PEO-LiC104-SiO2-SCA体系电化学性能研究

选用硅烷偶联剂(SCA)对聚环氧乙烯(PEO)基固态聚合物电解质体系进行改性.通过XRD,DSC,SEM,FTIR,EIS 和拉伸性能测试等方法对材料进行了表征,考察了SCA对电解质电化学性能和力学性能的影响;对SCA的作用进行了分析.结果显示,SCA的加入显著降低了体系的结晶度,材料的电化学性能和力学性能得到了明显的改善.PEOB-LiC1Oa-5%SiO2-SCA体系室温电导率达到9.0×10-4S/cm,屈服强度达到2.04MPa(25℃).同时,SCA使电解质膜表面变得更为光滑、致密,这有利于降低与电极片间的接触阻抗.     

柔性不锈钢基底上一维TiO_2纳米线薄膜的制备及表征

采用直流磁控溅射的方法在柔性不锈钢基底(50μm)上沉积纯钛薄膜,后在NaOH碱溶液中经水热法制备了非钛基大长径比的一维TiO2纳米线薄膜,并通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)以及光电化学的方法对不锈钢基一维TiO2纳米线薄膜进行了表征.结果表明,纯钛薄膜的致密度、结晶性能以及与基底的结合强度均随衬底温度的升高而加强;在10mol·L-1NaOH浓度下,生长一维TiO2纳米线结构的适宜温度为130-150℃;TiO2纳米线长度达到几个微米,直径在10-30nm之间,并且相互交叉生长,构成一个三维网络结构.此外,在Na2SO4溶液中对TiO2纳米线薄膜进行了线性扫描和瞬态光电流测试,结果表明,一维TiO2纳米线薄膜电极较TiO2纳米颗粒电极表现出更优异的光电化学性能.这种磁控溅射与水热反应相结合的方法,为非钛异质基底上制备一维TiO2纳米线薄膜提供了新的思路.     

基于二聚体单元的柠檬酸铋结构体系

作为最重的非放射性金属元素, 铋的高抗菌活性和低伴生毒性使得它在中世纪就被广泛应用于临床医疗. 其中, 柠檬酸铋类化合物对幽门螺杆菌感染具有非常高的疗效而被广泛用作治疗消化系统溃疡的临床药物. 因此, 柠檬酸铋类化合物的结构一直是人们研究的重点, 尤其是在酸性条件下(胃中酸度大约是pH 3)的结构分析能够更加准确地反映此类化合物的结构和药理作用之间的联系. 我们合成了四种柠檬酸铋型的配合物((H₂en)[Bi₂(cit)₂(H₂O)_4/3]·(H₂O)_x (1)、(H₂en)₃[Bi₂(cit)₂Cl₄]·(H₂O)_x (2)、(Hpy)₂[Bi₂(cit)₂(H₂O)_8/5]·(H₂O)_x (3) 和 (H₂en)[Bi₂(cit)₂]·(H₂O)_x (4)). 它们的晶体结构揭示了柠檬酸铋二聚体单元([Bi(cit)₂Bi]^2-)是此类化合物结构体系的构成基础. 配合物1, 2, 3和4分别包含三种、一种、五种和一种类型的 [Bi(cit)₂Bi]^2-单元. 配合物1, 3和4通过柠檬酸铋二聚体单元在三维方向的交叉链接, 形成了三维网状框架结构, 而在配合物2中, 由于低配位数的氯离子取代了桥联柠檬酸根离子, 所以只形成了一种二维的层状聚合结构. 在柠檬酸铋类配合物中, 柠檬酸铋组成网状框架所产生的负电荷必须由阳离子平衡. 吡啶离子([C₅H₆N]⁺)和乙二胺离子([H₃NCH₂CH₂NH₃]²⁺)分别在配合物1~4中起着平衡电荷的作用. 这种柠檬酸铋类配合物的共性使得小分子和离子通过扩散作用或者静电引力进入化合物的网状框架成为可能. 同时, 柠檬酸铋骨架的自身组装和形成网状结构的空腔大小也受一些因素的影响. 例如, 引入分子的离子化程度和大小、溶液酸度, 以及配合物晶体生长时间. 基于配合物1的晶体结构, 我们模拟了临床药物雷尼替丁柠檬酸铋钾(RBC)的结构, 发现雷尼替丁分子可以插入到柠檬酸铋网状结构形成的空腔中, 并与柠檬酸根及配位水分子形成氢键. 电喷雾质谱可以用来分析溶液中铋类化合物的组成. 因此, 通过对低pH值下的氨水-Bi(cit), 乙二胺- Bi(cit), 吡啶-Bi(cit)和雷尼替丁-Bi(cit)溶液的ESI-MS和MS/MS谱图分析, 我们观测到柠檬酸铋四聚体([Bi₄(cit)₄·5H]⁺)、三聚体([Bi₃(cit)₃·4H]⁺)和二聚体([Bi₂(cit)₂·3H]⁺)的信号, 并且它们在溶液中的丰度成逐渐递增趋势. 同时, 由于在中性水溶液中观测不到m/z 2000以内的信号, 说明柠檬酸铋化合物在中性水溶液中不会降解, 而在酸性水溶液中会逐步降解成二聚体单元. 综合晶体结构数据和电喷雾质谱分析, 我们认为柠檬酸铋类药物在胃中有可能先形成三维网状结构覆盖在溃疡的表面, 然后再在胃酸的作用下降解为二维结构直至二聚体单元. 同时, 由于柠檬酸铋的低毒性及可以形成带负电荷的多孔状聚合物, 因此可以作为一种药物载体, 运输有效药物成分到相关的生物标靶分子.     

