硅烷功能化石墨烯/硅树脂纳米复合材料的制备与表征

先用乙烯基三甲氧基硅烷(A-171)和二甲肼改性并还原氧化石墨烯(GO),制备A-171功能化的石墨烯(FG).研究结果表明A-171与GO上的羟基发生了反应,以共价键连接到了石墨烯的表面;FG能在四氢呋喃中均匀分散并且剥离成厚度约为0.9 nm的单一片层,其干燥后表面呈褶皱状.然后将FG与双组分硅树脂用溶液共混法制备了FG/硅树脂纳米复合材料.运用X射线衍射、扫描电子显微镜、动态热机械分析、拉伸试验等手段分析了复合材料的形态与性能,结果表明,与未处理过的石墨烯相比,FG在复合材料中有更好的分散和更强的界面作用.含0.5 wt%FG的复合材料的拉伸强度较硅树脂提高了87.7%,玻璃化温度提高了23.9℃,失重5%时的温度也提高了20.1℃.     

苯二甲酸衍生物及含氮配体构筑的两个镍配位聚合物的合成、晶体结构与热稳定性研究

使用硝酸镍分别与2个含取代基的苯基二羧酸3-硝基邻苯二甲酸（3-NPAH₂）和5-溴间苯二甲酸（H₂BIPA）以及2个刚性含氮配体4,4’-联吡啶（4,4’-bipy）、1,4’-二咪唑基二苯（L=1,4’-bis（imidazol-yl）benzene）在水热条件下合成了2个镍配位聚合物,即,[Ni（3-NPA）（4,4’-bipy）（H₂O）]_n（1）和[Ni（BIPA）（L）]_n（2）。表征了2个化合物的红外光谱、元素分析、热重、X-射线单晶衍射以及X-射线粉末衍射。化合物1是三斜晶系,P1空间群,含有[Ni（OCO）₄Ni]双核单元,该双核单元再通过4,4’-联吡啶连接而成一个二维单层结构。层与层之间通过羧酸氧原子与配位水分子之间产生氢键作用。化合物2是单斜晶系,P2₁/c空间群,含有[Ni₂（COO）₂]双核单元,该双核单元进一步通过BIPA^2-构成了一个双链结构,该双链再通过1,4’-二咪唑基二苯桥联配体连接形成了一个三维框架结构。此外,热重分析结果显示化合物2具有较高的热稳定性。     

十三氟辛基修饰的疏水有机-无机杂化二氧化硅膜孔结构、氢气分离及水热稳定性

采用1,2-双（三乙氧基硅基）乙烷（BTESE）和十三氟辛基三乙氧基硅烷（PFOTES）为前驱体,在酸性条件下通过溶胶-凝胶法制备了十三氟辛基修饰的有机-无机杂化SiO₂膜材料。利用接触角测量、红外光谱、动态光散射和N₂吸附等测试技术分别对膜材料的疏水性、溶胶粒径和孔结构进行表征,并深入研究有支撑膜材料的氢气渗透、分离性能以及长期水热稳定性。结果表明,十三氟辛基修饰后的膜材料由亲水性变成了疏水性,当n_PFOTES/n_BTESE=0.6时膜材料对水的接触角达到（110.4±0.4）°,膜材料还保持微孔结构,孔径分布在0.5~0.8nm。氢气在修饰后的膜材料中的输运遵循微孔扩散机理,在300℃时,氢气的渗透率达到8.5×10^-7mol·m^-2·s^-1·Pa^-1,H₂/CO₂,H₂/CO和H₂/SF₆的理想分离系数分别为5.49,5.90和18.36,均高于相应的Knudsen扩散分离因子。在250℃且水蒸气物质的量分数为5%水热环境下陈化250h,氢气渗透率和H₂/CO₂的理想分离系数基本保持不变,膜材料具有良好的水热稳定性。     

2-羰基丙酸（芳甲酰基）腙二（2,4-二氯苄基）锡配合物的合成、晶体结构、热稳定性及与DNA相互作用研究

在含水甲苯中,2,4-二氯苄与锡粉反应合成了二（2,4-二氯苄基）二氯化锡,将其分别与2-羰基丙酸（苯甲酰基）腙及2-羰基丙酸（水杨酰基）腙反应,合成了2个取代苄基锡配合物（C2、C3）,配合物C2和C3通过元素分析、¹H NMR、¹³C NMR、IR、UV-Vis等表征,运用X-射线单晶衍射测试了2个有机锡配合物的分子结构,结构分析表明,锡与配位原子形成变形五角双锥构型的双核有机锡配合物,分子以Sn₂O₂四元环为中心对称。热分析结果表明,在空气氛下,配合物C2在121℃、C3在128℃以下可稳定存在;在Tris-HCl缓冲溶液中,以EB做为荧光探针,用荧光光谱法初步研究了配合物与鲱鱼精DNA的相互作用,结果表明配合物与鲱鱼精DNA作用是插入结合与静电结合共同作用所致。     

