一种新型氮磷阻燃剂的合成与表征

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、对氨基苯乙酮和苯胺为原料,对甲苯磺酸作为催化剂,在一定条件下采用正交实验法合成了一种新型氮磷阻燃剂。利用DSC检测其熔点在257.28℃左右,利用傅里叶变换红外光谱表征了产物的特征峰、核磁共振氢谱表征了产物的质子峰。正交实验结果表明:反应温度为130℃,反应时间为24 h,催化剂对甲苯磺酸用量为DOPO用量的1%,苯胺用量为DOPO摩尔量的7倍时,收率达68%。     

氨基酸表面活性剂的合成及对脂双层膜的修饰

本文以月桂酰氯与L-精氨酸反应,其产物和甲醇、干燥氯化氢反应,得到N~α—月桂酰—L—精氨酸甲酯(LAM),用以修饰磷脂双分子膜,实验证明,用此膜包载药物具有提高包封率,增加稳定性的作用。     

新型含磷阻燃剂DOPO-ITA-EG的合成与表征

以10-（2，5-二羧基丙基）-9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO-ITA）、乙二醇（EG）为原料合成出新型反应型阻燃剂DOPO-ITA-EG，并通过红外光谱、1H核磁共振谱对该化合物结构进行了鉴定。并探索了催化剂种类、投料比、反应时间等因素对收率的影响。结果表明，合成DOPO-ITA-EG比较适宜的反应冬件为：n（DOPO—ITA）：n（EG）=1：6，反应温度为185-190℃，反应时间为8h，高纯氩气作为保护气。     

功能化石墨烯的性能与应用

石墨烯是一种具有独特二维晶体结构的新型碳纳米材料,具有优异的力学、电学、光学和热学性能,但是在溶剂中难以分散限制了其在很多领域的应用.功能化石墨烯提高了分散性,充分发挥了石墨烯的优良性能,在储能、生物医药、传感器和复合材料方面具有光明的应用前景.综述了石墨烯和功能化石墨烯的制备方法、优良性能及其各领域的应用.     

含磷笼网结构多面体低聚倍半硅氧烷阻燃剂的合成及其阻燃环氧树脂性能

采用9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧杂（DOPO）-乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）加成物DOPO-VTMS通过水解缩合反应,制备了新型含DOPO基团的笼网结构倍半硅氧烷（DOPO-PolyPOSS）。将不同比例的DOPO-PolyPOSS添加到环氧树脂（EP）中,制备了一系列阻燃EP。采用热重分析（TGA）、动态热机械分析（DMA）、万能拉力机、极限氧指数（LOI）、UL-94和锥形量热计对阻燃环氧树脂的热性能、力学性能和阻燃性能进行了系统研究,并通过热重-红外联用（TGA-IR）、热重-质谱联用（TGA-MS）和扫描电子显微镜（SEM）研究了其阻燃机理,结果表明：DOPO-PolyPOSS可在EP中均匀分散;向EP中加入DOPO-PolyPOSS显著提高了阻燃EP的残炭率,降低了热释放速率（HRR）,延长了点燃时间（TTI）,达到了良好的阻燃效果;当DOPO-PolyPOSS加入量（质量分数）为3%时,阻燃EP的LOI值可从纯EP的25.5%提高至31.7%,并达到了UL-94的V-0阻燃等级。此外,加入DOPO-PolyPOSS可提高EP的拉伸和弯曲性能。对EP凝聚相和气相裂解产物的分析结果表明,DOPO-PolyPOSS阻燃环氧树脂是基于磷硅协同效应而同时在气相和凝聚相阻燃。     

纳米碳/聚偏二氟乙烯高介电复合材料

以多壁碳纳米管及多层石墨烯作为添加剂与聚偏二氟乙烯基体复合,制备介电性能优异的纳米碳/聚合物复合材料。通过SEM,TEM,AFM,XPS,FT-IR等手段对添加剂的结构、成分及其在聚合物基体中的分散性进行了表征。对多壁碳纳米管进行羧基及酯基修饰后,提高其在聚合物基体中的分散性,复合材料的介电性能明显提高。对多层石墨烯进行强碱水热处理后,多层石墨烯表面羟基含量增加,多层石墨烯/聚偏二氟乙烯复合材料的导电阈值增加,复合材料的介电性能大大增强,表现出比碳纳米管掺杂的复合材料更加优异的介电性能。     

