RbCl和CsCl水溶液结构的X射线散射及经验势结构精修模拟

采用X射线散射法研究了RbCl和CsCl水溶液的结构,利用基于经验势的结构精修(EPSR)方法获得了溶液中的水合Cl^-、Rb⁺、Cs⁺、离子缔合及本体水的对径向分布函数、配位数分布及空间密度分布(3D结构)等结构信息。在水溶液中,Cl^-具有相对稳定的6水合结构,其水合距离为0.321 nm,外加阳离子对其水合作用的影响不明显。7.3 ± 1.4个水分子与Rb⁺水合,其特征水合距离为0.297 nm,8.4 ± 1.6个水分子与Cs⁺水合其水合距离为0.312 nm。Cs⁺不具有第二水合层,而Rb⁺表现出了更强的水合能力,具有较明显的第二水合层。Cl^-、Rb⁺及Cs⁺常被认为是“结构破坏”型离子。从微观角度来看这种所谓的“结构破坏”主要体现在破坏了本体水分子的第二水合层保持四面体构型的趋势。RbCl和CsCl水溶液中部分存在着Rb-Cl和Cs-Cl直接接触离子对,在1.0 mol·dm^-3的溶液中Rb-Cl及Cs-Cl的特征距离分别为0.324和0.336 nm,溶剂分割离子对的距离则都在0.6 nm左右。相对于Cs⁺,Rb⁺与Cl^-离子之间表现出了更强的缔合能力。     

治疗铜中毒的新型高效络合剂对叔丁基硫杂杯[4]芳烃

以超分子化学基本原理为指导, 系统研究了对叔丁基硫杂杯[4]芳烃(简称TCA)作为受体对Cu²⁺(底物)的分子识别作用. 结果表明, TCA对Cu²⁺具有优异的识别能力, 且识别能力不受大量K⁺, Na⁺和Ca²⁺等共存离子的影响. TCA对Cu²⁺的识别作用优于驱铜药物2,3-二巯基丁二酸(DMSA). TCA对Cu²⁺的作用受竞争配体氨基酸的影响, 在血铜含量超标时, 人体正常浓度的氨基酸对TCA与Cu²⁺作用的影响很小; 而当Cu²⁺浓度降到正常血铜值时, 体内氨基酸的存在可使TCA的排铜效率降低, 避免发生铜的过多流失. TCA对Cu²⁺的作用优于对Zn²⁺的作用, 但共存离子Zn²⁺与Cu²⁺产生协同作用, 使TCA对Cu²⁺和Zn²⁺的萃取率均增加. 可通过降低萃取剂的浓度来减弱TCA与Zn²⁺的结合, 达到驱铜保锌的最佳效果. TCA有望发展为取代DMSA的更有效的驱铜药物.     

应用ABEEMσπ极化力场对Zn2+水溶液配位微结构和水交换反应进行分子动力学模拟研究

应用ABEEMσπ极化力场,对Zn²⁺水溶液体系进行分子动力学模拟,探讨Zn²⁺的配位微结构和配体水交换反应。水分子模型采用ABEEM-7P精细水模型。模拟后对体系结构、电荷及动力学性质进行细致分析。结构分析表明,平衡体系中Zn²⁺的第一层配位数为6,这与实验值是一致的。水交换反应过程中,溶剂水由O-Zn-O角分线斜上（下）方进攻Zn²⁺,配位水由O-Zn-O角分线斜下（上）方逐渐远离。极化力场模拟时Zn²⁺与交换水间的距离变化波动较大,而固定电荷力场的波动较小。模拟发现,极化力场的径向分布函数能精细地展示第二、三层配体的配位微结构,第二配位层存在靠近Zn²⁺的亚壳层,能与第一水合层发生水交换反应,充分体现了Zn²⁺的极化效应。本文阐明了水交换反应中,Zn²⁺位点电荷与交换水中氧原子孤对电子位点电荷的规律性变化,从电荷的角度解释了水交换反应的合理性。ABEEMσπ极化力场模拟Zn²⁺水溶液获得第一水合层的平均配位驻留时间为2.0×10^-9 s,在实验值范围内,说明ABEEMσπ极化力场可以合理地模拟Zn²⁺水溶液体系。     

