硝基芳烃对圆腹雅罗鱼毒性的DFT研究

对30种硝基芳烃化合物进行DFT-B3LYP/6-311G**水平全优化计算, 据所得量子化学参数分类建立了硝基苯类和硝基苯胺类化合物对圆腹雅罗鱼急性毒性(－lgEC₅₀)的定量构效关系(QSARs)模型. 结果表明, 硝基苯类化合物的毒性主要由硝基基团的电荷(Q_-NO2)和前线轨道能级差(ΔE)决定; 硝基苯胺类化合物的毒性则由分子最低未占轨道能级(E_LUMO)和ΔE决定. 苯环上取代基的类型、数目和取代位置直接影响到标题化合物的毒性大小, 强吸电子基如硝基会降低Q_-NO2和E_LUMO大小, 使化合物毒性增强, 且邻对位硝基取代的毒性高于间位取代; 相反, 给电子基团氨基的存在则会使化合物的毒性降低. 总之, 硝基是这两类化合物致毒的主要基团, 将硝基包覆或还原为氨基应为此类化合物解毒的重要途径. 最后以1,4-二硝基苯为例, 模拟了其活性亚硝基中间产物与蛋白质中还原性巯基间的反应, 并将其与硝基苯和1,3-硝基苯的反应活化能进行了比较, 讨论了不同取代基数目和位置对分子活性的影响, 结果与QSAR模型分析一致, 进一步验证了硝基芳烃化合物的致毒历程, 研究结果对品优高能炸药的分子设计也有助益.     

用平均场近似研究液晶分子结构与清亮点的关系

液晶的平均场理论假设每个液晶分子都是处在其它周围所有分子的平均作用势场中, 而不考虑该分子与周围各个分子之间的单独关联, 一个分子所感受到的分子场就是所有其它分子给予这个分子的作用场对位置和对取向的平均值. 当周围分子不是完全有序排列时, 其混乱程度可以用序参量S表示(S≤1), 中央一个分子受的势能为－Sg(θ). 其中g(θ)是在排列整齐的平均场中该分子的势能函数的负值. 在此基础上, 可以解一个关于序参量和温度的积分方程, 求出清亮点. 本文采用Gay-Berne势模拟液晶分子的双体势, 用分子力学UFF方法优化液晶分子(二环辛烷和硼笼的衍生物)的单体和双体的构型和能量, 从而获得Gay-Berne势的参数, 得到液晶的清亮点. 计算结果与实验基本一致.     

用DSC研究1,2-丙二醇及其水溶液的协同松弛行为

为了验证基于位形熵的非线性Adam-Gibbs协同松弛模型(AGV)能否用于描述小分子氢键液体的协同松弛行为, 利用差示扫描量热法(DSC)测量了连续升降温条件下1,2-丙二醇及其四种水溶液在115～230 K之间的比热容, 利用曲线拟合技术获得AGV模型参数. 结果表明, AGV模型可以重现体系的实验比热容数据. 1,2-丙二醇表现出与其水溶液明显不同的松弛行为, 但水含量的变化对松弛行为的影响并不明显. 利用AGV方法和Johari方法分别对协同重排活化能(Δμ')和协同重排域(CRR)尺寸(z*)作了分析. 只有选择比聚合物大得多的某一协同重排位形数, 以AGV方法得到的z*才不至于没有物理意义. Johari方法的分析结果表明, T_g温度下1,2-丙二醇的CRR内有约3个分子, 但对应的协同重排位形数(W*)却较聚合物高出很多. Donth的基于热力学温度波动理论的分析表明, 1,2-丙二醇及其水溶液的CRR尺寸随组分的变化趋势可与Δμ'和非指数参数的分析结果相吻合, 但得到的1,2-丙二醇的CRR内有约350个分子, 从而和Johari的分析结果产生巨大差别.     

密度泛函理论研究DMSO溶剂中邻-二(吡咯-2-甲酰胺基)亚苯与卤素阴离子间的超分子作用

采用混合密度泛函B3LYP方法, 在LANL2DZ水平上优化DMSO溶剂中邻-二(吡咯-2-甲酰胺基)亚苯(PFP)及其卤素阴离子复合物的几何构型, 从几何结构参数、电荷布居、前线轨道、结合能以及热力学参数等角度探讨复合物形成过程中主体分子的构象变化以及主客体间的超分子作用. 研究结果表明, 邻-二(吡咯-2-甲酰胺基)亚苯识别卤素阴离子是一个自发过程. 复合阴离子过程中, 两者的前线轨道发生作用, 电子容易从卤素阴离子的HOMO向主体分子的LUMO转移. 在所形成的四种复合物PFP:X^－(X^－＝F^－, Cl^－, Br^－, I^－)中, 以PFP:F^－最稳定, 与文献报道邻-二(吡咯-2-甲酰胺基)亚苯识别卤素阴离子能力的实验结果相一致. 设计合成含多个吡咯酰胺基团、并能形成合适“杯口”大小的主体化合物, 将增强对卤素阴离子的识别能力.     

