磺化木质素系聚合物的结构及其在氧化铝上的吸附特性

以造纸黑液中的碱木质素为主要原料,通过磺化和缩聚反应制备了磺化木质素高分子聚合物SBAL.TEM和1H-NMR测试结果表明SBAL是以木质素的疏水骨架为中心,以磺酸基和羧基组成亲水性侧链的球形结构.GPC测试结果表明其重均分子量达到了24880 Da,是碱木质素的7.38倍,电位滴定测试结果表明,其磺化度达到2.70 mmol.g-1.通过流变曲线、吸附等温线、zeta电位、XPS测试研究了其对氧化铝在水中的分散机理及其吸附特性.掺SBAL的氧化铝浆体,在pH=3～12范围内SBAL对其具有良好的分散降黏作用.溶液pH对SBAL的分子构型和吸附特性有较大的影响,随pH增加,SBAL中磺酸基、羧基和酚羟基逐渐电离,分子的伸展程度逐渐增大.随pH增加,SBAL在氧化铝上的吸附质量减少,吸附层由致密逐渐变得疏松,pH小于等电点时以静电吸附为主,pH大于等电点时以非静电的特性吸附为主.当SBAL的用量小于临界值(0.5 wt%)时,其在氧化铝表面形成单分子层吸附,在颗粒间起到静电排斥作用;当用量大于临界值时,其在颗粒表面形成聚集体吸附而起到空间位阻作用.     

偶氮染料吸附和光催化氧化动力学

以甲基橙和酸性大红两种偶氮染料为模拟污染有机物,对它们的暗吸附和光催化氧化行为进行研究.实验结果表明,两种偶氮染料的吸附受溶液酸碱度影响很大,酸性（pH=3）条件下,两种染料吸附量都很大,酸性大红吸附量更大；近中性（pH≈6）时两种染料的吸附显著减少；碱性（pH=9）条件下两种染料不发生吸附.光催化反应结果显示,碱性条件或酸性条件下两种染料降解速度都很快.说明在不同酸碱度条件下,光催化反应按不同机理进行.酸性条件下,反应在催化剂表面进行,在碱性介质中,光催化氧化在溶液中进行.提出了一个碱性条件下的动力学方程,经过进一步简化,可以得到表观一级方程,形式上和准一级L-H方程十分相似,但其含义不同.     

线型脲醛树脂的半结晶模板化作用

酸性条件下硅溶胶体系中尿素和甲醛聚合反应会产生脲醛树脂-氧化硅杂化沉淀. 沉淀的质量随有机组分比例的增加而增加, 当尿素和甲醛物质的量比≥1.0时生成沉淀的量为恒定最大值. 红外分析表明杂化材料在3348, 1635, 1572和784 cm^－1处产生了可被归结为线型结构(—[NHCONHCH₂]_n—)的特征吸收. XRD分析表明这种线型分子可形成氢键(C＝O…H—N)导向型的半结晶. 微分热重和XRD结果证明结晶物种在290 ℃完全分解. SEM表征显示半结晶杂化沉淀以三维网络结构为特征, 具有层状结晶的各向异性, 其初级粒子即使在室温下干燥也容易开裂. 随着反应时间的延长、酸性的增加或无机组分量的相对增加杂化粒子变得更加致密. 液氮吸附结果证明沉淀焙烧后所得氧化硅材料的结构具有层状孔结构性质, 其比表面积、孔尺寸和孔体积可以达到510 m²/g, 14.3 nm和1.68 cm³/g. 改变反应体系的酸性和反应组分配比等条件可以方便地控制杂化材料的结构.     