吡啶取代的Lindqvist型多酸的线性和非线性光学性质及阳离子检测功能的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法计算了吡啶取代的Lindqvist型多酸(POMs)的线性(最大吸收波长, λ_max)和非线性光学(NLO)[超瑞利散射(HRS)的第一超极化率, β_HRS]性质, 探讨了其作为潜在阳离子检测剂的可能性. 金属离子吸附能计算结果表明, 吡啶取代的Lindqvist型多酸配体与金属离子之间均有较强的相互作用, 相互作用强度大小顺序为Ni²⁺>Cu²⁺>Co²⁺>Fe²⁺>Zn²⁺>Mg²⁺>Ca²⁺. 电子光谱和β_HRS计算结果表明, 引入适当的供、 受电子基团对该多酸配体进行修饰可有效调节线性和二阶NLO性质; 同时, 吡啶取代的Lindqvist型多酸对7种金属离子(Cu²⁺, Zn²⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Ni²⁺, Co²⁺, Fe²⁺)表现出了不同的检测行为.     

12-钨磷酸及其盐的酸性与催化性能的研究

红外法研究结果表明12-钨磷酸Fe³⁺、Mg²⁺和Na⁺盐都具有L酸点和B酸点。用Benesi法测得10种12-钨磷酸盐的酸强度顺序为(Al³⁺、Fe³⁺、La³⁺、Cu²⁺、Cd²⁺>Zn²⁺>(Ca²⁺、Mg²⁺>(Na⁺、Li⁺,其酸量与抗衡阳离子的离子势和电负性大体成线性关系。还看出酸量与所含结晶水量有关。催化剂的酸量与其对异丙醇脱水反应和丁烯-1异构化反应的催化活性的关系表现出不同的特征,这可用“体相型”和“表面型”催化作用的不同特点来解释。     

固定化细胞酶法拆分N-乙酰-D,L-3-甲氧基丙氨酸

利用氨基酰化酶固定化细胞酶法拆分了N-乙酰-D,L-3-甲氧基丙氨酸. 考察了温度、pH值、底物浓度、金属离子和拆分时间对酶促反应的影响. 确定了氨基酰化酶固定化细胞手性拆分N-乙酰-D,L-3-甲氧基丙氨酸的最佳工艺条件为pH=7.0, 反应温度50 ℃及底物浓度500 mmol/L. 10^-4 mol/L的Co²⁺和Mg²⁺对氨基酰化酶有显著激活作用, Cu²⁺和Zn²⁺对酶促反应有明显抑制作用. 在最佳条件下, 氨基酰化酶固定化细胞对N-乙酰-L-3-甲氧基丙氨酸的摩尔转化率达96%.     

电解质水溶液结构研究进展及前景*

叙述盐湖中主要离子Li⁺ 、Na⁺ 、K⁺ 、Mg²⁺ 、Ca²⁺ 、Cl^- 、SO^2-₄ 、NO^-₃ 的水溶液和纯水的结构, 简单介绍了主要的研究方法, 分析讨论了溶液结构研究的现状和发展前景。     

十二烷基苯磺酸钠和无机阳离子之间相互作用的密度泛函理论研究

研究阴离子表面活性剂和阳离子之间的相互作用对于理解阴离子表面活性剂的沉淀和溶解现象具有十分重要的理论和实际意义,但关于两者相互作用的相关理论模型鲜有报道。本文采用密度泛函理论(DFT)方法研究了十二烷基苯磺酸根阴离子(DBS^-)与阳离子(Na⁺, Mg²⁺和Ca²⁺)在溶液内及气/液界面处的相互作用。在溶液内,在两种不同溶液环境中(水相和正十二烷)构建DBS^-/阳离子相互作用模型,并对其进行优化。结果表明, DBS^-能够与阳离子以双齿结构稳定结合。DBS^-与阳离子的结合能不仅取决于参与的无机盐离子种类,还与溶剂的性质有关。在气/液界面处, DBS^-与六个水分子相互作用形成的水合物DBS^-·6H₂O最为稳定。但是,无机盐离子的引入会严重破坏DBS^-·6H₂O水合物的水化层结构。本文定义无量纲参量def用来对水化层结构的变化程度进行评价。无机盐离子对DBS^-·6H₂O水化层结构破坏程度的顺序为:Ca²⁺ > Mg²⁺ >Na⁺。电荷分析结果表明水化层在十二烷基苯磺酸钠(SDBS)头基与阳离子的相互作用中起了重要作用。     