高耐磨导静电石墨烯杂化材料/丁苯/顺丁胎面胶的研制

采用单宁酸辅助液相剥离所制备的石墨烯,获得了比普通石墨烯更好的分散性,可以达到低成本、高产量和环保的要求。用硅烷偶联剂(KH550)改性处理的SiO₂和单宁酸修饰的石墨烯发生反应形成强杂化键,成功得到石墨烯-SiO₂杂化材料。研究了石墨烯-SiO₂杂化材料在丁苯/顺丁橡胶复合材料中的力学性能,同时还研究了将导电炭黑与石墨烯-SiO₂杂化材料共混后在丁苯/顺丁橡胶复合材料中的力学性能以及导电导热性能。结果表明：加入1份石墨烯-SiO₂杂化材料时,丁苯/顺丁橡胶复合材料获得了相对良好的耐磨性;如果负载超过1份,石墨烯填料之间会很容易发生再聚集,导致磨损体积相比于空白对照组有所增加;加入8份自制石墨烯时,电阻值降低至2×10⁶Ω,橡胶复合材料的抗静电性能得到了明显的改善。     

纳米碳/聚偏二氟乙烯高介电复合材料

以多壁碳纳米管及多层石墨烯作为添加剂与聚偏二氟乙烯基体复合,制备介电性能优异的纳米碳/聚合物复合材料。通过SEM,TEM,AFM,XPS,FT-IR等手段对添加剂的结构、成分及其在聚合物基体中的分散性进行了表征。对多壁碳纳米管进行羧基及酯基修饰后,提高其在聚合物基体中的分散性,复合材料的介电性能明显提高。对多层石墨烯进行强碱水热处理后,多层石墨烯表面羟基含量增加,多层石墨烯/聚偏二氟乙烯复合材料的导电阈值增加,复合材料的介电性能大大增强,表现出比碳纳米管掺杂的复合材料更加优异的介电性能。     

石墨烯改性白炭黑填料对天然橡胶性能的影响

白炭黑(主要成分为纳米SiO₂,nano-SiO₂)由于易于制取、绿色环保等优点,现被广泛用于橡胶补强中,但是白炭黑因为结构上的特点,导致其在橡胶中的分散性和补强能力比炭黑差。利用硅烷偶联剂改善白炭黑在橡胶中的分散性,并研究改性白炭黑和石墨烯(GE)的协同补强作用对天然橡胶(NR)的影响。使用助分散剂单宁酸(TA)修饰的石墨烯与使用硅烷偶联剂KH570改性的白炭黑通过迈克尔加成反应得到杂化填料(KS-TGE),与天然橡胶充分混合制得KS-TGE/NR复合材料。经过测试,白炭黑经过改性后不仅改善了其在橡胶中的分散性,并且其和石墨烯制得的杂化填料与天然橡胶共混后,天然橡胶的力学性能得到提升。与未改性的nano-SiO₂/NR相比,改性后的复合材料拉伸强度最高提升36.3%,断裂伸长率最高提升79.5%,此外KS-TGE/NR仍能保持优异的弹性和动态力学性能。     

新型氮-磷-硅有机无机共聚物的制备及其表征

以对氨基苯酚和对羟基苯甲醛为原料,得到亚胺化合物;将产物与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)反应后进一步与溴丙炔反应得到一种氮磷化合物;最后,氮磷化合物与双层倍半硅氧烷在karstedt催化剂的作用下进行硅氢加成反应得到新型的磷-氮-硅有机无机共聚物,该聚合物易溶于常用溶剂如四氢呋喃、乙酸乙酯、二氯甲烷等溶剂中.通过核磁~1H、~(29)Si以及凝胶色谱法对该共聚物的结构进行表征,与其结构相吻合,经热重分析,该共聚物具有很好的热稳定性.     

