甘氨酸在SiO2表面的吸附及热缩合反应

 考察了甘氨酸水溶液平衡浓度和pH值对其在SiO2表面吸附行为的影响,采用DTG,XRD和FT-IR等手段对甘氨酸在SiO2表面的吸附量及晶相结构等进行了表征. 结果表明,甘氨酸在SiO2上的吸附不符合Langmuir吸附模型,当甘氨酸水溶液平衡浓度小于0.073 mol/L时,主要为特定位置吸附,此时SiO2对甘氨酸的吸附源于其表面≡Si-O-基团与甘氨酸离子的-NH+3 端的相互作用; 当平衡浓度大于0.073 mol/L时,呈多层吸附,形成α和β两种晶型的甘氨酸. 用TPD-MS对甘氨酸的热缩合行为进行了考察,结合FT-IR结果表明,产物为环状二聚体哌嗪二酮(DKP),没有检测到线式二聚体以及表面硅酯类物种形成. SiO2对表面吸附的甘氨酸分子产生了诱导活化,使其热缩合温度与体相α甘氨酸相比降低了50 ℃左右.     

核酸碱基与甘氨酸二肽间氢键作用的最佳位点

优化得到了碱基腺嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶、鸟嘌呤及胞嘧啶与甘氨酸二肽分子形成的28个氢键复合物的稳定结构并计算了结合能, 探讨了五种碱基与甘氨酸二肽分子间氢键作用的最佳位点. 本文研究发现: 每种碱基均可以通过不同位点与二肽分子形成氢键复合物, 腺嘌呤、胸腺嘧啶、尿嘧啶、鸟嘌呤及胞嘧啶分别最倾向使用A3、T1、U1、G3及C1位点与甘氨酸二肽分子形成氢键复合物; 碱基分子某位点的质子化反应焓变越负所形成的氢键复合物越稳定, 去质子化反应焓变越小所形成的氢键复合物越稳定; 由氢键复合物的结合能计算得到的稳定性次序与由碱基分子质子化和去质子化反应焓变推得的稳定性次序一致.     

酸性和碱性介质中甘氨酸解离吸附和氧化的EQCM研究

用电化学石英晶体微天平(EQCM)研究酸性和碱性介质中甘氨酸在Pt电极上的吸附和氧化过程.结果表明,甘氨酸的解离吸附和氧化行为与溶液的酸碱性密切相关.酸性溶液中甘氨酸吸附较弱,碱性溶液中则产生强吸附物,且当电位低于0V(vs.SCE)时可吸附于Pt电极表面.此外,碱性溶液中甘氨酸还表现出较高的电氧化活性.通过EQCM定量检测上述过程中Pt电极表面的质量变化,测定了不同电位区间(氢区、双电层区和氧区)每传递一个电子所对应的电极表面吸附物种的平均摩尔质量.     

金与银电极表面甘氨酸分子吸附作用的SERS光谱研究

本文利用表面增强拉曼光谱(SERS)技术研究了甘氨酸在金与银基底表面的吸附作用特征。研究表明甘氨酸分子以COO-的不对称形式吸附于金电极表面,且NH2也是其可能的吸附位点;而在银电极表面,则主要是通过COO-的对称形式而吸附。在此基础上,进一步研究了电极电位与溶液酸碱性对吸附于粗糙化银电极表面甘氨酸分子吸附作用的影响。研究结果表明,甘氨酸分子中去质子化羧基的吸附作用受电位影响较小,而电位对-NH3+吸附作用的影响程度较大。另一方面,溶液pH值对银电极表面的甘氨酸分子吸附行为的影响也较为显著。随着溶液酸性减小羧基倾向于相对于电极表面平行吸附。这是由于随着溶液碱性增大氨基质子化程度的减小,有利于氨基在银电极表面吸附。这将改变分子的吸附构型使其更接近于电极表面。这些变化主要出现在pH值大于10的条件下。     

碱性介质中甘氨酸在Pt电极上解离吸附和氧化反应的原位红外反射光谱研究

运用原位红外反射光谱研究了碱性介质中甘氨酸在Pt电极上的解离吸附和氧化反应行为,并利用纳米Pt膜电极的异常红外效应鉴定反应过程中生成的表面吸附物种.结果表明:甘氨酸在Pt电极上极易发生解离,生成强吸附于电极表面上的氰基负离子,该吸附物种在低于0V电位下能稳定存在,并抑制甘氨酸的进一步反应.当电位高于0.2V时,氰基负离子被氧化为氰酸根离子进入溶液,使甘氨酸发生氧化反应,生成氰酸盐和碳酸盐等产物.     

