纳米碳管的分叉结构

应用催化剂热解碳氢气及热丝CVD两种不同的方法制备了含有分叉结构的纳米碳管,并用透射电镜考察了分叉碳管的形貌及微结构特征.结果表明：分叉结构的形态与制备方法有关,前者沿生长方向的呈规则节突状分布,而后者的分支碳管与未分支的形态类同.纳米碳管分叉结构的形成可能与制备条件的扰动有关,并因此改变其输运特性. 关键词：     

弱碱柔能克刚:动力学去质子官能化反应

碳氢键的去质子官能化反应是碳碳键构建最常用的方法,是一种重要的碳氢键活化方式.近年来,碱催化碳碳键形成反应在含弱酸性碳氢键化合物作为亲核试剂的底物拓展方面取得了重要进展.强碱性试剂或催化剂是实现这些弱酸性碳氢键官能化反应的关键.根据酸碱平衡理论,相对较强的碱才能够对弱酸性碳氢键发生去质子化反应,形成较大浓度的碳负离子中间体,进而发生亲核反应.相对较弱的碱不足以对弱酸性碳氢键进行去质子化反应,然而尽管碳负离子中间体可能浓度很低,但应该仍然存在于反应体系中.如果可以选择性地进行热力学有利的化学转化,碳负离子中间体的浓度将会下降并引起去质子化平衡的重新构建.结合碳负离子中间体不可逆的转化和去质子平衡的重新构建,弱酸性碳氢键就可以在弱碱条件下实现缓慢却持续不断的去质子官能化反应.为区别于强碱条件下、通过热力学稳定碳负离子中间体的传统碳氢键去质子官能化反应,我们将这种在弱碱条件下、通过热力学不利的碳负离子中间体转化和酸碱平衡重新构建实现的弱酸性碳氢键的官能化反应称为动力学去质子官能化反应.本文总结了碳氢键去质子官能化反应研究现状和本研究团队近年来在弱碱条件下的动力学去质子官能化反应研究进展.     

Co@N-石墨烯/C催化甲苯衍生物氧化胺化研究

核壳结构纳米催化剂的发展一直备受化学家的关注.我们通过热解碳担载乙酸钴和1,10-菲哕啉复合物制备出具有核壳结构的氮掺杂石墨烯包裹钴催化剂,并对其进行了系统的表征和催化性能研究.研究发现,该催化剂在TBHP和H2共存的条件下,在催化硝基苯和甲苯的选择性还原-氧化胺化合成N-烷基化胺反应中展现出较好的催化性能和良好的官能团耐受性.透射电镜表征表明氧化钴纳米颗粒被厚度约1.12～1.87 nm的含氮石墨烯壳包裹.X射线光电子能谱表征发现壳层中的石墨烯氮和作为核的氧化钴纳米颗粒间具有较明显的相互作用.我们对催化体系的普适性以及反应机理也进行了较为系统的研究.     

碘量紫外分光光度法测定碳氢燃料过氧化值

建立测定碳氢燃料过氧化值的碘量紫外分光光度法。样品溶于乙醇中，加入0.50 mL冰乙酸，用饱和碘化钾-乙醇溶液定容至10 mL，避光显色90 min，过氧化物在酸性条件下与碘化钾反应生成黄色的I₃^-，在360 nm处测定吸光度，计算过氧化氢的含量。过氧化氢的质量浓度在0.106 1～1.061μg/mL范围内与吸光度线性关系良好，相关系数为0.999 8，方法检出限为0.015μg/mL。样品加标回收率为97.3%～103.6%，测定结果的相对标准偏差小于5%(n=6)。该法适用于测定碳氢燃料的过氧化值。     

