1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐与乙酸钠混合电解液中三价铬电镀的研究

本文研究了Cr³⁺在1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[BMIM]HSO₄）电解液中的电沉积反应以及添加剂NaOAc对电镀铬的影响. 含Cr³⁺电解液的循环伏安结果表明,Cr(III)还原为Cr(II)的峰电位是-1.5 V (vs. Pt), 峰电位和峰电流均满足Rendle-Sevcik扩散方程,由该方程计算得到Cr³⁺的扩散系数为1.6 × 10^-8 cm²·s^-1. 铬镀层的X射线衍射和扫描电子显微镜表征结果表明镀层由纳米球状的单质铬颗粒聚集而成,其平均粒径为0.87μm. 在电解液中添加NaOAc后,Cr³⁺的还原峰电位正移了约0.25 V. 同时EDS结果表明,在NaOAc的作用下镀层中Cr/O摩尔比由4.48增加至6.28,这说明OAc^-有利于单质铬的电沉积. 当电解液中NaOAc-[BMIM]HSO₄-CrCl₃-H₂O的摩尔比为0.075:1:0.5:6时,所得的镀层最厚(63 μm)与电流效率最高(33.5%).     

离子液体中18-冠醚-6添加剂对三价铬电沉积的影响

在1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[BMIM]HSO₄）电镀液中,探究了18-冠醚-6添加剂对电沉积铬的影响. 紫外-可见光谱结果表明,18-冠醚-6与Cr³⁺形成配合物,使最大吸收波长发生红移. 循环伏安研究表明,Cr³⁺的还原经历了两步. 18-冠醚-6的添加使Cr³⁺的峰电位和起始还原电位均正移了220 mV. 能谱仪（EDS）结果显示,在18-冠醚-6的作用下镀层中铬含量有所提高. 铬镀层的扫描电子显微镜（SEM）表征结果表明,加入18-冠醚-6后,所得镀层的颗粒变大. 18-Crown-6/CrCl₃/[BMIM]HSO₄/H₂O电镀液中工艺优化的结果为：在温度为50 ^oC、pH值为3.5、电流密度为1200 A·m^-2、电镀时间为1.5 h的最佳工艺条件下,铬镀层的厚度达到72.5 μm,电流效率为42.3%.     

硫酸盐体系三价铬沉积机理及镀层表征

在新研发的硫酸盐三价铬镀厚铬的镀液体系中, 运用线性扫描伏安法(LSV)和循环伏安法(CV)对三价铬在铜电极表面的电沉积过程进行研究, 并运用X射线荧光测厚仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计和Tafel曲线表征铬镀层厚度、形貌、组成、结构、显微硬度及在3.5wt% NaCl溶液中的耐蚀性. 结果表明, 在该体系中三价铬的沉积过程分两步进行(Cr³⁺ + e →Cr²⁺ , Cr²⁺ + 2e → Cr), 第一步得到1个电子, 受电化学过程和扩散过程共同控制, 第二步得到2个电子, 为扩散控制下的不可逆过程; 该镀层为瘤状纳米晶结构, 镀层中含有少量的铁元素(1.10 wt%), 显微硬度达到789.2 Hv, 镀层在3.5wt% NaCl溶液中的腐蚀电位(E_corr)为-0.29 V, 腐蚀电流密度(j_corr)为9.26×10^-5 A·dm^-2.     

1-丁基-3-甲基咪唑醋酸盐和水混合电解液中三价铬电沉积铬的研究

本文在[BMIM]OAc-H_2O电解液中研究了Cr~(3+)的电沉积反应.经循环伏安研究表明,Cr~(3+)的还原属于受扩散控制的分步还原过程,即Cr~(3+)+e→Cr~(2+)和Cr~(2+)+2e→Cr~0.在40 ℃下通过Rendle-Sevcik方程计算得到Cr~(3+)的扩散系数为1.2×10~(-8)cm~2·s~(-1).采用计时电流法探讨了Cr的三维瞬时成核机理.对沉积的铬镀层进行了XRD和SEM表征,结果表明,经600 ℃氩气保护下煅烧后的镀层由Cr和Cr_2O_3纳米球状颗粒聚集而成,其平均粒径为0.48μm.对40oC、-3.0 V条件下所得镀层进行EDX检测,发现Cr与O的能级峰十分明显,其中Cr的质量分数为83.8%.通过在[BMIM]OAc、[BMIM]BF_4和[BMIM]PF_6三种离子液体体系中电镀得到的Cr镀层质量的比较,表明OAc~-的确有利于Cr的电沉积.     

