机械化学法制备金属-有机骨架及其复合物研究进展

金属-有机骨架(MOFs)是由金属离子/簇和多齿状有机配体通过配位键桥联而形成的多孔晶态材料。MOFs材料具有孔隙率高、比表面积大、尺寸可调、结构易修饰、功能多样化等特点,使其在气体吸附、分离和催化等方面都具有潜在应用价值。到目前为止,在MOFs合成的几种常见方法中,机械化学法(即在无溶剂或极少量溶剂的情况下研磨固体反应物进行的反应)作为一种清洁、绿色、高效的合成手段逐渐引起人们的关注。本综述总结了近年来机械化学合成MOFs及其复合物的典型进展,目的是为机械化学法合成MOFs及其复合材料提供一个通用而易于理解的概述。目前的研究进展表明,机械化学法是一种实用且环境友好的合成方法,为低成本、宏量生产MOFs及其复合物提供了可能。     

具有慢磁驰豫和发光性质的基于多胺酚配体的Dy(Ⅲ)和Zn/Ni-Dy(Ⅲ)配合物

合成了4个新的基于多胺酚配体的Dy(Ⅲ)和Zn/Ni-Dy(Ⅲ)配合物:[Dy(CH_3OCH3)L](1),[Dy2(μ-H2O)L2](2),[Zn2DyL2]ClO4·H2O(3)和[Ni2DyL2]ClO4·H2O (4)(H3L=N,N′,N″-三(3,5-二甲基-2-羟基苯酚)-1,4,7-三氮杂环壬烷)。X射线单晶衍射分析表明,配合物1和2分别为单核和双核Dy(Ⅲ)配合物,3和4为M-Dy(Ⅲ)-M三核配合物(M=Zn (3),Ni (4))。磁性测试表明,配合物1和2具有场诱导的慢磁弛豫行为,且2具有多个磁弛豫过程,配合物3和4中没有观察到明显的慢磁弛豫行为。荧光测试表明,配合物1~3具有Dy(Ⅲ)离子典型的窄带特征发射,由于Ni(Ⅱ)离子的荧光猝灭作用,配合物4没有明显的荧光产生。     

设计性化学实验教学的探索与实践*——以“分子络合-分散液相微萃取/高效液相色谱法测定环境水中萘酚”为例

结合科研课题及实验教学经验,设计了题为“分子络合-分散液相微萃取/高效液相色谱法测定环境水中萘酚”的综合化学实验教学项目。该实验从复杂样品的前处理技术出发,建立分子络合-分散液相微萃取技术并用于水中萘酚的分析,实验优化了影响萃取效果的因素,确定了合适的萃取装置、操作模式及HPLC分析条件等内容。本实验设计结合了新颖的科研内容,能引起学生主动参与实验设计并自主探索未知的兴趣,有利于提高学生的创新能力和综合素养。     

新型2-吡啶苄基胺类罗丹明基活性小分子探针的合成

以罗丹明B和乙二胺为原料,通过缩合反应制得罗丹明酰乙二胺(1, Rhb);然后以无水THF作溶剂,化合物1与三聚氯嗪发生亲核取代反应,得到罗丹明酰乙二胺-三聚氯嗪化合物(2, Rhbc);最后在氮气氛围下,化合物2与N,N-二甲基吡啶胺反应合成了目标产物双(2 吡啶苄基) 胺罗丹明基小分子探针(3, Rhbd),其结构经¹H NMR、 IR、 HR-MS和元素分析表征。该探针可以识别Fe³⁺,检出限为30 nM。     

Recent Advances in Atomic-scale Storage Mechanism Studies of Two-dimensional Nanomaterials for Rechargeable Batteries Beyond Li-ion

Developing new types of rechargeable batteries with high energy densities and low cost have received increasing attentions, aiming to reduce the dependence on high-priced lithium. Beyond Li-ion batteries, the potential alternatives including Na-ion batteries, Li-S batteries and Li-air batteries have been investigated recently, which are required to be viable for commercial applications. From this point of view, to understand the electrochemical reaction mechanisms and kinetics of these batteries has become the key challenge to make breakthroughs in the field of new energy storage. In this review, we present a critical overview of the two dimensional nanomaterials-based batteries (except Li-ion-based batteries) that could meet such demonds. To develop new energy storage devices with more promising performances, the microstructure evolution and atomic scale storage mechanism of these batteries are comprehensively summarized. In addition, the major challenges and opportunities of advanced characterization techniques are finally discussed. We do hope that this review will give the readers a clear and profound understanding of the electrochemical reaction mechanisms and kinetics of the as-discussed batteries, thus effectively contributing to the smart design of future-generation energy storage devices.     

