甲胺/二甲胺共取代合成氮化硼先驱体聚硼氮烷

将三氯环硼氮烷(TCB)与甲胺/二甲胺进行共胺解取代反应, 首先制得了不同胺基的取代单体, 经过进一步热聚合反应合成了聚硼氮烷先驱体. 通过对不同单体的聚合产物组成与结构分析, 探讨了不同取代基对热聚合反应及产物结构的影响. 研究表明, 当控制甲胺/二甲胺摩尔比为1∶2, 聚合温度180 ℃, 获得的聚硼氮烷数均分子量为7603, 分子量分散系数为1.80, 熔点为83 ℃, 组成为BC_0.76N_1.39H_2.5, 该聚合物具有近似线性分子结构, 表现出优良的可纺性, 可制得平均直径10～15 μm的先驱体纤维, 为制备氮化硼纤维奠定了基础.     

氮化硼纤维先驱体的制备与表征

以三氯环硼氮烷为原料, 将其与正丙胺/异丙胺进行共取代反应, 制得了不同结构的取代单体, 再经热聚合反应获得了相应的聚硼氮烷先驱体. 通过分析不同正丙胺/异丙胺配比制得的聚合产物的组成与结构, 探讨了不同单体的胺基取代基对先驱体的聚合反应性及对产物结构的影响. 结果表明, 当正丙胺/异丙胺摩尔比为2∶1, 聚合温度为150 ℃, 反应时间为10 h时, 合成产物具有近似线性分子结构, 熔点为90 ℃, 具有良好的成丝性, 可获得平均直径10~20 μm, 组成为BC_1.27N_1.52H_x的先驱体纤维, 先驱体纤维再经不熔化处理及1200 ℃氨气高温煅烧等工艺可获得近化学计量比的氮化硼纤维.     

基于环硼氮烷的高陶瓷产率SiBCN先驱体的合成与性能

聚合物先驱体转化法作为制备SiBCN陶瓷及其复合材料的重要途径,具有成型温度低、产物结构和组成可控等优点.设计合成合适的聚合物先驱体是提高陶瓷产率和性能的关键因素之一,本文采用三氯环硼氮烷(TCB)与乙炔基氯化镁进行反应,合成了乙炔基环硼氮烷,进而与二氯硅烷和二氯甲基乙烯基硅烷进行共氨解反应,制备了聚硼硅氮烷先驱体(PBSZ)并进行了高温裂解.采用综合热分析(TG-DSG)对其陶瓷化过程进行了分析,并采用XRD和SEM对陶瓷化产物的结构进行了表征.PBSZ在室温下是液态,易溶于二氯甲烷和氯仿等溶剂,可加工性优良.基于PBSZ先驱体的SiBCN陶瓷产率超过80%;陶瓷化产物在1400℃以下为无定形状态,在1500℃可形成由α-Si3N4,β-Si3N4,h-BN和SiO2晶体结构组成的陶瓷;陶瓷产物表面致密平整且具有优异的热稳定性和氧化性能,表明聚硼硅氮烷(PBSZ)有望成为高陶瓷产率和高性能陶瓷的重要先驱体.     

环硼氮烷与HCl,CHCl_3构成的分子间氢键的理论研究

用MP2方法和B3LYP方法,在6-31G(d,p)基组下对复合物环硼氮烷-HCl体系和环硼氮烷-CHCl3体系进行优化,研究了其分子间氢键的本质.计算结果表明,氯仿与环硼氮烷分子之间的相互作用使C-H键长缩短,振动频率增大(蓝移),而HCl与环硼氮烷分子之间的相互作用使H-Cl键长增长,振动频率减小(红移).自然键轨道(NBO)分析表明,影响氢键红移和蓝移主要有3个因素:n(Y)→σ*(X-H)超共轭作用、X-H键轨道再杂化和质子供体电子密度重排.其中,超共轭作用属于键伸长效应,电子密度重排和轨道再杂化属于键收缩效应.环硼氮烷-HCl体系的构型1和2伸长效应处于优势地位导致形成红移氢键;环硼氮烷-CHCl3体系中,由于键收缩效应处于优势地位导致形成蓝移氢键.     

