聚丙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料的光氧化降解研究

研究了聚丙烯/有机改性蒙脱土(OMMT)纳米复合材料在365 nm紫外光辐照下的光氧化降解过程中的结构变化。主要利用红外光谱方法进行表征。在辐照初期(紫外光辐照时间小于11 h),复合体系的光氧化降解速率大于纯聚丙烯体系;随着辐照时间的延长(大于11 h),复合体系的光氧化降解速率小于纯聚丙烯体系。主要原因是蒙脱土既有光屏蔽作用,又有加速光氧化降解的作用,这两种作用共存,但在辐照初期,催化光降解作用占主导地位,随着辐照时间延长,光屏蔽作用占主导。蒙脱土的含量对聚丙烯的光氧化降解速率也存在影响。另外,蒙脱土的加入对聚丙烯光氧化降解产物也产生影响,羧酸类及酸酐类产物增多,酯类产物减少。     

有机蒙脱土改性脲醛树脂的结构与纳米力学研究

蒙脱土(MMT)作为一种天然矿物质,在树脂胶粘剂的增强改性方面应用前景广阔。为了探明蒙脱土增强作用机理,本文采用有机蒙脱土改性脲醛树脂,利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)分析蒙脱土和改性树脂的化学和晶体结构;并制造木质复合材料,采用纳米压痕技术(NI)比较研究复合材料界面区域树脂的纳米力学性能,测定复合材料的宏观胶合强度。FTIR和XRD分析表明,经十六烷基三甲基溴化铵分析纯(CTAB)改性后的蒙脱土在2 929和2 855 cm-1附近出现新的吸收峰,蒙脱土原土中的金属阳离子和有机阳离子实现有效交换,其(001)面强衍射峰向小角度移动,蒙脱土原土纳米片层的间距从1.51 nm增加至2.71 nm,有助于蒙脱土均匀分散于树脂体系中,并与体系中聚合物分子基团发生化学反应。蒙脱土片层的物理填充、化学反应形成的弹性体结构使得胶粘剂在加载过程中可以有效地分散应力,从而有利于提高脲醛树脂的力学性能,有机蒙脱土改性脲醛树脂的微观弹性模量和硬度分别增加了66.9%和24.2%。改性后树脂的耐水性能得到明显改善,木质复合材料的湿胶合强度增加了约97%。     

铽配合物——蒙脱土新型复合发光材料的插层组装、表征和发光性能

合成了铽的配合物[TbL] (ClO₄)₃(L: 2, 2, 2', 2'-四[N-苯基-N-苄基(乙酰胺)-2-氧甲基]丁醚), 通过离子交换反应将配离子[TbL]³⁺插层组装到蒙脱土(MMT)层板间, 制备出了新型复合发光材料 [TbL]³⁺-MMT．用元素分析、X射线衍射、傅氏变换红外光谱和紫外-可见光谱对材料进行了表征, 对其荧光性质进行了研究．结果表明, 复合发光材料保持了蒙脱土良好的层柱结构特征和[TbL]³⁺离子的笼状结构特征, [TbL]³⁺离子以单层形式分布于蒙脱土层板间．在紫外光激发下, 复合发光材料发出较强的绿色荧光, 其发射光谱与相应配合物的发射光谱相似．与相应纯配合物比较, 复合发光材料单位质量Tb³⁺的相对荧光强度、荧光单色性和光稳定性有显著改善, 其激发波长向可见光区发生明显位移, 说明插层组装对相应配合物的激发波长有一定的调制作用.     

固体核磁共振研究固体酸催化剂酸性进展

酸性直接与固体酸催化剂的活性相关,因此研究固体酸催化剂的酸性受到了科研工作者的广泛关注. 固体核磁共振技术已经成为研究固体酸催化剂酸性的一种强有力的工具. 该文介绍了固体核磁共振的特点和各种常用技术,着重综述了固体核磁共振研究固体酸催化剂酸性的进展.     

