安徽省中学化学实验情况调查报告

芜湖师专是一个历史悠久办学质量很高的学校,每年报考我校的学生都必须是第一志愿,并比其他同类学校分数线高出5至10分。但是历年来我校化学教育专业的新生中,有相当一部分在第一学期的无机化学实验中,表现出动手能力很差,实验报告不知怎么写,有一种高分低能的倾向。为了弄清安徽省中学化学实验教学的具体情况,我们特地在99级理科部分新生中做了一个调查,一方面了解中学化学实验教学情况,为领导者决策提供依据;另一方面也为有针对性地加强师范院校实验教学及其改革提供依据。     

以有机溶剂热生长技术制备金属硫族化合物 [Mn(en)~3]PdSe~2及其晶体结构分 析

以有机溶剂热生长技术(solvothermaltechnique),即在180℃乙二胺(en)溶液中,以MnCl~3,PdCl~2,K~2Se在密闭容器中反应7d,制备出新的硫族化合物[Mn(en)~3]PdSe~2,其阴离子基团为[PdSe~2]^2^-,阳离子基团为过渡金属Mn与乙二胺(en)的配合物：[Mn(en)~3]^2^+。以单晶X射线衍射技术解得该晶体结构属正交晶系,空间群为Pbcn,[Mn(en)~3]PdSe~2(Ⅰ)的晶胞数据：a=1.1484(2),b=1.5057(3),c=0.93622(19)nm,Z=4。     

2,3-二氰基-2,3-二苯基丁酸二乙酯引发苯乙烯的本体 聚合反应

在70～90℃对标题化合物外消旋异构体引发的苯乙烯本体聚合反应进行了研究,并与内消旋异构体、过氧化二苯甲酰和偶氮二异丁腈进行比较。结果表明,在本反应条件下,上述四种引发剂均能使聚合物分子量随反应时间的延续而增大,但C－C键引发剂对聚合物分子量及其链增长的影响远大于BPO和AIBN,这一现象应与α－氰基-α-乙氧甲酰基苄基自由基的结构特点有关。     

水汽对TiO_2上CO光催化氧化反应的影响

在室温、杀菌灯照射下 ,对“氧化的”TiO2 催化剂上CO光催化氧化反应进行了研究 ,发现当原料气中加入分压为 3.36kPa水汽时 ,光催化氧化CO的活性明显降低 .这可能是由于杀菌灯照射下TiO2 表面生成的O-(a) 或O(a) 与H2 O反应生成·OH ,降低了表面的O-(a) 和O(a) 的浓度 ,而生成的·OH不能使CO氧化 ,从而降低了氧化CO的能力     

含有双膦配体的银(Ⅰ)配合物的合成、表征和荧光性质

在甲醇与二氯甲烷的混合溶液中分别合成了2个新的银(Ⅰ)配合物,[Ag(XANTphos)]BF_4(1)和[Ag_2Cl_2(DPEphos)2]·2CH_2Cl_2(2)(XANTphos=4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽;DPEphos=双((2-二苯膦基)苯基)醚),通过红外光谱、X射线单晶衍射、核磁共振氢谱和荧光光谱进行分析和表征。1是由Ag BF4,XANTphos和dmp(2,9-二甲基-1,10-菲咯啉)以1∶1∶1的计量比反应得到的单核化合物。中心原子Ag(Ⅰ)均通过双膦配体(XANTphos)的螯合作用形成环。而2是由Ag Cl和DPEphos以1∶1的比例反应得到的双核化合物。在配合物2的非对称单元中,每个DPEphos配体与一个银离子螯合,且含有一个游离的二氯甲烷。荧光光谱表明配合物1、2的所有发射峰均源于配体中的π-π*跃迁。     

