硝基胍热解反应途径的量子化学研究

本文用MINDO/3方法研究了硝基胍热解反应的机理。研究结果表明, 硝基胍热解反应可经历两条途径得到主产物(N_2O、H_2O和NH_3)。这两条途径相互竞争, 但生成N_2O及H_2O的途径Ⅰ要容易进行, 是整个反应的启动步。     

RDX及其衍生物高温热解的反应分子动力学模拟

本文采用ReaxFF反应分子动力学方法,研究了RDX及其衍生物晶体在高温条件下(2000、2500和3000 K)的热分解机理以及主要产物随时间的变化情况。结果表明:RDX及其衍生物晶体热解的第一步反应均为N―NO_2键断裂生成NO_2分子,随后反应由于六元环上和侧链基团的不同导致侧链脱除或开环反应的顺序不同。在这四种单胞体系热解中,NO_2和NO分子为共同的中间产物,形成之后迅速发生次级反应并最终生成N_2。各体系热解终产物一致,均为N_2、H_2O和CO_2,其中N_2分子数最多,大于20个。由于原始分子结构和组成中C/N比、H/O比的不同,各体系热解后H_2O和CO_2分子数目相差较大。不同温度下,各单胞体系热分解生成的最大含碳团簇中C原子数均较小。在进一步超胞体系的模拟中,RDX和RDX-D2体系生成的含碳团簇中C原子数分别达到约30和16个,远高于单胞模拟,且受温度影响较大;而RDX-D1和RDX-D3单胞或超胞模拟结果相近,均未生成含碳团簇,仅存在小分子含碳碎片。因此,初始分子的结构和元素比对含碳团簇的生成有明显影响。     

ZnO/g-C3 N4微纳米材料的制备及其性能研究

用Zn(NO_3)_2、ZnCl_2、C_4H_6O_4Zn·2H_2O及三聚氰胺为原料,采用热解法合成ZnO/g-C_3N_4复合光催化剂。为了对合成产物的组成、形貌及光吸收性能进行表征,我们利用了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及UV-Vis等。研究了不同物质含量热解及ZnO的含量对合成产物的影响,并且以六价铬为污染模拟物,对合成的ZnO/g-C_3N_4进行光催化进行评价。结果表明ZnO/g-C_3N_4复合材料有更优秀的光催化性能,用氯化锌为2. 5 wt%、热解温度为510°C、保温时间120 min时,合成的ZnO/g-C_3N_4光催化性能最佳,用氙灯照射270 min后,对六价铬溶液的降解率达到了93. 19%,比用样条件下单一的g-C_3N_4光催化性能提高了44. 92%。     

神府煤热解-活化耦合反应产物特性及机制研究

利用两段式固定床反应装置,研究了神府煤热解-活化耦合产物的特性,探讨了热解温度及活化剂(H_2O(g)、CO_2和H_2O(g)/CO_2)对产物性能的影响,揭示了热解-活化耦合反应机制。结果表明,热解温度对半焦的CO_2化学反应性影响较小;采用热解-活化两段耦合工艺,可使神府煤热解的焦油产率明显提高,产率最高为17.8%;不同活化剂对两段耦合过程产生的混合煤气(mixture coal gases,MCG)和焦油产率影响为H_2O(g)H_2O(g)/CO_2CO_2,其焦油组分均以饱和分和芳香分为主;采用H_2O(g)/CO_2(1∶1)活化剂,可有效提高活性炭的比表面积,其BET比表面积为845.37 m~2/g。热解-活化耦合机制主要为活化段产生的合成气(synthesis gases,SG)为热解段煤的加氢热解提供了氢源,丰富的氢自由基促进了煤的加氢热解反应,改变了耦合过程的产物分布和特性。     

碱式邻苯二甲酸氢镧的热分解机理

本文测定了一水合碱式邻苯二甲酸氢镧LaOH(C_8H_5O_1)_2·H_2O的热重(TG)曲线,用红外光谱、气相色谱和质谱法表征了各步热分解产物,研究了其热分解反应机理.整个热分解过程分5步进行:LaOH(C_8H_5O_1)_2·H_2O→La_2(C_8H_4O_4)_3→La_1O(CO_3)_3(C_8H_4O_4)_2→La_2O(CO_3)_2→La_2O_2CO_3→La_2O_3.热分解的气相产物有邻苯二甲酸酐和9,10-蒽醌等.     

