γ-石墨单炔的制备及在能量储存与转化领域的应用

炔碳材料是一种新兴的二维碳同素异形体,具有一定的导电性和较高的比表面积,其sp²和sp型杂化碳组成的多孔结构,拓展了离子输运通道,提升了电荷转移能力,在能量储存与转化领域展现出广阔的应用前景。γ-石墨单炔(γ-GY)是理论上结构最稳定的单炔类炔碳材料,具有稳定的共轭体系、独特的三角孔结构,有助于离子的脱嵌和迁移;同时γ-GY还具有良好的半导体性能,在光电催化方面也具有很大的应用潜力。另外,通过异原子掺杂或前驱体分子结构设计调控γ-GY的构型和电子排布,有利于拓展γ-GY在能源领域的应用。本文重点总结了γ-GY的制备方法及其在锂(钠、钾)离子电池和光电催化方面的应用研究进展,提出了γ-GY类材料面临的挑战与机遇,并展望其在能源领域的发展趋势。     

R6G@γ-CD-MOFs复合物的制备及其在Fe3+离子传感中的应用

利用γ-环糊精（γ-CD）、氢氧化钾、甲醇和水,制备了γ-CD-MOFs,并使用X射线粉末衍射、热重分析和扫描电镜对其结构、稳定性和形貌进行表征。由于γ-CD-MOFs的结构中含有一维孔道,在其孔道中引入黄光发射的罗丹明6G （R6G）染料,获得了荧光复合材料R6G@γ-CD-MOFs,并探索了其对不同金属离子的荧光响应情况。实验结果表明,R6G@γ-CD-MOFs能够从12种金属离子中选择性传感Fe³⁺离子,在2×10^-4~2.0×10^-2 mol·L^-1范围内其荧光猝灭常数（K^sv）为1.03×10⁴ L·mol^-1。     

Ce1－xNdxO2－δ固溶体的电子顺磁共振谱和阻抗谱的研究

利用溶胶-凝胶方法在800 ℃焙烧10 h后, 合成了固溶体Ce_1－xNd_xO_2－δ (x＝0.05～0.55), X射线衍射(XRD)测试表明固溶体已经形成立方萤石结构; 电子顺磁共振谱(EPR)研究表明在固溶体Ce_1－xNd_xO_2－δ中随着掺杂量x的增大, Ce^3＋离子含量减少, 说明掺杂Nd^3＋离子可以抑制Ce^4＋的还原; 交流阻抗谱的测量表明固溶体Ce_0.9Nd_0.1O_2－d 具有离子导电特性, 600和700 ℃时的电导率分别为4.25×10^－3和1.12×10^－2 S•cm^－1, 活化能为0.68 eV.     

由硅醚经脱保护-氧化-Wittig反应一锅法合成,-不饱和酯

在1摩尔醋酸和稳定的Wittig试剂存在下, 活性MnO₂作为氧化剂时, 硅醚发生脱保护-氧化-Wittig反应. 考查了各种硅醚, 诸如苄基硅醚、炔丙基硅醚、烯丙基硅醚和烷基硅醚等作底物在反应性能方面的差异. 该反应使硅醚直接形成碳碳双键而得到α,β-不饱和酯. 产物的结构经红外光谱、核磁共振谱表征.     

具有类混凝土结构的 SiOx-C锂离子电池复合材料的制备

采用一种简单的方法制备具有类钢筋混凝土结构的Si-O-C负极材料,其中碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)如同钢筋一般嵌入材料中以提供应力支撑,硅原子被原子级分散的碳和氧原子均匀包裹,最后通过化学气相沉积镀上最外层的碳层,进一步抑制材料的体积变化。基于此独特的结构设计制备的CNTs/SiO_x-C/C负极表现出优异的电化学性能,其在0.5 A·g^-1的电流密度下循环970圈后容量保留率为80%。     

具有类混凝土结构的SiOx-C锂离子电池复合材料的制备

采用一种简单的方法制备具有类钢筋混凝土结构的Si-O-C负极材料,其中碳纳米管（carbon nanotubes,CNTs）如同钢筋一般嵌入材料中以提供应力支撑,硅原子被原子级分散的碳和氧原子均匀包裹,最后通过化学气相沉积镀上最外层的碳层,进一步抑制材料的体积变化。基于此独特的结构设计制备的CNTs/SiO_x-C/C负极表现出优异的电化学性能,其在0.5 A·g^-1的电流密度下循环970圈后容量保留率为80%。     

