松柏醇-β-D-葡萄糖苷-[α-^13C]与造纸废水中可溶性木素的聚合反应研究

研究了在木素氧化酶催化的体系下,木素前驱物松柏醇-β-D-葡萄糖苷-[α-13C]与废水中可溶性木素的聚合反应方法.应用了凝胶渗透色谱(GPC)测定了聚合产物的相对分子量,GPC测定的结果表明相对分子质量也明显增大,相对分子质量Mn由326提高到1 068.采用了13C同位素示踪技术,并结合红外光谱、核磁共振技术探讨了松柏醇葡萄糖苷与废水中木素的聚合产物的化学结构.碳-13同位素示踪结合13C NMR的测定结果表明:木素前驱物松柏醇-β-D-葡萄糖苷能与废水中木素形成聚合产物,主要连接方式有β-O-4、β-β、β-5和β-1等,产物中松柏醇结构含量也比较高,低分子水溶性木素聚合为相对分子质量较大的木素而沉淀析出,因而用在制浆造纸废水处理时,可以有效降低废水中可溶性难降解的木素含量,使废水的污染负荷降低,并提高可生化降解性.     

松柏醇-β-D-葡萄糖苷-[α-13C]与造纸废水中可溶性木素的聚合反应研究

研究了在木素氧化酶催化的体系下,木素前驱物松柏醇-β-D-葡萄糖苷-[α-¹³C]与废水中可溶性木素的聚合反应方法. 应用了凝胶渗透色谱(GPC)测定了聚合产物的相对分子量,GPC测定的结果表明相对分子质量也明显增大,相对分子质量Mn由326提高到1 068. 采用了¹³C同位素示踪技术,并结合红外光谱、核磁共振技术探讨了松柏醇葡萄糖苷与废水中木素的聚合产物的化学结构. 碳-13同位素示踪结合¹³C NMR的测定结果表明：木素前驱物松柏醇-β-D-葡萄糖苷能与废水中木素形成聚合产物,主要连接方式有β-O-4、β-β、β-5和β-1等,产物中松柏醇结构含量也比较高,低分子水溶性木素聚合为相对分子质量较大的木素而沉淀析出,因而用在制浆造纸废水处理时,可以有效降低废水中可溶性难降解的木素含量,使废水的污染负荷降低,并提高可生化降解性.     

红外光谱分析木质素在漆酶酶法改性中的反应性

随着非水酶学的发展,木质素的酶法催化改性得到日益广泛的运用。文章主要考察了漆酶酶法改性反相微乳液体系中云杉碱木质素、乙醇水溶液中乙醇木质素、缓冲液体系中木质素磺酸盐、以及碱溶液中汽爆麦草碱木质素的反应。通过红外光谱对各反应体系中,漆酶催化改性后的木质素结构特点进行分析,结合凝胶色谱法考察木质素的分子量及其分布,结果表明经过YY-5漆酶处理后各种木质素的分子量分布均趋向于高分子区域,且分子量分散性降低,各种木质素的红外光谱结构也发生了明显的变化。初步确定了木质素在漆酶催化改性中存在的反应位点,主要是酚羟基、苯环侧链取代基、羰基等。在四种木质素中,漆酶对碱木质素的改性反应性要高于其他类型的木质素,这可能与碱性溶液体系中漆酶的活性较高有关。     

六氟丙烷洁净气体灭火剂热分解性能研究

利用气相色谱(GC)、气相色谱-质谱(GC-MS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究了六氟丙烷洁净气体灭火剂在管式反应器中500～750 ℃时的热分解性能。经测试发现热分解气体中含有氟化氢,GC-MS分析发现含有五氟丙烯,说明六氟丙烷高温热分解时主要是脱去氟化氢、生成五氟丙烯的过程。GC和FTIR结果表明,反应温度对六氟丙烷的热分解有明显影响,600 ℃时开始发生微弱分解,750 ℃时发生强烈分解。FTIR可作为在线研究含氟气体灭火剂灭火机理的新方法。     

