生物质焦油热裂解动力学参数实验研究

基于进样过程中焦油蒸发的不稳定性以及反应温度的测定和控制难度,设计了移动床焦油进样系统,使用样品槽携带焦油进入具有线性温度分布的炉膛空间,以样品槽的运动进样代替焦油流动进样,以获得稳定的焦油蒸发进样和更容易控制的反应温度。在此基础上,研究了不同进样速率下的焦油热裂解及其动力学特性。结果表明,在573~1 123 K,焦油的裂解率随温度的升高而加速升高,并在1 123 K时达到58%的裂解率;焦油热裂解遵循一级动力学反应,其平均活化能为39.5 kJ/mol,指前因子为1.58 min^-1。     

Ionic Liquids for and by Analytical Spectroscopy

Abstract

In this mini‐review we highlight two aspects of ionic liquids that to date have either no or limited studies. They are (1) exploitation of unique features of ionic liquids to develop novel spectroscopic methods and (2) development of novel spectroscopic methods, for the sensitive and accurate determination of thermal physical properties of ionic liquids. In the first category, we will describe several novel methods which were developed utilizing unique properties of ionic liquids for measurements which are not possible otherwise. They include the sensitive and accurate method to determine enantiomeric compositions of a variety of pharmaceutical products with different size, shape, and functional groups. This method is based on the use of a chiral IL which serves both as a solvent and also as a chiral selector. Ionic liquids have also been successfully used to substantially enhance the sensitivity of thermal lens measurements. In the second category, we will describe recent development in which transient grating technique and thermal lens technique have been successfully used for the sensitive, accurate, nondestructive determination of thermal physical properties of ILs.     

Polymer/boron nitride nanocomposite materials for superior thermal transport performance

Boron nitride nanosheets were dispersed in polymers to give composite films with excellent thermal transport performances approaching the record values found in polymer/graphene nanocomposites. Similarly high performance at lower BN loadings was achieved by aligning the nanosheets in poly(vinyl alcohol) matrix by simple mechanical stretching (see picture).     

梯形四核有机锡氧簇合物的合成、表征、量子化学、热稳定性及荧光性质研究

在甲醇中三苄基氯化锡与3,4-二甲氧基苯甲酸发生脱烃基反应,合成了梯形四核有机锡氧簇合物[（μ-O）（μ-OMe）（L）Sn₂（CH₂Ph）₄]₂（HL=（MeO）₂C₆H₃CO₂H）,经UV、IR、元素分析及X-射线单晶衍射表征结构。该晶体属三斜晶系,空间群P1,晶体学参数：a=1.2256（5）nm,b=1.2294（5）nm,c=1.3780（5）nm,α=69.784（7）°,β=68.568（7）°,γ=72.926（7）°,V=1.7801（12）nm³,Z=1,D_c=1.549g·cm^-3,μ（Mo Kα）=1.447mm^-1,F（000）=832,R₁=0.0261,wR₂=0.0606。晶体结构分析表明：整个分子是以Sn₂O₂四元环为中心的对称结构,中心锡原子呈五配位畸变三角双锥构型。晶体中,两相邻的配合物分子经C-H咅作用组成一维带状结构。利用量子化学G03W软件,在LANL₂DZ基组对配合物的稳定性、前沿分子轨道组成及能量进行研究。热重分析表明,配合物在128℃以下能稳定存在。此外,还研究了该配合物的荧光性质。     

两个镧系金属配合物的水热合成、晶体结构、荧光、热稳定性及抑菌活性

水热法合成了2个镧系配合物[Ln(3,4-DFBA)₃(phen)(H₂O)]₂(H₂O)₂(Ln=Sm (1),Ho (2);3,4-DFBA=3,4-二氟苯甲酸, phen=菲咯啉)。利用X-射线单晶衍射仪测定了配合物的晶体结构。配合物1和2结构相同,配位数为8,属于三斜晶系,空间群为P1。相邻的2个双核分子之间通过分子间氢键作用形成了2D层状结构。并用元素分析,红外,紫外,XRD等手段对目标配合物进行了表征。用TG-DTG技术测定了配合物的热稳定性,同时对配合物1的荧光性能进行了研究。另外,还测定了这两种配合物对白色念珠菌,革兰氏阳性菌(大肠杆菌)以及革兰氏阴性菌(金黄色葡萄球菌)的抑菌活性。     

高岭石/苯甲酰胺插层复合物的热分解行为及脱嵌反应动力学

以高岭石/二甲基亚砜为前驱体,利用置换法制备了高岭石/苯甲酰胺插层复合物。XRD和FTIR分析表明苯甲酰胺进入高岭石层间并与其形成新的氢键。采用TG、DSC研究了插层复合物的热分解行为。结果表明复合物在加热过程中发生两步分解,第一步是插层复合物的分解,即插层剂分子于231℃发生脱嵌,第二步为高岭石脱羟基的过程。针对第一阶段的脱嵌反应,采用等转化率法改进后的迭代法、Malek法以及Dollimore法等动力学方法计算得到了完整的动力学三因子:活化能Ea=75.4kJ.mol-1,指前因子A的范围为4.9×1010~8.8×1010s-1,动力学方程为:G(α)=[1-(1-α)1-n]/(1-n),f(α)=(1-α)n。     

大比表面积钛黑颜料的制备和表征

本文首次通过pH值控制沉淀法制备前驱物丁二酸钛肼复盐, 并进一步热分解制备大比表面积钛黑颜料-黑色钛氧化物。通过比表面积(BET)、电子能谱(EDS)、X射线光电子能谱分析(XPS)、X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(HRSEM)、物理吸附仪、激光粒度仪和Color i5型台式分光测色仪对黑色钛氧化物进行了表征, 确定了黑色钛氧化物的组成为2TiO₂·Ti₂O₃, 其表面积为53.854 4 m²·g^-1。并考察了酸源、水合肼用量、酸钛比、反应时间、pH、NaOH浓度和煅烧温度等各种反应参数对黑色钛氧化物的颗粒尺寸、分布均匀性和黑色度的影响。用元素分析仪和等离子体光谱仪测定了前驱物组成, 确定其组成为[Ti(C₄H₄O₄)₂]_0.85·2Ti₂O₃·6N₂H₄·3H₂O, 并探讨了黑色钛氧化物形成机理, 为新型混合价材料黑色钛氧化物的制备提供重要参考依据。     

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。     

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。     

取向PET薄膜偶极热松弛的研究

用纵拉、先纵后横、纵-横-纵等拉伸方式得到了各种平面取向程度的PET薄膜。短路热释电流温谱显示α峰随平面取向度增大向高温线性移动。被冻结的大分子主链链段偶极热松弛活化能随反式构象含量增大呈线性下降。热松弛时间常数则随反式构象含量增大而增长。