CeO2表面分散态WO3的氨选择性催化还原性能

铈基材料在氨选择性催化还原氮氧化物(NH3-SCR)的研究中备受关注,亦被认为是潜在的新型环境友好型催化剂.CeO2具有独特的氧化还原性能和优良的储释氧性能,易与其它金属氧化物发生协同催化而有利于提高催化剂的催化反应性能,而WO3可以改善催化剂的表面酸性.研究亦报道了WO3可以改善CeO2的NH3-SCR反应的高温活性和N2选择性,其原因在于WO3增加了铈基催化剂NH3的吸附性能且抑制了NH3非选择性氧化成NOx.我们采用浸渍法制备了一系列负载型WO3/CeO2催化剂,并利用XRD,Raman,XPS,H2-TPR,NH3-TPD和in situ DRIFT对其理化性质进行了表征,系统研究了WO3负载量对WO3/CeO2催化剂NH3-SCR催化性能的影响,主要研究的内容包括:(1)WO3/CeO2催化剂中WO3的状态与催化性能之间的关系;(2)WO3负载量对WO3/CeO2催化剂的NH3和NO吸附行为的影响.NH3-SCR反应测试表明WO3负载量对WO3/CeO2催化剂有显著影响,优化的WO3/CeO2催化剂在200–450℃具有良好的脱硝性能,且在300℃通入SO2+H2O条件下依然保持优异的催化活性.XPS和H2-TPR结果表明,WO3分散在CeO2表面抑制了CeO2表面活性氧和表面晶格氧的氧化能力,这导致催化剂对NO的氧化以及对硝酸盐的吸附性能相比于纯CeO2显著降低,同时,in situ DRIFT也证实,随着WO3负载量的增加,WO3/CeO2催化剂表面吸附硝酸盐能力下降.因此,我们认为,由于低活性的晶相WO3覆盖在催化剂表面,阻碍了催化剂的表面活性位,降低了催化剂的氧化还原能力和表面酸量,从而晶相WO3抑制了WO3/CeO2催化剂的催化活性.同时,我们发现在70℃下采用氨水可以洗掉WO3/CeO2催化剂中的晶相WO3,且洗涤后的样品催化活性有所提升,这进一步验证了晶相WO3对催化活性的抑制作用.In situ DRIFT结果表明WO3/CeO2催化剂上NH3-SCR反应是通过Eley-Rideal机理进行,即吸附NH3物种与气相NO之间发生反应.随着WO3负载量的增加,WO3/CeO2催化剂中NH3的吸附能力先增强后减弱,而NO吸附能力持续减弱,这有利于表面酸位在反应过程中不被硝酸盐阻碍,当WO3负载量在分散容量附近时,这种吸附特性的效果发挥到最大,从而最大限度地促进NH3-SCR反应按照Eley-Rideal机理顺利进行.     

L-谷氨酸与维多利亚绿S作用机理及应用研究

用紫外-可见光度法、共振散射光谱法探讨了在弱酸性介质中,碱性染料维多利亚绿S与酸性氨基酸L-谷氨酸相互作用机理,认为L-谷氨酸分子通过盐键和氢键相互结合成含有亲水性基团的分子链,这条分子链可以将维多利亚绿S的疏水性基团包在里面,使其亲水性基团朝外,并通过盐键和氢键与维多利亚绿S作用形成大的聚合体,其聚合体体积远远大于染料自身聚集体的体积,使溶液颜色变深,分子光谱吸收值增加.并优化了反应体系酸度、反应物用量、反应时间、加试剂顺序等影响反应速度的因素,确定了最佳实验条件,建立了测定L-谷氨酸的方法.线性范围为10mg/L～100 mg/L,相关系数为0.9989.直接测定样品中谷氨酸获得满意结果.     