用EXAFS研究pH对Zn(Ⅱ)-TiO2体系吸附和微观构型的影响

应用延展X射线吸收精细结构(EXAFS)方法, 研究了不同pH对Zn(Ⅱ)在锐钛矿型TiO2表面吸附产物的微观构型的影响. 宏观的吸附-解吸实验表明, 随着pH值由5.8增大至6.8, 吸附等温线明显升高, Freundlich吸附常数由1.345 L/g增加到15.385 L/g; 而体系的不可逆性逐渐降低, 不可逆吸附系数(TⅡ)由0.43降低到0.23. 不同pH条件下吸附样品的EXAFS结果表明, Zn(Ⅱ)主要通过共用水合离子及TiO2表面的O原子结合到TiO2表面上, 第一配位层(Zn—O层)原子间距和配位数随着pH值增大逐渐降低, Zn(Ⅱ)在TiO2表面吸附形态从六配位向四配位转化;第二配位层(Zn—Ti层)分析结果表明, 存在2个典型的Zn—Ti原子间距, 即R1=0.319~0.334 nm(双齿方式结合的强吸附)和R2=0.366~0.378 nm(单齿方式结合的弱吸附), 随着pH值的升高, 强吸附位(CN1)逐渐减少而弱吸附位(CN2)逐渐增加, 其比值由2.12降低至0.89, 从而导致其在高pH值的条件下吸附量和可逆性明显增大. EXAFS结果从分子水平说明了该体系在不同pH值条件下表现出的可逆性差异是由于微观吸附状态不同所致.     

接枝型聚两性电解质CS-g-PLGA的合成及溶液性质

合成了以壳聚糖(CS)为主链、 聚(L-谷氨酸)(PLGA)为侧链的接枝型聚两性电解质CS-g-PLGA(CGA), 表征了其结构与组成, 探讨了pH值、 离子强度和离子种类等对CGA水溶液性质的影响. 研究发现, 随着溶液离子强度的增大, CGA的等电点(IEP)移向高pH值; 离子水化半径越大, 对CGA分子中相反电荷的屏蔽作用越弱, 对IEP的影响越小; CGA中氨基和羧基相对含量越接近, 对溶液离子强度的变化越敏感. 此外, CGA具有显著的pH响应性, 在酸性及碱性溶液中分别形成结构相反的聚集体. 在CS主链氨基含量相近的条件下, 聚集体的稳定性随PLGA链长的增加而提高. 酸性溶液中聚集体粒径取决于CS主链的电荷数; 碱性溶液中PLGA侧链越长则平均粒径越大.     

一种pH荧光探针的合成及光谱研究

设计合成了一种pH荧光分子探针2,5-双(4-羟基-苯亚甲基)环戊酮,并对其光谱性能进行了研究.pH滴定实验表明:探针的紫外吸收和荧光光谱对溶液的pH值有很强的依赖性.当体系溶液由酸性变为碱性时,探针紫外吸收光谱发生明显的红移,并伴有溶液颜色的显著变化.荧光光谱强度在酸性条件下随pH的变化不大,而在碱性条件下荧光强度则...     

利用光交联探针研究pH值调控的蛋白-蛋白相互作用

pH值是几乎影响到所有蛋白质分子表面电荷分布和相关结构变化的关键因素,许多蛋白质分子之间的相互作用也受到pH值的调控.近年来,基于非天然氨基酸的光交联探针被广泛应用于捕捉活细胞内的蛋白-蛋白相互作用.然而,由于环境pH值的改变往往导致蛋白质分子结构、带电性质的显著变化,因此现有的非天然氨基酸光交联探针难以实现在极端pH值条件下对相互作用的蛋白质分子的捕获和研究.本文将介绍本课题组新近发展的基于烷基双吖丙啶活性基团的非天然氨基酸光交联探针-DIZPK,通过这一探针,我们成功捕获到大肠杆菌中一种重要的酸性分子伴侣HdeA在膜间质内酸性胁迫过程中的作用对象.在捕获到的HdeA底物中,我们发现了两个膜间质中重要的分子伴侣蛋白：DegP和SurA.通过实验我们证明了在酸性胁迫条件下,DegP和SurA能够被HdeA保护不形成聚集体,并进而在随后的回复中性过程中能够协助HdeA对其他底物进行重折叠.这种不依赖于ATP的分子伴侣间协作模式可能起到了帮助肠道型细菌抵抗酸性胁迫的功能.基于上述实验结果,我们提出了一个＂分子伴侣协同作用＂的模型,用以阐释细菌利用抗酸性分子伴侣提高其在酸胁迫下逃逸的机理.推而广之,在原核和真核细胞中定点引入高可适性的非天然氨基酸光交联探针可广泛适用于在活体内探测众多的由pH值调控的蛋白-蛋白相互作用.     