两个基于氮、膦混合配体的银(Ⅰ)配合物的合成、表征和荧光性质

在甲醇和二氯甲烷的混合溶液中合成了2个新的银(Ⅰ)配合物,[Ag_2(dppp)_2(phen)_2](CF_3SO_3)_2(1)和[Ag_2(dppm)_2(dpq)_2](CF_3SO_3)_2·3CH_3OH (2)(dppp=1,2-双(二苯膦)丙烷,dppm=1,2-双(二苯膦)甲烷,phen=1,10-菲咯啉,dpq=[2,3-f]吡嗪并[1,10]菲咯啉),通过红外光谱、X射线单晶衍射、核磁共振氢谱、荧光光谱和太赫兹时域光谱进行了分析和表征。1是由AgCF_3SO_3,dppp和phen以1∶1∶1的比例混合得到的双核化合物。中心原子Ag(Ⅰ)通过双膦配体(dppp)桥联和含氮配体(phen)的螯合作用形成环。与1相似,2是由AgCF_3SO_3和dppm,dpq以1∶1∶1的比例反应得到的相似的双核化合物。荧光光谱表明所有的发射峰均源于配体中的π-π*跃迁。     

掺铋α-MnO_2纳米棒的合成及超电容性能

采用水热法合成了掺铋α-MnO_2纳米棒,通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、循环伏安(CV)、恒电流充放电和电化学阻抗谱(EIS)等手段对材料的结构及电化学性能进行了表征.结果表明,铋以Bi~(3+)形式掺杂于α-MnO_2的晶格之中;掺铋α-MnO_2纳米棒的电化学性能比未掺铋α-MnO_2有明显改善,在1 A/g的电流密度下,比电容(265 F/g)比同条件合成的未掺铋α-MnO_2(129 F/g)提高约1.05倍,1 A/g电流密度下循环2000周后容量保持率为95%.     

聚焦变革中的催化——始终基于解决重大经济社会需求的催化工程问题（英文）

催化是化学工业中最重要和最普遍的跨学科技术,也是具有重要社会影响的学科之一,是一门基于应用、注重实践、与化学工程息息相关的学科.应用、实践是催化的根本,也是其生命力所在,其发展轨迹与人类的历史进程密不可分.从20世纪初Mittasch贡献的高效Fe基催化剂为氮基化肥的大规模推广奠定了基础,到60年代,分子筛裂化催化剂使汽油收率和辛烷值大幅提升,为交通运输业的大力发展奠定了能源基础,推动了交通运输业的革命.从齐格勒和纳塔TiCl_4-AlEt_3体系催化乙烯、丙烯、丁烯等在低压下高收率地聚合,生成分子结构高度规整的立体定向聚合物——聚烯烃,到汽车排气管中的Pt-Rh-Pd三效催化剂,可以通过氧化和还原反应,把废气中的烃类物质和CO转化为水和CO_2,同时把环境危害大的NO_x分解成无害的N_2和O_2,等等.这些催化的印记推动了产业变革和社会进步.可以说,无处不在的催化支撑了人类社会的发展.近年有些突破也发生在我国,使我们更加感受到催化的力量.催化科学与技术是极其复杂的.一方面表现在表面科学的知识和催化反应的物理化学现象建模,材料科学和无机化学以制备合适的纳米结构催化剂;另一方面表现在催化剂成型、反应动力学评价和催化过程建模.这两个方面均涉及原料多样性、催化材料多变性、化工工艺适应性、宏量制备放大效应,以及本征与表观性能关联等复杂问题.但是这些复杂性问题与催化发展的根本相比,或者说,与催化发展的核心驱动力相比,很显然,催化解决重大经济社会问题更应引起关注,这是催化的使命所在.目前,我国催化基础研究走在了世界前列,已经取得了重大突破,李灿等成功组织举办了第16届国际催化大会,包信和、孙予罕等科学家的一系列重大催化基础研究成果在Science、Nature等期刊上发表,李灿、包信和等多名科学家被国际催化相关学术组织颁发荣誉称号,张涛等人一系列重大成果被评为重要进展.与此同时,我国在煤制烃、油品质量升级以及绿色化工等能源化工催化方面取得了重大的工业化成果.这些走在世界前列的重大催化工业化成果驱动了我国经济社会发展.本文试图总结这些重大工业化催化成果,并基于经济社会发展提炼相关催化问题,探讨发展方向、路径与对策.     

