氯化原位接枝过程与聚合物高性能化

氯化原位接枝过程是一种基于自由基反应的改性聚合物新方法,经该方法改性的聚合物性能显著改变,充分展现了弱影响、强响应的特征。本文简述了氯化原位接枝反应过程、机理,剖析了氯化原位接枝产物的结构特征,并对各类接枝共聚产物结构与性能关系进行了归纳和总结。详细介绍了各类接枝产物的不同用途,例如用于热塑性弹性体、木板粘合剂、增韧改性剂、成膜涂料等。最后对氯化原位接枝过程更广泛的应用及今后的发展趋势进行了展望。     

基于PbI2的有机-无机杂化化合物的合成和晶体结构

合成得到了2个新的有机-无机杂化化合物{（4-CH₃-Bz-4-Ph-Py）[PbI₃]}_n（1）（其中4-CH₃-Bz-4-Ph-Py是4-甲基苄基-4-苯基吡啶阳离子）和{（4-CF₃-Bz-4-Ph-Py）[PbI₃]}_n（2）（其中4-CF₃-Bz-4-Ph-Py是4-三氟甲基苄基-4-苯基吡啶阳离子）。对化合物1和2进行了元素分析、粉末X射线衍射等表征,并利用X射线单晶衍射测定了它们的单晶结构。化合物1属于正交晶系,P2₁2₁2空间群;化合物2与1同构。结构研究表明,化合物1和2中,铅碘八面体通过共边连接方式,形成[Pb₃I₉]_n三链,有机阳离子填充在无机碘化铅链空隙中。     

金属氯化物-苯并噻唑有机-无机杂化化合物的合成、表征及荧光性质

金属卤化物MCl₂（M=Pb²⁺,Cd²⁺,Co²⁺）分别与苯并噻唑（btz）在浓盐酸中、80 ℃下反应,合成了3种有机-无机杂化化合物：（btzH）[（PbCl₃）] （1）,（btzH）₂[CdCl₄]·2H₂O （2）和（btzH）₂[CoCl₄]·2H₂O （3）,其中化合物2和3结构相似。对化合物1~3进行了粉末衍射、红外和紫外光谱、元素分析、热重分析以及X射线单晶衍射表征。荧光测试发现：化合物1~3在393 nm处有发射峰,该荧光来源于苯并噻唑环中电子的π…π跃迁。     

无粘结剂ZSM-11催化剂上异丁烯直接胺化生成叔丁胺

叔丁胺是一种重要的化工原料和中间体,广泛应用于制备橡胶促进剂、医药、农药和着色剂等下游产品.异丁烯在分子筛催化剂上直接胺化生产叔丁胺是一个经济环保过程,其中ZSM-5和BEA分子筛的催化性能优于其它系列分子筛.ZSM-11与ZSM-5分子筛具有相似的孔道结构,我们以前的实验结果表明,与ZSM-5相比,ZSM-11表现出更优越的芳构化反应性能,在干气中乙烯低温芳构化方面也有明显优势.在此基础上,我们进行无粘结剂ZSM-11分子筛催化剂合成,并应用于异丁烯直接胺化生产叔丁胺反应.传统水热技术合成的分子筛通常为粉末,机械强度不能达到实际应用的要求,在工业化过程中分子筛粉末一般需要加入粘结剂成型使其具备一定的机械强度和形状,但是粘结剂会降低分子筛催化剂的活性和选择性,有可能会引发一些副反应,因此无粘结剂分子筛催化剂引起人们广泛关注.无粘结剂分子筛是指分子筛颗粒中不含惰性粘结剂或只含有少量粘结剂,主要依靠分子筛晶粒间的相互作用支撑存在,具有一定形状、尺寸和机械强度的催化材料.无粘结剂分子筛催化剂中分子筛含量较高,可利用的有效表面积较大,在离子交换及工业催化等方面具有明显优势.本文采用水热合成的ZSM-11分子筛原粉与二氧化硅机械混合(ZSM-11/SiO2=70/30)挤条后,通过气固相合成法制备了无粘结剂ZSM-11分子筛催化剂(Cat-C).作为对比,还分别制备了ZSM-11和SiO2机械混合(ZSM-11/SiO2=70/30)样品HZSM-11+SiO2及ZSM-11和氧化铝机械混合(ZSM-11/Al2O3=70/30)样品HZSM-11+Al2O3.利用X射线衍射、透射电镜、NH3程序升温脱附和吸附吡啶红外光谱等对分子筛催化剂的物理化学性能进行了表征.同时,以这些分子筛样品为催化剂,在固定床反应装置上进行了异丁烯胺化反应评价,反应条件为270℃,5.0 MPa,氨烯比为4和异丁烯空速0.5 h?1.结果表明,与HZSM-11+SiO2和HZSM-11+Al2O3相比,Cat-C上叔丁胺生成速率最高.关联催化剂物化性能和反应性能发现,催化剂孔道结构与叔丁胺生成并不存在明显的关联性,而较多的Br?nsted酸和较少的Lewis酸才是Cat-C具有良好反应性能的主要原因.具有一定机械强度的无粘结剂ZSM-11分子筛催化剂制备简单,在异丁烯直接胺化过程中叔丁胺生成速率高,具有很好的工业化应用前景.     

