水热法可控制备铋铁系化合物材料

本文以Fe(NO₃)₃·9H₂O和Bi(NO₃)₃·5H₂O为反应原料,以NaOH为矿化剂, 利用水热方法制备出几种纯相的铋铁系化合物材料,通过调节NaOH的浓度范围可以很容易的控制铋铁系化合物的物相。在NaOH浓度为0.1~0.4 mol·L^-1区间,可以得到立方相的软铋矿Bi₂₅FeO₄₀,当NaOH浓度提高到0.8~2.0 mol·L^-1区间,可以得到六方钙钛矿结构的BiFeO₃,再提高NaOH浓度至8.0 mol·L^-1以上可以得到正交相的Bi₂Fe₄O₉,在NaOH浓度为12.0 mol·L^-1时可以获得纳米片状Bi₂Fe₄O₉。同时探讨了铋铁系化合物的生长机理。     

三元配合物Tm[(C5/sub>H8NS2)3(C12H8N2)]的热化学性质研究

在无水乙醇中，用吡咯烷二硫代氨基甲酸铵(APDTC)和1,10-邻菲咯啉(o-phen·H₂O)与TmCl₃·3.65H₂O作用，合成了未见文献报道的三元固态配合物，确定它的组成为Tm[(C_{5/sub>H8NS2)3(C12H8N2)]。 用RD496-Ⅲ微量热计测定了298.15 K下水合氯化铥及两个配体在无水乙醇中的溶解焓，两个配体醇溶液的混合焓及不同温度下标题化合物液相生成反应的焓变。在实验和计算基础上，得到了液相生成反应的热力学参数(活化焓、活化熵和活化自由能)，速率常数和动力学参数(表现活化能、频率因子和反应级数)。通过合理的热化学循环，求得了298.15 K时标题化合物的固相生成反应焓变；推导了用该热量计测定固态物质比热容的计算式，并测定了题目配合物298.15 K的比热容。用RBC-Ⅱ精密转动弹热量计测定了题目配合物的恒容燃烧热， 计算了它们的标准摩尔燃烧焓和标准摩尔生成焓。}     

Gd(NO3)3-Phe-H2O体系(25℃)的相平衡及配合物的合成与性质

用半微量相平衡方法研究了硝酸钆-苯丙氨酸-水体系的溶度图和饱和溶液折光率曲线。体系中形成两个新配合物Gd(Phe)(NO₃)₃·4H₂O(Ⅰ)与Gd(Phe)₂(NO₃)₃·4H₂O(Ⅱ)。两者均为固液异成分溶解的化合物。比较讨论了盐的阴离子、氨基酸等对形成配合物的影响。以相图为依据合成了配合物,对它们的热行为进行了研究。     

一个晶态铅配位聚合物的合成、晶体结构、剥离及荧光性质

通过水热反应合成了1个二维层状结构的铅配位聚合物,[Pb(4-NPA)(H₂O)]_n(1)(4-H₂NPA=4-硝基邻苯二甲酸)。对化合物1进行了红外光谱、元素分析、热重性质以及单晶、粉末X射线衍射表征。在化合物1中,有机配体4-NPA₂-阴离子采用(κ¹-κ¹)(κ²-κ²)-μ₄桥连方式连接了4个Pb(Ⅱ)离子形成一维链状结构,该链状结构再通过1个羧酸基团形成一个二维无机层结构。利用"自上而下"的方法将该化合物在甲醇中进行了剥离实验。此外,我们还研究了化合物1的块状样品、剥离样品以及分散在甲醇中的样品的荧光性质。     

由配合物[Co(dmpzm)Cl2]组装新颖的二维配位聚合物[Co(dmpzm)(dca)2]∞ (dmpzm=双(3，5－二甲基吡唑)甲烷)

CoCl₂·6H₂O与二（3，5—二甲基吡唑）甲烷[bis(3,5-dimethylpyrazolyl)methane(dmpzm)]反应生成了一个单核化合物[Co(dmpzm)Cl₂](1)。1与二腈亚胺钠反应得到一个聚合物[Co(dmpzm)(m-dca)₂]_∞ (2)。对化合物1 和 2进行了元素分析、红外、热失重和单晶X-射线衍射表征。在化合物1中，钴原子与来自一个dmpzm配体的两个N原子和两个Cl原子配位，形成了四面体结构。化合物2为“砖墙”型的二维结构（沿bc面伸展），其中沿c轴伸展的[{Co(dmpzm)(m-dca)}₂]_n²ⁿ⁺一维链中相邻的钴原子被一对m-dca连接。同时对化合物1和2的磁性进行了研究。     