含N,N,O,O四齿席夫碱Cu~Ⅱ、Ni~Ⅱ配合物的合成、结构及性质表征

采用N,N,O,O四齿席夫碱配体HL_1、HL_2分别与Ni(OAc)_2·4H_2O和Cu(OAc)_2·2H_2O进行反应,合成了3个配合物NiC_(22)H_(22)N_2O_2(1)、CuC_(22)H_(22)N_2O_2(2)和CuC_(24)H_(26)N_2O_2(3).利用元素分析、红外和X射线单晶衍射等技术进行表征,结果表明,配合物1和2均属于单斜晶系,空间群为P21/c,而配合物3属于正交晶系,空间群为C222_1.3个配合物的分子单元结构相似,中心金属离子Cu~Ⅱ或Ni~Ⅱ与配体的氮、氧原子配位形成稍微扭曲的四方平面构型.热重分析结果表明,3个配合物均具有良好的热稳定性,且配合物3的热稳定性更高.此外,结合X射线单晶衍射数据,文章还讨论了配位反应发生前,配体在溶液中存在的主要构型.     

孤对键弱化效应研究

在H_2O_2、N_2H_4、F_2分子中,O—O、N—N、F—F键的键长分别是0.148、0.148、0.144nm,虽比C_2H_6分子中的C—C键(0.154nm)短,但其σ键键能分别是146、160、155kJ/mol,却比C—C键能(365 kJ/mol)小约2.5倍,通常称这类原子的单键键能的反常现象为“孤对键弱化效应”。传统观点认为,半径很小的N、O、F等在化合时必须相当接近才能键合,孤对电子的排斥作用阻止了其相互接近,削弱了键能,降低了键的稳定性。显然,将这种削弱效应考虑为原子间效应是不合理的。本文用键参数图解法对“孤对键弱化效应”提出了合理的解释。     

[Nd_2O(C_5H_5)_6](C_12H_9N_2)3Cl·mC_4H_8O的晶体结构

本文报告用单晶X-射线衍射法测定[Nd_2O(C-5H_5)_6](C_(12)H_9N_2)_3C1·mC_4H_5O的晶体结构。晶体属于单斜晶系,空间群为P2-1/c,晶胞参数为a=20.982(15),b=11.217(7),c=32.954(32),β=104.17(7)°;Z=4。Nd和C1原子坐标用直接法定出,其他原子坐标以差Fourier方法求得,经过最小二乘法修正,R因子为0.159。在分子中三个茂环皆通过η~5。键与Nd原子配位,两个Nd原子间存在桥氧原子,因而形成(Nd_2O(C_5H_5)_6)~(2-)阴离子,Nd-C键基本上属于离子键。三个邻菲罗啉基团通过氢键与C1原子连接形成大的阳离子[(C_(12)H_9N_2)3-C1]~(2+)。     

单锰取代的Keggin型多酸吸附大气小分子X(X=H_2O,N_2,O_2,NO,N_2O,CO和CO_2)的密度泛函理论计算研究（英文）

基于密度泛函理论(DFT)M06L方法对一系列单锰取代的Keggin型POM吸附大气小分子X(X=H_2O,N2,O_2,NO,N_2O,CO和CO_2)配合物的分子几何,电子结构和成键性质进行了系统研究。由于POM的多阴离子性质,铯盐Cs_4[PW_(11)O_(39)Mn~ⅢH_2O]被用来考虑抗衡离子效应。DFT-M06L计算表明,当改变4个Cs抗衡阳离子的位置时,多酸阴离子的几何结构和电子结构参数几乎没有变化。当不考虑抗衡离子效应,在气相和溶液中单独优化多酸阴离子([PW_(11)O_(39)Mn~ⅢH_2O]~(4-))时,其主要几何和电子参数没有显著变化。比较不同自旋态的能量表明[PW_(11)O39Mn~ⅢX]~(4-)(X=H_2O、N2、N_2O、CO和CO_2)的最低能量态是高自旋五重态,[PW_(11)O39Mn~ⅢX]~(4-)为三重态,而[PW_(11)O_(39)Mn~ⅢNO]~(4-)则为双重态。这些大气小分子在类卟啉POM配体上的吸附能量按照以下顺序增加:N2N_2OCO≈CO_2O_2H_2ONO。POM-Mn-NO配合物具有较大的吸附能。Mulliken布居分析表明,NO配体与多酸中Mn~Ⅲ中心的相互作用主要来自于中间自旋态的Mn~Ⅲ中心与NO·分子之间的反铁磁性耦合相互作用。     

噻吩产物的气相色谱分析

含硫有机化合物的气相色谱分析早有报道.但是适用于呋喃噻吩产物气分析,尤其是有关的定性定量用参考数据未见报道。本文介绍了用气相色谱分析呋喃制噻吩产物方法,得到满意结果. 实 验 部 分 气相色谱仪:SP-2305E型。N_2为载气.为避免产物气中大量H_2S和H_2O的干扰,采用FID检测器。用APPLE-Ⅱ微机与之联机进行色谱数据的采集和处理.     