多相 MnOx氮掺杂碳材料催化氮杂环侧链 Csp3-H的氧化反应

sp3杂化的碳氢键氧化成酮是有机合成中一个重要方法.相应的酮产物被广泛应用在医药和天然产物合成中.目前已经开发出多种衍生于含 N杂环酮的药物化合物和具有生物活性的天然产物,例如阿普米定、苯吡胺、氯苯吡胺、曲普利啶、多西拉敏等.传统的含 N杂环侧链氧化生成酮的方法使用化学计量的强氧化剂(如高锰酸钾),不可避免地产生众多的副产物.近年来,均相的过渡金属催化剂被广泛应用于含 N杂环侧链氧化生成酮的反应中.但是 N杂环和过渡金属配位导致催化剂失活,选择性降低.金属的残留也使后处理过程变得繁琐.均相催化剂还存在难以回收利用的缺点.使用多相催化剂可以解决上述问题,因而具有重大的研究意义.目前为止,还很少有文献报道多相催化剂催化含 N杂环侧链氧化生成酮的方法.本文使用硝酸锰和菲啰啉的络合物在氮气氛围中高温焙烧,制备了一系列新型 MnOx-N@C材料.首次应用于 C–H氧化成酮的领域中.以2-苄基吡啶为模板底物,使用叔丁基过氧化氢为氧化剂,我们研究了 MnOx-N@C材料的催化活性.研究发现,在600oC焙烧得到的 MnOx-N@C材料具有最高的催化活性.实验得到最佳的反应条件：0.5 mmol底物,3当量的叔丁基过氧化氢,1 mg MnOx-N@C (600oC)材料. ICP结果表明,1 mg MnOx-N@C (600oC)材料中含有的锰相对于0.5 mmol底物的摩尔分数为0.79 mol%,说明该材料具有很高的催化活性.我们进一步研究了 MnOx-N@C (600oC)材料适用的底物范围,发现它可以催化2,3-环戊烯并吡啶类化合物、苄基吡啶类化合物发生氧化反应生成相应的酮;当反应底物中存在其他可以被氧化的碳氢键时,该材料表现出很高的选择性,可见其具有广泛的底物范围和优异的选择性.对于克级以上规模的底物量, MnOx-N@C仍能表现出很高的催化活性,表明其在有机合成中具有很好的实用性;连续使用6次后,该催化剂依然表现出很高的催化活性.表征结果表明, MnOx-N@C (600oC)材料中 MnOx粒子大小为1.71–6.56 nm;样品中存在 C–N, C=N和吡咯型的 N; Mn的化学态有+2,+3和+4.     

芳烃间/对位选择性碳氢硼化反应研究进展

有机硼化物是实现分子多样性的重要砌块,通过碳氢硼化将碳氢化合物转化为有机硼化物的策略非常具有吸引力.其中铱催化的碳氢硼化取得了重大进展.由于取代芳烃通常含有邻位、间位和对位的碳氢键,因此区域选择控制一直是芳香族碳氢硼化的一个长期挑战.在过去十年中,邻位选择性碳氢硼化取得了重大进展,而间位和对位选择性依然具有挑战性.这篇综述旨在对铱催化的间/对选择性芳香族碳氢硼化反应提供一份详尽的总结,从导向和非导向碳氢硼化两个角度进行梳理.     

单壁碳纳米管储氢研究

利用Gaussian03程序计算出C-H键的键能是1.88 eV,键长是0.113 nm.已知H-H键能是4.748 eV,键长是0.074 nm.显然,H-H键能大于C-H键的键能,所以在常温常压下碳纳米管储氢时,以物理吸附H_2分子为主,化学形式的C-H键吸附为辅.另外,利用LJ势能函数,计算了H_2分子在碳纳米管中C原子所成的六边形中心正上方、C原子正上方以及相邻两C原子中间正上方时H_2分子与碳纳米管之间的势能.得到无论H_2分子是被吸附到管内或管外,还是被吸附到中间区域或两端区域,都是H_2分子在C原子所成的六边形中心正上方时能量最低.当H_2分子被吸附到碳纳米管中间区域时,管内和管外的H_2分子距管壁的距离分别是0.320 nm和0.309 nm;而当H_2分子被吸附到碳纳米管两端区域时,这两个距离分别是0.324 nm和0.313 nm.     

碳氢与碳氟表面活性剂混合水溶液的胶团与囊泡形成

碳氢与碳氟表面活性剂混合水溶液的胶团与囊泡形成丁慧君，戴群英，张兰辉，赵国玺（北京大学物理化学研究所，北京，１００８７１）关键词囊泡，表面活性剂，胶团形成，负离子结合度，表面活性利用结构简单的表面活性剂代替生物膦脂形成人工囊泡的研究正受到普遍关注［１...     

降低均质压燃发动机碳氢排放的一种新方法

将发动机多维CFD程序KIVA-3V与化学动力学程序CHEMKIN Ⅲ及DETCHEM相耦合,模拟了缝隙区催化燃烧对HCCI发动机排放特性的影响.利用此模型分析了活塞冠侧面催化剂铂涂层对HCCI发动机缸内温度场及HC浓度场的影响,结果表明当活塞冠侧面存在催化剂时,与缸内无催化燃烧相比,HC、CO的排放得到很大程度降低,但Nox的排放将略有升高.     

具有H2引燃的CH4，煤油超声速混合的三维数值研究

用双流体模型和分区算法,气相多组分N－S方程和液相Euler方程分别用迎风TVD格式和NND格式进行数值求解,相间相互作用项方程用二阶Runge-Kutta法求解,并首次对H2引燃的CH4和煤油横向喷射,混合问题进行了数值研究,结果表明：与喷射加碘空气的PLIF结果相比,本文和实验结果符合得很好,对直通道,后面喷嘴的穿透深度大,煤油较气态 穿透深度大,但难以被卷吸到喷嘴前的回流区内,流场出现无煤油区,H2和CH4均可扩散到回流区内,CH4和煤油引燃机理不同,对后台阶直通道,存在两个回流区,H2可扩散到这两个回流区,但CH4只能被卷吸到其喷嘴前的回流区,后台阶直通道增强混合的效果和引燃点火的可靠性更好。