含硅聚硼氮烷裂解转化制备氮化硼陶瓷纤维

以低活性含硅聚硼氮烷为先驱体,经熔融纺丝,BCl₃脱硅不熔化处理以及在氨气气氛中高温裂解制备的氮化硼纤维仍含有硅元素,这主要是含硅聚硼氮烷结构中的B-N(SiMe₃)₂和B-N(SiMe₃)-B由于位阻与BCl₃反应脱除SiMe₃不完全所致.而采用HCl首先与含硅聚硼氮烷反应减少其位阻,再通过BCl₃进一步脱硅不熔化处理制备的氮化硼陶瓷纤维经FT-IR、X射线衍射(XRD)分析表明纤维基本不含硅元素,并且扫描电子显微镜(SEM)表明得到的氮化硼陶瓷纤维直径约为11μm,断面致密无孔,室温下抗拉强度为0.45GPa.     

聚硼硅氮烷陶瓷前驱体分子结构设计和合成*

聚硼硅氮烷是制备高性能硅硼 碳氮（SiBCN）复相陶瓷的主要聚合物前驱体,在耐高温、抗氧化高性能陶瓷领域中具有重要的研究价值。本文分4个方面,即基于硼吖嗪的聚硼硅氮烷、侧基含有环硼氮烷或单硼烷的聚硼硅氮烷、基于多官能硼烷构筑的聚硅氮烷和含硼聚硅基碳化二亚胺,从聚硼硅氮烷分子结构设计、改性、合成及在多维尺寸材料中初步应用的角度综述了该领域国内外研究的新进展,指出了聚硼硅氮烷陶瓷前驱体设计合成研究发展中值得关注的新方向。     

胺源对“一锅法”合成聚硼硅氮烷结构及性能的影响

以六甲基二硅氮烷(MM^N)、四甲基二乙烯基二硅氮烷(MM^NVi)和四甲基二硅氮烷(MM^NH) 3种不同结构的二硅氮烷为胺源,通过与氯硅烷和三氯化硼反应,制备出具有不同封端结构的聚硼硅氮烷.其中,以MM^N、MM^NVi为胺源可获得液态产物;以MM^NH为胺源时,因合成过程中发生活性基团间的过度交联导致产物凝胶.采用核磁共振波谱仪、红外光谱仪对液态前驱体聚合物及其热解产物的结构进行了表征.研究结果表明：通过“一锅法”制备的液态聚硼硅氮烷主链具有较多的支化和环状结构,随着封端结构中乙烯基含量的增加,所得前驱体的固化温度降低,固化反应活化能降低.与以MM^N为胺源和封端剂合成的聚硼硅氮烷相比,以MM^NVi为胺源所得前驱体固化前后陶瓷产率分别提高了14.9%及8.1%.并且,通过改变胺源的种类和比例可以调节热解产物的元素组成,合成的液态前驱体聚合物热解所得SiBCN陶瓷结晶温度高于1700℃.     

新型氮化硼陶瓷纤维先驱体——含硅聚硼氮烷的合成与表征

以三氯化硼、六甲基二硅氮烷为起始原料, 采用一步法合成了一种新型含硅氮化硼陶瓷纤维先驱体——含硅聚硼氮烷. 该法合成工艺简单, 且合成收率约为87%(质量分数). 采用元素分析、傅立叶红外光谱、核磁共振波谱、热机械分析、动态流变分析等对含硅聚硼氮烷的组成、结构和性能进行了表征. 结果表明, N—B为含硅聚硼氮烷先驱体的骨架结构, 其中, B, N主要以硼氮六环形式存在, 而Si则以Si—CH₃, Si—N形式存在. 该先驱体软化点为110 ℃, 具有优良的成型性, 在190 ℃的N₂气氛中可纺丝得到20～25 μm的有机纤维.     

聚异丙胺基环硼氮烷裂解制备氮化硼及其抗氧化与介电性能

以异丙胺和三氯环硼氮烷(TCB)为原料,在较温和条件下合成了一种可溶可熔的聚异丙胺基环硼氮烷(PTPiAB),后经高温裂解制得六方氮化硼(h-BN).利用元素分析、TGA、FTIR、XRD和网络分析仪等对先驱体及裂解产物的组成、结构和性能进行了表征.结果表明,PTPiAB的结构中含有B3N3六元环,N-H、C-H和C-N键,其熔点约70 oC.1000 oC时在NH3和Ar中的陶瓷产率分别为45.9 %和52.8 %.NH3中裂解失重主要发生在800 oC以下,1000 oC左右开始结晶,1800 oC时得到BN的(002)晶面间距为0.334 nm,密度为2.03 g·cm-3.该BN表现出了较好的高温抗氧化性能,在空气中900 oC以下增重小于0.3%.此外,室温下测试频率为10 GHz时的介电常数实部和损耗角正切分别为2.48和0.03.     