亚甲基蓝及NH4+,Na+,K+与SiO2的表面配位常数测定

采用动电位、等温吸附方法研究了不同pH条件下SiO2的表面电性和对有机染料-亚甲基蓝的吸附行为,运用WinSGW软件计算得出亚甲基蓝在SiO2颗粒表面配位常数.研究发现亚甲基蓝通过静电和氢键作用吸附,相应的化学反应模型和表面配位常数分别为≡Si2O-+MB+≡Si2OMB(lg K=4.48)和≡SiOH+MB+≡SiOHMB+(lg K=2.30).在此基础上研究了一价阳离子NH+4,Na+,K+对亚甲基蓝在SiO2表面吸附的影响,根据WinSGW软件模拟得到的NH+4,Na+,K+与SiO2表面的配位常数分别为:≡Si2O-+M+≡Si2OM[lg K=3.76,2.73,2.58(M+=NH+4,Na+,K+).在铵根离子浓度高时,还会在表面上发生≡SiOH+NH3+MB+≡SiOHNH3MB+(lg K=6.69)化学反应而生成包含有三种组分的≡SiOHNH3MB+表面三元配合物.研究结果可为了解有机染料和氨氮在被污染土壤和水体中的分布提供一定的理论依据.     

碱基腺嘌呤与多肽酰胺间氢键作用的最佳位点

正确理解核酸碱基和蛋白质多肽间的作用机制有助于人们利用这些生物分子有效地进行分子设计,进而制备具有特殊纳米结构和功能的生物分子材料.本文优化得到了碱基腺嘌呤与N-甲基乙酰胺、甘氨酸二肽、丙氨酸二肽形成的20个氢键复合物的结构并计算了结合能,探讨了腺嘌呤与多肽酰胺间氢键作用的最佳位点.研究发现:腺嘌呤可以使用两个不同位点(A1位点和A2位点)与N-甲基乙酰胺形成N―H…N型或者N―H…O=C型氢键复合物,腺嘌呤使用A1位点与N-甲基乙酰胺形成的N―H…N型氢键复合物更稳定;二肽分子可以使用主链上两个不同位点(丙氨酸的Ala7位点和Ala5位点或者甘氨酸的Gly7位点和Gly5位点)与腺嘌呤形成含有N―H…N和N―H…O=C两条氢键的复合物,二肽分子使用Ala7或Gly7位点与腺嘌呤形成的氢键复合物更稳定;腺嘌呤与多肽间的氢键作用强于其与N-甲基乙酰胺的作用.基于分子中的原子理论与自然键轨道计算结果分析了氢键作用的本质.     

碱性介质中S~(2-)与Fe~(3+)反应的实验探究

在Na2S或(NH4)2S溶液中滴加FeCl3 溶液的实验表明,Fe3+与 S2-在碱性溶液中的反应是一个比较复杂的反应:在Na2S溶液中滴加少量FeCl3溶液反应得到的黑色沉淀和墨绿色溶液可能分别是Fe2S3固体和胶体,在(NH4)2S溶液中滴加少量FeCl3 溶液反应生成的黑色沉淀主要是FeS和单质硫,潮湿的FeS在空气中放置能与空气中的氧气发生氧化还原反应生成Fe(OH)3和单质硫.     

Identification of superactive centers in thermally treated formamide-intercalated kaolinite

The thermal behavior of a formamide-intercalated mechanochemically activated (dry-ground) kaolinite was investigated by thermogravimetry-mass spectrometry (TG-MS) and diffuse reflectance Fourier transform infrared spectroscopy (DRIFT). After the removal of adsorbed and intercalated formamide, a third type of bonded reagent was identified in the temperature range 230-350 degrees C decomposing in situ to CO and NH3. The presence of formamide decomposition products, as well as CO2 and various carbonates identified by DRIFT spectroscopy, indicates the formation of superactive centers as a result of mechanochemical activation and heat treatment (thermal deintercalation). The structural variance of surface species decreases with the increase of grinding time. The unground mineral contains a small amount of weakly acidic and basic centers. After 3 h of grinding, the number of acidic centers increases significantly, while on further grinding the superactive centers show increased basicity. With the increase of grinding time and treatment temperature the number of bicarbonate- and bidentate-type structures decreases in favor of the carboxylate- and monodentate-type ones.     

