无机金属聚合物合成及性能研究

本文报道了三类新型的无机金属聚合物—原子簇聚合物、金属配聚物和金属有机／金属配聚物的结构和性能。     

拓扑结构不同金属有机聚合物的电化学聚合行为和光谱电化学性质北大核心CSCD

金属有机聚合物的拓扑结构是影响其光电性质的重要原因之一。通过吡啶配体不同位点引入的电化学活性基团乙烯基或乙炔基,在电极表面电化学聚合制备了拓扑结构不同的钌金属有机聚合物薄膜,并利用循环伏安、紫外-可见吸收光谱、红外反射光谱、扫描电子显微镜等手段对其电化学特性、光电性质、表面形貌等性质进行了表征。结果表明,电活性配合物反应活性位点的空间位阻效应影响了电化学聚合的效率,其不同拓扑结构的聚合产物具有明显的光谱电化学性质差异。     

金属基底上吡咯光电化学聚合的研究

近年来,国内外对聚吡咯已进行广泛的研究,主要内容包括:电化学聚合,机理与结构表征,电化学氧化还原性质,聚吡咯的化学修饰。最近报导了半导体上吡咯的光电化学聚合。我们在低于吡咯电聚合电位下观察到聚吡咯的Raman讯号。本文研究在中性溶液中金属基底上吡咯的光电化学聚合,以及光源波长、强度和介质等因素的影响。     

主链含过渡金属和大π体系的金属有机聚合物研究进展

综述了主链含过渡金属物大π体系的金属有机聚合物的研究进展。这类聚合类中比较典型的是聚茂金属。主要介绍了主链含短时隔基、长间隔基、共轭间隔基的聚茂金属的合成方法和主要特性。在聚茂金属合成方法中，着重描述了开环聚合反应方法。     

含钐金属有机聚合物的合成及其荧光性质研究

以合成的含双键的烷氧钐单体，与甲基丙烯酸甲酯，苯乙烯等共聚，所得聚合物用红外光谱进行了表征，用高效液相色谱测定它们的分子量及其分布、着重比较研究了这些聚合物的荧光性质。     

电化学聚合漆酚-锌金属螯合物合成及性质研究

以电化学方法合成了聚合漆酚（ＥＰＵ）,并用ＥＰＵ与二异丙氧基锌作用生成漆酚金属螯合物「ＥＰＵ－Ｚｎ（Ⅱ）」,采用原子发射光谱（ＡＥＳ）、ＦＴ－ＩＲ、ＤＭＴＡ、ＴＧ－ＤＴＡ和ＸＰＳ等对其进行表征,探讨其结构与性质。证明了螯合物中存在着因Ｚｎ（Ⅱ）和ＥＰＵ配位作用而引起的交联,故难溶于绝大多数的有机溶剂,玻璃化转变温度和耐热性能的提高。     

主链含苯并噻唑结构单元聚合物的合成

通过钯催化三键聚合反应,合成了主链含2,1,3-苯并噻唑的聚合物.目标化合物在普通有机溶剂,如二氯甲烷﹑氯仿﹑四氢呋喃中有较好的溶解性,目标化合物的最大吸收波长分别在424 nm和510 nm左右,光敏响应630 nm左右,其估算能隙E_g为1.96 eV,具有作为有机太阳电池材料的应用前景.     

悬浮聚合法合成马拉硫磷分子印迹聚合物的吸附性能研究

基于分子印迹技术,采用悬浮聚合的方法,合成了马拉硫磷分子印迹聚合物。通过优化,确定最佳合成条件为:模板分子(马拉硫磷)∶功能单体(α-甲基丙烯酸)为1∶8,模板分子(马拉硫磷)∶交联剂(乙二醇二甲基丙烯酸酯)为1∶40,温度60℃,引发剂用量为1.0%。吸附性能测试结果表明,印迹聚合物对马拉硫磷的最大吸附量为4.62μg/mg,而非印迹聚合物对马拉硫磷的最大吸附量为2.21μg/mg;通过选择性实验得到印迹聚合物对灭线磷、甲拌磷、特丁硫磷、乐果、马拉硫磷、克线磷的吸附量分别为3.87、3.75、3.57、4.00、4.44、3.61μg/mg,而非印迹聚合物的吸附量分别为1.42、1.37、1.30、1.43、1.12、1.23μg/mg。     

电化学聚合制备含富勒烯交联聚合物薄膜及超级电容器应用

通过N-烷基咔唑基团修饰富勒烯C_(60),获得了3种不同取代基数目的富勒烯衍生物2Cz-C_(60)、4Cz-C_(60)和6Cz-C_(60);3种单体具有高的电化学聚合活性,通过阳极电化学聚合得到了3种结构明确的聚合物(Poly[2Cz-C_(60)]、Poly[4Cz-C_(60)]和Poly[6Cz-C_(60)]),它们同时在工作电极上沉积得到了厚度精确可控的交联薄膜,其生长速度分别为1.88、1.70和2.61 nm/圈.电化学聚合过程中沉积薄膜快速而均匀的生长,为瞬间成核、岛状生长模式,并最终形成球状堆积的交联薄膜.经循环伏安法测试表明沉积薄膜有多对氧化还原峰,具有可逆的n-型与p-型双极性掺杂特性,并表现出可逆的和快速电荷传递的氧化还原反应特性.另外这种富勒烯交联薄膜作为超级电容电极材料也表现出了相当可观的电荷储存能力.     

