乙炔氢氯化反应中的负载金-离子液体催化剂:离子态金物种的稳定机制

聚氯乙烯(PVC)作为世界通用工程塑料之一,具有优异的物理、化学和机械性能,在工业、农业、建筑、包装、电力等行业中应用广泛.氯乙烯是生产聚氯乙烯的重要单体.氯乙烯的生产主要有电石法和乙烯法两种工艺路线,由于我国“贫油、富煤、少气”的资源现状,电石法产能占全部产能的83%以上.电石法生产氯乙烯的原理是在氯化汞催化剂存在下,将电石水解精制后的乙炔气与氯化氢加成直接合成氯乙烯.随着节能减排及环保要求的逐渐提高和国际涉汞公约的实施,开发新一代绿色无汞催化剂具有重要的战略意义.近年来,金基催化剂是无汞催化剂基础研究和技术开发中最重要的方向.在之前的工作中,我们课题组首先报道了负载离子液体-金催化剂体系(Au-SILP)在电石法生产氯乙烯工艺中的应用,并发现离子液体的存在可以显著提高金活性物种在载体表面的分散度和稳定其化学价态.在后续研究中,我们在负载离子液体-金催化体系中引入金属铜离子(Cu^2+),利用反应过程中Au-Cu之间的氧化还原循环,设计并制备了金属铜基配位离子液体,构建了负载离子液体-金-铜催化剂体系.铜离子的引入形成了一个催化剂自身维持氧化态的微环境,实现了被还原金物种的原位氧化再生.本文在上述研究基础上,利用配位离子液体[Bmim][N(CN)2]中[N(CN)2^–]阴离子和阳离子金之间的强配位作用,构建出比Au-Cl键更稳定的Au–N键,并通过X射线光电子能谱(XPS)、球差校正-扫描透射电镜(AC-STEM)和扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)表征证明了Au以单原子状态存在于载体表面.制备的Au-N(CN)2/AC催化剂在乙炔氢氯化反应中表现出比Au-Cl/AC和Au/AC催化剂更高的稳定性和催化活性以及更短的诱导期.进一步表征分析发现,[N(CN)2^–]配体促进了阳离子金和配体之间的电子转移,提高了阳离子金的电子云密度,削弱了乙炔在阳离子金上的吸附强度,抑制了其还原,提高了催化剂的稳定性.更重要的是,与阳离子金配位的[N(CN)2^–]配体使得反应过程中的氯化氢在氮位点发生化学解离,促进了氯化氢活化,同时降低了反应能垒.对负载配位离子液体-金催化体系反应诱导期的分析结果表明,反应诱导期与反应物(乙炔、氯化氢)分子在离子液体层中的溶解度无关,而主要取决于催化剂中Au(Ⅲ)物种的含量和反应物分子在离子液体中的扩散速率.上述研究结果进一步深化了离子液体和活性金物种之间电子的作用机理,建立了负载离子液体-金催化剂体系对反应物的活化机制和反应机理,为进一步开发具有工业应用价值的乙炔氢氯化反应无汞催化剂提供了科学基础和参考.     

托卡马克微波预电离等离子体

使用回旋管系统产生的电子回旋波段的大功率微波在托卡马克中得到无电流等离子体。其电子密度达8×10¹²cm^-3,电子温度达50eV,粒子约束时间约为0.5ms,加热效率达25％以上。研究了对环向击穿的影响及加热机制。     

工科物理课程建设与综合改革

工科物理课程建设与综合改革易丽莎，李天应，汤钧民，唐光荣，肖育英（华中理工大学物理系，武汉４３００７４）工科物理课程（包括理论与实验两部分）是工科所有专业必修的重要基础课。由于物理学的基本原理和实验方法渗透到一切科学领域，因此物理课程的教学质量对科技...     

