生物制造2,3-丁二醇:回顾与展望

2,3-丁二醇是生物制造产品体系中一种重要的精细化工原料和潜在平台化合物,广泛应用于材料、医药、食品及航空航天等领域。利用生物质可再生资源为原料生产2,3-丁二醇符合当前发展低碳经济的国家需求。本文回顾了生物制造2,3-丁二醇的研究历史,分析了微生物合成2,3-丁二醇的代谢机理,总结了提高生物制造2,3-丁二醇经济性的有效途径,包括廉价原料的替代、菌株选育与遗传改造和发酵过程控制等,并对2,3-丁二醇的各种下游分离过程进行了对比分析;指出今后研究重点应着眼于努力提高生物质的利用效率,同时实现高效的2,3-丁二醇生物转化两方面,并在此基础上开发2,3-丁二醇的系列高值衍生物,以进一步拓展其应用领域。     

IR-RAS光谱原位研究界面P507分子的存在状态及其变化

采用原位反射红外吸收光谱(IR-RAS)研究了气-液界面P507分子的存在状态及其随水相酸度的变化。结果表明:当水相pH降低时,P507分子极性端基团的质子化状态发生改变。P—O—H和P=O基团峰位向高波数移动,P—O—H吸收峰强度增强。P507分子极性端间的氢键相互作用随质子化程度增加而增强。本文的工作阐明酸性磷类萃取剂分子在油水两相界面处的存在形式及其与水相氢离子的相互作用机制,从而在理论上为指导改进皂化工艺奠定了基础。     

含氢碳原子团簇的初步研究

介绍直接用激光溅射芳香化合物固态样品产生的含氢磷原子团簇离子（C_nH~＋_m），并用飞行时间质谱仪研究了其组成和结构．实验发现，在低质量区（n＝32－56）得到了具有奇偶碳原子数的含氢磷原子簇，而在高质量区（n＞100）除了得到纯碳原子簇以外，还得到了含氢碳原子簇．根据对实验结果的分析提出了两种结构模型：对低质量区的团簇，其结构为芳香基团与富勒烯笼状框架的复合体；对高质量区的团簇，其结构为蜗牛形与圆柱形的复合体．     

铝硫二元团簇的组分及其光解规律

硫与金属元素所形成的二元团簇具有很多重要的特性,已受到人们的普遍重视.用激光-串级飞行时间质谱仪,我们曾研究了硫与过渡金属钽、铁等的二元团簇.最近我们选取主族金属元素铝,研究了铝硫团簇的形成及其光解,实验结果表明,与钽硫或铁硫团簇相比,铝硫团簇无论在其组份构成还是在其光解方面,都表现出鲜明的特有规律性.实验的主要参数如下:溅射用激光为Nd:YAG 二倍频,其输出强度控制在约10~7W·cm~(-2),激光的重复频率10Hz 样品位于激光束的焦点附近,由焦距f=50cm 的透镜调整其聚焦状     

钽硫原子簇的形成及激光裂解的初步研究

报导用激光直接溅射的方法产生了大量的钽硫原子团簇离子Ta_nS_m~+(n≤9, m≤30),并用串级飞行时间质谱仪研究了所产生团簇离子的组成及紫外激光裂解规律。实验发现, 最稳定的团簇正离子往往具有Ta_nS_(2n+7)~+(n=1,2,…9)的组成, 相应的负离子具有, Ta_nS_(2n+3)~-(n=1,2,…9)的组成。各种团簇正离子的激光裂解的主要通道是连续的S_2消除过程, 且对于n=3,4,5的团簇, 主要光解产物还有Ta_3S_4~+或Ta_4S_6~+离子。据此推测出Ta_nS_m~+团簇离子的可能结构为在Ta原子周围有6个左右的S原子配位。Ta原子之间不存在直接的化学键,而较大团簇可能是以Ta_3S_4或Ta_4S_6为核心的结构。     

锰/磷、钛/磷二元团簇的激光溅射产生与光解

利用激光溅射法直接产生了锰／磷、钛／磷二元团簇正、负离子MxPy^±(M=Mn、Ti） ,并用串级飞行时间质谱仪研究了团簇离子的组成与激光光解规律。实验表明钛与磷间成簇的能力强于锰与磷间成簇的能力,且MPy^+(M=Ti、Mn)团簇离子系列表现出峰强度了胡所含磷原子数目的奇偶性变化,这可能与P4结构的特殊稳定性有关。激光光解实验表明,失去中性P2、P4的通道为主要光解通道。随着团簇离子的生长,锰／磷团簇正离子逐渐由富磷簇向富金属簇过渡,钛／磷则趋向于形成钛原子数目与磷原子数目接近相等的团簇正离子,而二者与磷形成的团簇负离子MxPy^-(M=Mn、Ti) 逐渐趋向于x ≈ y,随样品中磷含量增加,锰／磷易形成富磷簇,钛／磷的组成趋向不改变。     

铅硫二元团簇Pb5S+4的理论研究

用密度泛函方法对铅硫二元团簇Ｐb５Ｓ４＋的结构和性能进行了理论研究。结果表明,具 有Ｃ,对称性的笼状结构的异构体最稳定。根据计算所推测的该团簇的性质与实验结果下一致。     

铅硫二元团簇Pb~nS~n~-~1^+ (n=2～4)的从头算研究

用密度泛函方法,对铅硫团簇Pb~nS~n~-~1^+(n=2～4)的各种可能的异构体进行计算。结果表明异构体Pb~S^+(C~2~v)、Pb~3S~2^+(C~2~v)和Pb~4S~3^+(C~3~v)最为稳定,是该类团簇系列中最稳定的存在形式。同时,该类团簇的最低空轨道(LUMO)能量较低,容易得到电子,表明其相应的中性团簇也能稳定存在。     

苯甲酸钠团簇离子的形成和结构

用串级飞行时间质谱(Tandem TOF)仪研究了激光蒸发方法产生的苯甲酸钠及裂解产物团簇离子的形成和可能的构型。通过对苯甲酸钠团簇离子的紫外光解的研究, 决定了反应通道及分支比, 并定性地讨论了其结构特征。