基于含咪唑基三角架配体和苯四酸的三个配位聚合物的合成、晶体结构和性质

利用刚性含咪唑基三脚架配体1,3,5-三咪唑基苯(tib)和不同的苯二酸与金属盐反应, 得到一系列具有有趣拓扑结构的配位聚合物, 二酸配体、抗衡阴离子等对结构有很大影响. 将1,2,4,5-苯四酸(H₄btec)引入到反应体系, 研究了与不同金属氯化物的反应, 考察了中心金属配位构型等对配合物结构的影响. 分别将NiCl₂·6H₂O、CoCl₂·6H₂O、ZnCl₂与tib、H₄btec、NaOH混合后在水热条件下反应, 得到了三个新的配位聚合物[Ni₂(tib)₂(btec)]·2H₂O (1), [Co₂(tib)₂(btec)]·2H₂O (2), [Zn₄(tib)₂(btec)Cl₄]·2H₂O (3). 通过元素分析、红外光谱和单晶结构解析等手段对配合物进行了表征. 化合物1和2具有相同的结构. 在1中, 中心金属Ni(II)采用变形八面体配位构型. 每个btec^4-配体连接四个Ni(II)形成无限延伸的一维链状结构, 而每个tib连接三个Ni(II)形成具有典型63-hcb拓扑结构的二维层状结构. 二维层在空间上通过btec^4-连接形成最终的层柱状三维结构. 我们对化合物1进行了拓扑分析. 每个Ni(II)链接三个tib和两个btec^4-, Ni(II)可以看成是一个五节点. 每个tib和btec^4-可以分别被简化成三节点和四节点. 化合物1是一个具有 (3,4,5)-三节点的三维网络结构, 它的Schläfli符号为(4·6³·8⁶)₂(4²·8⁴)(6³)₂. 进一步分析结果显示, 化合物1中有由两个btec^4-、两个Ni(II)和两个tib形成的大环与二维63-hcb层中的大环互相贯穿, 没有交点, 是少有报道的具有自贯穿结构特征的配位聚合物. 化合物3与1, 2的最大区别在于抗衡阴离子Cl^-参与到了3的结构中. 结构单元中两个不同的Zn(II)原子(Zn1和Zn2)均采用变形四面体配位构型. 每个btec^4-连接六个Zn(II)原子形成一维链状结构. Zn-btec一维链 在空间上沿着两个互相垂直的方向无限延伸. 另外, 每个tib连接三个Zn(II)原子并通过[Zn₂(COO)₂]双核单元连接形成一维链. 这些链互相连接形成最终的三维结构. 如果将双核单元、Zn2、tib、btec^4-分别看做4-、3-、4-、3-节点, 拓扑分析结果表明化合物3是一个具有(3,4)-节点的三维网络, 它的Schl?fli符号为(4·8²)₂(8⁴·10·12). 热重分析结果表明化合物1~3都有较高的热稳定性. 另外, 化合物3是含d10金属化合物, 荧光测试结果显示3在408 nm处有荧光发射, 可归结于配体内部π-π^*电子跃迁, 因为单独的tib在405 nm处有荧光发射. 在1和2中, Ni(II)和Co(II)都采用六配位八面体配位构型, 而在3中Zn(II)采用了四配位四面体配位构型. 另外btec^4-不同的配位模式导致在1~3中不同M-btec(中心金属)链的形成. tib与中心金属离子在1和2中形成二维层, 而在3中形成一维链. 通过化合物1~3的结构比较, 可以看到中心金属配位构型和羧基配体配位模式对配合物结构有很大的影响.     

