化学史课程资源的开发特点及途径

在素质教育全面实施的过程中,课程资源的短缺是一个不可忽视的问题,而化学史又是多年来在化学教学中经常被忽略的内容。本文结合化学史课程资源开发的5个特点,提出了化学史课程资源开发的一些具体途径：研究化学发展历史;了解化学家的生平及研究成果;挖掘化学史故事;探寻化学史图片;筛选古代文献资料中的化学部分;分析古代科学技术成果中化学的作用。     

磺化聚苯乙炔/多壁碳纳米管复合材料导电特性和机理的研究

将磺化聚苯乙炔(SPPA)与多壁碳纳米管(MWCNTs)超声共混制备得到SPPA/MWCNTs复合材料. 用X光电子能谱仪、固体紫外-可见分光光度计、X射线衍射仪、四探针、场发射扫描电镜等对复合材料导电特性及机理进行研究. 结果表明: SPPA/MWCNTs 复合材料中SPPA与MWCNTs发生电荷转移而被掺杂, 并且由于SPPA与MWCNTs间的电荷转移, 彼此间存在一定的相互作用力; 复合材料电阻呈负温度系数效应; SPPA/MWCNTs复合材料电导率发生两次突跃. 可能的导电机理为, 复合材料中SPPA不仅被MWCNTs物理填充, 同时还被MWCNTs掺杂, 复合材料中存在两种导电通路, 一是SPPA与MWCNTs的碳原子发生电荷转移而被掺杂, 彼此之间存在一定的相互作用力, 导致SPPA包裹MWCNTs形成独立导体单元, 这种独立单元相互接触形成导电通路; 二是MWCNTs彼此之间相互接触形成导电通路, 并建立了该导电机理的理论模型.     

四同芳香性转烯及其羰基硼衍生物

运用G03W程序, 在高精度理论水平(B3P86/6-311＋G**)下, 对母体转烯(Hypostrophene)及其BCO衍生物的单态、三态、开壳层单态的Cope重排体系进行了理论研究: 对体系进行了相应的结构优化和频率计算, 并进一步计算了体系的重排势垒、反应能量、核独立化学位移值等理论参数. 文中首次提出具有四同芳香性的实例: 转烯的Cope重排过渡态. 计算同时表明BCO取代CH的行为使得进行Cope重排的反应物和过渡态的离域性、芳香性以及稳定性都得到很大的促进, 这可以从前线轨道的成键以及延伸方面得到合理的解释. 所得结果进一步验证了BCO基团的稳定性效应.     

聚乙二醇嵌段树枝状聚赖氨酸共聚物的合成及其基因载体研究

采用液相多肽合成法制备得到窄分子量分布、结构可控的生物相容性聚乙二醇嵌段共聚树枝状聚赖氨酸阳离子功能大分子(PEG-b-Dendritic PLL). 运用¹H NMR核磁共振、凝胶电泳以及荧光淬灭滴定手段对所得阳离子两嵌段大分子的化学结构及其与质粒DNA (pDNA)结合作用与复合行为进行了研究. 结果表明聚乙二醇嵌段树枝状聚赖氨酸与pDNA分子可以在缓冲溶液中形成稳定的胶束, pDNA与阳离子树枝赖氨酸嵌段通过静电相互作用形成胶束核, 其水溶性聚乙二醇嵌段形成水溶性胶束壳, 提高了阳离子大分子/pDNA复合胶束的稳定性. 同时发现随着阳离子嵌段树枝状赖氨酸代数的增加, 阳离子两嵌段大分子与pDNA的结合作用增强, 有利于其作为基因转染生物功能载体的应用.     

活性碳纳米管的制备及其在有机电解液中的电容性能研究

以KOH为活化剂对碳纳米管进行化学活化制备双电层电容器用高比表面积活性碳纳米管. 采用TEM和N₂吸附法表征活性碳纳米管的结构, 采用恒流充放电、循环伏安、交流阻抗等评价其在1 mol•L^－1 Et₄NBF₄/PC中的电容性能. 随活化剂用量增大、活化温度升高和活化时间的延长, 活性碳纳米管的比表面积和比电容都呈增大的趋势. 活化剂用量为3∶1, 800 ℃活化4 h制备的活性碳纳米管的比表面积663 m²•g^－1, 比活化前提高了3倍, 其比电容达57.2 F• g^－1, 比活化前提高了2倍. 将活性碳纳米管的比电容与其比表面积相关联, 发现两者之间具有非常好的线性关系, 并分析了原因.     

溴吸附对碳纳米管导电性能的提高

通过溴蒸气的吸附, 提高多壁碳纳米管(MWNT)的本征导电性能,加溴多壁碳纳米管的电导率提高3倍. 通过拉曼光谱, 紫外可见光谱, 红外吸收光谱, 近红外吸收光谱和X光电子能谱等方法研究, 结果表明: 溴与多壁碳纳米管之间存在共轭作用, 使多壁碳纳米管表面的电子云分布发生了变化, 导致空穴载流子的产生, 增加了载流子浓度, 提高了多壁碳纳米管的导电性能.     

聚噻吩/多壁碳纳米管复合材料的导电性能

通过共混多壁碳纳米管(MWNTs)和聚噻吩(PTh), 制备了PTh/MWNTs复合材料, 复合材料表现出良好的导电性能(电导率达16.1 S/m). 通过Raman, TG, XPS, UV-Vis等对复合材料进行了分析, 结果表明, MWNTs和 PTh之间存在强的相互作用, MWNTs上的离域电子与噻吩共轭主链上的π电子之间形成π-π共轭, 电子从MWNTs转移到聚噻吩, 增加了噻吩主链的有效共轭长度, 提高了复合材料的导电性能. FESEM分析表明, MWNTs和它周围被掺杂的聚噻吩通过π-π共轭作用结合在一起, 形成相对独立的导电单元, 在复合材料的导电体系中起到主要作用.     

胺甲基化聚丙烯酰胺阳离子交换剂的合成与表征

采用反相悬浮聚合法合成20%交联度的聚丙烯酰膀(Polyacrylamide,PAM)树脂,经过Mannich反应修饰(nacrylamide:nformaldehyde:ndimethylamine=1:1:1.2)得到高亲水性弱碱性阴离子交换剂氨甲基化聚丙烯酰胺(Aminomcthylated Polyacrylamide,APAM).随着修饰反应时间的增加,得到的APAM的弱碱交换量与蛋白质吸附量增加,在选定的实验条件下,确定Mannich反应时间以1h为宜,所得树脂对牛血清白蛋白吸附量达到433mg/g,过长的反应时间导致树脂结构有一定程度的破坏.树脂对蛋白质的吸附等温线符合Langmuir方程,实际分离牛血清白蛋白和血红蛋白效果较好,柱体积不随洗脱液中盐浓度的增加而变化.     

双醛葡甘聚糖溶液的荧光光谱特性研究

研究了双醛葡甘聚糖水溶液在不同紫外光激发下的荧光光谱特性。结果表明,在220～320 nm紫外光激发下,双醛葡甘聚糖分子环结构中C—O—C醚键单元的氧未共价成键电子吸收激发光子产生n→σ＊跃迁,醛基单元中C=O氧未共价成键电子吸收激发光子产生n→π＊跃迁,最大发射波长分别在425 nm和465 nm左右;溶剂通过氢键等相互作用对双醛葡甘聚糖溶液荧光光谱产生显著影响。研究结果对探索葡甘聚糖水凝胶给药载体与小分子药物的相互作用机理及其释药行为具有指导意义。