长程膨润/回复法合成钨酸根插层LDH

采用长程膨润/回复法将WO2-4插层到MgAl型层状双金属氢氧化物(LDH)的层间,得到层间距为1.06nm.的插层化合物MgAl-WO2-4-LDH.即将NO-3-LDH在甲酰胺中溶胀,将WO2-4的甲酰胺溶液加入溶胀液,形成WO2-4-LDH.用XRD、IR光谱、ICP、SEM等方法研究了其结构、组成及形貌.证实WO2-4已成功地插入层间.     

水滑石负载ZnCl_2催化剂的制备及其催化Biginelli反应的性能

采用浸渍法制备负载型催化剂ZnCl_2-水滑石(LDH),通过傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、比表面积分析、扫描电子显微镜(SEM)、热重(TG)分析和X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征.结果表明:与LDH相比,ZnCl_2-LDH比表面积下降,表面粗糙,热稳定性有所提高,层间距变小,出现新的晶形,新晶形的化学组成为Zn_5(OH)_8Cl_2·H_2O,说明成功制备ZnCl_2-LDH催化剂.以Biginelli反应为探针考察ZnCl_2-LDH的催化活性,结果表明:ZnCl_2-LDH催化芳香醛、尿素和乙酰乙酸乙酯进行反应可得到一系列二氢嘧啶衍生物,产率为70.8%～91.2%;与LDH负载的AlCl_3、NiCl_2、CuCl_2和FeCl_3催化剂相比,在相同反应条件下ZnCl_2-LDH催化苯甲醛、乙酰乙酸乙酯和尿素的反应产率最高,为91.2%.     

轴向取代卟啉锌结构和光谱性质的研究

在密度泛函理论B3LYP水平上,使用6-31G基组,对ZnPor(C_(37)H_(29)O_3N),ZnPor(C_(42)H_(37)O_5N)和ZnPor(C_(32)H_(30)O_4N)分子结构进行优化,模拟出红外和紫外吸收光谱图,对这三个分子的结构和性质进行比较分析.实验结果表明,ZnPor(C_(42)H_(37)O_5N)有做太阳能敏化剂的潜力.     

Co掺入对CeMoO_x/Al_2O_3协同催化NO、CO和C_3H_8的影响

采用挤出成型法将Co掺入CeMo_(0.15)O_x/Al_2O_3制备系列催化剂CeMo_(0.15)Co_(0.15)O_x/Al_2O_3,研究Co掺入对协同催化脱除CO、NO和C_3H_8的影响。采用X线衍射仪(XRD)、N2吸附/脱附法、NH3程序升温脱附法(NH_3-TPD)、NO程序升温脱附法(NO-TPD)、H_2程序升温还原法(H_2-TPR)和X线光电子能谱(XPS)等手段对催化剂进行表征。结果表明:Co掺入有利于CeMo_(0.15)O_x/Al_2O_3氧化CO和C_3H_8,CeMo_(0.15)Co_(0.15)O_x/Al_2O_3在空速7 200 h~(-1)条件下,NO的转化率为98.85%,CO的转化率为79.41%,C_3H_8的转化率为81.33%。催化剂中Co的掺入会提高氧化-还原性能、酸量、NO吸附-脱附能力、Ce~(3+)浓度以及化学吸附氧浓度。这些结果均有利于提高协同催化脱除CO、NO和C_3H_8的活性。     