微粒溶胶凝胶法合成锂离子电池用正极材料LiNi0.85Co0.15O2及表征

以LiOH·H₂O、Ni(CH₃COO)₂·4H₂O 和 Co(CH₃COO)₂·4H₂O为原料，在水-乙醇体系中，采用微粒溶胶凝胶方法(PSG)成功地制备了锂离子电池用正极材料LiNi_0.85Co_0.15O₂。使用差热-热重(DTA-TG)方法来研究凝胶的热分解过程。粉末X-射线衍射(XRD)测试表明，在700 ℃、氧气氛中，原料混合物能形成具有较好α-NaFeO₂层状结构的晶型化合物。扫描电镜(SEM)显示，与固相合成方法相比，PSG制备的LiNi_0.85Co_0.15O₂颗粒较细、且颗粒大小分布均匀。充放电实验结果表明，PSG合成的LiNi_0.85Co_0.15O₂首次放电容量为196.4 mAh/g, 10次循环之后，容量还有189.1 mAh/g (3.0～4.3V、18 mA/g)，显示其具有良好的循环性能；而同样条件下，固相法合成的样品，首次放电容量为187.3 mAh/g，10次循环之后，容量衰减为167.1 mAh/g。     

层状钙钛矿化合物 (n-CnH2n+1NH3)2ZnCl4非等温固-固相变动力学的确定

确定了具有层状钙钛矿结构,脂肪链C原子数从12到18四氯合锌酸二烷基铵(C_nH_2n+1NH₃)₂ZnCl₄系列化合物的非等温固-固相变动力学。采用Kissinger和Ozawa两种动力学模型,对不同温度下测定的每个样品DSC热分析曲线进行数据处理,计算固-固相变过程的活化能E_a。实验结果表明,随着C原子数的增加,脂肪链的有序度和刚度降低,导致固-固相变活化能E_a随C原子数的增大而降低。两种模型方法的计算活化能E_a的结果相一致。并且各个化合物的固-固相变反应级数不随升温速率和烷基链长变化而变化,总保持为1。     

室温固相反应助力制备氮硫共掺杂碳限域的FeCoS2复合物用于高性能钠离子电池负极

利用室温固相自组装反应制备Co (Ⅱ)和Fe (Ⅱ)双席夫碱配合物,随后在硫粉存在下中温热处理,使该配合物同时发生热解碳化和固相硫化反应,从而获得N、S共掺杂碳限域的FeCoS₂纳米复合物(记为FeCoS₂⊂NSC)。通过粉末X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱和热重分析技术分别对纳米复合物的物相、形貌结构、组分和含量等进行物理表征,并通过循环伏安、恒电流充放电技术测试其电化学储钠性能。研究结果表明,最优化条件下制备的复合物(FeCoS₂⊂NSC-7001)中FeCoS₂粒子的平均尺寸约为3.4 nm,且被均匀限域在N、S共掺杂的碳基体中;该复合物作为钠离子电池负极时,在0.1 A·g^-1的电流密度下经过300次充放电循环,其可逆充电比容量仍高达310.4 mAh·g^-1;即使在5 A·g^-1的大电流密度下,其充电比容量也高达146.0 mAh·g^-1,呈现优异的电化学储钠性能。     

高温下硅酸锂吸收CO2的研究

以SiO₂和Li₂CO₃为反应原料，采用高温固相法于不同温度下合成了一系列可在高温500~750 ℃之间直接吸收CO₂的硅酸锂(Li₄SiO₄)材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)分别观察和评价了合成材料的表面形貌与结构特征，用热重分析仪(TG)研究了硅酸锂材料吸收CO₂的性能。实验结果表明，在750 ℃下煅烧6 h即可合成出吸收CO₂性能良好的硅酸锂材料，在CO₂气氛下，于700 ℃保持约15 min即可达到吸收平衡，其吸收量约达43%(wt)左右。与文献报道相比，材料的合成条件有所改善，材料吸收CO₂的容量也有较大提高。     

pH值对溶剂热合成FeS2粉体的影响

采用FeSO₄与NH₂CSNH₂为反应前驱物, 通过溶剂热反应合成了高纯度的FeS₂ (pyrite)粉体. 实验表明,在聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作保护剂的乙醇水溶液中, 200 ℃下反应36 h, 适当调节溶液的pH值, 即可在酸性环境(pH=5)和碱性环境(pH=10)下制得单一相的黄铁矿型FeS₂粉体. 讨论了溶液pH值对溶剂热合成FeS₂粉体物相组成、晶粒度及光学性质的影响.     