使用氟化钡作为固定相的薄层色谱-红外光谱联用研究

原位薄层色谱-红外光谱联用在分析复杂混合物七有巨大潜力,但因固定相自身的红外吸收严重干扰样品检测,该方法进展缓慢.本文应用对中红外光透明的氟化钡微小颗粒作为固定相制备薄层层析板,并对该板的层析效果及原位显微反射红外光谱检测的可行性进行了初步的探讨.通过优化反应条件,制备出粒径为500nm左右的氟化钡颗粒;发展出一种制备薄层层析板的新技术——沉降-挥发法;通过实验证明,新型薄层板具备分离混合物的能力;原位红外光谱检测结果表明氟化钡作为固定相不干扰样品的检测.应用氟化钡作为新型薄层板固定相,为从技术上实现原位薄层色谱-红外光谱联用打开了大门.     

气相色谱-红外光谱联用技术及应用研究进展

气相色谱-红外光谱联用技术结合了气相色谱法良好的分离能力和红外光谱法结构鉴定的优势,适合复杂未知物成分分离及其定性定量分析。本文综述了气相色谱-红外光谱联用技术（GC-IR）、数据处理方法及其应用研究进展。介绍了GC-IR同其他检测器联用的连接方式。重点综述了GC-IR谱图和数据处理方法及其在石油化工、日用化工、有机反应等领域的应用研究进展,并对气相色谱-红外光谱联用技术及应用进行了展望。     

云南松松塔中两种新木脂素圆二色谱的密度泛函研究

采用梯度校正的密度泛函理论方法,计算了云南松松塔中分离的2种新木脂素的绝对结构为7S,8R的手性结构、电子吸收光谱、电子圆二色谱、红外振动光谱和振动圆二色谱,计算值与实验值相符. 分子轨道和振动模式分析,两种新木质素具有相似的手性光谱. 电荷密度转移对电子圆二色谱具有主要贡献;而振动圆二色谱主要源于分子骨架运动.     

云南松松塔中两种新木脂素圆二色谱的密度泛函研究

采用梯度校正的密度泛函理论方法,计算了云南松松塔中分离的2种新木脂素的绝对结构为7S,8R的手性结构、电子吸收光谱、电子圆二色谱、红外振动光谱和振动圆二色谱,计算值与实验值相符. 分子轨道和振动模式分析,两种新木质素具有相似的手性光谱. 电荷密度转移对电子圆二色谱具有主要贡献;而振动圆二色谱主要源于分子骨架运动.     

不同培肥土壤颗粒有机碳的~(13)C核磁共振与红外光谱对比分析（英文）

为明确颗粒有机碳在土壤固碳中的作用机制,对比研究了不同有机培肥土壤颗粒有机碳的结构差异。以单施化肥处理为对照,选择了四种有机物料进行定位培肥试验,利用~(13) C NMR和红外光谱技术对比分析不同有机培肥对土壤颗粒有机碳结构的影响。结果表明:颗粒有机碳以脂肪碳和含氧基团为主,脂化度高于75%,含氧官能团含量高于50%;不同有机培肥对土壤颗粒有机碳结构的影响差异性显著,树叶培肥在提高颗粒有机碳芳香度的同时,亲水性也大幅度提高,比单施化肥处理(对照)提高了0.78%;短期内,牛粪、秸秆和树叶培肥均可提高土壤颗粒有机碳的芳香度,但从长远角度分析,牛粪和秸秆培肥更利于土壤颗粒有机碳的稳定,尤其是秸秆培肥,其颗粒有机碳的芳香度分别比对照和牛粪培肥高0.35%和0.11%,而亲水性远低于二者;红外光谱与核磁分析的结果基本一致,红外光谱可用于大量样品的颗粒有机碳结构初步筛选。     

6-芳基-4(3H)-蝶啶酮化合物的红外特征光谱

总结归属了2-氨基-3-氨基甲酰基-5-芳基吡嗪和6-芳基-4(3H)-蝶啶酮及其苯环对位卤代衍生物的主要红外吸收谱带和特征,讨论了它们随化学结构而变化的一些规律。研究发现苯环取代基的改变对苯环的ν_(C—H)和δ_(C—H)振动都有影响,而Cl和Br的影响作用几乎相同。并且指明了成环前后酰胺类型的变化导致光谱图有明显变化,以及苯环上C—X的红外吸收谱带范围。也可用文中的红外光谱数据来快速鉴别酰胺是否环化为内酰胺。     