煤中脂肪族硫醚结构氧化过程机理

应用Gaussian 03程序,采用密度泛函(DFT)方法,在B3LYP/6-31G(d,p)水平下研究煤中脂肪族硫醚结构(C_6H_5CH_2SCH_3)吸附O_2分子及氧化反应过程的能量变化,确定分子间氧化反应机制,为预防煤炭自燃奠定理论基础。由计算结果可知,煤中C_6H_5CH_2SCH_3结构物理吸附O_2分子形成复合物Ⅰ,形成过程是一个无势垒的过程,在热力学上是稳定的。煤中C_6H_5CH_2SCH_3结构与O2分子的相互作用距离dS-O为2.582A,经CP校正后的相互作用能为-20.60kJ/mol。分析复合物Ⅰ的电子密度变化,可确定其相互作用为范德华力,属于物理吸附。当复合物Ⅰ吸收足够的能量,将进一步发生化学反应。煤中C_6H_5CH_2SCH_3结构氧化反应共有5条反应路径,Path 4是反应的主反应路径,其产物P_3(C_6H_5CH_2SOH+CH_2O)是反应的主产物。经分析发现:煤中C_6H_5CH_2SCH_3结构易发生初步氧化,仅需12.36kJ/mol的能量,物理吸附一个O2分子释放的能量足以提供,但若要深度氧化将Path 4进行下去,需要再从外界吸收相当于物理吸附5个O_2分子释放的能量。     

钼钒硅和钼钒杂多化合物的合成及其性质的研究

首次合成出两种未见文献报导的杂多化合物2[N(C_4H_9)_4]_2O·8MoO_3·1/2 V_2O_5·8SiO_2·6H_2O和1.15[N(C_4H_9)_4]_2O·7MoO_3·1/2 V_2O_5·8H_2O,并测定了它们的IR、UV、XRD、TG和DTA。前者对光敏感,放置时由黄变绿,其酸溶液可被乙醚萃取,生成醚合物;其酸不稳定,放置时即分解而出现沉淀,得不到固体酸,其阴离子与四丁基铵阳离子之间有较强的相互作用。后者的酸溶液也不稳定,放置时亦分解而出现沉淀;其阴离子与四丁基铵之间的作用与前者不同,它对光不敏感。     

石墨基炭材料的制备及其性能

以天然鳞片石墨为原料,高锰酸钾(KMnO_4)、浓硫酸(H_2SO_4)、过氧化氢(H_2O_2)、乙酸(CH_3COOH)为氧化插层体系,采用化学氧化法制备石墨基炭材料.采用7因素3水平正交试验L_(18)(3~7)研究不同氧化插层体系配比对石墨基炭材料膨胀体积的影响;通过拉曼光谱(RSM)、扫描电镜(SEM)、比表面积及孔径测定仪(BET)表征石墨基炭材料的性能.结果表明:当氧化插层体系配比为m(KMnO_4(g))∶V(H_2SO_4(mL))∶V(H_2O_2(mL))∶V (CH_3COOH(mL))=1∶10∶2∶2时,在40℃恒温水浴下搅拌60 min,80℃下干燥4 h制备得到可膨胀石墨;然后,在700℃下高温膨胀得到石墨基炭材料.在该条件下得到的石墨基炭材料的最大膨胀体积为230 mL/g.经氧化处理过的石墨高温膨胀后石墨层结构发生了明显变化,无序度增加,结晶度减小;石墨基炭材料的外观蓬松,呈卷曲状,层间孔隙大小明显;最大吸附量可达到75.9 cm~2/g,具有较好的吸附性能;最大孔隙结构直径为369.10nm,具有发达的孔隙结构.本研究成果可为石墨基炭材料的制备提供方法和应用依据.     

一种新型的催化反应及其机理

通过对金属冠醚[Fe_6~Ⅲ(C_(12)H_9N_2O_5)_6(H_2O)_2(CH_3OH)_4]和[Fe_6(C_(12)H_8N_2O_5Cl)_6(H_2O)_4(CH_3OH)_2]反应体系的分析,认为水杨酸基双酰肼羧酸的酯化是一种新型的由金属冠醚自身进行的内部酯化反应,并将这种酯化反应定义为内部自催化反应.对于18-MC-6金属冠醚[Fe_6(C_(12)H_9N_2O_5)_6(H_2O)_2(CH_3OH)_4],在其内部自催化反应中,反应物为[Fe_6(C_(10)H_6N_2O_3-COOH)_6(H_2O)_2(CH_3OH)_4],其中主要配体(Z)-H_4shcpa具有羧酸基团(—COOH).作为酯化反应的功能基团—COOH,通过与铁离子的配位,再与具有活性的配位甲醇结合,生成酯化合物(Z)—H_3mshcp,最终得到内部自催化反应产物[Fe_6~Ⅲ(C_(10)H_6N_2O_3—COOCH_3)_6(H_2O)_2(CH_3OH)_4].其中,内部自催化反应的催化中心应是铁离子.     