镉(Ⅱ)、汞(Ⅱ)离子催化四苯基卟啉锌(Ⅱ)的生成反应动力学研究

在二甲基甲酰胺和水混合溶剂中及在大阳离子M(Ⅱ)(M(Ⅱ)=Cd(Ⅱ)、Hg(Ⅱ))的催化下，用分光光度法研究了四苯基卟啉锌Zn(Ⅱ)TPP的生成反应动力学，提出了反应机理：M(Ⅱ)+H₂TPP K₂ M(Ⅱ)*H₂TPP M(Ⅱ)*H₂TPP+Zn(Ⅱ) k₃ Zn(Ⅱ)TPP+M(Ⅱ)+2H⁺;Zn(Ⅱ)+H₂TPP <     

三元配合物RE(Et2dtc)3(phen)热化学性质的规律性

在无水乙醇中, 用铜试剂(NaEt₂dtc•3H₂O)和邻菲咯啉(o-phen•H₂O)分别与13种低水合氯化稀土合成了三元固态配合物(其中5种尚未见文献报道), 确定它们的组成可用通式RE(Et₂dtc)₃(phen)表示. IR光谱表明配合物中RE³⁺与3个NaEt₂dtc中的6个硫原子双齿配位, 同时与o-phen中的2个氮原子双齿配位. 用RD496-Ⅲ微量热计测定了298.15 K下13种水合氯化稀土盐及两个配体在无水乙醇中的溶解焓, 两个配体醇溶液的混合焓及13种化合物液相生成反应的焓变, 并通过合理的热化学循环, 求得了标题配合物的固相生成反应焓变; 测定了标题配合物298.15 K的比热容. 用RBC-II精密转动弹热量计测定了标题配合物的恒容燃烧热, 计算了它们的标准摩尔燃烧焓和标准摩尔生成焓. 发现系列配合物RE(Et₂dtc)₃(phen) (RE＝La, Pr, Nd, Sm～Lu)的多项热化学性质, 如低水合氯化稀土盐在无水乙醇中的溶解焓以及配合物的液相生成反应焓变和固相生成反应焓变、常温比热容、标准摩尔燃烧焓和标准摩尔生成焓都与稀土原子序数作图呈现“三分组现象”. 较集中地反映出配合物中RE³⁺与配体间的化学键有一定程度的共价性, 这是由于稀土离子5s²5p⁶轨道对4f电子的不完全屏蔽引起的.     

2-取代-8-羟基喹啉配体及其双核锌配合物的合成、晶体结构和性能研究

本文以8-羟基喹哪啶为起始原料, 通过两步反应合成出一种新型的2-取代-8-羟基喹啉配体(E)-2-[2-(4-甲氧苯基)乙烯基]-8-羟基喹啉(HL), 并用核磁共振(NMR), 液质联用(LC-MS), 元素分析(EA)和X-射线单晶衍射对其结构进行了表征。利用溶剂热法, Zn(Ⅱ)离子与HL配位得到一种晶态配合物[Zn₂L₄](1), 单晶X-射线衍射分析其结构是以双核Zn(Ⅱ)作为基本构建单元, 利用π…π芳香堆积和非经典C-H…O氢键以及C-H…π 3种分子间相互作用, 进而形成一个三维的超分子结构;采用荧光和紫外光谱手段对配体HL和Zn(Ⅱ)离子在溶液中的配位行为进行了研究;此外我们还对配体及其双核锌配合物的固相光学性能进行了研究, 结果显示化合物1的发射波长相对配体发生红移, 并发出黄色光。     

钛配合物Cp2TiL，Cp2Ti2Cl2(μ-O)和Cp4Ti4Cl4(μ-O)4的合成与晶体结构研究(Cp=η5-C5H5，L=2，6-吡啶二羧酸盐)

利用溶剂热的方法将Cp₂TiCl₂(Cp=η⁵-C₅H₅)与2，6-吡啶二羧酸钠(L)反应，不同的反应时间得到了2个具有不同晶体空间群的化合物Cp₂TiL(1a和1b)，而在常温或低温下，Cp₂TiCl₂或CpTiCl₃同羧酸盐或亚胺反应却得到了双核或四核氧桥联的钛化合物。     

腈菌唑的热容和热力学性质

通过小样品精密自动绝热热量计测定了自己合成并提纯的腈菌唑 (C₁₅H₁₇ClN₄) 在78 ～ 368K温区的低温摩尔热容。量热实验发现, 该化合物在363 ~ 372 K温区, 有一固-液熔化相变过程, 其熔化温度为 (348.800±0.06)K, 摩尔熔化焓、摩尔熔化熵及化合物的纯度分别为：(30931±11) J•mol^-1、(88.47±0.02) J•mol^-1•K^-1和0.9941(摩尔分数)。用差示扫描量热(DSC) 技术对该物质的固-液熔化过程作了进一步研究，结果与绝热量热法一致。     

1,4-对苯二甲酸根桥联的镉(Ⅱ)配位聚合物研究

使用2-溴-1,4-对苯二甲酸和2-氨基-1,4-对苯二甲酸为配体,在溶剂热条件下得到了两个结构新颖的化合物Cd(BrBDC)(py) (1)和Cd(NH₂BDC)(H₂O) (2)。单晶结构测试表明:化合物1中,Cd(Ⅱ)离子之间通过羧基连接成一维链,链与链之间通过配体连接成二维平面。化合物2中,Cd(Ⅱ)离子之间通过羧基连接成砖块结构的二维层,层与层之间通过氨基连接成三维结构。对化合物的荧光性质进行了表征。     