离子液体[BMIM]PF_6中铬的电沉积行为

以一氯丁烷、N-甲基咪唑和KPF6为原料,合成了1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体([BMIM]PF6),用红外光谱(IR)对产物进行了结构分析.用循环伏安法测试该离子液体在85℃下的电化学窗口为4.7 V.考察了[BMIM]PF6-Cr(Ⅲ)电解液的电化学行为,结果表明,在85℃下Cr(Ⅲ)的还原过程是受扩散控制的一步还原不可逆过程,Cr(Ⅲ)的传递系数α=0.023,阴极扩散系数D0=1.142×10-6cm2/s.在85℃和-1.5 V条件下,用恒电势法在铜片上电沉积Cr(Ⅲ),并通过扫描电子显微镜(SEM)观察了铜片上镀层的表面结构,发现该镀层呈颗粒状,且颗粒的体积随沉积时间的延长而增大.X射线能量色散谱(EDS)和X射线粉末衍射(XRD)测试结果表明,该镀层为无定形的金属铬.     

二苯并噻吩及其氧化物与离子液体相互作用的理论研究

采用密度泛函理论方法比较了DBT/DBTO₂和[BMIM]⁺[PF₆]^-/[BMIM]⁺[BF₄]^-的相互作用。对最稳定的[BMIM]⁺[PF₆]^-、[BMIM]⁺[PF₆]^--DBT、[BMIM]⁺[PF₆]^--DBTO₂、[BMIM]⁺[BF₄]^-、[BMIM]⁺[BF₄]^--DBT、[BMIM]⁺[BF₄]^--DBTO₂进行了NBO和AIM分析。结果表明,DBT和[BMIM]⁺[PF₆]^-/[BMIM]⁺[BF₄]^-中的咪唑环彼此相互平行,NBO和AIM分析表明它们之间发生了π-π相互作用。H1'和H9'形成的F…H氢键有利于π-π堆积作用的形成。DBTO₂倾向于趋近C2-H2和甲基基团形成O…H相互作用;DBTO₂优先吸附在[BMIM]⁺[PF₆]^-/[BMIM]⁺[BF₄]^-。在模拟油中,[BMIM]⁺[PF₆]^-和[BMIM]⁺[BF₄]^-离子液体对DBTO₂的萃取能力大于DBT,其原因是可能是DBTO₂具有较大的极性和O…H与F…H的氢键作用。     

三价铬离子的水解聚合作用的研究(Ⅲ)——在较高浓度下Cr3+的水解聚合状态

本文用pH法研究了Cr³⁺在较高浓度下的水解聚合状态,发现了同一种Cr³⁺水解体系的第二种“根+节”配位化合物--Cr[Cr(OH)]_n^(3+2n)+(n=1,2)。其水解平衡常数为lgβ_1,2=-2.68,lgβ_2,3=-3.84。     

离子液体[BMIM]PF6中铬的电沉积行为简

以一氯丁烷、N-甲基咪唑和KPF6为原料,合成了1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体([BMIM]PF6),用红外光谱(IR)对产物进行了结构分析. 用循环伏安法测试该离子液体在85 ℃下的电化学窗口为4.7 V. 考察了[BMIM]PF6-Cr(Ⅲ)电解液的电化学行为,结果表明,在85 ℃下Cr(Ⅲ)的还原过程是受扩散控制的一步还原不可逆过程,Cr(Ⅲ)的传递系数α=0.023,阴极扩散系数D0=1.142×10-6 cm2/s. 在85 ℃和-1.5 V条件下,用恒电势法在铜片上电沉积Cr(Ⅲ),并通过扫描电子显微镜(SEM)观察了铜片上镀层的表面结构,发现该镀层呈颗粒状,且颗粒的体积随沉积时间的延长而增大. X射线能量色散谱(EDS) 和X射线粉末衍射(XRD)测试结果表明,该镀层为无定形的金属铬.     

1-辛基-3-甲基咪唑离子液体作为可循环溶剂萃取/去除水中二价汞研究

本研究采用1-辛基-3-甲基咪唑离子液体([C₈MIM]PF₆)建立了水中Hg²⁺的循环去除方法. 首先使用[C₈MIM]PF₆萃取水中Hg²⁺, 随后通过甲酸的还原反应, 去除萃取到[C₈MIM]PF₆中的Hg²⁺, 进而实现[C₈MIM]PF₆的回收与循环使用. 本研究优化了萃取与还原去除条件, 考察了最佳条件下[C₈MIM]PF₆的循环使用能力. 结果表明, 50 mL水中加入1 mL[C₈MIM]PF₆同时加入0.2 mL 1-甲基咪唑, 50 ℃、220 r/min震荡2 h, 对Hg²⁺的萃取效率接近100%. 随后在离子液体中加入4 mL, 40%甲酸溶液, 50 ℃下220 r/min震荡30 min, 可以将[C₈MIM]PF₆中60%～70%的Hg²⁺还原去除. 采用这一方式对水中Hg²⁺进行循环萃取, 在9次萃取中,[C₈MIM]PF₆对Hg²⁺的去除效率保持在83%～98%. 因此, 本方法不仅实现[C₈MIM]PF₆对水中Hg²⁺的去除, 同时实现了[C₈MIM]PF₆的回收与循环使用, 避免了[C₈MIM]PF₆过度使用所带来的环境问题.     

