgF2时,孔隙率为51.77;,抗压强度为14.51 MPa;当烧结助剂为Na4P2O7时,孔隙率为43.79;,抗压强度为21.09 MPa.     

氧化锰晶体作为催化材料调控氨氧化反应产物选择性

有机腈类化合物作为一类重要的化工原料,被广泛应用于医药/农药制造、精细化学品合成和高性能纤维/橡胶生产中.传统合成有机腈类化合物一般使用剧毒的氰化物作为腈化试剂,这类氰化物在危害人体健康的同时,也会严重污染生态环境.针对无氰化物的腈化过程,发展了很多新的反应路线,其中,采用氨气作为氮源的直接氨氧化引起了广泛关注.在该反应中,高温气固相氨氧化反应容易发生过氧化等副反应.与之相比,液相体系中的氨氧化过程反应条件则相对温和,可以有效抑制过氧化.但是,在液相反应中,腈类产物很容易被水合成酰胺类化合物,从而导致该反应的产物选择性大幅降低.本文研究发现,通过改变氧化锰晶体结构可以有效地调控醇类分子氨氧化反应中腈和酰胺产物的选择性.MnO2(包括α,β,γ和δ相)催化的氨氧化过程中,主要得到了酰胺(选择性>99.0％),而在相同反应条件下,α-Mn2O3却可以高选择性地催化醇氨氧化到腈类产物(选择性>99.0％),在该体系中,即使额外增加反应体系中水和催化剂的用量,腈类产物依然不会转化为酰胺产物.动力学研究结果表明,α-Mn2O3催化腈水合到酰胺的反应速率几乎为零,这说明该类催化剂可以有效抑制腈水合反应.原位红外光谱结果表明,α-Mn2O3表面无法有效活化水分子,并且对腈类分子的吸附较弱,这些因素都导致了腈水合反应难以进行,从而可以高选择性地形成腈类化合物.与之相反,MnO2催化材料则可以高效地活化水分子,并且对腈类分子吸附较强,从而有效促进了水合反应并获得了酰胺产物.综上,通过调控氧化锰的晶体类型就可以简单、有效地改变氨氧化反应中的产物选择性.即使在苛刻的反应条件下,例如较大量的水存在下,α-Mn2O3催化的反应体系中依然可以高选择性地获得腈类化合物.本文为高效调控氨氧化反应的产物选择性提供了一个可靠方案.