还原法制备二配位β-二亚胺镓卡宾及其结构表征

侧链无活性位点的β-二亚胺配体具有对低价金属中心良好的电子稳定效应和侧基保护作用。金属K能够还原β-二亚胺二氯合镓(Ⅲ)化合物PhC （PhCN-Dip）₂GaCl₂（2,Dip=2,6-ⁱPr₂C₆H₃）,以较高产率得到新一例β-二亚胺稳定的分子态Ga(Ⅰ)卡宾单体PhC （PhCN-Dip）₂Ga：（3）。化合物2和3的结构与组成通过X射线单晶衍射与NMR进行表征。单体镓卡宾3中心Ga(Ⅰ)离子处于平面六元氮杂环的一个顶角,具有弯曲二配位的几何构型。理论计算结果显示,3的HOMO能级较低,被Ga的孤对电子占据,LUMO+1对应Ga的空p轨道,但是能级比HOMO要高601.0 kJ·mol^-1,这表明3是一个与氮杂环碳卡宾同构的镓卡宾分子,且Ga(Ⅰ)离子的孤对电子具有较好的热稳定性。     

用XPS和XAES分析电化学沉积的DLC膜

采用电化学沉积方法，以甲醇溶剂作碳源，直流电压作用下在单晶硅表面沉积得到碳薄膜。通过研究石墨、金刚石和样品薄膜的XPS和XAES谱图特征，证明了此方法沉积得到的是DLC薄膜;利用曲线拟合技术在C_1s电子能谱图中拟合出sp³峰与sp²峰，并计算出样品薄膜中sp³碳的相对含量为55%;研究石墨、金刚石和样品薄膜的一阶微分XAES谱图，用线性插入法估算出样品薄膜中sp³碳的相对含量为60%。     

微量热法研究丹皮酚及其两种同分异构体与γ-环糊精在水溶液中的相互作用

在298.15 K下利用纳瓦级等温滴定微量热法研究了γ-环糊精与丹皮酚(Pae)及其两种同分异构体(2'-羟基-5'-甲氧基苯乙酮, Hma; 4'-羟基-3'-甲氧基苯乙酮, Ace)在水溶液中的相互作用, 并结合核磁共振对其相互作用的微观结构进行了表征. 试验表明, γ-环糊精与三种药物分子都是1∶1结合, 其中 Pae, Hma与γ-环糊精相互作用过程是焓驱动, 而Ace与γ-环糊精相互作用却是焓-熵共驱动; ¹H NMR 谱表明 Pae, Ace 与γ-环糊精形成典型的包结物, 其中 Pae 分子从 g-环糊精空穴的小口端进入, Ace分子从 g-环糊精空穴的大口端进入, 而 Hma 与γ-环糊精之间只是以弱相互作用结合而非包结作用. 结果显示γ-环糊精对三种同分异构体具有明显的分子识别功能.     

含二茂铁的β-内酰胺的研究进展

β-内酰胺类抗生素是目前最具应用价值的抗生素, 其结构特征具有β-内酰胺环的基元结构, 该类化合物的设计、合成和立体化学研究一直是有机合成化学研究的前沿和热点领域. 二茂铁凭借其独特的结构和多样的性质, 在生物和医药方面均有广泛的应用价值. 因此, 二茂铁修饰的β-内酰胺是一类结构新颖且具有潜在生物活性的化合物. 对该类化合物的深入研究, 将对新型抗生素的研发提供重要的指导意义. 综述了近年来青霉烷类和头孢烯类β-内酰胺及单环类β-内酰胺这两大类含二茂铁取代的β-内酰胺衍生物的合成与生物活性的研究进展.     

溶液稳定、高导电性波纹状石墨烯片

特殊的单原子层二维sp²碳结构给石墨烯带来众多独特的性能和潜在的应用. 然而, 单层石墨烯容易聚集并会逐渐重新石墨化, 这成为其应用的一个重要障碍. 本文报道了一种新策略来解决这个问题, 即通过在石墨烯表面引入sp²碳纳米结构作为永久的波纹来阻止石墨烯的聚集和石墨化, 并使之在溶液中易于分散和稳定. 和其他功能化方法不同, 该方法没有引入杂原子, 不破坏石墨烯的结构和功能. 制得的石墨烯具有优异的导电性能(~65000 S·m^-1), 并具有较好的溶液稳定性.     

