GGA+U法研究稀土(La、Ce、Pr、Nd)掺杂对ZnO电子结构和光学性质的影响

基于GGA+U的第一性原理方法,分析了La、Ce、Pr、Nd四种元素掺杂的ZnO结构,对晶体的结构、电子结构和光学性质进行了对比分析.由键布局分析可知,掺杂体系Zn-O键共价性的强弱与杂质掺入原子的序数成正比.掺杂后体系的类型仍为直接跃迁,能级整体下移;随着Pr、Nd掺入,出现了杂质能级,这是由稀土元素的4f电子态所导致.在光学性质方面,掺杂体系的吸收系数、静介电常数都比纯ZnO的高,体系的吸收边都向低能方向移动,其中Zn7LaO8的红移程度最高、静介电常数最大,说明其光催化能力和极化能力都最强.     

一种考虑界面相物性影响的界面单元法

界面是由复杂的界面相简化而成的,界面破坏实际是界面相材料的破坏。数值计算为了方便,如经典模型和内聚力模型等,都把很薄的界面相作无厚度化处理。导致只能考虑界面的面力,而无法考虑界面相内的应力(平行于界面方向的应力)。使界面失效准则先天性地排除了界面相内部应力的影响,从界面相材料失效机理的角度来看这是不够严谨的。本文将界面相材料等效为一种弹性连续体,由界面本构关系推导得到了一种新的界面单元。该单元具有界面参数易确定、对界面相物性可以进行等效描述等优点。通过商用有限元软件ABAQUS和用户子程序UEL实现了数值分析,并与直接物理模型的数值模拟结果进行对比,证明了本方法的简便及准确性。通过对不同界面相厚度结构的进一步分析,探讨了本文方法的可行范围。     

表面图案化磁性复合微球的原位制备与表征

采用反相悬浮聚合法合成了丙烯酸(AA)含量不同的N-异丙基丙烯酰胺-丙烯酸共聚物P(NIPAM-co-AA)微凝胶, 并以其作为微反应器, 通过原位外源沉积法制备了一系列微米级、表面具有图案化结构的SiO₂-Fe₃O₄-P(NIPAM-co-AA)磁性复合微球. 实验结果表明, 复合微球的表面结构与微凝胶的组成、Fe₃O₄和SiO₂的沉积量有关. 在微球表面进行修饰, 可得到表面带有氨基等官能基团的磁性复合材料. 将这种功能化磁性微球用于识别生物大分子并进一步用于生物医学领域具有重要的意义.     

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.     

β-四（对羟甲基苯氧基）酞菁锌的合成及其抗肿瘤活性

以4-硝基邻苯二腈和对羟基苯甲醇为原料,经两步法设计并合成了两亲性β-四(对羟甲基苯氧基)酞菁锌(Ⅱ)光敏剂(1),其结构经UV-vis,1H NMR,IR,激光解吸电离飞行时间质谱(TOF-MS)及元素分析表征.用HE染料法和MTT染色法研究了1对Bel-7402人体肝癌细胞的抑制作用,考察了c(1)对Bel-7402细胞抑制率的影响.实验结果表明,当c(1)为50 mg·L-1时,抑制率达67%,其IC50=30.1 mg·L-1.     

微波化学温度模拟研究进展

在微波化学研究中,通过数学模拟分析微波作用在化学体系的温度分布及变化,有助于控制微波加热过程,了解微波与物质之间的相互作用机理.本文针对微波化学数值模拟的特点,系统介绍了各种方法及模拟过程,对数值模拟分析中的关键问题进行了讨论,综述了近年来数值模拟温度分布在微波化学中的应用,提出了目前的研究难点,并展望了发展趋势.     

化学实验室安全教育实效研究*——以大二学生为例

为考察化学实验室安全教育实效,本文对天津理工大学化学化工学院大二学生的实验室焦虑、安全态度、安全意识以及安全知识进行问卷调查。调查结果表明:实验室焦虑存在性别差异,女生焦虑情绪比男生严重;参加过安全教育培训学生比未参加安全培训学生安全态度更为端正。回归分析表明:实验室焦虑、安全态度和安全知识都与安全意图显著正相关。基于统计分析结果,提出以下安全培训提升策略:关注学生心理安全,加强情绪疏导,克服实验室焦虑;优化安全教育模式,发挥学生主观能动性,提高安全教育实效。最后,安全教育也是立德树人的过程,通过安全教育,将学生培养成为敬畏生命、敬畏责任、敬畏规章、具有正确安全道德价值观的化工行业从业人员。     

基于2，5-双(三氟甲基)对苯二甲酸配体的锌配合物的合成、晶体结构及性质

利用2,5-双（三氟甲基）对苯二甲酸（H₂L）为主配体,氯化锌为金属盐,分别与辅助配体4,4''-联吡啶（4,4''-bipy）和2,2''-联吡啶（2,2''-bipy）通过溶剂热法反应合成了配合物[Zn（L）₂（4,4''-bipy）（H₂O）]_n（1）和[Zn（L）（2,2''-bipy）]_n（2）。通过X射线单晶衍射、红外光谱、元素分析、荧光光谱、热重分析等测试手段对其结构和性质进行了表征与研究。结果表明,配合物1是以Zn²⁺为金属节点,L^2-和4,4''-bipy作为连接体相互连接,形成无限延伸的二维网状结构,层与层之间通过O5-H5B…O1氢键作用有序堆积形成三维结构。配合物2以Zn²⁺为金属节点,配体L^2-上的每个羧基都通过双齿螯合的方式桥联锌离子并无限连接形成三维网状结构。     

以研促教：新型荧光探针检测铜离子的研究应用于分析化学拓展实验教学中

将新型荧光探针用于铜离子分析的科研成果转化为本科分析化学拓展实验教学,涵盖了结构分析、定性分析、定量分析等教学内容。通过荧光的“开-关-开”实验让学生直观地理解荧光探针与铜离子之间的配位反应,提升学生的研究兴趣;引导学生以研究者的角色设计和执行新的分析方法的建立程序并将建立的方法应用于实际样品分析中;探究荧光探针与铜离子的络合比;最后将荧光探针技术应用到快速分析领域中,鼓励学生活学活用。     

Cu离子A位掺杂对LaSrCoO4复合氧化物氧化性能的影响

采用聚丙烯酰胺法制备了La1-xCuxSrCoO4(x=0.2-0.8)复合氧化物,考察了Cu离子掺杂量(x)对CO及C3H8氧化反应活性的影响,并运用XRD、IR、TPR和TPD等多种手段对复合氧化物催化剂进行了表征。结果表明,催化剂活性随x的变化而变化,Cu部分取代A位La能提高LaSrCoO4催化剂的CO及C3H8氧化反应活性,当x=0.4时La1-xCuxSrCoO4催化剂的晶格氧和Co3 含量较多,晶格氧的活动性较高,催化活性最佳。