《新编高聚物的结构与性能》编写心得——(1)教材乃教学之本

教材乃教学之本,一本好的教材会影响好几代学生。本文以《新编高聚物的结构与性能》的编写为例,提出教材编写要建立在深入、持久的教学研究基础上,写专业课教材一定要有自己的科研工作,教材撰写者应尽量反映本国学者科研成果,编写教材要有不怕慢、只怕停的坚韧性等四个原则。此外,还探讨了教材编写中存在的问题。     

基于5-(2-羧基苯基)吡啶-3-甲酸配体的镍(Ⅱ)和锌(Ⅱ)配位聚合物的合成、晶体结构、催化及抗磨性质

采用水热方法,选用5-(2-羧基苯基)吡啶-3-甲酸配体(H₂cpna)与1,2-二(4-吡啶基)乙烷(dpea)或1,2-二(4-吡啶基)乙烯(dpey)分别与NiCl₂·6H₂O和ZnCl₂在160℃下反应,合成了2个三维配位聚合物{[Ni(μ₃-cpna)(μ-dpea)_0.5]·H₂O}_n (1)和{[Zn(μ₃-cpna)(μ-dpey)_0.5]·H₂O}_n (2),并对其结构、催化和摩擦性质进行了研究。研究表明,在室温条件下化合物2在Knoevenagel缩合反应中显示出较好的催化活性。同时,2在聚α-烯烃合成润滑剂中显示出有效的抗磨性能。     

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。     

镍锌铁氧体/膨胀石墨/聚苯胺复合物的电磁损耗性能

用化学共沉淀法和原位乳液聚合法分别制备了镍锌铁氧体(Ni_xZn_1-xFe₂O₄)、Ni_0.7Zn_0.3Fe₂O₄/膨胀石墨(NZF/EG)二元复合物及其聚苯胺(PANI)包覆的三元复合物(NZF/EG/PANI)。用现代测试技术表征了样品的组成、结构、形貌和电磁性能。结果表明,NZF粒子较好地嵌入到EG的层间,PANI对NZF/EG的包覆效果良好;三元复合物的磁性能随磁性组分含量的减小而减弱,而电导率与EG和PANI的导电性及其相对含量相关联;复合物的电磁损耗性能优良,其中三元复合物优于二元复合物。含PANI 70wt%的NZF/EG/PANI三元复合物,制样厚度分别为1.5、2.0和2.5 mm时,其反射损耗峰值(有效带宽)分别为-19.99 dB(5.82 GHz),-20.33 dB (4.08 GHz)和-25.28 dB(3.67 GHz),具有优良的电磁波吸收效果。     

硫酸铜掺杂TiO2涂层对碳纤维抗氧化性能的影响

采用溶胶-浸渍法,以CuSO₄为烧结助剂在碳纤维表面制得TiO₂涂层。利用XRD、SEM和TEM分析了涂层相组成及形貌,通过静态等温氧化实验考察了涂层碳纤维抗氧化性能。结果表明：掺杂CuSO₄制备TiO₂涂层均匀完整致密,涂层相组成均为锐钛矿型TiO₂,且涂层厚度从45 nm提高至185 nm;与普通TiO₂涂层碳纤维相比,完全氧化温度从667 ℃上升到800 ℃,氧化活化能从118.390 kJ·mol^-1提高到152.562 kJ·mol^-1,CuSO₄的掺杂大大提高了TiO₂涂层碳纤维的抗氧化性能。     

Improved Photovoltaic Performance of MEH-PPV/PCBM Solar Cells via Incorporation of Si Nanocrystals

We have studied the effect of silicon nanocrystals （SiNCs） as a third component on performance of organic bulk heterojunction solar cells composed of poly[2-methoxy,5-（2＇-ethylhexyloxy）-l,4-phenylene vinylene] （MEH- PPV）：[6,6]-phenyI-C61-butyric acid methyl ester （PCBM） blend film. By adding suitable amounts of SiNCs into MEH-PPV：PCBM blend, the device performance such as external quantum efficiency, short circuit current density （Js（）, and power conversion efficiency （PCE） improved. Incorporation of 2.5% SiNCs in the blend led to 13.6% improvement of Jsc, which in turn resulted in 18% improvement of PCE up to 2.28%. The improved performance was mainly due to the improvements both in the charge generation from the interface of MEH-PPV/SiNCs and the charge collection at the cathode.     