C60-吡咯烷衍生物的合成及非线性光学性质的研究

通过富勒烯C₆₀与肌氨酸和有机醛化合物的1,3-偶极环加成反应, 获得了九种含不同有机功能基团的C₆₀吡咯烷衍生物1～9, 用¹H NMR, ¹³C NMR, FTIR, UV-vis和FAB-MS进行了结构表征; 利用皮秒激光光源, 采用z扫描技术测定了分子的三阶非线性超极化率γ⁽³⁾, 结果显示: 化合物3 (γ⁽³⁾＝4.14×10^－33 esu)具有最大的三阶非线性光学系数, 说明增加噻吩共轭链的长度, 使三阶非线性活性增加; 对具有相同共轭链的C₆₀-噻吩吡咯烷衍生物(2, 5, 1和4), 吸电子取代基减小了三阶光学非线性活性, 给电子基增大了三阶光学非线性活性; 同时发现喹啉环2-位键联(7)比4-位(8)有更好的三阶光学非线性活性.     

超声辐射下O,O'-二正丁基-α-(4-三氟甲基苯胺基)-2-氟苯基膦酸酯的合成与晶体结构

采用BF₃•Et₂O催化和45 kHz超声辐射下亚磷酸丁酯与邻氟苯甲醛、对三氟甲基苯胺在78～80 ℃, 无溶剂条件下进行类 Mannich 反应, 0.5 h即可以较高收率获得目标化合物α-氨基膦酸酯(4), 其结构经元素分析, ¹H NMR, IR及MS确认. 对化合物晶体结构进行X衍射分析, 结果表明化合物属单斜晶系, 空间群P2(1)/c, 晶胞参数a＝1.348(4) nm, b＝1.734(4) nm, c＝1.099(3) nm, α＝90°, β＝109.71(4)°, γ＝90°, V＝2.417(11) nm³, Z＝4, D_c＝1.268 g/m³, μ＝0.166 mm^－1, F(000)＝968.     

(GaP)n和(GaP)n－ (n＝10～16)团簇的结构与稳定性研究

采用密度泛函理论B3LYP/Lanl2dz方法对(GaP)_n和(GaP)_n^－ (n＝10～16)团簇的一系列异构体的结构和稳定性进行了研究. 讨论了中性团簇得到一个电子之后, 几何结构和电子性质的变化. 频率分析预测出最强吸收峰位于341～390 cm^－1区域. 从能隙、结合能和能量二次差分等方面综合考虑, 具有T_h对称性的(GaP)₁₂和(GaP)₁₂^－分别是中性(GaP)_n和阴离子(GaP)_n^－团簇中最稳定的, 而具有T_d点群结构的(GaP)₁₆也比较稳定, 究竟哪种结构易于合成还有待于实验的进一步证实. 在相同理论水平上计算了基态(GaP)_n (n＝10～16)的绝热电子亲合势(AEAs)及其基态阴离子的垂直电离能(VDEs), 这对以后的实验数据分析将有一定的参考价值.     

La2-xBixCuO4阴极材料的合成与电化学性质

采用甘氨酸-硝酸盐法合成了固体氧化物燃料电池阴极材料La_2-xBi_xCuO₄（x=0、0.05、0.10）,并利用X射线衍射（XRD）对材料的物相进行分析。结果表明,La_2-xBi_xCuO₄形成单一的类钙钛矿结构氧化物,且晶胞体积随着铋掺杂量的增加而增大。在950℃烧结24 h过程中,La_2-xBi_xCuO₄不与电解质Sm_0.2Ce_0.8O_1.9（SDC）发生反应,表明这种电解质材料具有良好的高温化学相容性。电导率测试结果表明Bi的掺入显著提高了材料电导率。程序升温脱附测试结果表明,铋的掺杂显著增强了材料的表面氧吸附能力。不同氧分压下的交流阻抗谱测试结果表明,La_1.9Bi_0.1CuO₄阴极在700℃空气中的极化电阻为0.26 Ω·cm²,以电解质SDC支撑的单电池NiO-SDC/SDC/La_1.90Bi_0.10O₄在700℃的最大输出功率密度为308 mW·cm^-2,电极反应的速控步骤为氧分子的扩散与表面吸附过程。     

μ-氧-双(三苄基锡)的合成及晶体结构

用X-射线衍射方法测定了μ-氧-双(三苄基锡)的晶体结构，该化合物晶体属三方晶系，空间群为R3，晶体学参数：a=b=c=0.9646 nm，α=β=γ=83.99(1)°，V=0.8840 nm³, Z=1, D_x=1.503 g·cm^-3, μ=14.473 cm^-1, F(000)=402, R相似文献   