环状和网络状有机硼化合物的研究 Ⅱ.1,2-氧硼杂戊环类化合物的合成与性质

2-烯丙氧基-1,2-氧硼杂戊环(1)的侧链有较大化学活性。(1)可与醇类酯交换制得2-烷氧基-1,2-氧硼杂戊环,如2-正戊氧基-、2-环己氧基-、2-环辛氧基、2-氨基乙氧基-1,2-氧硼杂戊环;与乙二醇反应可制得2,2′-次乙二氧基-双-(1,2-氧硼杂戊环)(6),同样,也可制得1,2-丙二醇和2,3-丁二醇衍生物(7)(8)。(1)与三丁基硼和三烯丙基硼热交换可制得2-正丁基-1,2-氧硼杂戊环和2-烯丙基-1,2-氧硼杂戊环(10)。(10)的侧链活性更大,易与醇、胺类反应制得相应衍生物,如2-正丁氧基-和2-烯丙胺基-1,2-氧硼杂戊环,反应机理可能是烯丙基型重排。(1)与氯化亚砜作用可制得2-氯-1,2-氧硼杂戊环(13),另外还有二个破环、氯转位的副产物,3-氯丙基硼酸二烯丙酯及酐。(6)、(7)、(8)的双环相互作用可能形成网络状结构以及(13)的X-衍射结晶结构正在深入研究中。通过1,2-氧硼杂戊环类侧链的交换反应,合成侧链上具有碳、氮、氧、氯的衍生物,不仅表明侧链的多变性,而且表明环本身有相对稳定性。     

邻香兰素L-甲硫氨酸Schiff碱二吡啶合锌(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构和热分解动力学

X射线单晶结构分析结果表明: 标题化合物晶体-ZnVAL C~2~8H~3~0N~4O~4SZn属正交晶系, 空间群P2~12~12~1, a=0.9259(2), b=1.4409(4), c=2.1046(8)nm, Z=4,最终因子Rw=0.080。利用热重分析对配合物第一步热分解过程进行了非等温动力学研究, 探讨了反应的可能机理。得到了其相应的动力学参数以及非等温动力学方程。     

Two Discrete Cu-Complexes Constructed from a Multidentate N-Containing Dinucleating Ligand

Two comparable discrete complexes [CuⅡ(CH3CN)2L2]·2(ClO4) 1 and [CuI2I2L2]·(DMF)2 2 were successfully synthesized by the reaction of CuⅡ and CuⅠ salts with a novel dinucleating ligand 2,5-bis(3-pyridinylmethylthio)-1,3,4-thiadiazole)(L),respectively.Complex 1 presents a single nuclear structure while 2 has a dimeric structure where two CuI ions are doubly bridged by halide ions in a μ2-fashion.Both discrete molecules were outspreaded into a one-dimensional supramolecular chain via aromatic interactions such as C-H…π and π…π interactions.     

主链型聚氨酯光动力高分子的合成与表征

合成了一种主链含推拉电子型偶氮苯基团的聚氨酯光动力高分子 .对聚合物的结构、热性能及光学性能进行了表征 .此聚合物为主链含假芪型偶氮生色团的无定形高分子 .用 4 88nmAr+ 激光对聚合物薄膜进行光加工 ,得到了规则的正弦表面起伏光栅 ,其起伏深度大于 2 0 0nm .光栅的一级衍射效率可达 2 4 % .     

1,3-戊二烯阳离子聚合过程中环化反应的研究

以ＡｌＣｌ３和（ＣＦ３ＳＯ３）３Ａｌ为引发剂，ＣＨ２Ｃｌ２为溶剂，在２０℃聚合了１，３ 戊二烯（ＰＤ）．对聚合物（ＰＰＤ）的结构分析表明，（ＣＦ３ＳＯ３）３Ａｌ生成的聚合物具有较高的环化度．聚合物的环化过程是通过两种机理，分子内链转移机理和阳离子引发机理，后者可以通过加入ＤｔＢＰ得到抑制．ＡｌＣｌ３引发的聚合反应中环化过程以前一种机理为主，而（ＣＦ３ＳＯ３）３Ａｌ则以后一种机理为主．通过阳离子引发的环化反应主要发生在ＰＰＤ１，２单元侧基双键上     

