高分子化学课程教学改革与实践初探

高分子化学是高分子材料专业最重要的专业技术基础课之一,既包含了理论基础知识,又注重实验教学。《高分子化学》作为贵州大学高分子材料与工程专业的主干课之一,作者针对高分子化学课程教学内容多、概念多、推导多、关联多等问题,对高分子化学教学现状进行了分析,从教学体系、教学内容、教学方法、考核方式、教材编写等多个方面提出了课程教学改革的一些见解。实践表明,高分子化学课程教学改革与实践探索在激发学生兴趣,提高学生的综合能力上已经初见成效。     

原子力显微镜在聚烯烃研究中的应用

聚烯烃材料因其卓越的性能和较低的价格广泛应用于工农业、医疗卫生、军事、日常生活等领域。为了拓展聚烯烃材料的应用范围,表面功能化聚烯烃、聚烯烃与其他材料的共混物以及聚烯烃/无机纳米复合材料等得到了发展,并成为该领域的研究热点。原子力显微镜(AFM)是利用一个极为尖锐的针尖与样品间的相互作用力进行材料表面的形貌、物理和化学信息探测的一种技术,它在上述聚烯烃研究中发挥着重要作用。表面粗糙度是聚烯烃材料表面功能化研究中的重要参数之一,AFM技术则能够给出准确的表面粗糙度信息。由于AFM技术能够直观地观察各组分的混合状态及相分离情况,因此AFM技术成为聚烯烃与其他材料共混研究的重要手段之一。此外,AFM是一种非常有效的微纳米结构形貌的表征方法,在聚烯烃的结晶研究方面也得到了应用。本文简单介绍了AFM表面形貌观测的工作原理和工作模式,主要阐述AFM在聚烯烃材料研究中的三个主要应用:材料表面粗糙度、共混相分离以及结晶研究。     

Novel redox-active ionic thermotropic liquid crystalline complexes of polyelectrolyte and ferrocenyl surfactants

Redox-active polyelectrolyte-surfactant complexes(PSC) were prepared via the ionic self-assembly of sodium poly(styrenesulfonate) (PSS) and ferrocenyl surfactant,(11-ferrocenylundecyl)trimethylammonium bromide(FTMA) in aqueous solution. The PSS-FTMA complex exhibited an ordered interdigitated monolayer mesomorphous structure with the long period of d = 3.13 nm,and was in the ionic thermotropic liquid crystal SmA state at room temperature.Interestingly,in the solid complex, the ferrocenyl moieties formed H-aggregation showing an increase in theπ-π~* energy transfer of cyclopentadienes in the ferrocene moieties as known from the blue-shift in the UV spectrum.The complexes showed higher thermal stability compared with their components due to the ionic interaction.The PSS-FTMA film had a good redox reversibility,which promised to be used in electrochemical sensors.     

4,4’-一氧二（苯胺灵）的合成和晶体结构

通过4,4’-一氧二（异氰酸苯酯）与异丙醇加成反应，合成标题化合物 4,4’-一氧二（苯胺灵）(Ⅰ) (C20H24N2O5, Mr=372.41)，并用X射线衍射、红外光谱、13C核磁共振、电子轰击质谱和元素分析对标题化合物进行表征. 晶体属于三斜晶系，空间群为P1晶体学参数为: a=0.85107(17), b=0.91164(18), c=1.45701(3) nm, α=80.44(3)°, β=85.25(3)°, γ=62.88(3)°, V=0.9922(3) nm3, Z=2, Dc=1.247 g•cm－3, μ(Mo Kα)=0.90 cm－1, F(000)=396.两个苯环平面之间的夹角为62.06° (0.06°). 晶体结构经全矩阵最小二乘法修正，最终偏离因子R=0.0520, wR=0.1434(对可观察点).此化合物应具有广谱的生物活性.     