基于含锌有机配位聚合物的微孔碳的合成及其电化学性能

报道了一种基于含锌(II)有机配位聚合物制备微孔碳的新方法. 通过锌离子和酒石酸之间的配位作用获得含锌有机配位化合物, 并通过氢键作用将其引入到间苯二酚/甲醛低聚物溶胶的开放网络结构中. 使含锌有机配位化合物和酚醛低聚物溶胶体系发生共聚反应得到酚醛和含锌有机配位共聚物, 在950℃下热处理分解以及锌蒸气蒸发后制得微孔碳. 微孔碳材料典型样品具有相对较大以及比较规则的微孔, 其比表面积可以达到1260 m²·g^-1, 孔体积为0.63 cm³·g^-1. 所得微孔碳作为超级电容器电极材料的等效串联电阻为0.46 Ω, 其循环伏安曲线展示出较好的矩形性. 恒流充放电分析结果表明, 当电流密度为1 A·g^-1时, 微孔碳电极的比电容为196 F·g^-1; 在10 A·g^-1的大电流密度下, 比电容仍然达到137 F·g^-1. 该电极具有优良的循环稳定性, 1000次循环后比电容保持率达到98%. 这一研究结果表明, 所得微孔碳在超级电容器电极材料方面具有重要的应用前景.     

含空间位阻侧链取代炔烃的合成及其催化聚合

设计并合成了具有较大空间位阻侧链的取代炔烃2-炔丙氧基-1,4-对苯二甲酸二甲酯单体,分别采用WCl6,WCl6-SnPh4和[Rh(nbd)Cl]2催化体系使其聚合,考察了不同催化剂对聚合的影响.采用红外光谱和核磁共振等技术对单体及聚合物结构进行了表征,并用紫外光谱和荧光光谱研究了所得聚合物的光学性能.结果表明,使用[Rh(nbd)Cl]2催化剂时得到的聚合物是高反式结构,荧光光谱中除了侧基的350 nm发射峰外,还在429 nm处存在较弱的共轭主链发射.使用WCl6-SnPh4催化体系得到的聚合物由于较高的顺式含量,主要是侧基的发射,而较大侧基位阻使主链共轭降低.尽管存在较短的间隔基,引入较大空间位阻侧基仍然迫使聚合物主链扭曲,顺式结构中侧基空间位阻的影响更大.     

自由基官能化聚合合成主链桂嘧啶碱基的聚合物

以合成的三种嘧啶衍生物为单体,通过加入能在自由基作用下开环异构的乙烯酮缩醛类进行了酯基封端、酯基嵌入的官能化聚合反应,对所得聚合物的生物降解性进行了一定程度的探查。     

水热法合成球花状二硫化钼及其电化学性能

采用二水钼酸钠(Na_2MoO_4·2H_2O)和硫脲(CS(NH_2)_2)分别作为钼源和硫源,通过水热合成法获得球花状二硫化钼,其较佳的水热条件为:180℃下反应48 h,钼硫原子比为1∶4,反应物浓度为0.001 mol·L-1,在100 m L反应釜中的填充体积为90 m L。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)、对样品的物相和形貌进行了表征,并利用低温氮吸附BET模型测试了样品的比表面积。结果表明,合成的二硫化钼结晶性良好,平均粒径约为1μm,比表面积约为87 m2·g-1,分布均匀且无明显团聚。通过循环伏安(CV)曲线、恒电流充放电曲线(GCD)、阻抗谱图(EIS)表征其电化学性能,测试表明:在3 mol·L-1 KOH水相电解液中,单电极比电容可达130.6 F·g-1(扫速为5 m V·s-1)和110.9 F·g-1(电流密度为0.1 A·g-1),界面转移电阻Rct为0.33Ω;循环1 000圈后比电容损失为14.7%。说明采用该水热法合成的二硫化钼可以成为超级电容器电极的理想材料。     

