为化学骄傲 为化学呐喊

2011年是"国际化学年",也是居里夫人获得化学诺贝尔奖100周年.世界各地举行了主题鲜明、形式各异、精彩纷呈的庆祝活动.为此,笔者反复研究讨论,共同撰写了一篇演讲稿:近代化学的创立可以追溯到17世纪中叶.1661年罗伯特·波义耳在《怀疑派的化学家》一书中,首次提出了元素概念,明确把化学看成是认识自然的一门学问.恩格斯曾高度评价:"是波义耳把化学确立为科学."从那以后,化学脱离了世俗和宗教的樊篱,走上了一条快速而科学的发展道路.在近几百年的岁月里,涌现出大批闪耀着思维理性、智慧光芒的化学巨人.拉瓦锡、李比希,星光熠熠;波义耳、诺贝尔,如雷贯耳;门捷列夫、居里夫人,更是家喻户晓……     

以聚乙二醇为载体的催化剂及为反应介质的催化反应体系

聚乙二醇(PEG)负载的催化剂具有较高的催化活性, 易于回收和循环使用, 因此受到人们极大的关注. 此外, PEG可以用作催化反应的流动相动态地担载催化剂, 通过“均相反应, 两相分离”实现均相催化剂的简单分离. 对这一领域的研究进展作一综述.     

中心为氨基、末端为硝基的苯乙炔树枝状分子的合成

将固定相合成与“收敛/发散”方法相结合,合成了第一、二代苯乙炔树枝状分子.通过Heck-Cassar-Sonogashira-Hagihara偶联反应,将其中心和末端分别修饰上供电子的氨基和拉电子的硝基,得到第一、二代中心为氨基、末端为硝基的苯乙炔树枝状分子NH₂-G1-(NO₂)₂和NH₂-G2-(NO₂)₄.用傅里叶变换红外光谱跟踪了整个固定相合成过程.苯乙炔树枝状分子的紫外-可见吸收光谱呈现出规律性变化.     

己二胺为核酯为端基的半代树枝状大分子的合成

以己二胺和丙烯酸甲酯为原料合成了以己二胺为核酯为端基的半代树枝状大分子,其结构经IR和元素分析表征。在己二胺50 mmol,n(丙烯酸甲酯)∶n(己二胺)=6∶1,于50℃反应12 h的条件下,收率99.4%。     

二氧化碳转化为氨基甲酸酯的研究进展

二氧化碳(CO₂)是大气中主要的温室气体,同时也是一种丰富、无毒和可再生的碳一资源。因此,将CO₂转化为有价值的化学品对实现可持续发展具有重要意义。然而,由于CO₂的热力学稳定性和动力学惰性,其活化转化非常具有挑战性。氨基甲酸酯是一类具有生物活性的重要化合物,广泛存在于天然产物、农用化学品和医药相关分子中,同时也是重要的有机合成中间体。近年来,利用CO₂作为光气的替代品用于合成氨基甲酸酯吸引了广泛的关注。本文主要综述了CO₂和胺在不同的催化体系下合成氨基甲酸酯的最新研究进展,主要分为无过渡金属催化、过渡金属催化、电催化、光催化四种反应体系来归纳总结,并对CO₂转化为氨基甲酸酯的未来研究方向进行了展望。     

以方法为中心的实验教学

在讨论实验对于化学学科发展的功能以及人们解决生产实际问题过程中的心理行为的基础上,认为实验进程中贯穿的思想思维方法反映了人的认知规律,是实验课程中最重要、最核心的教学内容;同时,从方法的高度对经典实验项目进行改造,重现前人的思维过程,同样可以达到开拓视野、训练思维的教学目标.     