聚1-氨基蒽醌在二次锂电池正极材料中的应用

采用化学方法合成聚1-氨基蒽醌并用于二次锂电池正极材料,通过红外光谱、扫描电镜、粒度测试、循环伏安以及充放电测试等方法对材料的官能团结构、微观形貌、颗粒大小以及电化学性能等进行了研究与分析.实验表明,与金属锂组成二次锂电池后,聚1-氨基蒽醌达到了218.3 mAh•g－1的首次放电容量,经过25次循环后仍可保持较高的充放电效率.由于材料具有较高的能量密度且不含对环境有污染的元素S,因此是二次锂电池非常有希望的正极材料.     

MMI作为铜的盐酸酸洗缓蚀剂作用机理的研究

用失重法研究了N-甲基-2-巯基咪唑（MMI）在5％盐酸中对铜的酸洗缓蚀性能.探讨了温度和MMI浓度对缓蚀效果的影响，从中得出了MMI在铜表面的吸附等温式，计算了吸附热及MMI的加入对铜在盐酸中腐蚀反应活化能的影响，进而探讨了MMI对铜缓蚀作用的机理.结果表明， 30 ℃下，在5％盐酸中，当MMI的浓度在3 mmol•L－1和8 mmol•L－1之间时,缓蚀率随MMI浓度的增加而迅速增加，当浓度达到8 mmol•L－1时，缓蚀率趋于定值，而当浓度小于3 mmol•L－1时， MMI的加入会加速铜的腐蚀；吸附在铜表面的MMI分子间的作用力整体表现为引力； MMI在铜表面的吸附是吸热反应； MMI的加入降低了铜的腐蚀反应活化能.     

基于三维静电势参数研究C60溶解性的构效关系

在量子化学从头算基础上,对一系列溶剂化合物分子进行了结构优化和三维静电势参数计算,运用多元线性回归分析和神经网络方法对C60在121种不同溶剂的溶解性与计算的结构参数进行了构效关系研究.用建立起来的QSPR 关系式对15种不同结构类型溶剂进行了预测,并阐述了C60溶质与不同溶剂之间的相互作用,获得了满意的结果.     

N-(2-甲基-6-乙基苯基)丙氨酸对映体的毛细管电泳分离

采用高效毛细管区带电泳法,以β-环糊精及其衍生物作为手性选择剂,对外消旋N-(2-甲基-6-乙基苯基)丙氨酸(EMPA)的两个对映体进行了手性分离,比较了环糊精种类、环糊精浓度、电解质溶液pH值、温度和电场强度对分离的影响.实验结果表明,采用2,6-O-二甲基-β-环糊精为手性选择试剂,环糊精浓度为40mmol/L、电解质溶液pH=5.5及温度为20℃时分离效果最佳,对映体基本达基线分离,线性范围为20～200mg/L,最低检测限为10mg/L.     

硼酸溶液中氯柱硼镁石的溶解及相转化动力学

对氯柱硼镁石（2MgO•2B2O3•MgCl2•14H2O）在4.5％H3BO3水溶液40 ℃的溶解及相转化过程进行了动力学研究.对不同时间取出的液相的化学分析及不同阶段分离固相的鉴定结果表明,该复盐在溶解阶段出现与前所报导不同的同步溶解，最终产物是库水硼镁石（2MgO•3B2O3•15H2O）.提出了库水硼镁石的形成条件和溶解及相转化动力学机理，利用单纯形优化法配合Runge-Kutta微分方程组数值解法对实验数据进行处理，给出了转化结晶动力学方程.     

形态结构和光电特性对纳米TiO2光催化性能的影响

采用sol-gel法制备了系列纳米TiO2光催化剂,运用X射线衍射、BET比表面测定、紫外漫反射吸收光谱和表面光电压谱等手段对催化剂进行表征,并以乙烯作为光催化反应的指标反应分子,研究了TiO2纳米晶的性质对于光催化活性的影响.随着焙烧温度的升高,TiO2的晶粒逐渐增大,比表面积下降,晶相由锐钛矿向金红石转变,其吸收带边与光伏响应阈值向长波方向移动,氧化－还原能力降低,降解乙烯的转化率迅速下降.