不同晶相TiO2负载Cu2O催化甲醛乙炔化反应

分别以金红石相和锐钛矿相TiO₂为载体, 采用液相还原-沉积法制备了Cu₂O/TiO₂催化剂. 采用氮气物理吸附-脱附(N₂-physisorption)实验、 氢气程序升温还原(H₂-TPR)、 X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、 CO红外光谱(CO-IR)及高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等技术, 研究了不同晶相TiO₂载体对Cu₂O/TiO₂结构及其催化甲醛乙炔化反应性能的影响. 结果表明, 以金红石相TiO₂为载体的催化剂炔化活性明显高于以锐钛矿相TiO₂为载体的催化剂, 原因在于金红石相TiO₂主要暴露(110)晶面, 其与铜物种的配位环境及较高的空位密度形成了更多的Cu—O—Ti结构物种, 表现为Cu₂O与TiO₂之间强的相互作用. 这导致Cu₂O高效转变为乙炔亚铜活性物种, 并保持了较高的分散度与稳定性, 抑制了过度还原物种金属Cu的生成, 进而使催化剂表现出较高的催化性能.     

浅析氨基酸代谢在生物有机化学与化学生物学教学中的重要性

从氨基酸代谢的基本内容出发,分析并整理了其在生物化学教学中的意义与教学要点,其中富有的各种生物化学过程也充满了趣味性,对于本科生教学是良好的素材。在举例阐述其多样性、复杂性、趣味性与启发性的基础上,讨论生物化学教学中氨基酸代谢相关内容,是一种将前沿科学融入基础生物化学教育的新探索。     

制备条件对Cu2O结构及甲醛乙炔化性能的影响

以Cu（NO₃）₂·3H₂O为铜源,在液相还原过程中,调变沉淀剂NaOH、还原剂L-抗坏血酸钠的加入顺序制备了Cu₂O,借助X射线粉末衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱（Raman）、俄歇电子能谱（XAES）和H₂程序升温还原（H₂-TPR）等手段研究了制备条件对Cu₂O结构及催化甲醛乙炔化性能的影响.结果表明,调变NaOH及L-抗坏血酸钠的添加方式改变了Cu₂O的结晶度与粒径尺寸,从而使Cu₂O表现出不同的炔化性能.先加入NaOH,后加入抗坏血酸钠,Cu₂O结晶度高,粒径大,难以转化为活性物种炔化亚铜;先加入抗坏血酸钠,后加入NaOH,Cu₂O被过度还原为非活性的金属Cu,两者均造成催化剂活性较低.而NaOH和抗坏血酸钠混合后添加的方式制备出表面Cu₂O结晶完整而体相Cu₂O分散度高的样品,这使得Cu₂O高效转化为炔化亚铜活性物种,表现出最优的炔化性能,在适宜的反应条件下,1,4-丁炔二醇收率达到71.7%,经6次循环后,仍保持在56.5%.     

Magnus效应动力演示仪

自制实验装置演示了Magnus效应,3D打印转子,转涵道风扇模拟自然风,遥控转速和风速控制Magnus力.采用控制变量法研究了风速、转速以及压力的关系.实验结果表明:当风速或者转速增加到一定程度,压力反而会减小.     

酶促反应动力学教学刍议:米氏方程衍生公式与图像

许多国内外高校的本科教学缺乏对米氏方程的深入推衍,这对学生了解酶促反应的动态过程及在实际科研工作中的应用是极为不利的。从酶促反应方程出发对米氏方程进行推导,继之采用双倒数法、单倒数法、直接隐函数法、间接隐函数法以及积分法对米氏方程进行线性化,得到适用于不同情况的衍生方程。从数学和酶学角度出发指出了不同方程的优势和缺点,并针对其缺陷提出了若干解决方案以及在实际应用过程中的注意事项。希对高校中有志于科研事业的相关专业的教师学生有所助益。     

环己醇脱水制备环己烯的一种新型实验设计——国外本科生实验及其相关问题讨论

醇的脱水作为一种重要的烯烃制备方式被广泛应用于实验室与工业生产中。介绍了一个环己醇酸性脱水制备环己烯的新设计。该设计通过利用产物环己烯与水形成低沸点共沸物被蒸馏分离从而促进平衡移动,使得实验操作便捷纯化容易,避免了分水器或脱水剂的使用。该实验设计与流程广泛存在于国外本科生相关课程中,值得国内有机化学实验设计所借鉴。     

酚酞聚芳醚酮酮环状齐聚物的合成及开环聚合

从4,4’-二氟三苯二酮(DFTBDK)和酚酞出发,利用"拟高稀(pseudo high dillution)"技术,一步法制备酚酞聚芳醚酮酮环状齐聚物(c-PEKK-C),成环率78%。基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱MALDI-TOF MS数据表明,聚合产物系聚合度为n=2~8的环状低聚物,其中以二、三聚体为主要成分(占环化产物的85%)。运用J-S高分子环化理论证实4,4’-二氟三苯二酮的单体结构有利于形成环状化合物。以4,4’-联苯二酚钾盐为催化剂,在300~350℃范围内,N2气保护下,环状齐聚物进行熔融开环聚合反应得到相应的线性高相对分子质量酚酞聚芳醚酮酮(ROP-PEKK-C),GPC测得其Mw为1.2×105。     

生命体系中金属元素的作用机理与选择原理

自然界采用基于碳氢的非金属元素体系构建了生命体系。而从元素种类上看,地球上存在的元素绝大多数都属于金属元素,但是这些金属元素只有极少数被用于生命体系,且总体含量极低。更值得思索的是,生物体内不存在的金属元素常常对其有各种不利的生理效应。本文尝试分析讨论其中的几个问题和与之对应的原因,并归纳自然界选择利用某种特定金属元素的要求与逻辑。同时,对于常见的各种金属元素在生物体内的作用机制提供一些分析与理解。以期对生物无机化学与生物有机化学教学与相关科研有助。     

金属酶中双氧活化的模型研究及应用

金属酶活化双氧的过程对生物体内新陈代谢、信号转导等一系列功能至关重要。生物体内实现双氧活化功能的金属酶主要有血红素酶和非血红素酶两类。对模型化合物催化双氧活化过程中间体的表征及催化反应产物的分析可以揭示金属酶的双氧活化机理;对模型化合物的反应活性与配体电子效应的研究将为配合物催化剂的配体设计提供指导。特别是血红素酶和非血红素酶可以实现对C—H键的选择性活化,这是化学反应的难题之一。因此这些模型化合物可以被用做催化剂来解决药物发现、工业生产以及能源转化中的难题。本文介绍了血红素酶和单核非血红素酶模型化合物在机理研究上的近期进展,分析了卟啉类似物、二组氨酸一羧酸面式结构酶模型化合物等模型的设计思想和高价金属氧合中间体的电子结构,总结了配体电子效应和模型化合物催化活性之间的关系。最后,提出了目前模型化合物在双氧活化研究中存在的一些不足,并对其在基础研究及应用方面的发展进行了展望。     

镎和钚与环境中无机阴离子的配位化学研究进展

镎(Np)和钚(Pu)是核能领域两种重要的锕系元素,其在水溶液中的配位化学对于了解和控制其在水环境中的种态分布和迁移行为具有重要意义.综述了近十几年来国内外Np和Pu与环境中常见无机阴离子在水溶液中的配位化学研究进展,重点阐述了不同价态Np/Pu离子与OH^-、CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、NO₃^-、F^-、PO₄^3-等阴离子之间形成的配位物种和配位热力学信息,并对该领域存在的关键科学问题和未来发展方向进行了分析和展望.