玉米芯酸水解残渣的热解特性

在热重分析仪和管式炉热解装置上对玉米芯酸水解残渣（简称残渣）的热解过程进行了研究,并利用气相色谱（GC）,气相色谱-质谱联用(GC-MS)和扫描电镜(SEM)对热解产物进行了分析。热重分析结果表明,残渣的热裂解主要发生在280℃~ 450℃,仅在340.7℃有一个明显的失重峰。管式炉热解实验表明, 随着热解终温的升高,残渣的气相产物产率明显增加,而固相和液相产物产率均有所下降。GC分析结果表明,H₂和CH₄的产率随着热解终温的升高而升高,CO₂产率呈现下降趋势; 与玉米芯热解气相产物相比,残渣热解CO、H₂和CH₄的产率较高,CO₂产率较低。GC-MS结果表明,残渣热解焦油的主要成分为酚类物质和多环芳烃。SEM结果表明,随着热解终温的升高,残渣热解焦炭的表面结构趋于有序化。     

基于TG/DSC-MS和FTIR的纤维素热解特性研究

为了研究纤维素热解特性,本文利用热重/差示扫描量热法-质谱连用技术(TG/DSC-MS)对纤维素进行热解实验研究,在线监测了热解过程中H_2O、CH_2O、CO_2、醋酸或羟基乙醛、糠醛(质荷比m/z=18、30、44、60、96)几种热解主要产物的演变规律。结果显示,几种物质的最大产率温度遵循H_2OCH_2O≈CO_2糠醛醋酸或羟基乙醛,其中醋酸的生成明显晚于CH_2O和糠醛,表现出不同的生成路径,而CO_2的离子图则出现了明显的双峰,DSC对应的温度(350℃)也出现了吸热峰,可见其生成存在两个阶段。针对甲醛和糠醛两种物质,本文提出了可能的生成路径。此外,本文也利用傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)表征了不同温度下的热解焦样,半定量分析了几种重要官能团随温度的变化规律。本文揭示了一定纤维素热解进程,为其热转换的工业应用提供了一定的理论基础。     

稀土酞菁化合物的研究 Ⅰ.稀土单酞菁配合物的合成及其性质

稀土酞菁化合物是一类新型的电致变色,气敏和有机半导体材料,因而长期以来引起人们的兴趣和注意. 合成稀土酞菁化合物的方法主要由等人提出用邻二氰基苯与乙酸稀土固相反应制得,产物经氧化铝柱色谱分离时得到蓝色和绿色两种物质,前者为夹层型稀土双酞菁化合物RE(C_(32)H_(16)N_8)_2·H,但关于绿色产物是否为单酞菁是长期争论的问题. 有关稀土单酞菁的合成曾有一些作者做了尝试,等人制出ErC_(32)H_(16)N_9·Cl·2H_2O和SmC_(32)H_(16)N_8·(HCO_2)两种化合物,Mackay制得ClC_(32)H_(16)N_8·YbCl·2H_2O.所有这些报道其元素分析结果与计算值相差较大,并未能确切证实是得到了纯的稀土单酞菁,Sugimoto虽报道过用稀土β-二酮盐与酞菁锂置换反应制得稀土单酞菁,但未见到详细的     

两个基于4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸构筑的铜、锌配位聚合物的合成、晶体结构及性质

合成了两个新型配位聚合物[Cu_2(OH)(H_2O)(L)_3(bpp)]_n(1),[Zn(L)_2(H_2O)(bipy)]_n(2)(HL=C_4H_4N_2O_2S,4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸; bpp=1,3-双(4-吡啶基)-丙烷; bipy=4,4’-联吡啶),用元素分析、红外光谱、热重分析和单晶X-射线衍射对产物进行了表征和结构测定.配合物1是双核结构,中心金属离子Cu~(2+)的配位数均为五,构成略为变形的三角双锥体;配合物2的中心金属离子Zn~(2+)的配位构型是扭曲的三角双锥结构.配合物1通过氢键形成了二维结构,配合物2通过分子间氢键和π-π堆积作用形成了三维结构.用荧光光谱法研究了配体和配合物与DNA之间的相互作用.     

4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸构筑的一维稀土配位聚合物的合成与晶体结构

由4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸(HL,C_4H_4N_2O_2S)和相应的稀土硝酸盐Ln(NO_3)3·n H_2O(Ln=Tb,Dy,Ho,Yb)合成了4个一维稀土配位聚合物{[Ln(L)_3(H_2O)2]·H_2O}_n(Ln=Tb,1;Dy,2;Ho,3;Yb,4),均得到单晶,用元素分析、红外光谱、热重分析和X射线单晶衍射确定了产物的组成和结构。结构分析表明:4种晶体属于异质同晶型,同属于三斜晶系,空间群为Pī。每个中心金属离子Ln(III)与5个噻二唑甲酸根中的6个羧基氧原子和2个配位水分子上的两个O原子配位,配位数为8,形成一个三角十二面配位多面体。     