水热法碱活化生物质乙醇木质素的化学结构变化

为了提高生物质乙醇木质素的反应活性,采用水热法在四种不同碱性条件下对生物质乙醇木质素进行催化活化处理。运用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶色谱(GPC)和有机元素分析手段研究了生物质乙醇木质素被四种碱(NaOH, KOH, K₂CO₃和Na₂CO₃)催化活化前后木质素的化学结构以及组分变化。FTIR结果表明生物质乙醇木质素碱经处理后,木质素的酚羟基特征吸收峰1 375 cm-1都有明显增大趋势,醚键振动吸收峰1 116 cm-1减弱,1 597和1 511 cm-1处苯环骨架振动吸收峰强度变化很小;1H-NMR分析结果表明酚羟基含量都有增大趋势,增加顺序为：KOH>NaOH>K₂CO₃>Na₂CO₃,其中KOH处理后的木质素酚羟基含量增加量为原木素的170%。这由于离子半径大的钾离子更容易与木质素β—O—4醚键上的氧形成加和物,进而发生醚键断裂反应,生成新的酚结构衍生物。GPC 表明生物质乙醇木质素碱处理后分子量分布向低分子区域扩展, 数均和重均分子量减小。元素分析结果显示木质素经过水热反应处理后,C含量都有所增加,而H和O含量则降低了,表明木质素经水热反应处理过程中有脱羧基作用,同时蛋白质的含量也有所降低,提高了木质素的纯度。这都有利于直接将木质素用于制备酚醛树脂胶黏剂。     

丙烯酰氯改性木质素模型物制备丙烯酸单体及聚合活性分析

以木质素模型化合物二氢丁香酚(DH)为原料,利用丙烯酰氯(AC)进行接枝改性制备丙烯酸二氢丁香酚酯(DH-AC)。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、核磁共振氢谱(1H-NMR)和凝胶色谱(GPC)等分析手段研究了丙烯酸二氢丁香酚酯的结构以及聚合活性。FTIR结果表明二氢丁香酚经过丙烯酰氯改性后,3 495 cm-1为酚羟基伸缩振动吸收峰完全消失,在1 762 cm-1处有新的酯基峰生成,同时在1 631和981 cm-1出现CC的特征吸收峰,表明丙烯酸酯官能团已成功接枝到二氢丁香酚上。1H-NMR分析结果显示DH-AC在δ=5.6的酚羟基质子峰完全消失,同时在δ=6.0,6.4和6.7出现了三个不同的质子峰,这主要是由于乙烯基CHCH₂结构的引入,该结果进一步证明目标产物丙烯酸二氢丁香酚酯结构的正确性。GC-MS结果表明目标产物丙烯酸二氢丁香酚酯的纯度为98.63%。GPC结果显示DH-AC在偶氮二异丁氰(AIBN)作为引发剂的存在下,DH-AC可以发生聚合反应,均聚物相对分子质量结果为：Mw(37400),Mn(23400),Mw/Mn=1.60,表明丙烯酸二氢丁香酚酯单体具有高的聚合活性。丙烯酸二氢丁香酚酯(DH-AC)的制备和性能研究为开发新型木质素基高分子材料奠定了理论基础。     

陶寺、殷墟白灰面的红外光谱研究

采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对天然石灰石、模拟白灰面以及采自陶寺遗址和殷墟遗址的白灰面进行了分析检测,以探明陶寺和殷墟遗址白灰面所用原料。结果显示,人工烧制石灰碳化后所形成的方解石,其ν₂/ν₄比值高达6.31,明显高于天然石灰石中的方解石,从而表明人工烧制石灰碳化所形成的方解石较之天然石灰石中的方解石具有较高的晶体无序度;随着研磨程度的增加,天然石灰石中的方解石和人工烧制石灰碳化形成的方解石,其ν₂和ν₄值逐渐减小,人工烧制石灰碳化形成方解石的ν₂-ν₄特征趋势线斜率较高,从而为考古出土人工烧制石灰的判定提供了一种简便、有效的方法。根据此判别方法,陶寺和殷墟遗址的白灰面很可能是采用人工烧制石灰所制备的,表明中国古代先民在距今4300多年的新石器时代晚期已掌握了石灰烧制技术。     