溶胶凝胶法制备光催化薄膜材料及其性能表征

采用溶胶凝胶法制备TiO2胶体,再采用旋涂法在玻璃基体上负载得到TiO2薄膜,并对制备的TiO2结构进行表征,以2,4二-氯苯酚为探针,考察薄膜的光催化性能。通过实验,学生基本了解溶胶-凝胶法的原理、薄膜的制备方法、光催化剂的性能表征,可以作为开放性实验。     

锥光干涉法表征偶氮苯侧链液晶聚合物的光致取向

采用偏光显微镜在平行光和锥光条件下对液晶聚合物膜内分子的取向排列状态进行了研究,不同取向状态的膜由线偏振光或圆偏振光照射偶氮苯侧链液晶聚合物得到。结果表明,液晶聚合物膜采用线偏振光照射时,偶氮苯介晶基元沿面排列,形成单相畴面内取向态。该取向态的锥光干涉图为位于视场中心的粗黑十字,旋转载物台小于10°,该干涉图即完全退出...     

含二氦杂萘酮结构全芳香杂环聚合物的研究进展

高性能高分子材料在高温下仍保持优异的综合性能,是航空航天、电子电气、高速轨道交通等重要高技术领域不可或缺的材料。在不牺牲耐热性能的前提下改善高性能聚合物的加工性能一直是国内外研究的热点。含二氮杂萘酮结构高性能聚合物是高性能高分子材料的新成员。本文主要综述了含二氮杂萘酮结构的聚芳醚（包括聚芳醚砜酮系列、聚芳醚腈砜酮系列、...     

高灵敏共轭聚合物化学传感器

金属离子和化学小分子的检测在人类健康、环境污染以及食品安全等领域具有重要意义,科学工作者们已经在设计、发展高灵敏化学传感器方面进行了大量研究。在过去的几十年里,共轭聚合物由于其卓越的光电性质,引起了人们极大的关注,并取得了众多革命性科技进展。最近,利用共轭聚合物的荧光信号放大机制,人们设计、发展了一系列新型的化学和生物传感体系。共轭聚合物的信号传感机制包括电子转移,荧光共振能量转移以及共轭聚合物聚集或构象改变。本文主要介绍我们实验室在利用共轭聚合物实现金属离子和化学小分子荧光检测方面取得的进展,并对未来发展方向与面临的挑战进行了讨论。     

分子印迹水相分离技术及其在分析化学中的应用

分子印迹分离技术通过模拟抗体-抗原相互作用原理,专一地与目标分子互补性结合,从而将目标分子与杂质分离,是一种非常具有发展前景的分离技术。传统的分子印迹技术通常是在有机相中制备对印迹分子具有选择性的印迹聚合物,然而分子印迹技术的实际应用环境大多是水相体系。近年来,分子印迹水相分离技术受到了科学工作者的广泛关注。本文分别从以下几个方面总结了分子印迹水相分离技术的最新研究进展:水相中分子印迹聚合物的设计原理与合成方法;印迹聚合物在水相中的作用机制;印迹水相分离技术在分析化学中的应用。最后讨论了该项技术现存的问题,并对其未来发展进行了展望。     

琥乙红霉素分子印迹聚合物微球的制备及表征

以琥乙红霉素为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,采用悬浮聚合法制备得到了平均粒径约为60μm的琥乙红霉素分子印迹聚合物微球(MIPs),并用扫描电镜对其表面形貌进行了表征。考察了琥乙红霉素分子印迹聚合物的印迹效果,研究了琥乙红霉素分子印迹聚合物的动力学吸附特性。比较了MIPs对琥乙红霉素及其它3种抗生素的吸附情况。结果表明,制备得到的琥乙红霉素分子印迹聚合物微球对琥乙红霉素具有最好的吸附能力,显示出MIPs具有高的选择性。