TiO2柱撑蒙脱土的制备及其对品红降解的催化反应

基于TiO2光催化剂的优良光催化活性,采用酸性溶胶法合成了TiO2柱撑蒙脱土复合光催化剂,利用IR,UV-Vis,TG/DTA,XRD及SEM等手段对复合催化剂进行了表征,通过太阳光对酸性品红光催化降解实验,考察了催化剂的光催化活性。该催化剂比纳米TiO2对酸性品红的光催化降解反应表现出更高的催化活性,而且更易于沉降、回收。当TiO2柱撑蒙脱土光催化剂的用量为0.2 g.(100 mL)-1,酸性品红溶液的pH值为3时,在太阳光下40 min内酸性品红基本降解完全,而且该降解过程符合Langmuir-Hin-shelwood方程。X射线衍射(XRD)分析表明钛柱撑蒙脱土的层间距较钠基蒙脱土有明显的增大,紫外-可见吸收光谱表明TiO2柱撑蒙脱土比纳米TiO2具有更高的光吸收效率。     

半晶聚乙烯局部和整体分子链运动的固体核磁共振研究

固体核磁共振技术是研究半晶聚合物的局部和整体分子链运动的一种非常独特的手段。该文对近年来半晶聚乙烯分子链运动的固体核磁共振研究工作进行了综述,展示了如何应用先进的固体核磁共振技术获得半晶聚乙烯局部和长程分子链运动的详细信息。这些分子层次上的信息对加深聚乙烯宏观机械性质的理解具有非常重要的意义。     

改性VOx/Al2O3催化剂催化氧化甲醇的固体核磁共振研究

采用固体核磁共振研究了NaOH 和HNO₃改性的VO_x/Al₂O₃上甲醇选择性催化氧化反应. 实验结果表明: 在甲醇的氧化反应中, 酸位对二甲氧基甲烷的生成起了重要作用. 与VO_x/Al₂O₃催化剂相比, 酸改性的VO_x/Al₂O₃上的强的Bronsted酸位对二甲氧基甲烷的选择性较高, 没有Bronsted酸位的碱改性的VO_x/Al₂O₃上生成的不是二甲氧基甲烷而是甲酸盐.     

Co(Ⅱ)8-羟基喹啉配合物固载到蒙脱土催化剂的合成、表征及其催化性能的应用

通过离子交换法成功地制备了Co(8-Q)2-MT,用XRD、SEM、FT-IR和UV-Vis等方法进行了表征,并研究了其在空气氧化苯乙烯反应中的催化性能及其回收利用率.结果表明,负载后的金属配合物保持了蒙脱土的结构,且在催化反应中具有很好的催化性能,对苯基环氧乙烷的选择性很高,回收利用率很高.     

水化磷脂层中蛋白质和多肽的高分辨固体核磁共振波谱学

有序样品的固体核磁共振(NMR)已快速发展成测定蛋白质和多肽在“仿真”水化磷脂层中高分辨结构的重要谱学方法. 由于与膜相连的蛋白质和多肽的结构、动力学和功能往往都和其周边自然环境密切相关,因此人们把蛋白质和多肽有序排列于水化磷脂层中进行固体NMR测量, 从而获得与取向相关的各向异性自旋相互作用. 这些取向约束可作为结构参数重构蛋白质在水化磷脂层中的高分辨三维结构. 近十年来在样品制备,NMR探头和实验方法方面的显著发展,极大地促进了有序样品的固体NMR的发展,并使之成为测定与膜相连的蛋白质和多肽结构的有效方法. 该综述介绍有序样品的固体NMR谱学方法,并总结此领域里的最新研究进展.     

19F固体核磁共振技术研究膜蛋白相互作用的进展

固体核磁共振技术因其可实现细胞膜环境中的蛋白质结构研究而广受关注.¹⁹F元素由于灵敏度高、天然丰度高,无生物背景等优点,被广泛应用于生物核磁共振技术中.氟标固体核磁共振技术常被用于细胞膜中蛋白质的相互作用研究,如：抗菌肽与细胞膜的相互作用、聚合膜蛋白结构分析等.此篇综述介绍了常用的蛋白质氟标修饰的实验方法,总结了常用的¹⁹F生物固体核磁共振实验技术,以及介绍了应用¹⁹F固体核磁共振研究膜蛋白的成功案例.此外,此篇综述讨论了¹⁹F固体核磁共振技术在蛋白质研究中的局限性.     

