碱性介质电催化体系活性氧的生成及其光谱学研究

亚熔盐液相氧化技术可在相对低温下实现难分解两性金属矿物的高效转化,基于此进一步提出了碱性介质电化学活性氧协同强化新方法。利用紫外-可见光光谱和电子自旋共振波谱等手段对电催化体系活性氧的生成与转化机理进行了系统解析。通过阴极电催化的作用,在电极表面定向进行两电子氧气还原反应,原位产生大量的活性氧组分。研究发现过渡金属离子与两电子氧气还原产物HO-₂之间的“自诱发”效应,可生成具有更高氧化活性的羟基自由基,大幅促进两性金属转化过程,实现了碱性介质电化学高级氧化过程。利用紫外-可见光光谱检测到电化学体系活性氧催化氧化低价两性金属氧化物(Cr₂O₃和V₂O₃)的转化过程。与此同时,根据标准自由能变化的热力学数据计算可知,V₂O₃比Cr₂O₃更易在活性氧存在的条件下发生溶出反应。采用电子自旋共振波谱(ESR)对电催化体系内的羟基自由基进行检测,结果表明由V₂O₃引发的电化学-类Fenton反应激发产生的羟基自由基ESR信号比Cr₂O₃信号强。利用猝灭剂实验验证了具有高氧化电位的羟基自由基可以对两性金属液相氧化起到促进作用。该研究为碱性介质电化学矿物溶出实际反应提供理论参考。     

用Na2O2-DMSO体系产生O2·的ESR研究

提出了Na₂O₂的二甲基亚砜(DMsO)/H₂O溶液中产生超氧阴离子自由基(O₂^·)的新方法,用电子自旋共振仪(ESR)可直接检测到很强的O₂^·信号,研究了反应的条件及其O₂^·信号的特性,并用该法考察了茶多酚等清除剂对于超氧阴离子自由基的清除作用。结果表明本体系是产生O₂^·的有效方法,可用于超氧阴离子自由基清除剂的研究。     

杭锦2#土的光谱特征及非均相Fenton反应机理

杭锦2#土是内蒙古鄂尔多斯杭锦旗地区发现的层状含铁天然矿物,利用Ｘ射线衍射、吡啶吸附红外光谱及Ｘ射线光电子能谱技术对样品的性质进行了表征。X射线光电子能谱表明杭锦2#土骨架结构中Si和Al原子结合能与标准硅氧四面体和铝氧八面体中Si和Al结合能相比明显增加,表面存在Lewis酸位和Brönsted酸位,且杭锦2#土中铁物种以Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)形式存在于骨架结构中;非均相Fenton反应中杭锦2#土的Fe(Ⅱ)可与H₂O₂反应生成自由基(·OH)与Fe(Ⅲ),但反应速率慢且难以循环。酸活化后杭锦2#土中Si和Al的结合能进一步增加,铁物种部分转变为非结构铁并以Fe3+与Fe2+转移到样品表面;X射线光电子能谱、吡啶红外和氨气程序升温表征表明酸活化杭锦2#土表面Lewis酸位和Brönsted酸位增多;非均相Fenton反应中,酸活化杭锦2#土表面Fe3+与Fe2+可与H₂O₂循环反应,不断生成·OH并对甲基橙进行降解,且活化杭锦2#土表面Brönsted酸能够提供质子将H₂O₂包围,抑制其分解生成HO-₂并提供更多的·OH,Lewis酸能增加杭锦2#土表面吸附氧（O_ad）含量,而Fe2+可被O_ad氧化为Fe3+,促进Fe2+/Fe3+之间的循环,同时在氧化过程中电子转移到O_ad形成O·-₂,O·-₂能够与Brönsted酸提供的质子反应形成·OH,·OH与O·-₂均为氧化性自由基,能够提升活化杭锦2#土非均相Fenton反应活性。此外,X射线衍射表明酸活化使杭锦2#土中CO2-₃转化为对Fenton反应负面影响更小的SO2-₄进而提升其非均相Fenton反应活性。     

