超大硅胺基氯锗宾的反应性与立方四锗卡宾的成键解析

超大硅胺基取代的低价锗化合物可以构建新颖的化学结构, 提供有学术价值的新发现。二配位的超大硅胺基氯锗宾Ge(N(SiⁱPr₃)₂)Cl (1)具有空的 4p轨道和孤电子对。针对这 2个特点, 研究了化合物 1 的热构型转换和菲醌氧化加成反应。1的温热分解生成了立方四锗卡宾 Ge₄(NSiⁱPr₃)₄ (2), 与菲醌(L)定量氧化加成生成了胺基一氯菲二酚合锗(Ⅳ):[Ge(N(SiⁱPr₃)₂)(L) Cl] (3)。表征了 2个产物的单晶结构与组成。四锗卡宾 2本质上是锗异腈的四聚体, 分子呈现出畸变的立方体构型, 4个 Ge原子和 4个N原子构成了中心立方体的 8个顶点。其中 Ge-N键长为 0.203 6(3) nm, N-Ge-N与 Ge-N-Ge的键角分别为 85.51(18)°和94.32(16)°, 立方体的侧面接近平行四边形。理论计算首次揭示了四锗卡宾 2的成键面貌。自然键轨道(NBO)给出 Ge₄N₄骨架上的 20个分子轨道。轨道定域化的计算结果完好地呈现出 4对 Ge孤对电子、12个 Ge-N键和 4个 Si-N键的定域轨道, 能量分别为-12.22、-15.12 和-20.12 eV。Ge 孤对电子主要保留了 4s 电子的特性, 而 Ge-N 键主要由 N 的 2s 轨道(18.4 %)和 2p 轨道(71.3 %)、Ge的 4s轨道(0.75 %)和 4p轨道(9.43 %)综合贡献形成。在化合物 3的分子中, Ge^Ⅳ采取 sp³杂化, 由于空间位阻与非对称配位, 与另外 4个配位原子形成非对称四面体构型。     

中空碳双面修饰的隔膜在高性能锂硫电池中的应用

为减少多硫化锂(LIPs) “穿梭效应” 及锂枝晶对锂硫电池的影响,采用刮涂法制备中空碳材料修饰隔膜。接触角测试表明修饰隔膜对 LIPs具有更强的吸引力, 其对 LIPs “穿梭” 的有效抑制也可以通过渗透性实验进一步得到印证。在隔膜的正极对称电池测试中, 电流响应显示中空碳材料的催化使 LIPs快速转化为Li₂S。通过隔膜的负极对称电池测试发现修饰隔膜呈现出更稳定的电压-时间曲线。为证明隔膜修饰对锂硫电池性能改进的效果, 分别采用聚丙烯(PP)隔膜、单面改性和双面改性的 PP隔膜组装成纽扣电池并进行电化学测试, 其中电极材料的硫负载量为 1.8~2.0 mg·cm^-2。GITT(恒电流间歇滴定法)测试和锂离子扩散系数计算表明, 改性隔膜的离子传输更快且阻抗较小。通过分析第 1、5、10、50及 100次的充放电循环阻抗谱图发现, 中空碳材料的多通道能够为锂离子的传输提供更多的通道, 因此能够使锂离子具有更加稳定的扩散行为。在电流密度为 0.2 C时, 由双面改性隔膜组装的锂硫电池在首次充放电时有 1 035 mAh·g^-1的可逆比容量, 700圈后仍有 500 mAh·g^-1的高比容量,并在高硫负载时表现出 500 mAh·g^-1的可逆比容量。双面修饰隔膜赋予了锂硫电池优异的电化学性能, 这是由于中空碳材料的修饰加速了 LIPs的转化和吸附, 有效缓解了 LIPs的穿梭效应, 且对锂枝晶有很好的抑制作用, 提高了锂硫电池的安全性。     

甲烷-二氧化碳重整制合成气与现代分析技术应用于探究性化工专业实验的设计与探索

以甲烷-二氧化碳重整制合成气为实例,设计探究性实验,将合成气的制备和现代分析技术应用于化工专业实验的教学实践中以提高学生的创新和实践能力。实验包括催化剂的制备,催化剂的性能评价和催化剂的表征等3大部分。采用工业最常用的浸渍法制备含有不同助剂的Ni/X/γ-Al2O3（X为Co,Fe,MgO,CeO2）催化剂,以甲烷-二氧化碳重整反应评价其催化性能,并采用XRD、H2-TPR、BET和TG对催化剂的微观结构进行表征。结合催化剂的性能评价结果和表征结果,探讨不同助剂对镍基催化剂性能的改善效果及机制。通过开设该实验,可以让学生了解化工学科的前沿知识以及现代分析技术的基本原理和用途,掌握专业的实验操作、数据处理和谱图绘制方法,提高学生的专业素养和综合能力。     

缺陷金属有机骨架的制备及其去除水中污染物的研究进展

在避免母体结构坍塌的前提下,通过缺陷工程对金属有机骨架(MOFs)进行处理可有效提升其去除水体污染物的性能。目前,通过调整合成条件(温度、金属/配体比例等)、添加调制剂、热处理和金属节点取代等方式可制备缺陷MOFs。粉末X射线衍射(PXRD)、比表面积分析、热重-差热分析(TGA-DSC)、电子顺磁共振(EPR)、X射线光电子能谱(XPS)、高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM)、球差校正透射电镜(AC-TEM)和X射线吸收光谱(XAS)表征技术可证实MOFs中缺陷的特征。相比原始MOFs,从光催化等高级氧化的角度来看,构造缺陷型MOFs可促进电子转移、减小带隙以提升其高级氧化降解去除污染物的性能。此外,缺陷型MOFs还可为污染物提供更多吸附位点,进一步提升吸附剂的吸附容量和吸附速率。本文系统总结缺陷MOFs的制备方法、现有常见表征技术及其在水处理领域中的应用。同时,本文还根据缺陷MOFs用于去除水中污染物的研究现状对其今后发展予以展望。     