原位漫反射新方法研究煤中氢键的分解动力学

采用一种新的原位漫反射红外技术研究了干燥脱灰褐煤中氢键的分解动力学,同时介绍并应用了一种防止高温下挥发分冷凝的原位漫反射红外实验方法。基于两条假设,当煤加热至560℃时,单一反应模型可以用于除OH－π键以外氢键分解动力学参数的求解。结果表明,煤中羧酸二聚体、OH－N 和SH－N三种氢键的分解动力学遵循二级反应;OH－OR₂,紧密结合的羟基四聚体和自缔合的羟基多聚体则遵循一级反应。计算所得的几种氢键分解活化能与文献中采用其他 方法所得结果基本一致。在所考察的六种氢键中,羧酸二聚体、OH－N 、SH－N和紧密结合的羟基四聚体的分解可以分为两个阶段（230℃~380℃和 380℃~500℃）,而OH－OR₂和自缔合的羟基多聚体的分解可以按照一段来处理。另外,通过比较自缔合的羟基多聚体的分解活化能和文献中的氢键键能,获得了其分解机理。
     

Catalytic Upgrading of Biomass‐Derived Methyl Ketones to Liquid Transportation Fuel Precursors by an Organocatalytic Approach

A highly efficient water‐tolerant, solid‐base catalyst for the self‐condensation of biomass‐derived methyl ketones to jet‐diesel fuel precursors was developed by grafting site‐isolated secondary amines on silica‐alumina supports. It is shown that apart from the nature and density of amine groups and the spatial separation of the acidic and basic sites, the acidity of the support material plays a critical role in defining the catalytic activity. It is also found that a combination of weakly acidic silanol/aluminol with secondary amine groups can mimic proline catalysts and are more effective in catalyzing the selective dimerization reaction than the combination of amines with organic acids. In situ FTIR measurements demonstrate that acidic groups activate methyl ketones through their carbonyl groups leading to a favorable C? C bond formation step involving an enamine intermediate. DFT analysis of the reaction pathway confirms that C? C bond formation is the rate‐limiting step.     

乙腈溶液中锇氮化合物电化学诱导桥氮偶联过程的原位FTIR反射光谱研究(英)

采用原位 红外反射 光谱（ｉｎ＿ｓｉｔｕ Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ Ｓ） 结合紫 外可见 光谱（ Ｕ Ｖ／ Ｖｉｓ） 和 电化学循 环伏安技术（ Ｃ Ｖ） ,研究了［ Ｏｓ Ｖ Ｉ（ Ｎ）（ Ｎ Ｈ３） ４］（ Ｃ Ｆ３ Ｓ Ｏ３） ３ 的 电化 学诱 导桥 氮偶 联过 程． 首次 在 Ｐｔ 电 极上检测到桥 氮 混 合 价 锇 物 种［ Ｏｓ＿ Ｎ ≡ Ｎ＿ Ｏｓ］ 及 其 随 电 位 的 变 化 过 程 ． 在 约 ２ ｍ ｍ ｏｌ／ Ｌ 〔 Ｏｓ Ｖ Ｉ（ Ｎ）（ Ｎ Ｈ３） ４〕（ Ｃ Ｆ３ Ｓ Ｏ３） ３ ＋ ０ ．１ ｍ ｏｌ／ Ｌ Ｔ Ｂ Ａ Ｈ 的乙腈溶 液中,选 取０ ．４ ～－ １ ．０ Ｖ 电位 区间 １００ ｍ Ｖ／ｓ 扫描速度 ,对 Ｐｔ 或 Ｇ Ｃ 电 极进行电 化学循环 伏安处 理,处 理 后的 电极 表 面均 可积 累 一层 深绿 色 的沉积物,表 明电化 学诱导 Ｎ＿ Ｎ 偶联效 应已在 电极上 发生, 并形 成了 混合 价 桥氮 络合 物． 同时 ,在 上述过程中 所生成 的混合价 锇氮物种 ,有可能 较强地 吸附在电 极表 面,且 形成 一定 厚度 的表 面层, 从而减缓了 体系中 Ｏｓ Ｖ Ｉ≡ Ｎ 物种在电 极上的 继续还 原．同 时可 以看 到,随 着 Ｃ Ｖ 的 不 断进 行,溶 液 颜色将逐渐 地由黄变 绿．经过 长时间（ 约     