聚乙二醇在Al2O3/水界面吸附行为的ESR研究

采用电子自旋共振技术结合自旋标记研究了聚乙二醇在Al₂O₃/水界面的分子构型和运动行为.结果表明,聚乙二醇在Al₂O₃上的吸附等温线呈S型,吸附量随聚乙二醇分子量增加而减小,聚乙二醇在Al₂O₃表面是多点吸附,分子中的大部分链节平躺在Al₂O₃表面、少部分链节伸向溶液。     

光解杜醌/氢给体均相体系的CIDEP研究

以杜醌为光敏剂,用高时间分辨电子自旋共振 (TRESR)波谱仪研究了杜醌/乙二醇体系、杜醌/氮氧自由基/乙二醇体系的化学诱导动态电子自旋极化(CIDEP).实验表明,紫外激光照射下,在杜醌/乙二醇溶液中得到以三重态机理极化为主的中性杜半醌自由基DQH*和以碳为中心的乙二醇碳自由基R*(OH)2的极化信号,而加入氮氧自由基 TEMPO后,则只观测到极化的TEMPO的E+E/A极化谱,其产生机理属于以四重态为先驱的自由基-三重态对极化机理(QP-RTPM),结合极化强度的理论计算对该体系的极化形成过程进行了分析.     

Al2O3-SiO2石油裂化催化剂上自由基空间分布的ESR成象

报道了用自己设计制作的电子自旋成象装置,对芳烃芳胺化合物在Al₂O₃-SiO₂催化剂表面酸中心所形成的正离子自由基进行二维ESR成象研究.     

Al2O3吸附[Cu(H2O)6]2+基团的自旋哈密顿参量和四角畸变

采用微扰方法和对角化完全能量矩阵法计算了Al₂O₃粉末吸附的四角对称[Cu(H₂O)₆]²⁺基团的自旋哈密顿参量（g因子g∥,g_⊥和超精细结构常数A_∥和A_⊥）. 计算结果表明用这两种理论方法计算的自旋哈密顿参量很接近,并且都与实验结果比较一致. 表明这2种方法都可用于晶体中3d9离子基团的自旋哈密顿参量的研究,通过计算,我们还获得了[Cu(H₂O)₆]²⁺基团四角畸变的大小,并对结果进行了讨论.     

肿瘤微环境智能响应型纳米载药系统用于多模态协同治疗

提出一种可诱导谷胱甘肽(GSH)消耗和自供H₂O₂用于癌症治疗的智能纳米载药系统(Cu/ZIF-8@GOx-DOX@HA, CZGDH)。当CZGDH通过透明质酸(HA)的靶向作用进入癌细胞后,溶酶体的酸性环境触发阿霉素(DOX)、葡萄糖氧化酶(GOx)及Cu²⁺的释放。DOX作为化疗药物进入细胞核,使癌细胞凋亡,完成化学治疗进程。释放的GOx消耗葡萄糖(Glu)产生H₂O₂,达到饥饿治疗(ST)的目的。此外,Cu²⁺可以与癌细胞中过表达的GSH反应被还原为Cu⁺,破坏癌细胞的氧化还原平衡,产生的Cu⁺和H₂O₂触发类Fenton反应生成羟基自由基(·OH),可杀死癌细胞,完成化学动力学治疗(CDT)。GSH耗竭和H₂O₂自给能明显促进·OH的生成,可以同时解决H₂O₂不足和GSH过...     

石墨烯改性锡酸锌材料的光谱特性及其光催化性能

半导体光催化氧化技术在处理能源危机和环境污染问题方面有非常重要的应用。选取石墨烯对水热法制备的Zn₂SnO₄进行改性。通过透射电镜(TEM)观察其形貌特征,通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)以及X射线光电子能谱(XPS)分析其结构和组成。采用紫外-可见光分光光度计检测石墨烯/Zn₂SnO₄催化降解亚甲基蓝(MB)性能。通过添加自由基捕获剂的光催化实验、电子顺磁共振谱和荧光光谱检测分析石墨烯/Zn₂SnO₄降解MB的光催化机理。通过光催化重复性实验对石墨烯/Zn₂SnO₄的稳定性进行评估。结果表明：加入石墨烯不会对Zn₂SnO₄的结构形貌产生较大影响;当氧化石墨烯(GO)添加量为4 Wt%时,石墨烯/Zn₂SnO₄的光催化活性最高的;光催化过程中·OH是主要的活性物质,存在·OH间接氧化有机污染物的机制。     