工业废水中微量铜（Ⅱ）和氰化物的流动注射光度分析

采用ＦＩＡ技术，以光度比色法为基础，建立了工业废水中微量Ｃｕ＾２＋和ＣＮ＾－的顺序自动分析方法和装置。其对二种离子的测定频率为６０样／ｈ，相对标准偏差＜１．０％，工作曲线的ｒ值≥０．９９９，各项分析技术指标均优于手工法操作。     

气相色谱-电子捕获检测法和气相色谱-质谱法同时测定鱼体内19种有机氯农药

建立了气相色谱-电子捕获检测(GC-ECD)法同时测定,及气相色谱-离子阱-多级质谱(GC-IT-MS/MS)法定量确证鱼体中19种有机氯农药(OCPs)残留的检测方法。目标物采用浸渍-振荡法提取,固相萃取(SPE)(脂肪含量≤1.0%)和凝胶色谱(GPC)净化,浓缩,定容后上机测定。草鱼肌肉空白组织中目标化合物的添加浓度为2.0、5.0μg/kg时,GC-ECD法与GC-IT-MS/MS法的回收率分别为72.8%～96%和78.8%～106%,相对标准偏差分别为2.1%～14.9%和4.8%～11%。定量限(S/N=10)分别为0.07～1.44μg/kg和0.10～4.27μg/kg。本方法已成功应用于长江圆口铜鱼体中多种OCPs残留的同时测定。     

反相高效液相色谱法同时测定化妆品中的9种糖皮质激素

建立了化妆品中9种糖皮质激素的反相高效液相(RP-HPLC)测定方法.采用酸化甲醇振荡提取,HLB固相萃取小柱净化,HPLC分离测定.在定量范围内均呈良好的线性关系(r≥0.999);回收率为85.0%～99.5%,相对标准偏差小于5.8%,检出限(LOD) (S/N≥3)为1.0 ng,定量限(LOQ) (S/N≥10)为2.0 ng.该法可用于化妆品中泼尼松龙、氢化可的松、可的松、甲基强的松龙、地塞米松、氟米松、倍氯米松、曲安奈德和氟轻松的检测.     

四甲基吡啶卟啉与核酸相互作用的稳态和时间分辨光谱

采用稳态吸收和荧光光谱、圆二色谱和皮秒时间分辨荧光光谱手段, 研究了5,10,15,20-四[4-(N-甲基吡啶)]卟啉(TMPyP4)与腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)和胞嘧啶(C)等4种碱基, 以及相应的核苷、核苷酸和单链DNA的结合能力和光谱学性质. 研究结果发现, 嘌呤与TMPyP4的结合能力比嘧啶的强. 对于某一碱基系列, 结合能力强弱顺序依次为: 碱基~核苷<核苷酸<单链DNA. 时间分辨荧光谱研究发现, 除鸟嘌呤外, 核酸和TMPyP4复合物的荧光动力学均含有快(1~2 ns)和慢(约10 ns)两个衰减过程, 它们分别是由激基复合体和环境极性对激发态TMPyP4分子的影响所致. 单链DNA能诱导TMPyP4产生诱导圆二色信号, 而单分子(碱基、核苷、核苷酸)则无此功能.     

Solvothermal Synthesis and Crystal Structure of a Layered Thioantimonate(Ⅲ) [C_4H_9NH_3]_2Sb_4S_7

An inorganic-organic hybrid thioantimonate(Ⅲ) [CH3(CH2)3NH3]2Sb4S7 1 with layered structure was synthesized by solvothermal method. 1 crystallizes in the triclinic system,space group P1 with a=7.0124(11),b=11.919(2),c=14.879(3),α=108.791(3),β=102.441(3),γ=92.846(2)o,V=1140.1(3)3,Mr=859.71,Z=2,Dc=2.504 g/cm3,μ =5.324 mm-1,F(000)=804,S=1.013,the final R=0.0297 and wR=0.0618 for 3534 observed reflections with I > 2σ(I). 1 consists of [C4H9NH3]+ cations and two-dimensional [Sb4S7]n2n- anion which is composed of three SbS3 trigonal pyramids and one SbS4 unit joined by sharing common corners. The anionic layers are stacked perpendicularly to the c axis of the unit cell forming two-dimensional channels between the layers. The [C4H9NH3]+ cations interdigitate in a bilayer and reside in the 2D channels leading to a sandwich-like arrangement of the anion and cations.     

Thermochromatium tepidum外周捕光天线蛋白LH2在脂质体及表面活性剂胶束中的光谱性质

采用动态光散射、透射电子显微镜、紫外-可见吸收光谱和拉曼光谱对比研究了处于表面活性剂胶束和脂质体磷脂双分子层中的Thermochromatium(Tch.)tepidum LH2的光谱响应.结果表明,与在表面活性剂胶束中相比,双分子层脂膜中LH2的Spirilloxanthin(一种含有13个共轭双键的类胡萝卜素)构象有明显差异;表面活性剂及磷脂分子端基的荷电状态对B850-Qy吸收谱有显著影响;Ca2+结合导致B850 Qy吸收谱带红移和增色,而H+结合则使该吸收谱带蓝移和减色.对LH2脱辅基蛋白氨基酸序列的分析结果表明,Ca2+和H+的结合位点可能位于α脱辅基蛋白的C-端一侧.B850 Qy吸收谱带对Ca2+和H+的响应特性可能与Tch.tepidum适应其生存环境的能力有关.