金属阳离子对聚丙烯酰胺溶液黏度的影响及其降黏机理研究

聚丙烯酰胺(HPAM)是油田常用的驱油聚合物,用油田污水配制HPAM溶液易导致其黏度明显降低,影响驱油效果。依据埕东油田污水实测的各种金属阳离子含量来配制HPAM溶液,测得各金属阳离子对其黏度影响由大到小的顺序为:Na⁺>Fe²⁺>Ca²⁺>K⁺>Mg²⁺;通过红外光谱和扫描电镜分析金属阳离子导致HPAM溶液降黏的机理,Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺主要是通过与HPAM链上的羧酸根阴离子静电引力相互作用,降低HPAM分子表面原有的电荷密度,造成分子链卷曲,同时减弱了极性基团的溶剂化能力,释放大量的"束缚水",从而使黏度显著降低;Fe²⁺离子主要是与水中溶解氧共同作用,引发自由基反应,导致HPAM骨架水解断裂,致使黏度显著降低。     

电化学石英晶体微天平研究高氯酸钠水溶液中防冻添加剂对活性炭电极储存离子的影响

利用电化学石英晶体微天平(EQCM)研究了含有防冻添加剂(甲醇、 乙醇)的高氯酸钠水溶液中的Na⁺离子在活性炭表面的吸附过程. 根据EQCM数据估算了电极/溶液界面上与Na⁺络合的甲醇、 乙醇分子的数量, 研究了Na⁺的溶剂化效应随本体溶液中防冻添加剂浓度的变化趋势, 以及对活性炭电极比容量的影响.     

Novel Fluorescent Chemosensors Based on Tryptophan Unit for Cu2+ and Fe3+ in Aqueous Solution

We reported four fluorescent chemosensors containing tryptophan units. The fluorescence spectrum titration experiments suggest that chemosensors 1, 2, 3 and 4 are highly selective for Cu²⁺ and Fe³⁺ over Li⁺, Na⁺, K⁺, Co²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, Hg²⁺ and Cr³⁺ via forming complexes with Cu²⁺ or Fe³⁺, which is confirmed by dramatical quench of fluoreseence in aqueous solution at pH 7.4, thus making all the chemosensors suitable for Cu²⁺ and Fe³⁺ fluorescent sensors.     

聚甲基丙烯酸单层保护金纳米粒子选择性检测Pb2+

以聚甲基丙烯酸单层保护的金纳米粒子(GNPs)作为传感器, 实现了水溶液中Pb²⁺的选择性循环检测.先采用柠檬酸钠还原法获得尺寸均匀的GNPs, 再通过具有硫醇端基的聚甲基丙烯酸与金的强耦合作用, 获得了聚甲基丙烯酸单层保护的金纳米粒子(PMAA-@-GNPs).动态光散射、紫外-可见吸收光谱及透射电子显微镜表征证实了其单层结构.在Pb²⁺的诱导下, PMAA-@-GNPs溶液颜色从酒红色变为紫色并可肉眼识别.透射电子显微镜结果证实, 这种变化是由于Pb²⁺交联羧基使聚合物发生收缩, 并诱导GNPs的聚集所致.对比Pb²⁺与Hg²⁺, Mg²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Na⁺, Ni²⁺, Fe³⁺, Cd²⁺, K⁺和Fe²⁺溶液颜色的变化, 证实此体系具有一定的选择性.用EDTA可夺取交联的Pb²⁺, 使PMAA-@-GNPs 的吸收峰恢复并可用于循环检测Pb²⁺.     

Synthesis and fluorescence behaviour of crown and azacrown ethers carrying the dansyl fluorophore as a pendant in acetonitrile solution

The influence of Li⁺, Na⁺, K⁺, Cs⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Pb²⁺ and Al³⁺ ions on the spectroscopic properties of the dansyl group covalently linked to crown ether or diazacrown ethers was investigated by means of absorption and emission spectrophotometry. Interaction of the alkali metal ions with all fluoroionophores studied is weak, while alkaline earth metal ions interact strongly causing about 50% quenching of dansyl fluorescence of A21C5-Dns and A₂18C6-Dns. The Cu²⁺, Pb²⁺ and Al³⁺ cations interact very strongly with dansyl chromophore regardless the crown ether type, causing a major change in absorption spectrum of the chromophore and forming non-fluorescent complexes. The Co²⁺, Ni²⁺, Zn², Mg²⁺ and Ag⁺ cations interact moderately with all fluoroionophores studied causing about 20% of fluorescence quenching of dansyl, except for a strong dansyl fluorescence quenching of 15C5-Dns by Co²⁺ ion. The quenching efficiency of didansylated fluoroionophores by the alkali metal ions and alkaline earth metal ions is weaker than monodansylated ones.     