Pd(OAc)2与有机双膦在氯代烷中的反应机理(Ⅱ)研究

在前文^[1,2]基础上,扩展了有机双膦系列.应用电子自旋捕获技术(EPR-ST)研究了Pd(OAc)₂与系列有机双膦dppm(二(二苯基膦甲烷))、dppe(二(二苯基膦乙烷))及dppp(二(二苯基膦丙烷))在氯代烷中反应的反应机理,所用捕获剂为PBN,得到EPR实验谱并进行了模拟.提出了反应机理并进行了讨论.并对影响反应的一些因素进行了探讨.Pd(OAc)₂在此反应中既是反应物又是引发剂,在反应中起分子诱导作用.当Pd(OAc)₂与非自由基物种有机双膦配体及氯代烷共存时,引发了自由基反应。     

K2O·CaO·4B2O3·12H2O∶Nd3+的合成及发光性能

以CaCl2、K2B4O7和Nd2O3为原料,采用易于工业化、无污染的水溶液法反应合成碱-碱土金属硼酸盐K2O·CaO·4B2O3·12H2O∶Nd3+晶体,利用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、荧光分光度计等现代分析测试手段,对所合成晶体进行了分析和表征.结果表明,所制备的K2O·CaO·4B2O3·12H2O∶Nd3...     

2,4,6-三吡啶基三嗪-芳香羧酸镝配合物的合成及其荧光性能

分别以2,4,6-三吡啶基三嗪( TPTZ)、对羟基苯甲酸和对苯二甲酸为配体,以Dy3+为中心合成了不同组成的5种配合物.对其进行了元素分析、紫外光谱、红外光谱、荧光激发和发射光谱的测定.推测配合物的组成分别为:(1)Dy(TPTZ)(NO3)3(C2H5OH)·H2O; (2) Dy (TPTZ)2 (NO3)3 (...     

Eu,Dy共掺杂SrAl2O4长余辉材料制备新工艺

活化Al-Sr合金粉末水解制备SrAl₂O₄长余辉材料的前驱体,并采用高温固相反应法制备出Eu,Dy共掺杂的SrAl₂O₄长余辉材料,对其微观结构和发光特性进行了研究。实验结果表明:前驱体中Al、Sr元素在微观状态下分布均匀,所制成的长余辉发光材料的发射主峰位于520nm附近,为典型的Eu²⁺离子4f5d-4f的特征发射,初始亮度达到18cd/m²,余辉时间长达46h。     

二维镨-镉异核金属配合物的水热合成、晶体结构及谱学性能研究

利用水热合成法,以柔性的乙二胺四乙酸（H₄EDTA）为配体、氧化镨以及氯化镉为金属源合成了一种镨-镉异金属-有机配合物[Pr₂Cd₃(EDTA)₃(H₂O)₁₁]·14H₂O （1）。通过X射线单晶衍射确定化合物1的结构,该化合物属单斜晶系的C2空间群,a=16.154(3) Å,b=14.863(3) Å,c=14.875(3) Å,β=115.855(3)°,V=3214.2(9) Å3, Z=2,化合物1的结构中存在纳米尺寸大小的“心形”Pr₆Cd₆O₁₂轮簇。其中Cd2+的配位数为7,采取单帽三棱柱的配位构型,而Pr3+采取十配位双帽四方反棱柱的构型。EDTA4-配体的四个羧基全部去质子化,与一个Cd2+和两个Pr3+配位,其中4个羧基氧原子和2个氮原子都与Cd2+配位,两个羧基分别桥连1个Pr3+。Pr3+和Cd2+通过μ₂-O氧原子交替连接形成Pr₆Cd₆O₁₂轮簇,每个Pr₆Cd₆O₁₂轮簇与附近的6个Pr₆Cd₆O₁₂轮簇共边连接,从而形成一个二维（6, 3）层状结构。二维层再通过…AAA…类型的堆积方式形成三维超分子结构。游离水分子填充在二维层空隙中,与羧基以及配位水分子之间形成比较强的O-H…O氢键,这些氢键有利于结构的稳定。通过热重分析、稳态荧光光谱、热微扰二维红外相关光谱（2D-IR COS）、固体紫外-可见漫反射光谱等手段进一步对化合物1的谱学性能进行表征。在红外光谱上,由于存在大量的氢键,化合物的红外光谱在3 680～2 640 cm-1波数范围内出现宽而强的吸收谱带。同时配体H₄EDTA中的羧基脱去了质子氢,并且与金属离子发生配位,因此化合物1中羧基的C=O双键的伸缩振动吸收峰与未配位配体中的C=O双键的伸缩振动吸收峰相比,向低波数移动,在1 527 cm-1波数处出现吸收峰。固体荧光测试显示在325 nm的紫外光照射下,配合物1能发出强的360 nm左右的荧光,主要是由能量在Cd2+和EDTA4-之间发生明显的LMCT跃迁转移引起的,因此化合物1可作为一类潜在的发光材料。热微扰下的二维红外光谱显示,由于水分子与羧基及水分子之间存在氢键,使得O-H的伸缩振动吸收峰对热的微扰响应比较敏感。紫外-可见光谱测试显示化合物1在位于216 nm处出现很强的紫外吸收峰,归属于化合物1中EDTA4-配体的中n→σ*跃迁及π→π*,位于444, 468和484 nm的弱吸收峰,归属为Pr3+的f-f跃迁。     