用光电子能谱研究金属锰、镁表面与甲醇、乙醇反应

用XPS和UPS法研究金属Mn、Mg表面与CH_3OH、C_2H_5OH的反应,室温下,ROH(R=CH_3,C_2H_5)以RO~-的形态吸附在Mg表面,Mn表面有较高的活性,ROH除以RO~-的形态被吸附外,部分还分解为O~(2-)和脱附的碳氢化合物,加热至600K时,Mn表面RO~-完全分解为O~(2-)和R,后者与表面氢结合后脱附,部分C_2H_5O~-中的碳成无定形碳并在～675K加氢脱附,ROH在氧化锰表面除以RO~-的形态被吸附外,在高于650K时还产生CH_2O_(a)、C_2H_4O_(a)等,这些物种在700K依然存在,氧化使锰表面断裂R—O和C—C键的活性降低而其脱氢活性仍然存在。     

H3[Nd{C5H3N（COO）2}3].10H2O的晶体结构

应用四圆衍射仪测定了H_3[Nd{C_5H_3N(COO)_2}_3]·10H_2O晶体结构,晶体数据:C_(21)H_(32)N_3O_(22)Nd,空间群P2_1/c,a=1.794 5(5),b=1.0 24 4(3),c=1.866 5(4)nm,β=112.05(2)°,V=3.180 2nm~3,Z=4,Z=4,D_?=1.718,D_0=1.73g/cm~3,结构用直接法解出,最后R因子为0.048,测定结果表明,三个配体围绕中心Nd(Ⅲ)形成稍微畸变的三帽三方柱配位多面体,Nd-O和Nd-N键长分别在0.246 9～0.251 0nm和0.255 4～0.2575nm之间。整个结构以及羧基氧原子与水分子和水分子间氢键联结起来。氢键键长在0.274 3～0.298 8nm之间。     

草酸镨草酸钕及其混合物的热分解

將差热分析法与热失重法配合,分别測定了草酸镨与草酸钕的热分解現象。 pr_2(C_2O_4)_3·10H_2O■Pr_2(C_2O_4)_3·2H_2O■Pr_2(C_2O_4)_3·1/2H_2O■Pr_2(C_2O_4)_3■Pr_2O_3·CO_2■Pr_6O_11。 Nd_2(C_2O_4)_3·10H_2O■Nd_2(C_2O_4)_3·4H_2O■Nd_2(C_2O_4)_3·H_2O■Nd_2(C_2O_4)_3■Nd_2O_3·CO_2■Nd_2O_3。草酸镨与草酸钕的混合物,热分解曲綫仍具有分別代表镨与钕草酸盐的分解峯。但在镨钕混合物的草酸盐差热曲綫上,却不再有分別代表镨与钕的草酸盐分解峯。从而說明镨钕混合物的草酸盐,不同于镨钕草酸盐的混合物,而前者是属于复杂的多核络合物。因此,草酸盐热分解法不能适用于镨钕的分离。     

氯化胆碱-水合草酸低共熔溶剂中ZnO的溶解行为

以氯化胆碱(ChCl)和水合草酸(H_2C_2O_4·2H_2O)为原料合成氯化胆碱/水合草酸低共熔溶剂(ChCl/H_2C_2O_4·2H_2O DESs)。研究ChCl/H_2C_2O_4·2H_2O DESs的组成与熔点的关系,1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES的黏度、电导率与温度的关系,ZnO在1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES中的溶解度及溶解行为。研究结果表明:1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES的低共熔点为9℃,在150℃以内具有热稳定性;随温度从297 K升高到333 K,1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES的黏度从199.4 m Pa·s降低到35.6 m Pa·s,电导率则从3.55 m S/cm增大至15.01 m S/cm,ZnO的溶解度由0.310 mol/L增至0.860 mol/L;未发现ZnO与体系中的正离子或负离子结合成离子物种形式存在,溶解于1ChCl:1H_2C_2O_4·2H_2O DES中的ZnO与体系中的草酸反应生成可溶于该体系的ZnC_2O_4。     