金属离子对彩色成像过程的影响

通过测量和计算彩色单层片中成色剂的照相活性、偶合效率以及漂白前银密度等参数,研究了在分散四当量成色剂青(Ⅰ)时掺入金属离子Mg²⁺、Zn²⁺、Fe³⁺和Cu²⁺对彩色青单层片的成像过程中各个化学反应的影响。本实验的结果表明,成色剂中加入的金属离子Cu²⁺和Fe³⁺对成像过程的初始反应中的Ag影像形成产生不利的影响,但它们能促进偶合过程中青(Ⅰ)与显影剂氧化产物作用所生成的隐色体转变成染料的速率。Mg²⁺和Zn²⁺的加入主要是对偶合过程中青(Ⅰ)的偶合效率产生不利的影响。上述原因的综合影响,最终降低了彩色单层片的感光度。     

A Highly Selective Fluorescent Chemosensor for Cu2+

A new Zn²⁺ probe L2-Zn(L2=naphthofuran carbonylhydrazone derivant) was synthesized as a fluorescence chemosensor for Cu²⁺, by which Cu²⁺ ion could be detected with high selectivity and sensitivity in a wide pH range via a displacement “turn-off” signaling strategy. Whereas the coordination between Zn²⁺ and L2 resulted in a considerable enhancement of typical luminescence of a naphthalofuran group in complex L2-Zn, the addition of Cu²⁺ ion led to a dramatic decrease in the emission intensity of probe L2-Zn at about 503 nm(excitation at 423 nm). The competitive fluorescent experiments showed that other metal ions, such as Hg²⁺, Fe³⁺, Ag⁺, Ca²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺, Pb²⁺, Zn²⁺, Cr³⁺ and Mg²⁺ could not impact the detection of Cu²⁺. The detection limit of the novel probe L2-Zn for Cu²⁺ ion was as low as 2.3×10^-7 mol/L, which is far lower than the guideline value of 1.6×10^-5 mol/L of the United States Environmental Protection Agency.     

1-乙基-3-甲基咪唑丙氨酸离子液体热力学性质的研究

用中和法合成了氨基酸离子液体1-乙基-3-甲基咪唑丙氨酸([C₂mim][Ala]),并利用恒温环境的溶解反应热量计,在(288.15±0.01) K-(308.15±0.01) K温度范围内每隔5 K,测定不同质量摩尔浓度离子液体在水中的溶解焓(Δ_solH_m^θ).根据Archer的方法,通过线性拟合得到了该离子液体的标准摩尔溶解焓(Δ_sol),并计算了其相对表观摩尔溶解焓(^ΦL).在298.15 K下,根据Glasser经验方法得到了格子能U_POT = 566 kJ·mol^-1,并计算了其阴阳离子水化焓值(ΔH⁺ + ΔH^-) = -620 kJ·mol^-1及阴离子水化焓ΔH^-([Ala]^-) = -387 kJ·mol^-1.此外,估算了[C₂mim][Ala]水溶液的热容(C_p(sol))和表观摩尔热容(^ΦC_p).     

pH法测定若干金属离子与天门冬酰胺络合反应的热力学参数

本文在不同温度和离子强度为0.1的条件下,以pH电位法分别测定了Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺与天门冬酰胺形成1:2络合物时的平衡常数。在所有测定的温度范围内,吉氏自由能变化的递变顺序为Cu²⁺2+2+2+2+。以温度系数法计算了有关络合反应的焓和墙的变化,并据此对反应的动力问题进行了讨论。     

A study on the photophysical properties of anthracene in zeolite

The photophysical behaviours of anthracene in zeolite Y were investigated using various steady state spectroscopic methods and a picosecond time-resolved fluorescence spectroscopic technique. A ¹²⁹Xe nuclear magnetic resonance (NMR) study shows that anthracene molecules can be optimally intercalated into the supercages of Na⁺- and Cu²⁺-exchanged zeolite Y at 570 and 520 K respectively. Anthracene introduced into the supercage of Na⁺-exchanged zeolite Y shows excimeric fluorescence with a lifetime of several nanoseconds, as well as monomeric fluorescence with a lifetime of 300 ps. The excimer forms immediately on absorption of a photon. Cu²⁺-exchanged zeolite Y with anthracene intercalation shows electron spin resonance (ESR) signals and absorption bands attributable to the stable, ground state anthracene cation radical, the Cu⁺ ion and the trapped electron in the copper ion cluster, indicating charge transfer from anthracene to the Cu²⁺ ion or copper ion cluster. The excitation energy of anthracene is quenched rapidly by the presence of copper ion.