水性涂料施工过程中微观结构的FTIR研究

以市售立邦水性涂料作为研究对象,溶剂水作为变量因子。配制不同水料比的涂料系列样品,分别用FTIR/ATR、FTIR/漫反射光谱表征湿料、涂膜的微观结构特征,湿料抽滤得到的固型物用FTIR/漫反射光谱表征。分析其官能团变化情况,研究施工过程,溶剂对涂膜的影响。结果显示：随着加水量的增加,湿料的FTIR/ATR光谱中,1 727 cm-1对应的羰基吸收峰,逐渐转为肩峰,871 cm-1吸收峰发生蓝移,峰强度逐渐减弱;涂膜的漫反射红外图谱,3 400 cm-1的—OH吸收峰、3 030 cm-1不饱和—CH吸收峰强度逐渐变弱,2 962和2871 cm-1的甲基和亚甲基的吸收峰强度逐渐增强,2 516 cm-1吸收峰位移至2 603 cm-1形成肩峰,1 647 cm-1吸收峰逐渐位移至1 455 cm-1,1 107 cm-1对应的C—O伸缩振动吸收峰发生红移。在水性涂料施工过程中,溶剂水与涂料分子间存在相互作用,对涂层分子中电子云的密度分布有显著的影响,此结果对涂料的生产及施工有参考意义。     

轮烯衍生物电子结构及三阶非线性光学性质的理论研究

苯轮烯衍生物具有良好的非线性光学性质. 运用密度泛函理论在不同理论水平和不同基组下计算了轮烯衍生物的静态极化率α和静态第二超极化率γ. 采用含时密度泛函TD-B3LYP方法计算了轮烯分子的紫外吸收光谱. 结果发现: 弥散函数对静态线性极化率α和第二超极化率γ 的计算结果都有显著的影响; 共轭体系的大小和引入的推拉电子基团可以调节轮烯衍生物的第二超极化率. 添加推拉电子基团后不仅能得到更高的非线性光学系数, 也能保证有较好的透光性能, 表明轮稀分子兼具有较高的三阶非线性光学响应和在可见光波段具有良好的透光性的特性. 此外, 采用CAM-B3LYP方法计算了分子1-1和分子2-2的动态(超)极化率. 计算结果表明: 在近红外区, 随着入射光频率的增大, α (ω; ω), γ (-ω; ω, 0, 0) 和γ (-2ω; ω, ω, 0) 都随之增大, 出现近共振增强效应; 在远离共振条件下, α (ω; ω), γ (-ω; ω, 0, 0) 和γ (-2ω; ω, ω, 0) 变化平缓.     

硼氢化钠还原对褐腐木质素结构特征的影响

采用FTIR、UV-Visible、NMR和GPC分析手段研究了褐腐木质素被NaBH₄还原前后的化学结构变化。FTIR表明褐腐木质素还原后1 677 cm-1处与苯环共轭的羰基峰消失,1 715 cm-1处非共轭羰基峰强度减弱,1 509和1 603 cm-1处苯环骨架振动吸收峰强度变化很小;UV表明褐腐木质素还原后位于288 nm的最强吸收峰和300～400nm区域的吸收强度降低;1H NMR表明褐腐木质素还原后甲氧基和酚羟基数量减少,醇羟基数量增加,褐腐木质素芳香环和结构单元联接键上的氢质子数增加;GPC表明褐腐木质素还原后分子量分布向高分子区域扩展,数均和重均分子量增大,分子量分布明显变宽。NaBH₄在碱性环境中可以将褐腐木质素中的共轭羰基完全还原为羟基,非共轭羰基部分还原为羟基,其侧链结构部分被改变,苯环结构稳定,褐腐木质素在还原过程中发生了缩合反应。     