Ce3(PO4)4在酸性溶液加热条件下化学形态转化及机理研究

磷酸高铈(Ce3(PO4)4)是一种难溶于水的化合物,本文测定磷酸高铈在常温pH=0.4的Ksp值为1~8×10-34,但在测定过程中发现Ce3(PO4)4的溶解度受温度变化的影响较大,尤其在50℃以上时,Ce3(PO4)4饱和溶液体系中的Ce4 、PO43-和pH值均变化异常。根据测得的Ce4 、PO43-浓度以及pH值,推断出50℃以上时Ce3(PO4)4转化为Ce(HPO4)2,并建立了相应的转化机理,测定出Ce(HPO4)2的Ksp为3~7×10-13。     

PVP/CHI交联共混水凝胶的pH敏感性研究

制备戊二醛交联的PVP/CH I共混水凝胶,红外光谱佐证了凝胶网络的生成。pH敏感性实验表明,凝胶的溶胀率在pH=1.0的介质中最大,在pH=4.0的介质中次之,在中性或pH=9.0的碱性介质中最低,表明凝胶具有明显的pH敏感性。CH I含量、交联剂用量、CH I脱乙酰度均对凝胶的pH敏感性有影响,CH I含量40%、交联剂用量0.3%、CH I脱乙酰度99%的PVP/CH I凝胶pH敏感性较显著。介质pH值由1.0到7.0变化时,凝胶拉伸强度随着溶胀率的降低而增大。     

石英的顺磁中心在电子自旋共振测年中的特性及应用

沉积物的电子自旋共振测年是利用石英矿物中的顺磁中心浓度确定总辐射能量,进而推定石英矿物的埋藏年代。石英中可用于测年的顺磁中心包括E′心、Al心、Ti心和Ge心。E′心需要经过热活化后才能测年。Al心是一种电子空穴心,在低温下可观测到较强的信号值。光照可以使Al心漂白,但有残留值存在。Ti心、Ge心都是电子中心,Ti心在低温测试中可见,信号微弱。Ge心光晒退最敏感,在常温观测中可见。不同顺磁中心的形成机理不同,导致它们具有不同的特性,适用于不同沉积环境中的样品测年,在冰碛物中Ge心测年更具有可行性。电子自旋共振测试时降低温度可使信号增强,Ti心在10 K和15 K时信号强度最大;Al心在20 K时信号最强;Ge心在200 K时信号明显增强。在电子自旋共振测年中可根据不同顺磁中心信号强度的变化调整测试温度获得信号的最优值。在以后的电子自旋共振(ESR)测试中可以选取信号最强时的测试温度进行测试,以增强微弱信号的信噪比,有利于对复杂的信号形态的分辨确定,提高对信号强度定量的准确性。     

陶瓷基钛掺杂硅胶块体吸附剂研究

以陶瓷纤维纸为基材, 顺次经水玻璃、酸性硫酸氧钛溶液浸渍共沉淀制得新型蜂窝状陶瓷基钛掺杂硅胶块体吸附剂. FTIR谱在波数954 cm^－1附近的特征吸收峰表明钛掺杂硅胶中存在Si-O-Ti键; XRD谱显示掺杂材料为无定型非晶相材料; SEM显示钛掺杂硅胶粒子较好地分散在陶瓷纤维表面及其空隙中; 用EDS及XPS揭示了材料的组成和钛原子含量, 根据钛掺杂前后XPS中Si2p, O1s, Ti2p 3/2电子结合能变化以及²⁹Si MAS NMR中硅原子化学位移差异, 进一步表明钛原子替代硅原子进入了四面体骨架; BET分析显示掺杂材料以中孔为主. 与硅胶相比, 由于钛掺杂, 其比表面积、孔容增大, 吸附性能、耐热性能增强.     

BaF2/La2O3催化剂上甲烷氧化偶联反应活性氧物种的原位红外光谱

用原位红外光谱研究了BaF2/La2O3催化剂上甲烷氧化偶联反应的活性氧物种.结果表明,催化剂经O2预吸附后,在1 108~1 118 cm-1处出现超氧物种O2-的O-O键伸缩振动峰.经18O2同位素交换实验后,原1 108~1 118 cm-1处谱峰的强度减弱,同时在1 086和1 051 cm-1处出现(O18O)-物种和18O2-物种的吸收峰.同位素交换实验进一步确证了1 108~1 118cm-1处谱峰确为O2-物种的吸收峰.在700℃下,O2-物种能够活化CH4生成C2H4,而且O2-物种的消耗量和C2H4的生成量呈很好的消长对应关系.超氧物种O2-是BaF2/La2O3催化剂上甲烷氧化偶联反应的活性氧物种.