铜离子(II)与Ab多肽形成可溶性配合物结构的理论研究

大脑中淀粉样Cross-β纤维沉淀是老年痴呆症(AD)的一个关键性病理特征. X射线分析显示有大量Cu^2＋和Zn^2＋集中到患者的大脑中, 暗示了这些失调的离子与AD疾病有关. 实验发现, 在适度酸性pH值下, Cu^2＋与组氨酸咪唑环上的Nt配位可诱导Ab多肽聚合成沉淀, 而在中性pH值下, Cu^2＋与组氨酸咪唑环上的Np及主链上的去质子N或O配位生成可溶的配位化合物. 本文应用密度泛函理论(B3LYP)方法, 研究了Cu^2＋与Ab多肽中的四肽(HHQK)形成可溶性配合物的结构, 结果得到N(3)O(1)及N(4)O(1)两类配位方式, 其中以N(3)O(1)配位形成变形的平面正方形配位结构, 而以N(4)O(1)配位形成变形的四方锥结构. 由于分子内氢键的形成, 优化得到了6个不同的结构, 通过能量对比找到了最稳定的结构, 并深入探讨了最稳定结构的原子电荷布居规律、一些前沿分子轨道以及配合物的振动光谱, 在振动光谱方面, 理论与实验符合得很好.     

质子导体BaCe0.8Lu0.2O3-α的电性能

采用高温固相法制备了BaCe_0.8Lu_0.2O_3-α质子导体。运用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）对该材料的物相结构、微观形貌进行了表征。在500~900℃温度范围内,应用交流阻抗谱和气体浓差电池方法研究了材料在不同气体气氛中的离子导电性和氢-空气燃料电池性能。结果表明,BaCe_0.8Lu_0.2O_3-α材料为单一斜方晶结构,具有良好的致密性。在500~900℃温度范围内,干燥或湿润的氮气、空气和氧气中,材料的电导率随着氧分压增大稍有增大。在湿润的氢气中,材料表现为纯的质子导电性。在以该材料为固体电解质的氢-空气燃料电池条件下,材料表现为质子、氧离子和电子的混合导电性,其中离子导电性始终占主导;氢-空气燃料电池在900℃下的最大输出功率密度为92.2mW·cm^-2,高于我们以前报道的BaCe_0.8RE_0.2O_3-α（RE=Pr,Eu,Ho,Er,等）材料。     

新型手性<i>β</i>-烷氨基-<i>γ</i>-(<i>l</i>-孟氧基)丁内酯的合成

脂肪族伯胺作为亲核试剂与手性合成子5(R)-(l-孟氧基)-2(5H)-呋喃酮(4)发生不对称Michael加成反应, 得到一系列新的手性β-烷氨基-γ-(l-孟氧基)丁内酯类化合物6(产率34～81%, de≥98%). 通过IR, ¹H NMR, ¹³C NMR, MS, 元素分析及单晶X射线衍射分析, 确认了它们的化学结构、立体化学和绝对构型. 此结果为某些具有生物活性化合物及复杂分子的合成提供了新的途径.     

空气中合成固溶体荧光粉Ba2(Zn, Mg)Si2O7:Ce3+,Eu2+,Eu3+及其发光特性

采用高温固相法在空气中合成了Ba_1.97-yZn_1-xMg_xSi₂O₇:0.03Eu,yCe³⁺系列荧光粉。分别采用X-射线衍射和荧光光谱对所合成荧光粉的物相和发光性质进行了表征。在紫外光330~360 nm激发下,固溶体荧光粉Ba_1.97-yZn_1-xMg_xSi₂O₇:0.03Eu的发射光谱在350~725 nm范围内呈现多谱峰发射,360和500 nm处有强的宽带发射属于Eu²⁺离子的4f⁶5d¹-4f⁷跃迁,590~725 nm红光区窄带谱源于Eu³⁺的⁵D₀-⁷F_J (J=1,2,3,4)跃迁,这表明,在空气气氛中,部分Eu³⁺在Ba_1.97-yZn_1-xMg_xSi₂O₇基质中被还原成了Eu²⁺;当x=0.1时,荧光粉Ba_1.97Zn_0.9Mg_0.1Si₂O₇:0.03Eu的绿色发光最强,表明Eu³⁺被还原成Eu²⁺离子的程度最大。当共掺入Ce³⁺离子后,形成Ba_1.97-yZn_0.9Mg_0.1Si₂O₇:0.03Eu,yCe³⁺荧光粉体系,其发光随着Ce³⁺离子浓度的增大由蓝绿区经白光区到达橙红区;发现名义组成为Ba_1.96Zn_0.9Mg_0.1Si₂O₇:0.01Ce³⁺,0.03Eu的荧光粉的色坐标为(0.323,0.311),接近理想白光,是一种有潜在应用价值的白光荧光粉。讨论了稀土离子在Ba₂Zn_0.9Mg_0.1Si₂O₇基质中的能量传递与发光机理。