在FTO导电玻璃上电化学沉积高效可见光光电化学分解水Cu2O/g-C3N4异质结膜

近几十年来,光电化学分解水制氢作为一种洁净的、能持续利用太阳能的技术受到极大关注.在众多光催化材料中,p型半导体氧化亚铜(Cu2O)被认为是最有前途的可见光光电分解水材料之一.理论上,它的光能转换为氢能的效率可达到18.7%.然而,目前所报道的Cu2O光转换效率远远低于此值;同时,纯Cu2O在光照条件下的稳定性较差.研究表明,Cu2O与其它半导体复合可以增强其光电转换效率和提高稳定性.如Cu2O和能带匹配的石墨相氮化碳(g-C3N4)复合后,光催化性能和稳定性都有较大提高.但目前所报道的Cu2O/g-C3N4复合物几乎都是粉末状催化剂,不便于回收和重复使用.本文首先采用电化学方法在FTO导电玻璃上沉积Cu2O薄膜,采用溶胶凝胶法制备g-C3N4纳米颗粒材料,然后采用电化学法在Cu2O薄膜表面沉积一层g-C3N4纳米颗粒,得到了Cu2O/g-C3N4异质结膜.分别利用X射线粉末衍射(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)和光电化学分解水实验分析了Cu2O/g-C3N4异质结的组成结构、表面形貌、光吸收性能及催化剂活性和稳定性.XRD和HRTEM表征显示,本文成功合成了Cu2O/g-C3N4异质结材料,SEM图表明g-C3N4纳米颗粒在Cu2O表面分布均匀,大小均一.可见光光电化学分解水结果显示,异质结薄膜的光电化学性能比纯的Cu2O和g-C3N4薄膜材料有极大提高.当在Cu2O表面沉积g-C3N4的时间为15 s时,得到样品Cu2O/g-C3N4-15异质结膜,其在–0.4 V和可见光照射条件下,光电流密度达到了–1.38 mA/cm2,分别是纯Cu2O和g-C3N4薄膜材料的19.7和6.3倍.产氢速率也达到了0.48 mL h–1 cm–2,且产氢和产氧的速率之比约为2,说明此异质结材料在可见光作用下能全分解水.经过三次循环实验,光电化学分解水的效率仅降低10.8%,表明该材料具有良好的稳定性.根据UV-Vis表征和光电化学性能对比,Cu2O/g-C3N4-15的光电性能最好,但其光吸收性能并不是最好,说明光电化学性能与光吸收不是成正比关系,主要是由于Cu2O和g-C3N4两个半导体相互起到了协同作用.机理分析表明,Cu2O/g-C3N4异质结薄膜在光照下,由于两者能带匹配,Cu2O的光生电子从其导带转移到g-C3N4的导带上,g-C3N4价带上的空隙转移到Cu2O的价带上,从而降低了光生电子和空隙的复合,提高了其光催化性能.由于g-C3N4的导带位置高于H2O(或H+)还原为H2的电势,Cu2O的价带位置低于H2O(或OH–)还原为O2的电势,所以在外加–0.4 V偏压和可见光照射条件下,Cu2O/g-C3N4能全分解水,光生载流子越多,光电化学分解水的速率越大.综上所述,在Cu2O薄膜上沉积g-C3N4后得到的异质结薄膜具有高效的光能转换为氢能性能.     

