柠檬酸溶解废锂离子电池正极材料的研究

探求废锂离子电池正极材料LiMn2O4在柠檬酸溶液中的溶解条件,为废旧电池的进一步回收利用奠定基础。采用单因素与正交实验相结合的方法,对废锂离子电池正极材料LiMn2O4在柠檬酸溶液中的溶解条件进行研究,结果表明,废锂离子电池正极材料LiMn2O4在柠檬酸溶液中适宜的溶解条件为:柠檬酸浓度1.0mol.L-1、溶解温度45℃、H2O2加入量5.0%、料液比60g.L-1,在此条件下正极材料LiMn2O4在柠檬酸溶液中的溶解率达到99.56%。对柠檬酸溶解废锂离子电池正极材料LiMn2O4的机理进行了探讨,认为在加入H2O2之前,尖晶石LiMn2O4中的Mn3+发生歧化反应生成Mn2+以及MnO2,而Mn4+在溶液中水解生成MnO2。MnO2与柠檬酸发生氧化还原反应生成丙酮二羧酸及Mn2+。加入H2O2之后,H2O2作为还原剂能够将剩余的MnO2全部还原为Mn2+,使正极材料LiMn2O4在柠檬酸溶液中的溶解率得以提高。     

四种α-取代丙酸酯在环糊精气相色谱固定相上的手性拆分机理

计算了4种α-取代丙酸酯衍生物在β-环糊精衍生物气相色谱固定相上手性分离过程中的热力学参数,对手性拆分机理进行了探讨。实验结果显示随着温度的升高,样品的容量因子、手性选择因子和分离度都在逐渐降低。热力学参数表明,4种α-取代丙酸酯在固定相上的色谱保留及手性识别都为焓驱动过程,氢键力没有在手性识别中起到决定作用,而样品的母体结构和取代基团的性质则对手性识别有较大的影响。样品在固定相上的手性分离效率的驱动力主要来自于其对映异构体与固定相之间作用力的能量差异。     

氮掺杂长竹节状碳纳米管的制备及其生长机理

本文采用电弧放电法,通过阳极棒与不锈钢片的共蒸发,制备了氮掺杂长竹节状碳纳米管。借助扫描电子显微镜（SEM）、场发射高分辨透射电子显微镜（HRTEM）及其附带能量色散X射线（EDX）光谱仪和电子能量损失谱（EELS）、透射电子显微镜（TEM）等表征方法,对产物的形貌、结构和组成进行表征。表征结果表明,氮掺杂长竹节状碳纳米管的长度在640~835nm之间,其内径在23~35nm之间,外径在28~47nm之间;且在每一节“竹节”与另一节“竹节”的连接处形成的内腔中均有一个黑色纳米颗粒,其直径尺寸以及产物中的氮掺杂长竹节状碳纳米管的含量均与熔化、蒸发的不锈钢片的面积有关。本文还对氮掺杂长竹节状碳纳米管的生长机理进行了简单的探讨。     

一步法合成的FeOOH/黑磷纳米复合材料协同实现体系优异的析氧性能

通过水热法,在黑磷(BP)纳米片表面生长FeOOH纳米材料,制备出FeOOH/BP纳米复合材料。作为电化学析氧反应(OER)催化剂,该复合材料在20 mA·cm^-2时的过电位仅为191 mV,Tafel斜率为49.9 mV dec^-1;在循环1 000圈后,过电位仅仅增加了3 mV,且循环过程中元素价态不变,表现出优秀的稳定性。纳米FeOOH负载于BP表面,客观上能隔断氧气对BP的氧化,保护BP的载流子传导性能。同时,生长的FeOOH颗粒尺度小,结晶性弱,这有利于丰富其活性位点,增大活性面积。     

中、碱性条件下L-抗坏血酸自降解非酶褐变过程动力学研究

在中、碱性溶液环境下,对L-抗坏血酸自降解过程非酶褐变反应的化学行为进行了研究。考察了反应温度、时间、pH等对L-抗坏血酸自降解过程的影响,包括对底物消耗、无色中间体及褐色物质生成的影响;分析探讨了褐色物质生成的动力学特征。结果表明:反应体系温度越高,时间越长,溶液越偏向碱性环境,越有利于L-抗坏血酸的自降解及无色中间体和褐色物质的生成。生成褐色物质动力学研究表明:褐色物质的生成只与L-抗坏血酸的降解有关;通过建立褐色物质生成动力学方程发现,褐色物质的生成符合准零级动力学特征。不同pH环境,生成褐色物质的活化能不一样。当溶液pH值为9.5时,褐色物质的生成活化能为27.62 kJ·mol~(-1),均小于其它pH值下的生成活化能。根据L-抗坏血酸降解过程,对L-抗坏血酸降解机理进行了探讨,提出了在中、碱性条件下可能的降解机理。     