六氯合铂酸钾与金属硫蛋白的体外反应

本文报道了K₂PtCl₆与兔肝Zn₇MT-Ⅱ和apoMT-Ⅱ的反应包含一个氧化还原反应和一个取代反应。通过紫外可见光谱、园二向色谱、柱层析和X-光电子能谱研究了该反应的性质、铂在反应产物中的键合位置和氧化态。金属硫蛋白(MT)被氧化成单体、双聚和多聚产物，其中含有分子间和分子内CyS-SCy二硫键。Pt(Ⅳ)被还原成Pt(Ⅱ)然后键合于产物中。随着K₂PtCl₆与MT的反应摩尔比和反应时间的增加，键合于产物中的Pt(Ⅱ)的计量数增加而蛋白中所含Zn(Ⅱ)的量减少。当Zn₇MT与4和超过10摩尔的K₂PtCl₆反应时，分别得到了Pt₄Zn₄MT和Pt₈MT。当apoMT与7及超过25倍的K₂PtCl₆在pH 2条件下反应时，分别得到了Pt₇MT和Pt₁₅MT。动力学数据表明K₂PtCl₆与apoMT的反应比与Zn₇MT的反应快。     

颜色可区分的氰桥五边形带经亲铜作用聚集的异金属多形体

水热条件下,环境友好的K₂[Ni(CN)₄]能缓慢水解形成cis-[Ni(CN)₂(H₂O)₄]单元和氰基配体,并进一步与金属铜(Ⅰ)原子组装形成异金属的五边形带。这些五边形带通过亲铜聚集作用形成二维有色的超分子多形体[(CuCN)₂Ni(CN)₂(H₂O)₄](1和2)。研究发现,低温条件下形成了密集态的深蓝色的化合物1,然而高温反应条件形成疏松态的紫色化合物2,这一现象与高温高压的反应条件形成密集态的物质这一规律相违背。结构的进一步分析发现五边形环尺寸的微小改变和二维超分子层间距离的差异是引起这一反常的原因。除此之外,这两个新的化合物也是少见的由亲铜性聚集作用诱导的着色异常的多形体的例子,显示了从深蓝色到紫色的颜色改变。磁性研究证实了平面正方形的[Ni(CN)₄]^2-中的金属镍(Ⅱ)转换成了有着基态自旋S=1的八面体配位几何中心。     

SO42-/SnO2-Fe2O3固体酸催化下的环酮Baeyer-Villiger氧化反应及缩合反应

采用共沉淀的方法制备了不同Fe 掺杂量的SO₄^2-/SnO₂-Fe₂O₃固体超强酸催化剂. 利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱, 粉末X射线衍射(XRD), N₂吸附-脱附实验(BET), 热重(TG)分析和扫描电镜(SEM)等方法对样品进行了表征. 考察了所得催化剂对4-叔丁基环己酮与乙二醇缩合反应的催化性能. 实验结果表明, 与未经过掺杂改性的SO₄^2-/SnO₂固体酸催化剂相比, 改性后催化剂的催化性能得到了改善. 研究了以Fe/Sn 摩尔比为0.5的SO₄^2-/SnO₂-Fe₂O₃固体酸为催化剂, 部分醛酮类化合物与乙二醇及1,2-丙二醇的缩合反应. 考察了反应时间、催化剂用量等因素对反应的影响. 同时, 将所得催化剂应用于环酮Baeyer-Villiger 氧化反应中, 催化剂表现出良好的催化活性, 且催化剂具有一定的循环使用性.     

可见光照射下SiW12O404-/Resin光催化剂活化可见光照射下SiW12O404-/Resin光催化剂活化H2O2降解染料的研究

将杂多酸(SiW₁₂O₄₀^4-)负载到阴离子交换树脂上, 得到SiW₁₂O₄₀^4-/Resin (SWR)固相光催化剂, 在可见光的照射下, 可以有效地活化H₂O₂降解染料. 以罗丹明B (Rhodamine B, RhB)为模型化合物, 研究了不同条件下RhB的降解动力学, 以及降解过程中其UV-vis光谱及体系的总有机碳(Total Organic Carbon, TOC)变化情况, 结果表明RhB的共轭芳环结构被破坏, 矿化率为24.2%. 其它染料如孔雀绿(Malachite Green, MG)和吖啶橙(Acridine Orange, AO)等也可以被降解和矿化. 催化剂的循环实验表明SWR固相光催化剂易于分离, 并且具有良好的稳定性, 可以重复利用.