酒石酸插层水滑石层间距的可控性研究

采用本室创制的返混沉淀法制备了酒石酸插层水滑石(LDHs),采用X射线衍射(XRD)、红外光谱 (FT.IR)电感耦合等离子光谱 (ICP)对其结构和层板组成进行表征。考察了层间距与制备条件 pH值的关系,发现插层产物层间距随pH值增加存在先增加后减小的变化趋势,这是由于酒石酸离子在层间的排列发生变化造成的。     

含硫(氮)二茂铁衍生物的合成与表征

正戊醛、异戊醛、对氯苯甲醛、胡椒醛、环已酮与二茂铁在浓H_2SO_4(-10℃)中缩合,产物用碳酸氢钠水溶液水解,水解产物在F_3CCO_2H催化下发生巯基化反应,合成了五种含硫二茂铁衍生物,(C_5H_5)Fe(C_5H_4CR′R~2SCH_2CO_2H)(I,R′=H,R~2=n-C_4H_9;Ⅱ,R′=H,R~2=i-C_4H_9;Ⅲ,R′=H,R~2=C_6H_4Cl-4;Ⅳ,R′=H,R~2=C_6H_3O_2CH_2-3.4;V,R′R~2=-(CH_2)-_5);再由Ⅲ和V与氨和羟胺反应,合成两种含氮二茂铁化合物,(C_5H_5)Fe(C_5H_4CH(NH_2)(C_6H_4Cl-4))(Ⅵ)和(C_5H_5)Fe(C_5H_4C(NH)H)(CH_2)_5)(Ⅶ)。     

正丁醇——柴油燃烧碳烟前驱物的化学动力学分析

为了解正丁醇—柴油燃烧碳烟前驱物(PAHs)的形成过程,以正庚烷—正丁醇—多环芳香烃—甲苯简化机理作为正丁醇—柴油混合燃料燃烧化学反应动力学机理,应用化学动力学软件建立零维发动机模型,模拟混合燃料在不同的进气温度(303 K、363 K、423 K)和当量比(0.5、1.0、1.5)条件下发动机内正丁醇—柴油燃烧PAHs的生成规律,并与纯柴油进行比较,进一步分析加入正丁醇后碳烟前驱物减少的原因。结果表明:在不同的进气温度和当量比下,柴油中掺入20%的正丁醇(B20)时,在燃烧中期(CA50)碳烟前驱物苯(A_1)、萘(A_2)、菲(A_3)和芘(A_4)的生成均与C_2H_2、C_2H_3、C_3H_3、C_4H_3、C_4H_4和C_4H_5等燃烧中间小分子物质有关;B20与纯柴油(D100)相比,C_2H_2、C_2H_3、C_3H_3、C_4H_3、C_4H_4和C_4H_5等中间小分子物质的生成速率减慢且消耗速率较快,其负归一化反应系数要比D100条件下高0.2左右;同时,A_1、A_2、A_3和A_4的缸内生成速率和生成量也有所降低。因此,在柴油中掺入一定比例的正丁醇可以改善发动机PAHs和碳烟排放。     

一种过氧化氢无酶传感器的构建及性能研究

利用电化学方法将铂纳米粒子(PtNP)和普鲁士蓝(PB)固定到多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰的玻碳电极(GCE)表面,成功构建了一种过氧化氢(H_2O_2)无酶电化学传感器.实验结果表明,在工作电位为-0.05V时,所制备的传感器对H_2O_2具有优良的电催化还原能力,响应时间小于5s,这主要归因于PB,PtNP和MWCNTs三者的协同作用.在5~4 205μmol/L范围内H_2O_2的还原电流与其浓度呈线性关系,灵敏度为758μA/(mmol·L-1·cm2),检测限为0.30μmol/L(S/N=3).此外,该传感器还具有优良的选择性、稳定性和重现性.     