铁氰化铈薄膜固载血红蛋白修饰的过氧化氢生物传感器的制备及性能

采用电化学沉积法将铁氰化铈(CeHCF)薄膜修饰于玻碳电极(GCE)表面,得到铁氰化铈薄膜修饰玻碳电极;将血红蛋白(Hb)固载于该修饰电极表面,成功制得了Hb/CeHCF/GCE过氧化氢生物传感器.考察了铁氰化铈薄膜修饰玻碳电极的氧化还原机理和制备条件,并对血红蛋白在电极上的电子传递过程进行了较为深入的研究.结果表明,铁氰化铈薄膜为血红蛋白提供了温和的固载环境,可实现血红蛋白与电极表面的直接电子转移,提高了血红蛋白的电化学活性;所制得的传感器对过氧化氢具有较高的催化响应和较强的稳定性.相关研究结果在生物医学和临床医学领域具有一定的借鉴意义.     

四氯合钴(Ⅱ)-4-氯苄基吡啶季铵盐的制备及其晶体结构和抗菌性能

合成了1种含四氯合钴配阴离子的4-氯苄基吡啶季铵盐[4-ClBzPy]2[CoCl4];利用元素分析仪、X射线单晶衍射仪以及紫外光谱仪和红外光谱仪等分析了其组成、晶体结构及光谱学性质;利用电导仪测定了[4-ClBzPy]2[CoCl4]的电导,并检测了其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌活性.结果表明,合成的[4-ClBzPy]2[CoCl4]季铵盐为单斜晶系,P2(1)/c空间群,晶胞参数为a=0.769 5(13)nm,b=1.895 1(3)nm,c=0.946 3(15)nm,β=93.183(2)°,V=1.378 0(4)nm3,Z=2,Dc=1.470g/cm3,GOOF=1.007,R1=0.041 8,wR2=0.100 2.与此同时,季铵盐[4-ClBzPy]2[CoCl4]对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有较好的抗菌活性.     

染料木素分子印迹聚合物的制备及其识别性能

以染料木素为模板分子、4-乙烯基吡啶(4-VP)为功能单体、乙二醇二甲基双丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂、四氢呋喃(THF)为溶剂,采用本体聚合法制备了染料木素的分子印迹聚合物;采用静态平衡结合实验研究了该分子印迹聚合物对染料木素的结合能力和选择性能.结果表明,与化学组成相同的相应非印迹聚合物相比,染料木素分子印迹聚合物对染料木素的吸附性能和选择性更好.利用所合成的分子印迹聚合物作为固相萃取材料填充固相萃取小柱,可以选择性地从豆奶粉中分离、富集染料木素;此外,该分子印迹聚合物还有望用于其他豆制品的分析检验.     

还原氧化石墨烯/碳纳米管/Co_3O_4三元复合材料的制备与电化学性能

将低温水热反应和低温热处理相结合,制备了含还原氧化石墨烯(RGO)、碳纳米管(CNTs)和Co3O4的三元纳米复合材料RGO-CNTs-Co3O4;利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜分析了合成产物的相组成和微观结构,分析了其形成过程;并利用电化学测试装置测定了其作为锂离子电池负极材料的电化学性能.结果表明,在合成反应过程中,氧化石墨烯被还原剂肼还原为石墨烯,同时在石墨烯和CNTs表面生成氢氧化钴;再经低温热处理得到RGO-CNTs-Co3O4三元复合材料.Co3O4纳米颗粒均匀分散在由RGO片层和CNTs组成的三维网络结构中;这种三维网络结构既有利于电子和离子的传输,又能够有效抑制Co3O4在脱嵌锂过程中因体积变化引起的结构破坏.总体而言,合成的新型三元复合材料具有高的比容量以及良好的循环性能与倍率性能.