强酸性阳离子交换树脂催化酯化丙烯酸和甲醇合成丙烯酸甲酯的反应动力学

以丙烯酸和甲醇为原料,强酸性阳离子交换树脂Amberlyst-15为催化剂,对苯二酚为阻聚剂,合成丙烯酸甲酯。考察了醇酸摩尔比、催化剂用量和温度对反应过程的影响,在实验范围内,随着温度或者催化剂用量的增加,反应速率加快,丙烯酸的转化率也不断提高。醇酸摩尔比的增加能提高丙烯酸的转化率,反应速率出现先增加后减缓的现象。与此同时,建立该催化酯化反应的Pseudo-Homogeneous(PH)的理想和非理想以及Langmuir-Hinshelwood(LH)反应动力学模型,辨识得到相应反应动力学方程。经比较,采用活度替代物质的量浓度的LH模型的平均相对偏差(MRD)最小,计算值为1.466%,最适合实际反应。     

马来酸酐和丙烯酸改性环氧大豆油基泡沫塑料

利用马来酸酐(MA)和丙烯酸(AA)对环氧大豆油进行双重改性,制得马来酸酐-丙烯酸改性环氧大豆油树脂(MA-AESO),从而在大豆油分子上引入更多的双键和极性基团.MA-AESO与苯乙烯(St)通过自由基共聚合可制得环境友好型泡沫塑料,其机械性能比单独用丙烯酸改性环氧大豆油树脂(AESO)基泡沫塑料有明显的提高,归因于分子链中较大量的双键和极性基团提高了泡沫塑料的交联密度,故而在含有较多植物油成分的情况下达到与传统石油基硬质不饱和聚酯泡沫塑料机械性能相当的目的.实验室模拟土埋实验证明,MA-AESO树脂基泡沫塑料因含有更多的可降解基团,其生物降解性优于AESO树脂基泡沫塑料.     

适用于汽油参比燃料TRF的多环芳香烃生成机理

构造了一个包括287种组分和1569个反应的汽油参比燃料TRF(toluene reference fuel)燃烧过程中多环芳香烃(PAHs)生成机理的详细化学反应动力学模型,引入四种PAH生长路径将多环芳香烃的生成机理发展到芘A4(C20H12)水平,并通过对PAH产率的分析,指出乙炔(C2H2)、丙炔(C3H3)、乙烯基乙炔(C4H4)以及含有奇数碳原子的环戊二烯自由基(C5H5)和茚基(C9H7)等物质对PAHs生成和生长起到重要作用.该机理可以较准确计算基础燃料(PRF)和TRF火焰的着火延迟期、燃烧火焰中小分子(PAH前驱体C2H2、C3H4等)和PAHs的物质浓度.通过与实验数据的比较表明,该机理在不同温度、压力、化学计量比下具有较好的性能.由此分析,该机理对碳烟前驱物PAHs的预测性能是可靠的.     

生物柴油替代混合物化学动力学模型构建及路径分析

以癸酸甲酯(C₁₁H₂₂O₂)和正庚烷(nC₇H₁₆)作为生物柴油替代混合物,通过相对分子质量、低热值以及含氧量与实际生物柴油对比确定两种组分按摩尔比1：1混合,并在此基础上构建了一个由691种组分、3226个基元反应组成的生物柴油替代混合物的化学动力学机理. 在激波管条件下该机理计算的着火延迟与实验数据吻合很好;在发动机条件下该机理计算的缸内压力与实验值吻合很好,CO、未燃碳氢和NOx与实验结果趋势一致.此外,本文还对替代混合物的低温反应动力学过程进行了分析,结果表明癸酸甲酯脱氢产物主要为MD2J和MDMJ. MD2J在低温阶段的主要消耗途径除了加氧之外,还有与正庚烷基(C₇H₁₅-1)第一次加氧产物(C₇H₁₅O₂-3)进行交叉反应;发生分解反应生成MP2D及与氧发生脱氢反应生成MD2D. 另一种主要脱氢产物MDMJ在低温阶段的主要消耗途径为通过同分异构转化为MD2J和MD3J.     