Effect of water on the formamide-intercalation of kaolinite

The molecular structures of low defect kaolinite completely intercalated with formamide and formamide-water mixtures have been determined using a combination of X-ray diffraction, thermoanalytical techniques, DRIFT and Raman spectroscopy. Expansion of the kaolinite to 10.09 A was observed with subtle differences whether the kaolinite was expanded with formamide or formamide-water mixtures. Thermal analysis showed that greater amounts of formamide could be intercalated into the kaolinite in the presence of water. New infrared bands were observed for the formamide intercalated kaolinites at 3648, 3630 and 3606 cm(-1). These bands are attributed to the hydroxyl stretching frequencies of the inner surface hydroxyls hydrogen bonded to formamide with water, formamide and interlamellar water. Bands were observed at similar positions in the Raman spectrum. At liquid nitrogen temperature, the 3630 cm(-1) Raman band separated into two bands at 3633 and 3625 cm(-1). DRIFT spectra showed the hydroxyl deformation mode at 905 cm(-1). Changes in the molecular structure of the formamide are observed through both the NH stretching vibrations and the amide 1 and 2 bands. Upon intercalation of kaolinite with formamide, bands are observed at 3460, 3344, 3248 and 3167 cm(-1) attributed to the NH stretching vibration of the NH involved with hydrogen bonded to the oxygens of the kaolinite siloxane surface. In the DRIFT spectra of the formamide intercalated kaolinites bands are observed at 1700 and 1671 cm(-1) and are attributed to the amide 1 and amide 2 vibrations.     

Adsorption and thermal condensation mechanisms of amino acids on oxide supports. 1. Glycine on silica

Glycine was adsorbed on the surface of a well-defined silica from aqueous solutions of variable concentrations and pHs. The adsorbed molecules were characterized using middle-IR and UV-vis-NIR spectroscopies. Except at the lowest pH (2.0), they were predominantly present on the surface as zwitterions. Two successive deposition mechanisms were evidenced with increasing glycine concentration. At low concentrations, glycine is specifically adsorbed on silica surface sites, probably through its NH3+ moiety. The pH dependence suggests that these sites may be silanolate groups (approximately equal to Si-O-). At higher concentrations, specific adsorption sites are saturated and surface-induced precipitation of beta-glycine is observed. The thermal reactivity of adsorbed/deposited glycine was then investigated by thermogravimetric analysis, in situ diffuse reflectance IR spectroscopy, and thermoprogrammed desorption coupled with mass spectrometry. Adsorbed glycine molecules react to form peptide bonds at a temperature considerably lower than that for bulk crystalline alpha-glycine. The main reaction product is the cyclic dimer diketopiperazine, with no evidence of the linear dimer. The activation mechanism is not diffusionally limited; the formation of "surface acyls", previously proposed for related systems, has not been evidenced here. These findings are of relevance for the evaluation of prebiotic peptide synthesis scenarios.     

反应温度对聚二甲基硅烷高压合成聚碳硅烷性能的影响

以聚二甲基硅烷(PDMS)为原料,在高压釜内高温高压合成了聚碳硅烷(PCS)先驱体.研究了反应温度对合成的PCS的Si—H键含量、支化度、Si—Si键含量、分子量及其分布、软化点及产率的影响.研究表明,随着反应温度的提高,分子量及软化点均明显增加,分子量分布变宽,支化度升高,Si—Si键含量明显降低.当反应温度低于460℃时,Si—H键含量及产率随反应温度的升高逐渐升高,当反应温度高于460℃时,由于分子间的缩合及热交联二者逐渐降低.在反应过程中PDMS首先转化为小分子量的PCS,然后是小分子PCS分子间发生脱氢及少量脱甲烷缩合使分子量长大.当反应温度高于450℃时,PCS分子量分布出现中分子量峰,Si—Si键含量较低,在室温空气中比较稳定.     

From dicopper diacetylide (Cu-C≡C-C≡C-Cu) to carbyne

Hydrolysis of dicopper diacetylide Cu-C≡C-C≡C-Cu in HCl solution yields diacetylene as major product together with a mixture of polyynes and minor amounts of carbonaceous matter. After I month ageing the main hydrolysis product from dicopper diacetylide is insoluble carbonaceous matter (23.47% by weight) together with diacetylene and its superior homologues (polyynes formed from solid state oxidative coupling reaction) which have been qualitatively and quantitatively identified by electronic spectroscopy. Similar behaviour and results are observed on dicoppper acetylide Cu-C≡C-Cu. In the carbonaceous insoluble matter recovered after hydrolysis, the presence of carbyne was detected by FT-IR spectroscopy.Dicopper acetylide Cu-C≡C-C≡C-Cu and dicopper acetylide, irrespective for the degree of oxidation reached in air, undergo a controlled thermal decomposition by heating under reduced pressure yielding in few seconds carbyne and copper(I) oxide, both identified by FT-IR spectroscopy.     

高岭石/甲酰胺插层的Raman和DRIFT光谱

用Raman和漫反射红外光谱研究高岭石/甲酰胺插层反应机理及插层作用对高岭石微结构的影响.