Spectroscopic and Fluorescence Studies on the Trivalent Ce,Eu,Nd and La Metal Ions Rhodamine C Florescent Dye Complexes

The four isolates solid complexes: [La(RHC)(NO₃)₂]·3H₂O, [Nd(RHC)(NO₃)₂]·4H₂O, [Eu(RHC)(NO₃)₂]·2H₂O, and [Ce(RHC)(NO₃)₂]·5H₂O that obtained by the reaction of the nitrate salts of the Ce(Ⅲ), Eu(Ⅲ), Nd(Ⅲ) and La(Ⅲ) ions and rhodamie C (RHC) ligand were interpretative using elemental analysis (C, H and N), molar conductivity, infrared, electronic, fluorescence and 1H-NMR spectra to achieve the speculated suitable formula. The low molar conductance values of the synthesized RHC complexes concluded the non-electrolytic behavior. The infrared spectra recorded the absence of stretching vibration ν(OH) of the -COOH and presence of two new vibration bands at 1 597～1 601 and 1 383～1 399 cm-1 which were assigned to ν_as(COO-) and ν_s(COO-). The difference between them revealed that the carboxylate group acts as a bidentate ligand. 1HNMR spectra of Europium and lanthanum(Ⅲ) complexes were supported the FTIR results based on the absent of proton of the carboxylic group. Therefore, the microanalytical and spectroscopic results deduced that RHC acts as a monobasic bidentate ligand, and coordinated to the central metal(Ⅲ) ions via the two oxygen atoms of deprotonated carboxylic group. Fluorescence studies were performed on the metal complexes of Ce3+, Tb3+, Th4+, Gd3+ and La3+, that referred a quenching in the fluorescene intensity of rhodamine C in the aqueous state after complexation. The antimicrobial assessment against some kind of bacteria and fungi were also checked and recorded enhancement in case of their complexes.     

以二氧化钛前驱体为基的电流变液的成分分析和机理研究

制备了二氧化钛前驱体粉体, 它具有优良的巨电流变效应, 但不含一水草酸钙的成分. 通过X射线衍射谱、扫描电子显微镜、电感耦合等离子体光谱仪和热失重-质谱联用仪等一系列实验手段, 对二氧化钛前驱体粉体进行了表征, 发现它是非晶形态的纳米粉体, 其主要成分为TiOC₂O₄·2H₂O和TiO(OH)₂. 由二氧化钛前驱体配置的电流变液具有与钛酸钙前驱体电流变液类似的温度特征, 即 当处理温度超过160℃后, 电流变液的屈服强度会逐渐降低, 至200℃后, 巨电流变效应完全消失. 通过对比分析发现, 伴随上述巨电流变效应消失过程的化学反应是TiOC₂O₄·2H₂O 在加热过程中失去了结晶水. 这些特征在所有钛酸盐系列的电流变液中均可观察到, 因此我们推断TiOC₂O₄·2H₂O是钛酸盐系列巨电流变液中的关键物质. 关键词： 电流变液 钛酸盐 极性分子