海水体系中黑碳吸附三丁基锡的行为与机理

在700,400℃条件下热解碳化杉木制得2种黑碳(BC700和BC400).研究了海水体系中,pH和盐度影响下2种黑碳(BC)对三丁基锡(TBT)的吸附行为与机理.实验结果表明,BC700的比表面积较大,BC400的有机质含量较高.盐度的增加(5～35 g/kg)使BC表面净电荷降低,静电作用减弱;但同时导致盐析效应增强,使TBT的有效浓度增大,综合结果导致2种BC对TBT的吸附增加了1.03～2.12倍.当溶液pH为4.00和6.25时,TBT以离子(TBT+)和中性(TBT)形态共同存在,而在pH为8.00时几乎全为中性态,分子形态的不同导致TBT与BC间的作用机理发生变化.TBT的最大吸附发生在pH=6.25时,这是静电作用、物理吸附和疏水分配等多种机制共同作用的结果.X射线光电子能谱(XPS)分析结果表明,Sn3d5/2峰结合能随着pH的降低而增加,证明TBT与BC之间存在静电作用.因此可以认为,TBT在BC700上的吸附主要为物理吸附和静电作用,而在BC400上的吸附则由疏水分配、物理吸附和静电吸引共同主导.     

二苯并噻吩在 CoMo/CNT催化剂表面上的吸附行为研究

用等体积浸渍法分别制备了碳纳米管(CNT)、活性炭(AC)、γ-Al2O3负载的CoMo加氢脱硫催化剂.用器外预硫化的方法制备了相应的硫化态的CoMo催化剂.采用程序升温脱附(TPD)技术表征了载体、负载的氧化态CoMo催化剂和硫化态CoMo催化剂的表面酸性.采用热重(TG)和XRD等分析手段研究了二苯并噻吩(DBT)在碳纳米管载体、碳纳米管负载的氧化态CoMo催化剂以及硫化态CoMo催化剂上的吸附行为.对DBT在样品表面的吸附行为与表面酸性进行了关联.研究发现DBT分子在载体、负载的催化剂表面的吸附行为遵循如下的规律硫化态CoMo催化剂对DBT的吸附能力＞相应氧化态CoMo催化剂对DBT的吸附能力≥相应载体对DBT分子的吸附能力.研究表明载体的比表面积的大小不是决定DBT吸附量的主要因素.DBT分子的吸附量与载体或催化剂的表面酸性以及其他表面性质有一定的内在联系,随着表面酸性的增强,吸附量也相应增大.加氢脱硫产物分布结果表明,DBT分子在硫化态CoMo/CNT催化剂的表面可能以端点吸附为主;而在硫化态CoMo/AC和CoMo/γ-Al2O3催化剂上存在两种竞争的吸附态,部分DBT分子端点吸附,而另一部分DBT分子倾向于平躺吸附.     

四环素在CuY分子筛上的吸附行为研究

采用离子交换法制备了不同交换量的CuY分子筛吸附剂。分别使用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)对其进行表征,并研究了其对四环素的吸附性能。XRD结果表明,交换上的Cu2+不影响Y分子筛的晶型和骨架结构。四环素在CuY分子筛上吸附动力学符合伪二级动力学模型。吸附实验结果表明:四环素在CuY分子筛的吸附明显强于Y分子筛,并且其吸附量随着Cu2+交换量增加以及温度的升高而增大;溶液的pH值对CuY分子筛吸附四环素的影响较大,其吸附大小顺序为中性>碱性>酸性。     

石英晶体微天平用于微囊藻毒素在聚合物涂覆的金片表面吸附

合成了具有不同功能化的聚苯乙烯树脂,利用石英晶体微天平对树脂和微囊藻毒素相互吸附作用进行实时监测和研究．研究发现,吸附的pH和表面性质对于吸附量有重要的影响,而温度影响不大,中性pH氨基树脂对微囊藻毒素的吸附效果最好.     