含亚胺和胆甾烯基不对称液晶二聚体的合成及介晶性

报道含亚胺和胆甾烯基不对称液晶二聚体化合物XC₆H₄N＝CHC₆H₄OC₁₀H₂₀COOCh* [X＝OC_nH_2n＋1, (n＝1～12,14), F, Cl, Br, CH₃] (1a～1q)的合成及液晶性. 目标化合物通过600 MHz ¹H NMR和元素分析进行了结构表征. 其介晶性通过偏光显微镜(POM)和差示扫描量热计(DSC)进行了研究. 结果显示: 所有化合物都具有胆甾相(N*). 对于烷氧基系列(X＝OC_nH_2n＋1), 有部分化合物还呈现了近晶A相(S_A), 且随着末端烷氧链长度的增加, 化合物的清亮点呈现缓慢下降的趋势, 而化合物从胆甾相到各向同性液体转变的熵变(ΔS_N*→I)则呈现奇-偶效应. 同时我们对比研究了取代基X对胆甾相稳定性的影响, 发现取代基X对胆甾相的稳定性高低顺序为: MeO＞Cl＞Br＞Me＞F. 这些结果证实了末端取代基的改变对化合物的相转变温度以及介晶性质有显著的影响.     

催化链转移聚合制备接枝型两亲共聚物及其溶液性质研究

采用大分子单体法制备接枝型两亲共聚物, 通过表面张力仪、偏光显微镜、旋转流变仪和小角X射线衍射研究了两亲共聚物在水溶液中的聚集行为及其相结构. 首先末端带有可聚合双键的聚甲基丙烯酸叔丁酯大分子单体(PtBMA Macromonomer)通过催化链转移聚合法制备, 所用到的催化链转移剂为二水合双(二氟化硼苯二酮肟)合钴(II) (COPhBF). 然后将所得到的大分子单体与丙烯酸正丁酯(BA)进行自由基共聚得到接枝共聚物PBA-g-PtBMA, PBA-g-PtBMA中PtBMA的侧链部分在酸性条件下定量水解成聚甲基丙烯酸(PMAA)并用NaOH中和得到主链疏水侧链亲水的接枝型两亲共聚物PBA-g-P(MAA^－Na^＋). 用Wilhelmy吊片法研究了不同浓度的两亲共聚物水溶液的表面张力, 发现其行为与小分子表面活性剂不同. 同时用动态光散射法测量了两亲共聚物水溶液中聚集体的粒度, 发现在研究的浓度范围内(0.02～10 g/L)聚集体都存在两个粒度分布峰(约30和300 nm). 浓溶液(w＝37.5%)的偏光显微照片呈现层状液晶的特征图案, 而流变研究表明此时体系具有明显的粘弹性, 说明体系形成了层状液晶. 并且用小角度X射线衍射测定了层状液晶的层间距, 约为12.6 nm.     

溅射参数对ZnO薄膜物性的影响

采用磁控溅射方法分别在ITO玻璃和硅片上成功制备了具有良好C轴取向的ZnO薄膜.并研究了溅射气压,基底温度,以及氧偏压对ZnO薄膜物性的影响,从而确定了制备ZnO薄膜的最佳溅射条件.     

Li3PO4包覆LiMn2O4正极材料的结构表征和电化学性能

采用共沉淀法在尖晶石LiMn2O4颗粒表面包覆Li3PO4.XRD、SEM研究结果表明,包覆后的材料仍为尖晶石结构,粒径均匀.电化学性能测试表明,Li3PO4包覆层的存在,减少了正极材料与电解液的直接接触,抑制了高温下电解液对LiMn2O4材料的侵蚀,从而有效改善了高温下材料的循环性能.在40℃时,包覆样品的比容量衰减率都低于未包覆样品,其中包覆1%Li3PO4的样品的初始比容量为110.4mAh/g,50次循环后比容量为84.1mAh/g.     

表面活性剂体系中电荷诱导的层状相向囊泡相的转化

向一种非离子表面活性剂LA070(英文名AlcoholC12-C16Poly(1-6)Ethoxylate)复配体系LA070/C8H17OH/H2O形成的层状相中加入离子型表面活性剂使其电荷化,在电荷诱导下,双分子层的曲率发生变化,闭合形成具有黏弹性的囊泡相.离子型表面活性剂的加入量增大到一定程度时,由于反离子的屏蔽作用,囊泡结构被破坏,溶液的黏弹性消失,澄清的溶液逐渐变混浊,然后分为两相.     

超声条件下溶胶-凝胶法制备CaSiO3:(Pb,Mn)发光材料的研究

采用溶胶-凝胶法并辅以超声技术制备了CaSiO3: (Pb,Mn)发光材料,对合成物运用荧光光谱、DTA-TG、XRD、FTIR、TEM等手段进行了表征.研究了制备时的物料配比、超声时间及焙烧温度对样品发光强度的影响,找到了最佳的合成条件.结果表明,所得样品其荧光强度约为高温固相法样品的2倍,平均粒径则降低约300 nm.