吡啶酰胺配体杂化的Keggin型多酸基化合物的制备及光催化性质

水热条件下以一种吡啶酰胺(pa)为有机配体,合成了一种新的Keggin型多酸阴离子[PMo_(12)O_(40)]~(3-)基有机-无机杂化材料H_3[(pa)_2(PMo_(12)O_(40))]·2H_2O,利用X-射线单晶衍射技术确定了此化合物的晶体结构.测试结果表明此化合物分子式为C_(22)H_(25)Mo_(12)N_6O_(44)P,三斜晶系,P 1空间群,a=1.1084(5)nm,b=1.1229(5)nm,c=1.2322(5)nm,α=64.085(5)°,β=74.947(5)°,γ=69.487(5)°,V=1.2816(10)nm3,Z=1,Mr=2259.73,F(000)=1070,μ=2.983 mm~(-1),D_c=2.928 g/cm~3,S=1.028,R=0.0349,wR=0.0891.结构解析证明,此化合物是由有机吡啶酰胺配体和无机Keggin型多酸阴离子构筑的一种二维超分子结构的无机-有机杂化材料,其中吡啶酰胺配体与[PMo_(12)O_(40)]~(3-)多酸阴离子间存在的氢键起到了重要的作用.此外,对标题化合物在紫外光和太阳光下光催化降解亚甲基蓝的性能进行了测试.     

解盐促生菌Rs-5和Rs-198的溶磷机理研究

利用高效液相色谱(HPLC)方法检测菌株Rs-5和Rs-198培养过程的产酸情况,研究了解盐促生菌溶解磷酸三钙的性能与机理。结果显示:菌株Rs-5在无机磷培养基中主要产生柠檬酸、D-葡萄糖酸、苹果酸、乙酸和丙酸等5种有机酸,最大产酸量分别达到了27.41、0.33、1.08、10.75和2.01mmol/L;菌株Rs-198在培养过程中能够产生柠檬酸、D-葡萄糖酸、苹果酸、乳酸、乙酸和丙酸等6种有机酸,其含量分别为50.95、1.02、1.38、1.11、14.56和7.21mmol/L。在培养前3d产酸种类最多、产酸量最大,其中,柠檬酸和乙酸的含量较高,是菌株溶解无机磷的主要因素。     

化学气相沉积工艺对碳化硅纤维毡热解碳涂层的影响

以丙烷(C_3H_8)为碳源气体、碳化硅纤维(SiC_f)毡为沉积基体,通过化学气相沉积工艺(CVD)在SiC_f毡中沉积热解碳(PyC),分析了不同沉积温度、氮气与丙烷的气压比(P_(N_2)/P(C_3H_8))和沉积时间对PyC沉积形貌和沉积厚度的影响.结果表明:沉积温度低于800℃时,PyC的沉积难以进行;系统总压为10 kPa、PN_2∶PC_3H_8=2∶1、沉积温度为900℃的条件下可以获得均匀致密的PyC层;PN_2/P_(C_3H_8)、沉积温度的改变都可以使PyC层的形貌产生变化;对于厚度为5 mm的碳化硅纤维毡,沉积时间为6 h较为合适.     

石墨电弧法合成新型碳簇C_(53)

C_(60)的形成机理之谜至今仍未破解,介于C_(50)和C_(60)之间的碳簇是理解C_(60)形成机理的关键中间体.本文在填充金属氧化物的石墨电弧放电产物中发现了一种新型的碳簇衍生物,通过N,N-二甲基甲酰胺(DMF)提取后进行高效液相色谱分离,并对纯化的产物进行了质谱、能谱、光谱表征及元素分析,初步确定了分子组成为C_(53)H_(24)O_5的新型碳簇衍生物,通过固体核磁和对氯化反应产物的表征证明该碳簇的碳框架主体具有芳香性.