扩散模型和凝聚模型耦合作用下胶体凝聚动力学的Monte Carlo模拟研究

以扩散模型(Ds(γ)=D0×sγ)和凝聚模型(Pij(σ)=P0×(i×j)σ)为基础,对胶体体系随时间的演变、团簇大小分布及其标度关系、团簇的重均大小S(t)的变化规律以及模型对最终分形维数的影响四个角度进行了比较研究,发现扩散指数γ0和凝聚概率指数σ0对胶体的凝聚动力学过程有相似的影响.本文在较宽的γ和σ取值范围内,对胶体的凝聚动力学进行了模拟研究,对慢速凝聚向快速凝聚的转化机理作了定量分析,并进一步分析了在团簇-团簇凝聚(CCA)模型下,得到类似扩散置限凝聚(DLA)模型的凝聚体的物理意义,结果表明:(1)γ0代表了体系中团簇或单粒做"定向运动"而非无规则的布朗运动的情况.这种"定向运动"的推动力可能来自于大团簇产生的强"长程范德华力"、"电场力"等,或来自于体系边界处的外力场的作用.(2)当σ0时,体系成为先快后慢的慢速凝聚,这可能对应大团簇为一排斥中心,即胶体颗粒存在"排斥力场"的现象.(3)证实了团簇的重均大小在凝聚过程的早期按指数规律增长,而后期按幂函数规律增长的实验现象.模拟研究还表明,胶体体系的凝聚动力学过程,在σ0时是一个存在正反馈机制的非线性动力学过程,而在σ0时则体现出负反馈的特征.     

高效液相色谱-串联质谱法测定比格犬血浆中的莫诺苷浓度及其药代动力学

运用高效液相色谱-串联质谱联用技术,建立了简单、快速、灵敏的比格犬灌胃莫诺苷后血药浓度的检测方法。血浆样品采用蛋白质沉淀法处理,以芍药苷作为内标,色谱柱为Inertsil ODS-SP色谱柱(50 mm×2.1 mm,5μm),流动相为水(含1 mmol/L甲酸钠)-乙腈,梯度洗脱,流速0.4 mL/min。采用电喷雾离子源(ESI),正离子多反应监测(MRM)模式。绘制血药浓度-时间曲线,并采用DAS 2.0软件计算药代动力学参数。方法学实验结果表明内源性杂质不干扰莫诺苷和内标的测定,线性范围为2~5 000μg/L(r=0.996 6),定量限为2μg/L。方法精密度、准确度、回收率和基质效应均符合生物样品测定的要求,适合比格犬血浆中莫诺苷浓度的测定,可以应用该方法进行莫诺苷的药代动力学研究。比格犬灌胃莫诺苷3个剂量(5、15、45 mg/kg)后的血药浓度-时间曲线下面积(AUC(0-∞))分别为(1 631.20±238.50)、(3 984.05±750.38)、(10 397.64±3 156.34)μg/L·h,与给药剂量之间呈现良好的线性关系。     

甲醛分子的结构和性质的计算化学研究——介绍一个计算化学实验

介绍一个为化学专业本科生设计的、运用通用量子化学软件Gaussian和GaussView完成的计算化学实验.实验内容包括最基本的构型优化、频率计算和电子结构分析.旨在通过本实验,使学生初步掌握用量子化学计算方法研究分子结构和性质的基本过程,并能在将来的科研工作中学以致用.     

应用理论化学方法预测有机分子的标准摩尔生成焓

介绍一个针对高年级本科生开设的计算化学创新性实验,采用高斯理论计算一系列有机小分子的构型和热化学性质,并通过原子化反应法计算其标准摩尔生成焓.该实验可让学生初步掌握相关计算软件的使用,了解不同计算方法的适用范围,认识理论与实验相结合的实践途径.     

荧光材料GdOCl∶Er~(3+),Yb~(3+)的深红-近红外发光研究

采用高温固相合成法制备了Er3+,Yb3+双掺杂的GdOCl荧光材料,并研究其荧光性能。该双掺杂体系荧光粉吸收紫外光,发出红色(619 nm)和近红外(~979 nm)荧光。在这些荧光材料中,1个Er3+离子可以有效将其能量转移给2个Yb3+离子。通过改变Yb3+掺杂浓度,对比Gd0.998 5-yOCl∶0.0015Er3+,yYb3+中的Er3+的发射光谱和不同检测波长的荧光寿命变化特点,对Er3+-Yb3+发生量子剪裁的能级进行分析和指认,并计算了能量转化效率(η)和量子效率(Q)。正是由于具备这种荧光性能,该荧光材料体系有望在荧光太阳能收集器以及军事和医学的红外显示和探测技术中获得应用。     

含2,6-二(甲基苯并咪唑)吡啶钴、镨配合物的合成、结构、电化学性质和理论计算研究

以2,6-二(甲基苯并咪唑)吡啶和2,2′-联吡啶为配体,合成了一个钴的配合物[Co(mbzimpy)(bipy)Cl]Cl O4·1.3H2O(1)和一个镨的配合物[Pr(mbzimpy)2(NO3)2]Cl O4·2CH3COCH3(2),(mbzimpy=2,6-bis(methylbenzimidazol-2-yl)pyridine,bipy=2,2′-bipyridine)并利用单晶衍射对其结构进行了表征。还对配合物1和2的荧光和电化学性质进行了研究。晶体结构中C-H…O氢键和π-π芳环堆积作用将每个单核分子连接成一个三维的空间结构。配合物1的TD-DFT理论计算的结果表明:实验得到的紫外谱图和理论计算的紫外谱图较好地吻合。通过循环伏安图可以了解金属中心的氧化和还原电子对。在不同偶极矩的溶剂中研究其荧光性能。