聚苯并双噁唑酰亚胺的热分解动力学研究

采用二步法合成了以2,6-二(对-氨基苯)苯[1,2-d;5,4-d’]二噁唑和1,4-二(3,4-二苯氧基)苯四甲酸二酐(HQDPA)为单体的聚苯并双噁唑酰亚胺.该聚酰亚胺的预聚体聚酰胺酸的黏度为1.70 dL/g,经过热环化后能够生成浅黄色的聚酰亚胺薄膜.通过热重分析法研究了聚苯并双噁唑酰亚胺在N2气氛中的热降解机理.采用Flynn-Wall-Ozawa和Friedman法计算了聚苯并双噁唑酰亚胺热降解表观活化能,分别为356.36kJ/mol和370.54 kJ/mol,平均值为363.45 kJ/mol;反应级数为4.22,指前因子为6.44×1016s-1.采用Coast-Redfern法和Phadnis-Deshpande法研究了聚苯并双噁唑酰亚胺的热降解固相反应机理,认为该聚酰亚胺的热降解机理属于反曲线(A3)机理,是成核和增长模式(Avrami equation 2方程)控制的热降解反应,积分形式为g(X)=[-ln(1-X)]3.     

三价铑催化定位基辅助的芳烃和含杂原子张力环烯烃之间的多样化偶联反应

近几年来,三价铑催化剂被广泛应用于C-H键活化研究.利用这类催化剂独特的立体和配位性质,在相对温和条件下能够实现催化体系的底物多样性、高活性、高官能团兼容性等优点.虽然多种不饱和底物可以和芳烃经C-H活化机理发生偶联,但环氧四氢萘和环氮杂四氢萘作为张力活化的烯烃参与C-H活化的偶联反应尚未见报道.中国科学院大连化学物理研究所李兴伟课题组实现了环氮杂四氢萘在氧化剂存在条件下和2-苯基吡啶等芳环的氧化     

酒石酸铅锆的制备、表征及其燃烧催化作用

以酒石酸、硝酸氧锆和硝酸铅为原料,合成出了双金属盐酒石酸铅锆,采用有机元素分析、X射线荧光光谱和FTIR对其进行了表征。在程序升温条件下,利用TG/DTG、DSC、固相原位反应池/FTIR联用技术,研究了酒石酸铅锆的热行为和热分解机理,描述了酒石酸铅锆的热分解过程,分析得出其最终分解产物为ZrO2、PbO和C。利用螺压工艺制备了含酒石酸铅锆的推进剂样品,研究了酒石酸铅锆对双基系推进剂燃烧性能的影响,分析了其燃烧催化作用。结果表明,酒石酸铅锆对双基系推进剂的燃烧具有良好的催化作用,是一种高效的燃烧催化剂;酒石酸铅锆热分解的最终产物PbO是催化燃烧的主要活性物质,推进剂燃烧过程中形成了氧化铅-铅循环催化体系,而锆和碳则起辅助催化的作用。     

探究苯与酸性高锰酸钾溶液的褪色反应

人教版高中教材《化学2》明确指出苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。但在实验中多次发现苯与酸性高锰酸钾溶液混合后放置一段时间能够褪色。为探讨这一问题，设计了以光照或黑暗、加酸或不加酸为条件，利用紫外-可见分光光度计对放置不同时间后的混合液体进行测试，并对反应后生成的沉淀物进行XRD表征的实验方案。通过对实验数据的综合分析提出了苯与酸性高锰酸钾溶液褪色反应的可能反应机理。     

生物炭去除水中四环素的研究进展

随着抗生素药物(如四环素)的大量使用,近几年抗生素的环境行为和毒性已经成为人们的研究焦点和热点.我国的地表水、地下水、市政污水、养殖废水等不同水体中都检测到了四环素等抗生素药物,引发的水生态问题受到了众多学者的广泛关注.生物炭因具有制备来源广泛且易得廉价、比表面积大、孔隙发达、官能团种类较多等优点被学者们重点关注,已有众多文献报道发现不同种生物炭对四环素的吸附具有优越的性能.本文综述了近年来不同生物质制备的生物炭对四环素的吸附影响以及不同水化条件对四环素对生物炭吸附特征的影响,并阐述了生物炭吸附四环素过程中所涉及的机理.对进一步探究生物炭对四环素吸附的影响具有一定的指导意义.