合成气转化为乙醇的反应机理

本文在助剂型Rh催化剂上采用了以CH_2OD、D_2~(18)O为捕获剂的原位化学捕获反应, 以及以D_2~(18)O为重氧源试剂的原位氧同位素交换反应, 对合成气转化为乙醇的反应机理进行了研究。在原位捕获反应中检测到CH_2DCOOCH_3、CH_3COOCH_3和CH_2DCOOD、CH_3COOD的生成, 表明合成乙醇反应过程中存在中间体乙烯酮和乙酰基, 当CH_3OD/H_2比值足够大时主要捕获到CH_2DCOOCH_3, 说明乙酰基主要由乙烯酮的部分氢化反应生成。原位氧同位素交换反应检测到含~(18)O的乙醇、乙醛、乙酸的生成, 表明乙烯酮等C_2-含氧化合物前驱怵与重氧水发生了氧同位素交换反应。籍此, 无须如Katzer等人那样假设乙烯酮互变异构为位能较商的环氧乙烯而后进行氧同位素交换, 就可以得到Katzer等人在~(13)C~(16)O/~(13)C~(18)O+H_2反应中观察到的产物乙醇的同位素组成结果。本文的实验结果进一步说明我们提出的“CO缔合—卡宾—乙烯酮—乙酰基—乙醇(醛)”机理是合理的。     

化学物质为中心的发明发现的历史

化学物质为我们创造了巨额的物质财富和精神财富,彻底改变了我们的生活方式和思维方式.介绍了具有代表性的化学物质的发现发明制造的历史.     

石墨转变为金刚石反应的平衡常数

用3种方法计算石墨转变为金刚石反应在25℃时的平衡常数,得到Ka=0．310。     

碳酸镁转化为氢氧化镁的问题探究

围绕中学教材中MgCO3在加热煮沸条件下的产物进行了XRD测定和理论分析,同时也从理论角度系统探讨了MgCl2在Na2CO3等不同碳酸盐体系中能否有Mg(OH)2生成。     

五元体系Li~+,K~+//CO_3~(2-),SO_4~(2-),B_4O_7~(2-) -H_2O在288 K时的介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究了五元体系Li~+,K~+//CO_3~(2-),SO_4~(2-),B_4O_7~(2-) -H_2O在288 K时的介稳相平衡关系,测定了该五元体系在288 K条件下的介稳平衡的溶解度和溶液密度,根据实验数据绘制了相应的介稳平衡相图和水图,相平衡研究结果表明该五元体系介稳相平衡中有复盐K_2SO_4·Li_2SO_4生成,其介稳相图(Li_2CO_3饱和)有4个共饱和点,9条单变量曲线,6个Li_2CO_3饱和的结晶区分别为LiBO_2·8H_2O,K_28_4O_7·4H_2O,K_2CO_3·3/2H_2O,K_2SO_4,Li_2SO_4·H_2O和复盐K_2SO_4·Li_2SO_4.     

GA-KBrO3-H2SO4体系化学振荡的研究

研究了GA(没食子酸)-KBrO_3-H_2SO_4体系的诱导期τ、振荡周期T_2与反应物起始浓度的依赖关系, 302 K时的经验式为τ=22.8 c~(-2.23)_(H_2SO_4) c~(-2.17)_(KBrO_3) c~(0.795)_(GA) (mol.dm~(-3))~(4.25)·sT_2=0.84 c~(-2.28)_(H_2SO-4)c~(-1.97)_(KBrO_3) exp{(0.000147(mol.dm~(-3))~2/c~2_(GA)}(mol.dm~(-3))~(4.25)·sτ及T_2都随~CGA的增加而增长, 这与B-Z反应中关于有机物的结论不同。用循环伏安法研究该体系的结果表明, GA在诱导期结束时就基本上都被氧化为中间物, GA并不象前人所认为的是维持振荡的物种, 实际参与振荡的是由GA生成的物质。本文还研究了Fe(Phen)_3~(2+)对GA-KBrO_3-H_2SO_4体系振荡的影响, 发现Br~-振荡行为随Fe(Phen)_3~(2+)的浓度而变。低~CFe(phen)_3~(2+)时,Br~-的振荡行为与GA-KBrO_3-H_2SO_4体系的基本相似, 其特征是每个振荡周期内, Br~-振荡脉冲发生前是逐渐积累的。随着~CFe(phen)_3~(2+)的增大, Br~-出现另一特征的振荡行为, 在每个振荡周期内, Br~-振荡脉冲发生前是逐渐减小。我们认为, GA-KBrO_3-H_2SO_4-Fe(Phen)_3~(2+)体系的振荡不能单一地用OKN机理加以解释, 它可能是两套振荡机理耦合的振荡。     