聚丙烯酸在纳米TiO2表面吸附行为的研究

讨论了聚丙烯酸在纳米TiO₂水悬浮体系中的吸附行为.红外光谱分析和吸附实验结果表明,纳米TiO₂通过氢键吸附PAA.PAA吸附量随着浓度的升高而增大直至饱和吸附量,且分子量越大,饱和吸附量越大.pH值增大,则饱和吸附量减小.在相同条件下,表面吸附层的厚度随PAA分子量、浓度和pH值增大而增大.这是由PAA在颗粒表面构型的变化所致.吸附PAA后的纳米TiO₂的表面电荷密度和ζ电位发生变化,pHiep值向低值方向移动.表面吸附自由能的计算结果说明,PAA在纳米TiO₂表面的吸附是自发过程.     

硬脂酸单分子膜上电沉积Ag膜的研究

通过电沉积方法,以气/液界面上形成的硬脂酸单分子膜为模板诱导沉积金属银膜.考察了镀液pH值、单分子膜表面压及沉积电位对银膜形貌及结构的影响.实验发现,酸性镀液的气/液界面上形成的单分子膜不能诱导沉积银,而在中性和碱性镀液的气/液界面上可以诱导银膜的生长.当单分子膜处于液态或固态时,气/液界面有银膜形成;液态单分子膜上的银膜生长速度较快,且银膜的结构一致.随着电极电位的升高,银膜沉积的速度加快,呈环状向外生长的圆形银膜逐渐变得不规则.将不同实验条件下的银膜转移出来,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对银膜的结构与形貌进行了表征.研究表明,银首先在单分子膜上异相成核,由八面体构型逐渐发展成星型,最终在气/液界面形成具有松枝状微观结构的光亮银膜.     

直链醇对木质素磺酸钠的聚集态和吸附特性的影响

揭示了直链醇对木质素磺酸盐(简称木钠,SL)表面物化性能的增效机理.采用zeta电位仪、激光粒度仪和透射电镜(TEM)等表征方法研究了直链醇对木钠聚集态的影响,采用静电组装技术、原子力显微镜和频率-耗散联用型石英晶体微天平(QCM)等进一步研究了不同碳链长度的直链醇对木钠吸附特性的影响.结果表明,直链醇通过与木钠聚集体相互作用,促使包裹在木钠内部的羧基不断裸露出来,增加其在水溶液中的负电性,降低木钠在水溶液中的聚集程度,碳原子数较大的醇类效果更明显.直链醇使木钠在固体表面吸附膜的吸附构型由刚性、致密逐渐转变为松散、伸展.单纯木钠的吸附构型是以阳离子-π作用力为主的mushroom型,直链醇则使其转变为以静电作用力为主的高分子刷,从而显著增加木钠在固体表面上的吸附量且使吸附膜更均匀和光滑.     

丙酮酸在悬汞电极上的电化学行为及其与Al(Ⅲ)的相互作用

研究了酸性、中性、碱性范围内丙酮酸在悬汞电极上的电化学行为，对实验条件进行了优化，在最佳条件下丙酮酸的还原峰电流和浓度有良好的线性关系。同时在不同pH值条件下研究了Al(Ⅲ)和丙酮酸的相互作用，结果表明，不同pH值范围内Al(Ⅲ)和丙酮酸的相互作用均为弱作用，弱作用强度为酸性>碱性>中性。这种作用强度的差别可能来自于不同条件下Al(Ⅲ)的存在形态不同。     