基于六苯基苯骨架四苯基乙烯衍生物的合成及聚集诱导发光性质研究

设计合成了三个基于六苯基苯骨架结构的四苯基乙烯衍生物HPB-nTPE (n=2, 4, 6), 它们的分解温度均在440 ℃以上, 具有很好的热稳定性. 研究了化合物的均相溶液、聚集体以及固体粉末的光物理性质. 该类化合物具有典型的聚集诱导发光性质, 在均相溶液中几乎不发光, 而形成聚集体后发出明亮的蓝绿色荧光, 荧光量子产率分别为0.37, 0.36和0.37, 与均相溶液中相比增强了400多倍. HPB-nTPE固态呈无定形结构, 荧光量子产率分别为0.39, 0.36和0.36, 约为固态四苯基乙烯的1.8倍. HPB-nTPE的聚集态和固态的高发光量子产率来自两方面的贡献, 一是凝聚态抑制了四苯基乙烯基团中苯环的自由旋转引起的激发态非辐射跃迁, 另一方面是星形刚性六苯基苯骨架进一步抑制了凝聚态分子内和分子间四苯基乙烯基团π-π堆积引起的激发态非辐射跃迁过程, 从而提高了四苯基乙烯基团的辐射跃迁效率. 本研究对高效有机光功能材料的发展有重要意义.     

辣根过氧化物酶活性膜结构及生物电催化性能

通过分子沉积法研究了在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）表面及金电极表面组装辣根过氧化物酶（HRP）/聚对苯乙烯磺酸钠（PSS）多层生物活性膜，用原子力显微镜(AFM)研究了组装膜的表面形貌，并研究了组装膜的形貌、粗糙度和活性关系.应用循环伏安法（CV）研究了组装HRP膜后电极对H2O2的电化学催化还原作用.实验发现，采用亚甲基蓝（MB）溶液为介质，在H2O2浓度为0.2～5.0 mmol•L－1时，其响应电流对H2O2浓度变化基本呈线性.     

4-氯酚在TiO2纳米膜上光催化降解及反应动力学特征

氯酚(ＣＰ)化合物被广泛应用于木材防腐、金属防锈及杀虫剂等,因其毒性大、难降解,对环境造成严重污染[1,2]。目前用于ＣＰ的光催化降解的ＴｉＯ2粉体悬浮体系,催化剂不易回收利用。本文采用Ｓｏｌ Ｇｅｌ法制备的负载型ＴｉＯ2纳米粒子膜作为光催化剂,对4 ＣＰ进行了降解实验研究。同时应用ＸＲＤ法表征了不同实验条件下薄膜中ＴｉＯ2的晶相结构和粒度,考察了不同层数ＴｉＯ2膜的光催化活性,并对4 ＣＰ的降解条件及反应动力学特征进行了探讨。1　实验部分1.1　玻璃负载ＴｉＯ2膜的制备与表征[3-5]按照钛酸四丁酯∶无水乙醇∶水=3∶12∶…     

2-取代-3-芳基-4-噻唑啉(硫)酮衍生物的合成、晶体结构和生物活性

从2-取代-3-芳基-4-噻唑啉酮(4a～4e和5)合成了三个系列新型噻唑啉酮衍生物, 即5-芳基亚甲基-4-噻唑啉酮(6a～6j), 4-噻唑硫酮(7a～7e和8)和4-氰基亚胺基噻唑烷(11a～11e和12). 中间体4a～4e和5由醛、胺和巯基乙酸缩合得到. 所有化合物的结构均经元素分析和¹H NMR确证, 并且采用X射线单晶衍射分析方法测定了化合物4b的结构. 初步生物活性试验结果表明, 部分标题化合物具有一定的杀菌活性和促进黄瓜子叶生根活性.     

超亲水疏油材料的制备及其油水分离性能

含油污水的随意排放对海洋、沿海周边环境以及人类健康造成了严重的影响。传统的油水分离方法易造成环境二次污染,同时也是对有限资源的一种损耗。因此,如何高效环保地解决含油污水问题具有重要意义。物理过滤/吸附法被认为是一种高效环保的分离方法,基于仿生学原理,许多可用于物理选择性分离的超亲油疏水和超亲水疏油材料被制备出来。超亲油疏水材料易被油污染,重复利用率低;相比之下,超亲水疏油材料具有自清洁性且重复利用率高,在油水分离方面具有广阔的应用前景。根据基底材料的选择不同,本文综述了金属基以及高分子基超亲水疏油材料的研究现状,总结了其优缺点,并对今后超亲水疏油材料的研究方向和重点进行了展望。     

铬与健康

对铬与人体健康的关系进行了综述，主要内容包括：三价铬的作用、六价铬的作用和环境中的铬。