聚合物光伏材料与器件研究进展

高效率的聚合物太阳电池依赖于光吸收活性层材料对太阳光能量的充分利用．电极界面材料将光吸收活性层产生的空穴和电子分别快速高效地抽取到阳极和阴极,并通过进一步改进光伏器件的结构提升能量转换效率和稳定性．本课题组在光吸收活性层中新型聚合物给体材料、新型电极界面材料、利用水／醇性电极界面材料制作新型倒装器件结构的太阳电池方面取得重要进展,推动了太阳电池在能量转换效率和稳定性方面的突破．     

SiO2与Keggin杂多酸相互作用的研究

采用经典酸化与乙醚萃取相结合的方法，制备了Keggin型杂多酸H3PMo12O40，并以SiO2为载体制备了经不同温度焙烧的负载型杂多酸样品，利用TG、DTA、IR、XPS、NH3－TPD等手段，对负载前后的杂多酸样品进行了表征；考察了SiO2与杂多酸之间的相互作用以及载体对杂多酸酸性的影响，研究发现，SiO2载体的引入，可以有效改善杂多酸的热稳定性，焙烧温度的升高，会显著降低杂多酸的酸性，并提出SiO2杂多酸的相互作用方式。     

硅氮化合物的结构与水解稳定性的关系

采用硅氮化合物本体与水蒸汽直接作用的方法,研究了一系列硅氮化合物的结构与水解稳定性之间的关系.结果表明,空间位阻越大则硅氮化合物水解稳定性越好,环张力对硅氮烷的水解稳定性有一定的影响,但空间位阻的作用更为显著.带有苯基的环二硅氮烷、六苯基环三硅氮烷和含硅氮键的高分子聚合物具有较大的空间位阻,因此水解稳定性非常好.     

原油乳状液稳定性和破乳研究进展

本文从控制乳状液稳定性的一些因素－界面膜、界面张力、双电层、空间位阻、固体粒子、液晶、油相溶解度、连续相粘度等方面综述了有关乳状液稳定性的一些研究进展。对国内外有关原油乳状液的破乳研究也做了综述。同时，介绍了应用于乳状液稳定性研究的新的实验技术和仪器。     

基于TGA-FTIR联用技术的EVA热解研究

采用热重-傅里叶变换红外光谱联用技术研究了在N2气氛下乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)的热稳定性及其分解失重情况；实验首先单独使用热重分析仪考察了EVA在不同升温速率下的失重情况；然后采用热-红联用技术对EVA失重过程中的逸出气体进行考察；由实验结果可以明显地看出，EVA的分解失重分为两个阶段，并且随着升温速率的增大EVA的起始失重温度有所增加；第一个失重阶段所放出的气体经傅里叶变换红外光谱扫描并与标准气相谱库中乙酸的标准红外谱图对照后确定为乙酸，第二个失重阶段是由于碳氢链段的分解而引起的；最后根据升温速率为5℃／min时EVA第一个失重阶段的失重率计算得出EVA样品中乙酸乙烯酯的含量为31．8%(ω)。     

固—液界面阴离子集团构型的密度泛函理论研究

通过键合不同数量的H2PO4^-离子构造了H4P2O8^2-和H4P4O16^8-两种阴离子集 团。利用密度泛函理论对它们的构型进行优化并计算其振动频率和喇曼散射效率。 测量了固—液界面边界层的喇曼光谱并与理论计算结果进行对比分析，进一步研究 了阴离子集团的结构、聚合及脱水等过程。实验和理论研究均表明阴离子二聚体是 KDP晶体的生长基元，他们在固液界面将进一步形成多聚体分子集团，而离子集团 的脱水过程则发生在距KDP晶体表面约50μm的固—液界面边界层中。随着生长层向 界面的推进，这些分子集团将变得越来越有序。本文的研究结果对确定晶体生长界 面动力学过程、发展和完善晶体生长理论有重要意义。