Gd0.2Ce0.8O1.9纳米颗粒对固体氧化物电解池La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ阳极 析氧反应的影响

化石燃料的使用排放了大量CO2,对气候和环境造成了日益严重的危害.固体氧化物电解池(SOEC)能够利用可再生能源产生的电能将CO2高效转化成CO,降低CO2排放的同时,又能减少化石燃料的使用,近年来受到研究者的广泛关注.相比于低温液相CO2电还原,SOEC高的运行温度保证了其较高的反应速率,即较高的电流密度.典型的SOEC单电池由多孔阴极、致密电解质和多孔阳极以三明治的方式组装而成.CO2分子在阴极得到两个电子解离成CO和一个O2–;生成的O2–通过致密电解质传导至阳极,在阳极失去四个电子发生析氧反应(OER)生成一个O2.相比于两电子的阴极反应,阳极四电子的析氧反应更难进行,可能是整个电极过程的速控步,因此开发高性能的阳极材料有望显著提高SOEC的CO2电还原性能.La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)因具有较高的混合离子-电子导电性而被用作SOEC阳极材料,但受LSCF-气体两相界面的限制,其OER性能较低.研究表明,LSCF-掺杂的CeO2-气体所构成的三相界面相比于LSCF-气体两相界面具有更高的电化学反应活性,即OER反应更易在三相界面进行.因此,本文将Gd0.2Ce0.8O1.9(GDC)纳米颗粒浸渍到SOEC LSCF阳极来提高其OER活性,考察了纳米颗粒浸渍量(3,5,10和20 wt%)对SOEC电化学性能的影响.结果表明,SOEC的电化学性能随浸渍量的增加而逐渐升高,当GDC纳米颗粒浸渍量为10 wt%时(10GDC/LSCF),SOEC的电化学性能达到最高,在800 oC和1.6 V的电流密度为0.555 A cm–2,是LSCF阳极SOEC性能的1.32倍.继续增加浸渍量到20 wt%,电化学性能反而开始下降.电化学阻抗谱测试结果表明,GDC纳米颗粒的加入减小了SOEC的极化电阻.对应的弛豫时间分布函数解析结果表明10GDC/LSCF阳极上的OER由四个基元反应构成.电镜和O2-程序升温脱附结果表明,GDC纳米颗粒的加入显著增加了10GDC/LSCF阳极三相界面和表面氧空位的数量以及体相氧的流动性,从而促进了OER四个基元反应的反应速率,降低了这几个过程的极化电阻,因而降低了OER反应的极化电阻,提高了SOEC电还原CO2的电化学性能.     

一类含多磺酸结构侧链型聚芳醚酮质子交换膜材料的合成及性能研究

为进一步改善芳香型磺化聚合物质子交换膜材料的离子传导率、尺寸稳定性和耐化学氧化稳定性,从聚合物结构设计出发,首先利用9,9-双(3-苯基-4-羟基)苯基芴与4,4′-(六氟异亚丙基)二苯酚、1,4-二(4-氟苯甲酰基)苯经芳香亲核缩聚合成了一系列含芴和苯侧基结构新型聚芳醚酮聚合物(4-PAEK-xx),进一步通过温和的后磺化反应,制备了一系列含多磺酸结构侧链型聚芳醚酮质子交换膜(4-SPAEK-xx).对所制备的侧链型聚芳醚酮质子交换膜的结构和性能分别进行了表征分析.结果表明,该类质子交换膜具有适中的吸水率和较低的溶胀率,80°C时的吸水率和溶胀率分别在21%~51.2%和7.4%~17.2%.该类聚芳醚酮质子交换膜展现出了良好的离子传导性,80°C时的离子传导率在115~171 mS/cm,其中4-PAEK-45膜(离子交换容量为2.12 mequiv/g)的离子传导率已经超过了商品化的Nafion膜.此外,所制备的侧链型聚芳醚酮质子交换膜还表现出了良好的热稳定性、力学性能和耐化学氧化性.磺化膜优良的综合性能主要归因于侧链多磺酸结构和长尺寸含氟疏水结构单元的同时引入,其中侧链多磺酸结构的引入降低了主链磺化结构单元的比例,同时使亲水性的磺酸基团与分子主链分隔开来;而长尺寸含氟疏水性结构单元的引入进一步提高了膜材料的尺寸稳定性和耐氧化稳定性.