常压下玉米秸秆多元醇液化的研究及其产物分析

利用合适的溶剂液化生物质不仅可以把木质纤维资源转化成液体燃料,还可以将得到的低分子降解产物制备成所需的化学品和化工原料。选用价格低廉的多羟基醇类液化剂进行液化,研究了二甘醇(diethylene glycol, DEG)混合1,2-丙二醇(1,2-propanediol, PG)、传统的乙二醇(ethylene glycol, EG)混合PG (均6∶1 ω/ω)分别作为液化剂对玉米秸杆液化得率和所得生物油产品性能的影响。并采用气质联用技术（GC-MS）、傅里叶红外光谱技术（FTIR）、热裂解气相色谱-质谱联用技术（Py-GC/MS）和X-射线衍射技术（XRD）对玉米秸秆、生物油及液化残渣的纤维特性进行了分析。结果表明,当DEG与PG混合液化时,玉米秸秆生物油的得率为98.57%;而EG混合PG时的液化得率为96.08%。GC-MS分析表明,玉米秸秆生物油的主要组成成分为醇类和有机酸类,总含量高达97%以上,而EG混合PG液化所得的生物油中含有有机酸将近60%,这是造成生物油具有酸性和腐蚀性的主要原因,不利于液化反应的进行;利用FTIR检测生物油中一些分子量较大的低聚物的相应官能团,以弥补GC-MS检测的局限性,结果表明了液化体系中生成了很多活泼化学键,提高了反应体系的活性,并且生物油中包含了大量的C-O和C=O官能团,有力地佐证了GC-MS的检测分析结果。对两种液化残渣进行表征,Py-GC/MS结果表明,液化残渣的成分比较复杂,含有一定量非常难降解的大分子物质。这些物质可能是反应后期裂解的小分子重新聚合生成的大分子物质;可能是玉米秸秆本身存在一些不能被液化降解的成分;还有可能是降解的小分子物质与液化剂之间相互反应生成的新的高分子化合物。通过FTIR表明,在液化过程中,液化残渣中纤维素、半纤维素和木质素的特征吸收峰都消失了,表明三大组分的基本结构单元都被破坏,三大组分都发生了液化,并且木质素降解程度最大。利用XRD对液化残渣进行表征,液化破坏了碳水化合物所构成的聚合物晶体结构,导致纤维素大分子被裂解,表明纤维素在液化作用下遭到降解,液化程度高。最终,该实验选取液化效果较好的DEG复配PG作为玉米秸秆液化时的溶剂,这也为玉米秸秆液化生产低成本、高品质的生物油提供了一种高效、环保的工艺流程。     

黄土区秸秆腐殖化溶解性有机质对土壤铅赋存形态的影响机制

重金属是土壤中最具代表性的污染物之一,重金属的赋存形态直接关系到其生理毒性和迁移行为,是重金属污染研究的重要方向。重金属形态与环境条件关系密切,鉴于土壤系统的高度复杂性,相近条件下的重金属形态转化行为也可能不尽相同。相关研究目前尚未有统一定论,成为有待验证的理论问题。在实验了解秸秆腐殖化DOM性质 (紫外光谱、三维荧光光谱和红外光谱) 的基础上,借助Tessier连续提取-AAS法分析DOM作用下铅的形态转化规律,据此建立溶解性有机碳 (DOC) 与有机结合态铅的线性关系,并辅以FTIR明确DOM官能团对铅形态转化的贡献。结果发现：DOM紫外吸收主峰位于229 nm处,荧光组分集中于λ_ex/em=250/350 nm,λ_ex/em=250/450 nm和λ_ex/em=330/450 nm区域,归属为紫外区类富里酸和可见光区类腐殖酸荧光峰。DOM的官能团组成比较复杂,—OH,CO,N—H等振动峰比较明显。DOM能够影响黄土铅的赋存形态,其存在有助于降低可交换态、铁锰氧化态和残渣态铅含量,但对碳酸盐结合态铅含量影响甚微。DOC含量与有机结合态铅含量正相关(r=0.691 8),表明DOM可以有效络合铅离子;DOM中的—OH,CO, —COOH等基团对铅离子的形态转化具有关键作用。