典型高分子材料的固体核磁共振研究

本论文通过固体核磁共振（NMR）谱及动力学参量的测量,并结合X-射线衍射技术和DSC测量等研究了两种典型高分子材料的相结构、链的运动以及相与相之间的关系.  乙烯-醋酸乙烯共聚物( EVA) 是最主要的乙烯共聚物之一. 研究发现,EVA的相组成非常复杂,共有5个不同的组分. 除了PE中所观察到的常规单斜晶相和刚性的正交晶相外,我们发现还存在第三个晶相分量－运动性较强的晶相（SOCP,可能是转动相）. 它不仅拥有自己的熔点,而且它的化学位移和分子运动性不同于刚性正交晶相（LOCP）. 另一方面,非晶相也由两种不同的分量组成：运动受限的各相异性的非晶界面相和高度可动的橡胶型的非晶相. 我们进一步详细研究了EVA中的晶区链动力学和非晶区的低温冻结行为. 实验发现,在正交晶相中,高分子链以180° flip-flop方式运动,同时伴随沿链方向的平移型跳跃运动,并引起正交晶相和非晶相之间的长程链扩散,通过NOE的测量证实了这种相间链扩散的存在,并进一步通过实验证实这种相间链扩散是一种受限扩散而不是自由扩散. 同时非晶相的两个组分具有不同的低温冻结行为：当温度低于-弛豫转变温度时,橡胶型的非晶相中的长程分子运动被冻结,但仍存在分子的局域运动;而界面非晶在低温时冻结成一种有序取向结构,并用质子自旋扩散实验证实该有序结构与正交晶相相邻近.  少量纳米级片层状粘土分散在聚合物中就可赋予材料许多优异的性能,我们用固体NMR技术对EVA/REC复合材料的结构和其中粘土的分散性质进行研究,发现上述复合材料中所形成的晶体类型不仅依赖于各组分的性质还依赖于所形成的复合材料的类型.  偏氟乙烯/三氟乙烯共聚物（P（VDF-TrFE））是最主要的铁电高聚物之一. 我们利用变温固体¹⁹F MAS NMR 谱及弛豫数据的测量详细研究了电子辐照对P(VDF-TrFE)共聚物的分子结构、构型、运动性以及相变等的影响. 发现,电子辐照不仅改变了分子链段的构型和运动性,同时也改变了局部分子化学结构. 电子辐照促使铁电相向顺电相(或者非晶相)转变,与此同时诱发了富含VDF和含-TrFE链段从全反式的构型到混合的反式-旁式构型的转变. 电子辐照加剧顺电区域中的分子运动而在高温熔融态中(>100 ℃）,分子的运动反而受限.     

尼龙6结晶和动力学的固体高分辨^13C NMR研究

用MSL—400核磁共振(NMR)波谱仪记录了尼龙6的~(13)C交叉极化魔角旋转(CP/MAS)NMR谱,发现固态下ω碳原子有两个峰,尼龙6记为ω_1和ω_2。在同一样品的~(13)C NMR溶液谱中,这两个峰合并成一个峰,证明固态尼龙6中两种晶区是共存的。在固态,ω_2峰比ω_1峰向高场偏移2.2ppm。测量了尼龙6—系列不同接触时间的CP/MAS NMR谱以研究动态行为。用SIMPLEX非线性最小二乘法拟合技术计算了交叉极化速率和质子T_(1ρ)~H用Ngai公式计算了固态尼龙6的运动参数。     

聚苯乙烯-聚丁二烯嵌段共聚物的固体NMR研究

采用我们前期发展的测定多相高聚物中界面相厚度及相区尺寸的NMR新方法对两种不同嵌段结构的聚苯乙烯-聚丁二烯嵌段共聚物进行了研究,并与关于界面相厚度的高分子物理理论结果进行对比. 该NMR方法采用偶极滤波-自旋扩散技术分别测定非界面相的柔性区与界面相中质子的百分含量,然后根据界面相与柔性相的几何关系计算界面相厚度. 研究结果表明这两种嵌段共聚物具有几乎相同的界面相厚度,该结果与Helfand等人关于多相高聚物中界面相厚度的自洽场理论预言基本符合.     

Increasing the sensitivity of 2D high-resolution NMR methods applied to quadrupolar nuclei

Gan and Kwak recently proposed a soft-pulse added mixing (SPAM) idea in the classical two-pulse multiple-quantum magic-angle spinning scheme. In the SPAM method, a soft pi/2 pulse is added after the second hard-pulse (conversion pulse) and all coherence orders in between them are constructively used to obtain the signal. We, here, further extend this idea to distributed samples where the signal mainly results from echo pathways and that from anti-echo pathways dies out after a few t1 increments. We show that, with a combination of SPAM and collection of fewer anti-echoes, an enhancement of the signal to noise ratio by a factor of ca. 3 may be obtained over the z-filtered version. This may prove to be useful even for samples with long T2' relaxation times.     

