质子化甜菜碱阳离子与双三氟甲磺酰亚胺阴离子相互作用的理论研究

利用密度泛函理论(DFT)方法, 在B3LYP/6-311＋G(d,p)水平下, 对质子化甜菜碱阳离子与双三氟甲磺酰亚胺阴离子形成的气态阴阳离子对([Hbet][Tf₂N])进行理论研究, 通过几何结构优化和频率分析得到势能面上的六个稳定构型. 计算结果表明[Hbet]^＋和[Tf₂N]^－之间能够形成较强的氢键相互作用, 氢键相互作用的稳定化能主要来源于[Tf₂N]^－中O, N原子的孤对电子和[Hbet]^＋中参与形成氢键的O-H, C-H反键轨道之间的相互作用. 自然布局分析(NPA)给出气态[Hbet][Tf₂N]离子对中阴阳离子间的电荷转移比传统离子液体中电荷转移的数值小. AIM (atoms in molecules)分析得到[Hbet]^＋和[Tf₂N]^－之间的氢键相互作用以静电作用为主. 通过实验和理论结果相比较, 初步探讨影响离子液体熔点及其对金属离子选择性溶解的结构因素.     

离子液体对木瓜蛋白酶催化特性的影响

研究了以1-丁基-3-甲基咪唑、四乙基铵及N-乙基吡啶为阳离子, 配以多种阴离子(H₂PO₄^-, ClO₄^-, HSO₄^-, CH₃COO^-, Cl^-, Br^-, NO₃^-, SCN^-, BF₄^-, PF₆^-)的离子液体对木瓜蛋白酶催化N-苯甲酰-L-精氨酸乙酯(BAEE)水解的活性及热稳定性的影响. 通过分析含离子液体体系中木瓜蛋白酶的水解活性和热力学失活参数, 发现该酶活性及稳定性与离子液体的Kosmotropicity性质无关. 因此, 离子的Hofmeister效应并不适合解释离子液体对木瓜蛋白酶催化特性的影响规律. 当以BF₄^-为阴离子, 改变阳离子结构时, 仅[BMIm][BF₄]可提高酶活性, 其它含官能团的咪唑类离子液体则降低酶活性, 但大部分离子液体明显提高木瓜蛋白酶的热稳定性. 在所研究的离子液体中, 基于PF₆^-或BF₄^-阴离子的离子液体可提高木瓜蛋白酶的活性及其热稳定性. 在含[BMIm][PF₆]介质中, 木瓜蛋白酶的水解活性最高; 在含[HOEtMIm][BF₄]介质中其热稳定性最好.     

血液灌流用胆红素吸附剂的吸附性能研究

胆红素是一种内源性毒素.急性肝损伤时,体内胆红素的排泄受到阻碍.如何能有效地排除高浓度的胆红素,引起了各国学者的高度重视^[1].文献^[2,3]报道,在血液净化疗法治疗高胆红素血症中,当胆红素吸附剂上含有氨基阳离子时,可以提高其对胆红素的吸附量.     

功能性离子液体萃取水溶液中Cu2+:实验与理论

本工作针对含硫脲基咪唑憎水功能离子液体在溶液中Cu²⁺萃取方面的应用及其机理进行研究. 考察了萃取两相体积比、金属离子浓度、时间、无机盐NaCl、溶液pH及离子液体烷基链长等因素的影响. 结果表明: 室温条件下, 0.1 mL离子液体[C_nMPSM][PF₆] (n=4、6、8)与5 mL 21.94 mg/L的氯化铜溶液室温条件下超声混合30 min, 溶液中Cu²⁺的去除率即超过95%; 且此类离子液体对金属离子的萃取效果顺序为: n=4≈n=6>n=8. 以[HMPSM][PF₆]为研究对象, 发现溶液中无机盐NaCl的含量以及溶液pH 对金属离子的萃取效果影响不明显. 与传统离子液体[C_nbim][PF₆] (n=6、8)相比, 硫脲基的引入使其萃取率由20%左右提高到99%, 且有效避免因阳离子交换而引起水中咪唑阳离子含量增加问题. 通过理论计算发现, 功能离子液体对金属离子的萃取依赖于官能团中的S元素与Cu²⁺之间较强的静电及路易斯酸碱作用, 与萃取实验中离子液体未和Cu²⁺发生阳离子交换作用相吻合.     

d3(Re+4)和d4(Os+4)组态晶体能谱的配位场理论分析

本文根据文献[4]提出的配位场理论方法,采用SLГ_SГtτ方案,对晶体K₂PtCl₆中Re⁺⁴(5d³)和Os⁺⁴(5d⁴)离子能谱进行全分析,考虑了全部d³和d⁴组态的静电作用能,正八面体场势能和旋轨偶合作用能,计算了能级随参数变化曲线,能谱理论计算结果与文献[9-10]强场方案计算结果一致,但改正了前人对实验能谱指认不正确之处。     

离子液体电解质种类对活性炭电极超级电容器电化学性能的影响

本文将经水蒸气二次活化的椰壳活性炭（W-AC）作为电极材料,选择1-乙基-3甲基咪唑四氟硼酸盐（[EMIM]BF₄）作为电解质,结果表明W-AC电极的比电容量远高于未活化的椰壳活性炭（R-AC）.使用循环伏安、恒电流充放电、交流阻抗等方法研究了不同种类离子液体电解质对超级电容器电化学性能的影响.不同阴阳离子组成的离子液体作为电解质,直接影响超级电容器的电化学性能. 研究表明,由EMIM⁺和BMIM⁺阳离子与BF₄^-、TFSI^-阴离子构成的离子液体电解质较适用于W-AC电极. 其中在[EMIM]BF₄电解质中,单片电极的比电容量可高达153 F·g^-1;在1-丁基-3-甲基-咪唑四氟硼酸盐（[BMIM]BF₄）电解质中电位窗可达3.5V,能量密度可高达57 Wh·kg^-1.本研究对于构筑高性能超级电容器离子液体的选择提供参考,以满足不同应用领域需求.     

