一种二维多孔窗口型膦酸锆材料的合成及其对不同金属离子的吸附性能

合成了一种二维窗口型膦酸锆材料β-丙氨酸-N,N-双亚甲基膦酸锆(ZrNCP),采用X射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜分析了合成产物的相组成和微观结构;利用N2吸脱附试验装置测定了合成产物对不同金属离子的吸附性能,考察了浓度、温度及pH对其吸附性能的影响.结果表明,合成产物内部存在大量分布均匀的微介孔,材料微观形貌为规整片状.随着金属离子半径的增大,ZrNCP对各种金属离子的平衡吸附量(mmol/g)呈逐渐减小趋势.     

Rh（III）催化的N-甲氧基苯甲酰胺系列物选择性C-H氰基化反应

采用了最近热门的Rh(III)催化C?H键活化方法,以N-甲氧基苯甲酰胺系列物为反应底物, N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺(NCTS)为氰基化试剂,高效合成了含氰基官能团产物。结果表明,该反应在碳酸银存在下,使用二氧六环作为反应溶剂,于80°C反应8h生成的邻位氰基取代的N-甲氧基苯甲酰胺的产率较高。进一步研究表明,该反应具有好的区域选择性和底物/官能团适应性。一系列机理实验研究表明,该反应可能采用了一个内部的亲电取代机制及使用了C?H键切割步骤作为关键限速步骤。考虑到该反应产物包含有价值的结构单元-N-甲氧基甲酰胺和氰基取代基,因而有望用于现代有机合成中。     

天然气水合物合成与分解模拟实验研究与设计

针对大学化学中有关天然气水合物的内容,设计了天然气水合物的教学实验和模拟实验装置,实现了天然气水合物在不同实验条件下的合成与分解等多个实验。仪器操作简单,实验可重复性高,可通过多种方式判断水合物是否生成或分解。     

1-氨基-1-肼基-2,2-二硝基乙烯（AHDNE）的非等温分解动力学，比热容和绝热至爆时间研究

利用DSC和TG/DTG法研究了1-氨基-1-肼基-2,2-二硝基乙烯（AHDNE）热分解行为及分解动力学,第一热分解过程的动力学方程为： ,其热爆炸临界温度为98.16 ºC。同时,利用微量热法测定了AHDNE的比热容,298.15K时的标准摩尔比热容为211.86 J•mol-1•K-1。计算得到了AHDNE的绝热至爆时间为59.21 s。AHDNE是不稳定的,其热稳定性远低于母体化合物FOX-7。     

含氯离子电解液中二氧化钛纳米管的阳极氧化形成机理及应用

采用电化学阳极氧化的方法,以氯化铵(NH₄Cl)水溶液为电解液,在纯钛表面制备了二氧化钛(TiO₂)纳米管。考察了制备电压、氧化时间、Cl^-浓度和钛基体的退火处理对阳极氧化过程的影响规律,探讨了在含氯离子电解液中纳米管的形成机理,并基于上述含氯离子电解液中纳米管形成机制,通过两步阳极氧化法得到无支撑纳米管薄膜。     

复合金属氧化物Sn-Sb-Mn/陶瓷粒子电极体系的电催化性能

通过热分解法制备了复合金属氧化物Sn-Sb-Mn/陶瓷粒子电极, 分别采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X 射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和N2吸附-脱附等技术对电极的形貌、晶相组成、比表面积和孔径分布进行了表征. 考察了该三维粒子电极系统的析氧特性, 采用循环伏安法分析了三维系统的电催化性能, 并且进行了电化学催化降解苯酚的试验. 结果表明, 制备的陶瓷粒子电极涂层比表面较大、孔结构发达, 有利于电催化反应; 电催化降解主要发生在电化学析氧区; 粒子电极系统对苯酚降解作用显著, 明显高于二维电极系统, 苯酚的去除率为92.3%, 总有机碳(TOC)的去除率为66.7%. 研究结果表明, 该三维粒子电极系统具有优良的电催化性能.     

苯甲醛肟偶极互变反应的理论研究

研究了苯甲醛肟Z构型和E构型两种异构体与相应偶极体的3条互变反应途径:(1)单分子内质子转移反应,质子由肟羟基转移至邻位的氮上,过渡态为三角形结构,反应能垒较高;(2)二聚体内的质子互换反应,质子分别从一个肟羟基转移到另一个肟的氮上,过渡态为六元环结构,能垒较低,理论反应速度较大,但平衡常数较小;(3)肟羟基与甲醇的质子互换反应,过渡态具有五元环结构,能垒和反应速度介于上述两者之间.结果表明,在3条反应途径上,Z构型和E构型均有类似的过渡态,Z构型有利于偶极体存在.在室温下主要通过二聚体内质子交换进行互变反应,实际体系中由于偶极体不断被消耗,反应可以持续进行.     

质子交换膜燃料电池MnO2-Pt/C复合催化剂阴极的富氧作用

质子交换膜燃料电池空气电极阴极催化剂的富氧作用是提高其性能的关键.应用化学氧化法制备MnO2-Pt/C复合催化剂,研究MnO2的富氧作用,应用CV、CP、TEM等方法表征该催化剂,并组装成单电池测试其性能.     

星际媒介H2NCH2CN与H2O反应中的H2O分子偶合质子转移机理和氢隧道效应

H2NCH2CN+H2O→H2NCH2C(OH)NH是一个重要的反应, 涉及到星际媒介中甘氨酸的形成, 与早期地球上的氨基酸起源有关. 如果没有考虑氢隧道效应, 在MP2/6-311+G(d,p)级别上计算反应能垒是254.7 kJ·mol-1, 在星际媒介中该气相反应很难进行. 在星际媒介冰颗粒表面上, 水分子催化反应增强了该化学反应的活性. H2NCH2CN与(H2O)3反应中的两个水分子作为催化剂降低活化能77.5 kJ·mol-1和活化自由能70.9 kJ·mol-1, 并且通过氢键桥协同传递质子. 量子氢隧道对于该反应进行至关紧要,采用小弯曲隧道(SCT)近似和正则变分过渡态理论(CVT)方法研究. 温度50 K时, 速率常数kSCT/CVT为1.86×10-23 cm3·molecule-1·s-1, 表明在星际媒介中通过质子隧道机理该反应容易进行. 研究结果与地球上的氨基酸起源于地球本身物质的观点相一致.     

蛋白质折叠类型的分类建模与识别

蛋白质的氨基酸序列如何决定空间结构是当今生命科学研究中的核心问题之一. 折叠类型反映了蛋白质核心结构的拓扑模式, 折叠识别是蛋白质序列-结构研究的重要内容. 我们以占Astral 1.65序列数据库中α, β和α/β三类蛋白质总量41.8%的36个无法独立建模的折叠类型为研究对象, 选取其中序列一致性小于25%的样本作为训练集, 以均方根偏差(RMSD)为指标分别进行系统聚类, 生成若干折叠子类, 并对各子类建立基于多结构比对算法(MUSTANG)结构比对的概形隐马尔科夫模型(profile-HMM). 将Astral 1.65中序列一致性小于95%的9505个样本作为检验集, 36个折叠类型的平均识别敏感性为90%, 特异性为99%, 马修斯相关系数(MCC)为0.95. 结果表明: 对于成员较多, 无法建立统一模型的折叠类型, 基于RMSD的系统分类建模均可实现较高准确率的识别, 为蛋白质折叠识别拓展了新的方法和思路, 为进一步研究奠定了基础.