无机化学教学中过程化考核的实践

通过精心设计和实施课中提问、课后作业、单元练习和分组讨论(包括通过微信)等一系列过程化考核措施,即时掌握学生对知识的认识状态,及时调整教学进度,改进教学方法;学生在参与大量的过程化考核过程中也逐渐学会了大学化学的学习方法,并能掌握知识的精髓。     

气相色谱-串联质谱检测烟草中15种苯氧羧酸类除草剂残留

建立了气相色谱-串联质谱技术对烟草中15种苯氧羧酸类除草剂农药残留量的分析方法。样品采用乙腈提取、Carbon TPT固相萃取柱净化、三甲基硅烷化重氮甲烷衍生化,采用气相色谱-串联质谱对15种苯氧羧酸类除草剂进行测定,通过保留时间、选择离子及相对丰度定性,外标法定量。结果表明,15种苯氧羧酸类除草剂在20~1 000μg/L浓度范围内均呈良好线性关系,相关系数大于0.992,检出限为0.9~3.3μg/kg,定量下限为3.2~10.8μg/kg。在20,100,200μg/kg 3个加标水平下的平均回收率为71.5%~105.6%,相对标准偏差(RSD)为4.5%~14.9%。该方法简便、快速、灵敏,适用于烟草中15种苯氧羧酸类除草剂的同时检测。     

混合碱处理制备微介孔催化剂及其噻吩烷基化催化性能

以SiO_2/Al2O3物质的量比为50的H-ZSM-5分子筛为母体,分别采用Na_2CO_3溶液处理后加入TPAOH溶液进行二次晶化法以及Na_2CO_3/TPAOH混合溶液同时处理法,制备了微孔-介孔多级孔HZSM-5催化剂,对其噻吩烷基化反应催化性能进行了研究。结果表明,采用4 mol/L的Na_2CO_3溶液处理后的催化剂在TPAOH溶液中发生了二次晶化;当TPAOH溶液浓度为0.3 mol/L、晶化温度为170℃、晶化时间为24 h时,得到的HZ(CO_2-3-TPA+,0.3-24-170)催化剂具有适宜的孔径和酸性,其噻吩烷基化转化率最高(99.1%)。而Na_2CO_3/TPAOH同时处理HZSM-5分子筛所得的催化剂,由于生成大量SiO_2堵塞了孔道,覆盖了催化剂表面,降低了催化剂的平均孔径和酸性,不适合噻吩烷基化反应。     

极长与极短的铜铜距离-吡唑环三核亚铜配合物亲铜作用本质及发光调控

本文结合近年来亲金属作用研究领域的进展,针对本课题组在环三核亚铜配合物方面的最新研究成果,讨论了两个铜(I)–铜(I)作用相差悬殊的体系。一是通过构筑具有环三核单元的三棱柱笼状配合物,确认在正堆积模式下即使环三核单元之间亲铜作用极弱依然可以在磷光发射态中产生强亲铜作用,且通过配体的预留配位点与Cu_2I_2簇连结从而得到自校准大范围发光温度计;二是通过与亲铜作用正交的Br―Br卤键,实现环三核亚铜配合物前所未有的极短铜(I)–铜(I)距离,通过各种电子结构分析方法研究其本质。结果表明即使当铜(I)–铜(I)距离很接近铜的范德华半径和时,其本质依然为闭壳层作用,而Br―Br作用总为闭壳层作用,且该体系中最强的Br―Br作用很好地体现出一个Br原子的σ穴和另一个Br原子的负静电势区域的匹配性。     

纳米SiO2/十二烷基氨基丙酸钠协同稳定的pH响应性Pickering乳状液

用纳米SiO₂颗粒与微量氨基酸型两性表面活性剂十二烷基氨基丙酸钠作复合乳化剂, 以正癸烷为油相, 制备了pH响应性O/W型Pickering乳状液. 室温下该乳状液在pH≤4.0 时稳定, 在pH≥6.0时不稳定, 因此, 可以通过改变水相的pH值使乳状液在稳定和破乳之间多次循环. 在酸性水介质中, 氨基酸型两性表面活性剂分子呈阳离子状态, 可通过静电作用吸附到带负电荷的SiO₂颗粒表面, 产生原位疏水化作用, 使其转变为表面活性颗粒; 而在中性和碱性水介质中, 氨基酸型两性表面活性剂呈两性或阴离子状态, 不能产生原位疏水化作用, 因而导致乳状液破乳. 相关作用机理通过吸附量、 Zeta电位及接触角等实验数据得以论证. 该刺激-响应性Pickering乳状液在乳液聚合、 油品输送以及燃料生产等领域具有重要的应用价值.