Co(III)离子在二氧化铅电极上的阳极形成

文献上曾报导过Co(Ⅱ)离子具有加速PbO_2电极上氧阳极析出过程的作用,并表明当Co(Ⅱ)离子存在时,氧的析出过程有可能通过表面吸附的高价钴氧化物氧化水分子而形成.本文通过浓硫酸溶液中Co(Ⅱ)阳极氧化为Co(Ⅲ)以及O_2阳极析出动力学的研究,表明了O_2的析出和Co(Ⅲ)的形成是通过吸附在电极表面的高价钴(Ⅳ)的OH 基配合物分别氧化水分子和Co(Ⅱ)离子形成的,它与Cr(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)离子的阳极氧化过程相类似,而不是通过Co(Ⅱ)离子直接放电形成的.本文利用文献所述的研究方法.在固定硫酸浓度(3.4mol·kg~(-1))下,研究CoSO_4浓度(0.05—0.35mol·drn~(-3))对于O_2和Co(Ⅲ)阳极形成过程分别的影响.在固定CoSO_4(0.2mol·     

甲氧苄啶修饰玻碳电极安培法对过氧化氢的测定

在0.1 mol·L~(-1) KNO_3底液中,研究了甲氧苄啶在玻碳电极上的电化学性质,发现在0.140、0.177 V处出现1对可逆的氧化还原峰.进一步用电化学沉积的方法将甲氧苄啶修饰在玻碳电极上,考察了各种实验条件对修饰电极性能的影响,并通过电子扫描显微镜和电化学阻抗谱对修饰电极的表面性质进行了表征,所制得的修饰电极对过氧化氢的还原有很好的催化作用.在-0.3 V的工作电位下,用计时安培法对过氧化氢进行了测定,过氧化氢的浓度在1.96×10~(-5) ～1.10×10~(-3) mol·L~(-1)范围内与响应电流呈线性关系,检出限为4.0 μmol·L~(-1).该修饰电极制作简单、使用寿命长,实际试样的回收率为97% ～104%.     

硫物种对负载型钯催化剂上氢吸附性质的影响

用X光光电子能谱(XPS)分析了负载型Pd/Al_2O_3催化剂上硫和钯的状态。以程序升温脱附-质谱(TPD-MS)方法研究了不同硫物种及不同气氛对催化剂氢吸附性质的影响。结果表明: 硫物种对氢吸附的影响按S_2~(2-)、S~(2-)、SO_4~(2-)的顺序减小, 且前两者的影响远比SO_4~(2-)的大。这与催化剂在H_2-O_2反应中的抗硫性评价结果一致。并用原子分子轨道理论对上述结果进行了讨论。     

氨基酸-BrO-3-Mn2+-H2SO4-丙酮体系的振荡反应

This paper, Using potentiometric method, first reports the oscillating behavior of five amino acids (L-methionine, L-cystine, L-tryptophan, L-serine, L-tyrosine) in a new oscillating system of amino acid-BrO_3~--Mn~(2+)-H_2SO_4-acetone. The effect of many factors on oscillation have been investigated. According to Arrhenius equation, the apparent activation energy of the oscillatary induction period and oscillation period of five oscillating systems are obtained within temperature range of 20～37 ℃.     