pH响应的介孔二氧化硅纳米颗粒的制备及可控释放

选择带负电荷且溶解度和分子结构对pH值非常敏感的聚丙烯酸作为封堵分子, 采用静电吸附的修饰方法, 制备了pH响应的MCM-41型介孔二氧化硅纳米颗粒. 利用高倍透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射(XRD)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)及比表面积分析等手段表征了介孔二氧化硅纳米颗粒的物理化学性质. 以联钌吡啶染料分子作为模式客体分子, 研究了pH调控下的模式客体分子在介孔二氧化硅纳米颗粒中的包裹及释放行为. 结果表明, 该介孔二氧化硅纳米颗粒对pH具有很好的响应性; 在近中性条件下, 带正电的二氧化硅纳米颗粒通过静电吸附作用吸附带负电的聚丙烯酸, 导致介孔封堵, 使包载的染料分子几乎无释放; 客体分子的释放率随着pH值的降低而升高, 当pH≤5时, 染料分子显著释放, pH=1时客体分子的释放率高达98％, 可以实现对包载客体分子的控制释放. 该pH响应的介孔二氧化硅纳米颗粒载体具有制备简便、 价格低廉和包载量大等优点, 有望应用于药物的控制释放.     

混合模式硅胶基质毛细管电色谱整体柱的制备及其电色谱性能研究

采用温和条件下的溶胶-凝胶技术,成功制备了阴离子交换-反相混合模式硅胶基质毛细管电色谱整体柱.通过调整反应液中不同前体的比例,优化了整体柱的制备条件.通过扫瞄电镜,对柱床进行了表征和分析.实验发现,所制备的整体柱电渗流的方向和大小可随流动相pH值的改变而改变,在酸性和中性条件下,具有从阴极流向阳极的电渗流;当流动相pH值升至约7.5时,电渗流方向发生了反转(由阳极流向阴极).在优化的实验条件下,用所制备的整体柱对所考察的酸性(中性)化合物实现了快速分离,并获得了高达160,000 N/m的柱效.     

牛血清白蛋白在超薄纳米二氧化钛膜表面的印迹与吸附

基于溶胶凝胶分子印迹方法,以溶胶二氧化钛TiO2为基质印迹了牛血清白蛋白分子。用1%的NaOH溶液可有效地除去纳米TiO2印迹膜中的模板分子。采用石英晶体微天平现场技术,研究了牛血清白蛋白在超薄纳米TiO2膜表面的吸附行为。研究表明,牛血清白蛋白在印迹膜和非印迹膜上的吸附量都随溶液浓度增加而增大,印迹膜具有吸附的特异性和可再生性,其吸附量是非印迹膜的3~5倍;在非印迹膜上的吸附符合Langmuir吸附模型,而在印迹膜上的吸附符合allosteric吸附模型;牛血清白蛋白在非印迹膜上的吸附量先随pH升高而增大,当pH为5左右时达到最大值,随后吸附量又随pH的增大而减小;而在印迹膜上其吸附量仅随pH增大而增大。     

甲基丙烯酸3-三甲氧基硅丙酯/苯乙烯细乳液共聚合过程中的水解及缩合反应

研究了甲基丙烯酸3-三甲氧基硅丙酯(MPS)和苯乙烯(St)细乳液聚合过程中的水解及缩合反应.用气相色谱仪测定聚合过程中水解产物——甲醇的含量来研究MPS的水解度.MPS分子主要在细乳液液滴与水的界面以及乳胶粒与水的界面上发生水解反应.MPS和St比例、介质pH值、乳化剂用量、引发剂类型和用量都会影响MPS的水解程度.缩合产物用29Si固态核磁共振表征,中性条件下,缩合反应受到抑制,在高MPS/St比例的体系中也只生成少量缩合产物.酸性和碱性条件下,缩合产物量均增加,但碱性条件下,体系中仍有一定数量未缩合的硅氧烷存在,这与细乳液聚合独特的液滴成核机理及聚合过程中较少液滴间物质交换有关.     

一种具有双重功能的可视化pH荧光探针的合成及光谱研究

以二烯单酮结构为荧光团,酚羟基为脱质子基团,合成了一种具有双重功能的可视化pH荧光分子探针.pH滴定实验表明,探针的紫外吸收和荧光光谱均对溶液的pH值有很强的依赖性,当体系溶液由酸性变为碱性时,探针的紫外吸收光谱发生明显的红移,并伴有溶液颜色的显著变化;荧光光谱强度在酸性条件下随pH值的变化不大,而在碱性条件下随pH值...