肼在Ir(100)表面吸附与解离的第一性原理研究

采用密度泛函理论,结合周期性平板模型,研究了N_2H_4在Ir(100)表面上的吸附和脱氢分解.计算了N_2H_4以及其脱氢中间体(N_2H_x,x=1,2,3)的最稳定的吸附位置和吸附结构,分析了其电子结构.在Ir(100)面上,N_2H_4以反式构象的形式优先吸附在顶位,N_2H3,N_2H_2及N_2H均以顺式构象吸附在桥位,它们的吸附能均较高,说明N_2Hx均能稳定吸附在Ir(100)面上,且均为化学吸附,N_2H_2吸附能最大.通过N_2H_4的一系列脱氢反应(N_2H_x→N_2H_(x-1)+H),确定了每步反应的反应能量、过渡态的结构以及所需活化能,结果表明,N_2H_4逐步脱氢得到N_2和H_2环境友好型产物的反应是可行的,且第三步反应为速控步.     

氧气对褐煤水蒸气气化半焦的活化及机理

以胜利褐煤为原料,利用一段流化床/固定床石英反应器,进行N_2/O_2/H_2O/H_2O+O_2气氛的褐煤热解/气化实验。采用BET、Raman、FT-IR、微波消解ICP-AES、TGA等技术表征半焦。研究氧气添加对气化反应以及半焦结构和反应性的影响,解析了氧气对气化半焦的活化机理。结果表明,氧气添加可以改变半焦结构,活化半焦,从而促进转化率、H_2产率和CO_2产率的提高。氧气对气化半焦的活化作用主要包括两个方面,一是芳核与氧气发生氧化分解反应,破坏了芳环大π键,形成了新的官能团,从而促进了反应(C+H_2O→H_2+CO)的发生;二是随反应的进行,芳香大环(≥6)结构解聚为芳香小环(3-5)结构,同时氧原子进入芳核,形成缺陷位C-O-C,从而导致半焦微晶结构的缺陷程度提高、缩聚程度降低,进而导致半焦反应性和表面吸附作用提高,促进反应(CO+H_2O→H_2+CO_2)的发生。     

三核铁甲酸配合物的热解过程及其若干催化活性碎片的研究

三重桥氧三核铁甲酸配合物[Fe_3(μ_3-O)(μ-O_2CH)_6(H_2O)_2·(O_2CH)]·2H_2O的热反应行为十分有趣,其在热解过程某阶段失去部分配体后的碎片能活化乙炔进行加氢或加水反应生成乙烯、乙醛和丙酮,为揭示这些活性碎片的本质,我们应用了原位红外光谱(in situ IR),热重(TG)、差热分析(DTA),气相色谱(GC)、X-射线粉未衍射(XRD)和质谱(MS)等手段综合研究该化合物的热解过程,求出各热解碎片的组成,并研究它们在不同条件下的反应性能.本文报道它们相互验证的定性及定量结果.     

Ti(O-iPr)4-NaNp-N2固氮体系和锆、铁氢化物的反应

在前报中,我们用锆、铁氢化物和[Mo(N_2)_2(dppe)](Ⅰ)(dppe=(C_6H_5)_2P-CH_2-CH_2-P(C_6H_5)_2)及其类似物[C_6H_5N_2]BF_4(Ⅱ)进行反应,经红外光谱测定发现产物中有—NH基因,此反应产物水解后生成氨.这一结果表明锆,铁氢化物上的氢已转移到配位N_2分子上.这有两种情况,一是反应产物需要经过水解后生成氨,(Ⅰ)和锆、铁氢化物的反应属于这一类;另一是反应直接生成游离氨,产物不需要经过水解,铁的氢化物和     

用气相色谱法研究煤与半焦的特性 Ⅰ.煤和在氮气氛下热解半焦的微孔

本文采用气相色谱法测定太原贫煤、大同烟煤、可保褐煤及其半焦比表面积(σ)。以N_2,CO_2为吸附质,He 为载气时,分别在-196℃,-78℃下吸附时,得到贫煤、烟煤、褐煤的σ_(N_2)依次为2.7,1.5,1.0m~2/g;σ_(CO_2)为50.1,50.0,16.1 m~2/g。贫、烟煤在660℃下热裂解,褐煤在720℃下热裂解时,所得半焦的σ_(CO_2)最大,其值依次为170.0,169.2,268.7m~2/g。此外还发现半焦能在-196℃下吸附氢气,在H_2压为500mmHg 柱时,吸氢量分别为40,60,110ml(STP)/g。文中讨论了煤和半焦的σ_(CO_2)>σ_(N_2)及半焦能吸附H_2的原因,认为主要是有N_2分子不能进入的微孔存在,即煤和焦有筛选不同分子的能力,就是所谓的“分子筛性质”。