辣根过氧化酶在磁性纳米修饰的离子注入电极上的电化学和电催化行为

辣根过氧化酶(HRP)在Co/NH2/ITO离子注入电极上有一对良好的氧化还原峰,峰电位分别为Epc=-0.2 V,Epa=-0.01 V(vsAg/AgCl)。该修饰电极对H2O2具有催化作用,可以用作H2O2的生物传感器,峰电流与H2O2的浓度分别在1.0×10-10~2.0×10-8mol/L和2.0×10-8~1.0×10-7mol/L范围内呈线性关系,线性回归方程分别为Ip(mA)=2.2986+0.06632c(nmol/L)和Ip(mA)=3.5788+7.3053E-4c(nmol/L),相关系数分别为0.9972和0.9688。检出限为1.0×10-10mol/L。     

壳聚糖/Nafion膜固定氯化血红素制备过氧化氢生物传感器

以壳聚糖/Nafion复合膜为载体在玻碳电极上固定氯化血红素制备过氧化氢生物传感器。研究了血红素电极制备过程中的影响因素及其电化学性质,在1.0 mol/L pH 9.8的NH3-NH4Cl缓冲溶液中,血红素电极对H2O2的催化还原峰电流与H2O2浓度在7.5×10-5~1.45×10-3mol/L范围内成良好的线性关系,检测灵敏度为35.28μA/mM,检测限为3.5×10-5mol/L(S/N=3),同时研究了血红素电极的重现性、稳定性和选择性。     

Hydrothermal Synthesis and Characterization of a Sandwich-type Tungstophosphate,(1,3-H2dap)8H4[Co4(H2O)2(α-B-PW9O34)2] 2·5H2O

<正>A sandwich-type tungstophosphate, (1,3-H_2dap)_8H_4[Co_4(H_2O)_2(α-B- PW_9O_(34))_2]_2·5H_2O (1,3-dap = 1,3-diaminopropane), was hydrothermally synthesized and structurally characterized by single-crystal X-ray diffraction, IR and UV spectroscopy. The title compound crystallizes in triclinic, space group P1 with a = 13.691(3), b = 17.744(4), c = 20.620(5), α =113.466(5), β = 91.184(5), γ = 104.223(5)°, V = 4414.3(17)~3, C_(24)H_(96)Co_8N_(16)O_(145)P_4W_(36), M_r = 10143.09, D_c = 3.816 g/cm~3, μ(MoKα) = 24.210 mm~(-1), F(000) = 4452, Z = 1, the final R = 0.0694 and wR = 0.1519 for 9910 observed reflections (I > 2σ(I)). The compound consists of two sets of tetra-transition metal-substituted sandwich frameworks, [Co_4(H_2O)_2(α-B-PW_9O_(34))_2]~(10-) having an inversion centre. Two lacunary α-B-[PW_9O_(34)]~(9-) Keggin units are linked by a rhomb-like Co_4O_(14)(H_2O)_2 cluster, in which the Co~(2+) ions are coordinated by one water molecule. Isolatedly protonated 1,3-H2dap~(2+) units act as counter-ions to interact with the [Co_4(H_2O)_2(α-B-PW_9O_(34))_2]~(10-) heteropolyanions via hydrogen bonds, resulting in a three-dimensional framework.     

Synthesis,Structure and Electrochemical Property of a Supramolecular Compound（H2en）2[Cu（en）2（H3O）2][Mo8O28]

A supramolecular compound(H2en)2[Cu(en)2(H3O)2][Mo8O28](en=ethylenediamine) was hydrothermally prepared and confirmed by elemental analysis and TG analysis.Single-crystal X-ray analysis reveals that the crystal crystallizes in the triclinic system,space group P1 with a=9.4635(4),b=9.8645(5),c=10.9794(5),α=69.2050(10),β=72.3730(10),γ=78.4510(10)o,Mr=1559.55,V=908.24(7)3,Z=1,Dc=2.851 g/m3,F(000)=749,μ=3.350 mm-1,S=1.000,the final R=0.0217 and wR=0.0567.The compound consists of(H2en)2+,[Mo8O28]8-anion and [Cu(en)2(H3O)2]2+ cations and constructs a 3D supramolecular structure through hydrogen bonds between the nitrogen atoms from en of [Cu(en)2(H3O)2]4+ fragments and the terminal oxygen atoms from the [Mo8O28]8-polyoxoanions.The electrochemical behavior of this compound has been studied in detail based on a solid bulk modified carbon paste electrode of compound(CPE).