阴离子插层镁铝水滑石结构及相互作用的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)计算了MgAl-LDHs层板与无机阴离子(F^-、Cl^-、NO₃^-、CO₃^2-、SO₄^2-)和有机阴离子(水杨酸根离子([HO(C₆H₄)COO]^-)、苯甲酸根离子([(C₆H₅)COO]^-)、对二甲氨基苯甲酸根离子([p-(CH₃)₂N(C₆H₄)COO]^-)、十二烷基磺酸根离子[C₁₂H₂₅SO₃]^-、己烷基磺酸根离子[C₆H₁₃SO₃]^-、丙烷基磺酸根离子[C₃H₇SO₃]^-)间的相互作用,获得稳定超分子几何结构及相互作用能。层板主体与客体间存在较强的超分子作用,包括主客体间静电作用和氢键等。主、客体间相互作用能数值大小顺序为CO₃^2- > SO₄^2- > F^-> Cl^-> NO₃^-;[p-(CH₃)₂N(C₆H₄)COO]^-> [(C₆H₅)COO]^-> [HO(C₆H₄)COO]^-和[C₁₂H₂₅SO₃]^-> [C₆H₁₃SO₃]^- > [C₃H₇SO₃]^-。另外,还采用自然键轨道(NBO)计算和分析了LDHs 层板与阴离子间作用机理,从二阶微扰理论计算得到的稳定化能变化趋势与相互作用能数据基本吻合。     

水介质中丙烯酸的分散聚合

丙烯酸聚合物及其与其它水性单体的共聚物是一类非常重要的水溶性高分子化合物, 具有许多优异的性能, 广泛应用于环保、 石油化工、 造纸和食品卫生等行业^[1]. 丙烯酸聚合物一般采用水溶液、 反相悬浮及反相乳液法制备, 但这些方法存在诸如反应体系粘度高, 不易散热、 使用不方便, 由于使用有机溶剂和表面活性剂易对环境造成二次污染等问题^[2].近些年, 由日本率先研制开发的以水为溶剂分散型高浓度﹑高分子量的新型水溶性高分子产品, 克服了传统合成方式和产品剂型等诸多问题, 极大地拓宽了其使用领域[^3~5]. 有关水介质中水溶性单体分散聚合的研究报道很少^[6~8].而针对于丙烯酸在水介质中的研究报道则更少[^9] , 大部分工作为专利文献.     

反气相色谱测定非对称双阳离子型离子液体的溶解度参数

在343.15~363.15 K下采用反气相色谱法对实验室合成的3种非对称双阳离子型离子液体[PyC₅Pi]NTf₂]₂、[MpC₅Pi]NTf₂]₂和[PyC₆Pi]NTf₂]₂的溶解度参数进行了测定。以正辛烷、正癸烷、正十二烷、正十四烷和正十六烷作为探针溶剂,计算了在不同温度下探针溶剂在3种离子液体中的特性保留体积(V_g⁰)、摩尔吸收焓(ΔH₁^S)、无限稀释摩尔混合焓(ΔH_l^∞)、摩尔蒸发焓(ΔH_v)、无限稀释活度系数(Ω₁^∞)以及探针溶剂与3种离子液体的Flory-HuggirIs相互作用参数(χ₁₂^∞),得到了室温下3种离子液体的溶解度参数(δ₂)为28.52~32.66 (J·cm^-3)^1/2。分子结构中含有4-甲基吗啉比含有吡啶时溶解度参数更大。随着两个阳离子间连接基碳数的增加,溶解度参数增大。这一结果对研究离子液体的溶液性质和应用有指导作用。     

1-甲基-3-乙基咪唑缬氨酸盐离子液体[C2mim][Val]的热化学

用中和法合成了氨基酸离子液体1-甲基-3-乙基咪唑缬氨酸盐([CB_2Bmim][Val]). 在298.15±0.01 K下, 利用恒温溶解反应热量计测定了不同含水量的[CB_2Bmim][Val]溶解成不同质量摩尔浓度溶液的溶解焓, ΔB_solBHB_mB (w), 借助标准加入法(SAM)和Archer方法得到了无水离子液体[CB_2Bmim][Val]的标准摩尔溶解焓, . 利用RB-II型精密转动弹热量计测定了该离子液体的燃烧热, 计算了其标准摩尔燃烧焓 和标准摩尔生成焓 |并结合该离子液体的标准摩尔溶解焓和乙基咪唑阳离子[CB_2Bmim]^＋在水溶液中的标准摩尔生成焓, 计算了[Val]P^－离子在水溶液中的标准摩尔生成焓. 利用RD496-III型热导式微量热量计测定了不同质量摩尔浓度[CB_2Bmim][Val]水溶液的稀释焓, 根据扩展的Debye-Hückel方程计算得到的相对表观摩尔焓P^φPL和根据Pitzer离子相互作用模型的计算值在实验误差范围内很好一致.