水热法合成球花状二硫化钼及其电化学性能

采用二水钼酸钠（Na₂MoO₄·2H₂O）和硫脲（CS（NH₂）₂）分别作为钼源和硫源,通过水热合成法获得球花状二硫化钼,其较佳的水热条件为：180℃下反应48 h,钼硫原子比为1：4,反应物浓度为0.001 mol·L^-1,在100 mL反应釜中的填充体积为90 mL。采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）、对样品的物相和形貌进行了表征,并利用低温氮吸附BET模型测试了样品的比表面积。结果表明,合成的二硫化钼结晶性良好,平均粒径约为1 μm,比表面积约为87 m²·g^-1,分布均匀且无明显团聚。通过循环伏安（CV）曲线、恒电流充放电曲线（GCD）、阻抗谱图（EIS）表征其电化学性能,测试表明：在3 mol·L^-1 KOH水相电解液中,单电极比电容可达130.6 F·g^-1（扫速为5 mV·s^-1）和110.9 F·g^-1（电流密度为0.1 A·g^-1）,界面转移电阻R_ct为0.33 Ω;循环1 000圈后比电容损失为14.7%。说明采用该水热法合成的二硫化钼可以成为超级电容器电极的理想材料。     

主链含硅的芳族聚酰胺的合成及其气体选择透过性能

采用界面缩合聚合方法，合成了一系列主链含硅的芳族聚酰胺，从化学结构与气体透过性能关系的角度研究了此类聚合物均质膜的气体透过性能，结果表明，此类聚合物膜对Ｈ２、Ｏ２、Ｎ２、ＣＯ２、ＣＨ４的气体透过系数大小顺序符合一般玻璃态聚合物规律；在刚性强的高分子链段中引进柔性基因，可提高聚合物的气体透过系数；高分子主链有较强内旋转能力的聚合物，气体透过系数大；高分子主链的化学结构相同，苯环上带有侧甲基的聚合物有高的气体透过系数；硅原子上带有侧苯基的聚合物，其气体扩散系数大于而溶解系数小于硅原子上携有侧甲基的聚合物．结论为，在刚性高分子主链中引入柔性基团和提高刚性链间隙是增大气体透过含硅聚酰胺膜速率的有利因素．     

核壳纳米球钴基金属有机聚合物的制备及其储锂性能

以偏苯三甲酸和六水合硝酸钴为原料,通过水热法合成了2种反应时间不同的钴基金属有机聚合物(Co-MOP)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和N₂吸附-脱附对Co-MOP材料进行了结构和形貌表征。将2种Co-MOP材料用作锂离子电池负极材料,并进行了电化学性能测试。结果表明,Co-MOP-12(水热反应12 h)展示出了优异的电化学性能,在100 mA·g^-1的电流密度下,Co-MOP-12电极的首圈可逆比容量达到979 mAh·g^-1,循环100圈后比容量高达1 345 mAh·g^-1。     

砂磨法制备聚苯胺及其电化学性能的研究

首次采用砂磨法制备了导电态聚苯胺(PANI), 通过循环伏安和电导率的测试分析, 探讨了转速(N)、反应时间(t)、盐酸(HCl)浓度、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)浓度和过硫酸铵(APS)浓度对产物氧化还原性及导电性能的影响|并采用红外光谱(FT-IR)对产物结构进行了表征. 结果表明: 当N为400 r/min, t为2 h, HCl与苯胺(An)的摩尔比(n_HCl/n_An)为4∶1, SDBS与An的摩尔比(n_SDBS/n_An)为1∶1, APS与An的物质的量比(n_APS/n_An)为0.8∶1时, 产物的各项性能达到最佳值|且砂磨法与乳液法制备的PANI结构相符, 电化学性能接近, 但是砂磨法的生产成本和环保优势十分显著(砂磨法的反应时间仅为乳液法的1/3, 用水量仅为乳液法的1/2).     

含金属Y型沸石的合成,表征及其催化性能研究

在水热合成体系中制备了系列含金属的Y型沸石(金属=铁、铬、钴),并采用XRD、SEM、ICP、FTIR和UV-vis技术对其进行了表征。FTIR和UV-vis测试结果表明Fe(Ⅲ)、Co(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)离子进入沸石骨架,而Cr(Ⅲ)则没有。金属离子对所制备产物晶化及组成有很大的影响。此外,还对含金属的Y型沸石在环己烷氧化反应中的催化性能进行了考察。     

有限域聚合法制备碳纳米管-聚苯胺复合材料及其电化学性能

通过有限域聚合法将聚苯胺(PANI)均匀地生长在碳纳米管(CNTs)表面, 得到CNTs-PANI纳米复合材料. 通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外(FTIR)光谱对样品的形貌及成分进行表征. 将得到的复合材料组装成电化学超级电容器, 进行电化学的循环伏安和恒流充放电测试. 结果显示, 运用此有限域聚合法所制备的复合材料中PANI 可以非常均匀地包裹在CNTs表面, 复合材料的比容量可以达到117.7 F·g-1(有机电解液), 远远高于所用纯碳纳米管(25.0 F·g-1)和纯聚苯胺(65.0 F·g-1)的比容量, 从而表明有限域聚合法是一良好的纳米复合材料的制备方法.     

锌酸钙的球磨法合成及其电化学性能

阳极材料;锌镍电池;锌酸钙的球磨法合成及其电化学性能