3-甲基-5-氰基-6-氨基-1-苯基-4-(3,4-二甲氧基苯基)-1,4-二氢吡喃[2,3-c]吡唑的合成和晶体结构

标题化合物C22H20N4O3 3是由2-氰基-3-(3,4-二甲氧基苯基)丙烯腈1和3-甲基-1-苯基-2-吡唑-5-酮2在KF-Al2O3催化下在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中反应而得。结构通过单晶X-射线衍射分析确定,其晶体属于三斜晶系,空间群Pī,a = 9.450(3),b = 10.876(2), c = 11.435(2) ,a = 115.51(1), b = 102.82(1),g = 98.47(2), Mr = 388.42, V = 994.1(3) 3,Dc = 1.298 g/cm3, Z = 2, m (MoKa) = 0.089 mm-1, F(000) = 408。晶体结构用直接法解出,使用全矩阵最小二乘法对原子参数进行修正,最后的偏离因子R = 0.0420,wR = 0.1070。单晶X-射线衍射分析表明平面Ⅰ与平面Ⅱ、平面Ⅲ、平面Ⅳ的夹角分别为102.31、29.24和1.43。平面Ⅱ与平面Ⅲ和平面Ⅳ的夹角分别为73.50和100.91,平面Ⅲ和平面Ⅳ的夹角为27.81, 另外晶体中还存在分子间氢键。     

N-苯基苯二甲酰亚胺和2-苯基喹噁啉晶态分子动力学行为研究

本文在晶体结构分析的基础上, 对二个芳香杂环高聚物模型化合物N-苯基苯二甲酰亚胺和2-苯基喹噁啉分子的原子热振动参数进行分析, 结果表明N-苯基苯二甲酰亚胺晶态分子基本上为刚性分子, 而2-苯基喹噁啉分子的热振动应包含分子内取代苯基的内旋转运动, 其平均平方振幅为53(25) deg~2。     

邻香兰素丝氨酸Schiff碱吡啶合锌(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构和热分解动力学

合成的标题化合物晶体-C~2~6H~2~6N~4O~5Zn属正交晶系, 空间群P2~12~12~1,a=0.9460(4)nm, b=1.4114(4)nm, c=1.9254(4)nm, Z=4。利用热重分析对配合物第二步热分解过程进行了非等温动力学研究, 探讨了反应的可能机理, 得到其相应的动力学参数, 非等温动力学方程为:dα/dt=A·e^-^E^/^R^T·(1-α)^2     

以BPO引发苯乙烯反向ATRP水分散体系中催化剂、乳化剂等在水/油两相分配系数的测定

在以过氧化二苯甲酰(BPO)为引发剂、1,10-邻二氮菲(phen)为催化剂配体、十二烷基磺酸钠(SLS)为乳化剂,水分散体系中进行的苯乙烯(St)的反向原子转移自由基聚合体系中,系统地分析了CuBr2/phen络合物、CuBr/phen络合物、SLS和phen在St/水两相中的分配行为,发现CuBr2/phen络合物、CuBr/phen络合物的两相分配系数对温度有一定的依赖性,结合所得的两相分配系数,从理论上分析了CuBr/CuBr2/phen/BPO乳液聚合体系中的"活性"/可控乳液聚合活性种的数目,较详细的讨论了水分散体系中反向ATRP反应的机理,并通过分相后的本体聚合实验,佐证了测得的催化体系的两相分配系数具有一定的指导意义.     

Ag(I)与Co(II)离子对阳极析氧过程的电催化作用

Influence of Ag(Ⅰ), Co(Ⅱ) and Ni(Ⅱ) ions on oxygen anodic evolution at Pt and Ti/Pt/PbO2 electrodes was investigated in surphuric acid solutions. The oxygen evolution reaction at Ti/Pt/PbO2 electrode in surphuric acid solutions is characterized by two linearφ~ lgi relationships. At low c.d. it is close to 2.303RT/(1+β)F, whereas at high c.d. it is close to 2.303RT/βF. In the presence of Ag(Ⅰ) or Ni(Ⅱ) ions in the electrolytic solution the Tafel slope of oxygen evolution tends to be low, 2.303RT/(1+β)F (withβ=0.5). However, the oxygen evolution reaction at Pt electrodes in H2SO4 or CoSO4﹢H2SO4 solutions is characterized by one linearφ~ lgi relationship. The Tafel slope is close to 2.303RT/βF. In the presence of Ag(Ⅰ) or Ni(Ⅱ) ions in the electrolytic solution the Tafel slope of oxygen evolution tends to be low, 2.303RT/(1+β)F. The oxygen anodic evolution reactions are catalyzed by Ag(Ⅰ), Co(Ⅱ) and Ni(Ⅱ) ions in the electrolytic solution. When Ag(Ⅰ) or Ni(Ⅱ) was mixed with Co(Ⅱ), a promising catalyst for oxygen anodic evolution with higher catalyst activity than either of them alone was found. A comparison of the PbO2 electrode and the Pt electrode has also been given.