Computation of Orientational Averages in Solid-State NMR by Gaussian Spherical Quadrature

We investigate Gaussian spherical quadrature as a method for calculating orientational averages in solid-state NMR. For the case of magic-angle-spinning sideband amplitudes of isolated spins-1/2, we demonstrate the superiority of Gaussian spherical quadrature over other orientational averaging methods. Depending on the shift anisotropy parameters and the desired accuracy, the computation speed is enhanced by a large factor (between two and many hundreds). In addition, a method for improving any present sampling scheme is devised. Such schemes are called SHREWD (Spherical Harmonic Reduction or Elimination by a Weighted Distribution). The role of orientational symmetry in solid-state NMR is explored. We also discuss the limitations of the Gaussian spherical quadrature methods.     

PVPh/PEO共混物动力学演化过程的NMR研究

聚合物共混物中链段的慢取向运动与其玻璃化转变行为和宏观力学性质密切关联,而基于化学位移各向异性重聚的~(13)C CODEX(centerband-only detection of exchange)固体核磁共振(SSNMR)技术能够有效表征共混物中链段的慢取向运动.该文利用~(13)C CODEX NMR技术详细研究了相容性聚合物共混物聚乙烯基苯酚/聚氧乙烯(PVPh/PEO)中的刚性组分PVPh在较宽温度范围内的慢取向运动特性与玻璃化转变过程的关联.研究表明,在玻璃化转变起始温度以下,PVPh主链的分子运动被冻结,而侧基存在b-松弛的慢取向运动;在玻璃化转变起始温度附近,PVPh主链具有明显的慢取向运动,而且主链和侧基是一种协同的分子运动.该文利用NMR技术揭示了共混物中的玻璃化转变起止温度分别对应于高分子主链慢取向运动CODEX信号的开始和极大值处的温度.     

固体核磁共振技术在骨基生物材料研究中的应用

骨是人体的结构组织之一,又是重要的造血器官,它在支持和保护体内器官、贮存钙和磷、参与人体代谢和为肌肉提供附着等方面具有重要的作用,因此了解骨的微观结构对预防和治疗骨疾病有重要意义.由于骨形态多样化,无机和有机成分共存,而且骨样品对物理和化学处理十分敏感,因此对其研究存在许多实验困难.与其他表征技术相比,固体核磁共振（NMR）检测对骨样品不需要任何处理,不会破坏其自身结构,可以实现原位检测.另外,骨头中的许多元素（¹H、¹³C、³¹P、¹⁹F、⁴³Ca、²⁹Si、²⁵Mg和⁸⁷Sr）都是NMR可观察核,因此高分辨固体NMR技术是研究骨基生物材料的强有力工具.该文综述了近年来固体NMR技术在骨基生物材料研究中的应用进展.     

High-Resolution Solid-State NMR Spectroscopy of Steroids and Their Derivatives

Abstract: Steroids are an important class of organic compounds containing a vast array of biologically and physiologically essential molecules. Due to their availability, relatively straightforward derivatizability, and endogeneity, they are widely used in pharmacological applications. The investigation of molecular and physicochemical properties of active pharmaceutical ingredients (APIs) in the solid state is important, because these properties are directly related to their pharmacological activity. Several methods are available for this purpose. Solid-state NMR spectroscopy offers a nondestructive and flexible technique, providing both structural and dynamic information. It can be applied to every solid physical state (both crystalline and amorphous) as well as to materials with different compositions. The current article aims at gathering together some of the recent and most important studies in the area of high-resolution solid-state NMR spectroscopy of steroids and their derivatives completed with related theoretical reports not forgetting to outline the future remarks.     

生物固体核磁共振中样品发热的研究进展

近年来,固体核磁共振被广泛应用于膜蛋白、纤维化蛋白等体系的结构和功能研究．在固体核磁共振实验中,快速魔角旋转或高功率射频场照射等实验条件将导致样品发热．生物样品发热能导致严重的后果,例如样品温度的快速升高,信号分辨率、信噪比的降低,发热严重时甚至导致样品的不可逆损坏．近年来,人们对样品发热问题进行了一些研究,发现通过优化样品制备条件或固体核磁共振实验条件,以及改进探头设计等手段,可以在一定程度上减轻样品发热．该文主要综述了生物固体核磁共振研究中导致样品发热的原因和减轻样品发热的方法．