含席夫碱基二茂铁-蒽二元化合物的合成及其阳离子多信号识别

合成了一种含席夫碱基团的二茂铁-蒽二元化合物1, 并研究了其金属离子识别时紫外-可见光谱, 荧光光谱及电化学变化. 在各种金属离子中, 1 对Cr³⁺, Cu²⁺及Hg²⁺显示出多种信号响应识别: 1 位于407 nm 的Fe(II)→Cp 的荷移光谱发生约100 nm 红移, 且颜色由黄色变为红色, 同时使其Fe(III)/Fe(II)电位向阳极移动. 同时, 荧光光谱表明1 仅对Cr³⁺显示荧光增强效应.     

Cr3+的水解聚合作用(Ⅹ)——水解模型的作图分析和计算机筛选

用平衡pH法研究了在60℃和恒定离子强度时,在顺丁烯二酸存在条件下Cr³⁺的水解聚合状态。用作图积分法对体系的组成进行初步估算和pq^r分析。     

Cr负载V2O5-WO3/TiO2催化剂的低温NH3-SCR脱硝活性

采用浸渍法制备了一系列不同Cr负载量的CrO_x-V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂, 研究了Cr改性对该催化剂脱硝活性及抗硫性能的影响. 结果表明, Cr的引入使V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂的低温NO_x去除效果和抗硫性能显著提升. Cr的负载量为3%(以Cr₂O₃计算质量分数)时, 催化剂具有最佳的低温脱硝活性和N₂选择性. 结构表征结果表明, 改性催化剂中Cr元素主要以Cr³⁺形式存在, Cr的引入使催化剂的氧化性能明显提升, 并使表面弱酸位点、 强酸位点和催化剂表面吸附氧数量增多. XPS分析结果表明, Cr能使催化剂中V⁵⁺/V⁴⁺比例降低, 促进催化剂中自由电子的迁移. In situ DRIFTs表征结果显示, Cr的引入能促进NO与吸附在Brönsted酸位点上的NH₃在低温条件下反应, 从而使催化剂具有更好的低温脱硝活性. UV-Vis光谱分析结果表明, CrO_x负载量提高会显著增加高价态Cr的烧结聚集. 同时, 提出了一种选择性催化还原(SCR)反应中Cr-V协同催化的机理.     

Oxidative Dehydrogenation of 1-Butene to 1,3-Butadiene Using CO2 over Cr-SiO2 Catalysts Prepared by Sol-gel Method

A series of Cr-SiO₂ catalysts with a Cr content(mass fraction) ranging from 0.5% to 9% was prepared by a sol-gel method. The catalysts were characterized by XRD, N₂ adsorption, EDX elemental mapping, Raman spectroscopy, UV-Vis spectroscopy, XPS and H₂-TPR, and their catalytic behavior in the dehydrogenation of 1-butene to 1,3-butadiene(BD) using CO₂ as a soft oxidant was studied. The initial BD yield is well correlated with the amount of Cr⁶⁺ in the fresh catalysts. The highest BD yield of ca. 34% is achieved on the catalysts with 5%-9% Cr at 600℃ and weight hourly space velocity(WHSV) of 4.5 g·g_cat^-1·h^-1. The promoting effect of CO₂ on the BD yield was observed, which can be attributed to the reaction coupling between a simple dehydrogenation of 1-butene and the reverse water-gas shift reaction as well as regaining the oxidation state(lattice oxygen) of reduced Cr³⁺ species due to the mild oxidation ability of CO₂. The Cr-SiO₂ catalyst exhibits higher BD yield than the Cr catalyst supported on SBA-15, which is attributed to the higher amount of Cr⁶⁺ present on the former catalyst.     

Transfer Gibbs Energies of[Cr(Salen)(H2O)2]BPh4 From Water to Straight-chain Alkanol

Chromium(Ⅲ) is one essential nutrient that has been implicated as glucose tolerant factor(GTF) in the maintenance of normal carbohydrate and lipid metabolism. Schiff base complexes of chromium (Ⅲ) such as N,N' -ethylenebis (Salicylideneiminato) diaquochromium (Ⅲ) chloride[Cr(Salen)(H₂O)₂]Cl as a new kind of GTP model was shown to reduce the symptoms of diabetes significantly, hyperglycemia and cholesterol in diabetic rates^[l]. After studied the decomposition and characterization of[Cr(Salen)(H₂O)₂]Cl^[2], a new confound of[Cr(Salen)(H₂O)₂]BPh₄ is prepared and its transfer Gibbs energies(Δ_tr Go) from water to strait-chain Alkanols is studied in order to understand the thermodynamic properties of[Cr(Salen)(H₂O)₂]⁺ in different solvents.