磷钼酸/壳聚糖功能化的石墨烯多层膜修饰电极及其电化学行为

通过层层自组装壳聚糖功能化的石墨烯和磷钼杂多酸于半胱胺修饰的金电极,构筑磷钼杂多酸/壳聚糖-石墨烯的三明治夹心结构多层膜修饰的金电极.将构筑的传感器应用于NO2的测定,结果表明,在最优的实验条件下检测NO2的线性范围为9.50~67.63 mmol/L,检出限为7.45 mmol/L.根据测定的结果进一步改善传感器的制备和构筑,制备出选择性高、分析速度快、操作简单、稳定性和重复性好的传感器.     

一类新型多功能基配体的合成研究

３，４—二氢—２Ｈ—吡喃—５—醛与脂肪二胺在水溶剂中，在冰浴下反应４８ｈ，得到２，９—二羟丙基—４，７—二氮杂—２，８—癸二烯二醛（Ⅰ）和２，１０—二羟丙基—４，８—二氮杂—２，９—十一碳二烯二醛（Ⅱ），并经元素分析、红外光谱，核磁共振谱和质谱证实其结构．     

氮杂石墨烯负载钯的制备及其在Suzuki偶联反应中的应用

以廉价的尿素和氧化石墨烯(GO)为原料,在水热处理下得到氮杂石墨烯(NRGO).再利用液相氢气还原法,在氮杂石墨烯表面负载纳米钯颗粒,制得氮杂石墨烯负载的钯催化剂(Pd/NRGO).将其应用到Suzuki碳碳偶联反应中,表现出明显优于普通活性炭负载的Pd催化剂的催化活性.催化剂用量为0.023%Pd,温度为80℃,反应0.5 h,溴苯转化率在99%以上.催化剂稳定性好,甚至还能催化难度更大的氯苯转化.1     

增效磷—1号的研制和应用

本文报导了以酚类和烷基硫代磷酰氯酯为原料,在碱催化剂的存在下,以水溶剂直接反应成增效磷—Ⅰ号的工艺条件,产物收率达97—98%,并给出其对水胺硫磷的增效作用试验结果。     

煤CS2—NMP萃取物丙酮可溶物的GC／MS分析

煤的溶剂萃取物富含多种高附加值聚合材料的单体。依次使用CS2—N御混合溶剂(1：1，V／V)、丙酮对南桐烟煤和云南褐煤进行级分，并对其丙酮萃取物(AS级分)的组成用GC／／MS进行分析。结果表明：丙酮可溶级分中主要含有脂肪烃、芳香族化合物、含氧衍生物和含氮化合物等，其中含氮杂原子化合物以甾类化合物为主，含氧衍生物则主要为酯、酚。2种煤样的AS级分均没有检测到硫、磷杂原子化合物，也没有发现典型的稠环芳香族物质如萘、菲、蒽等的存在。在南桐烟煤的AS级分中，检测到十六烷酸三甲基硅酯、N—丙炔基—N′N′N″N″—四甲基—1，3，5—三嗪三胺两种物质。     

氧化石墨烯的还原和烷基化及其储能性能研究

石墨烯是由sp2杂化碳原子组成的二维周期蜂窝状点阵结构,其特殊的单原子层结构使其表现出许多奇特的物理化学性质,在电子学、生物医学、储能、传感器等领域显示出广阔的应用前景.然而,由于石墨烯易团聚成石墨,使其不能均匀分散在水或常用的有机溶剂中,在很大程度上限制了它的实际应用.本研究首先利用金属锂和萘的四氢呋喃溶液还原氧化石墨烯,然后对其进行循环烷基化反应,获得了烷基功能化程度不同的石墨烯.该方法通过还原除去了氧化石墨烯中大多数的含氧官能团,很大程度上恢复了石墨烯的导电性(1 361S/m),并且,由于在石墨烯表面引入烷基链,改善了石墨烯的分散性,为石墨烯的进一步加工和应用提供新的思路.通过电化学充放电测试等手段研究了制备的石墨烯材料用作锂离子电池负极活性物质的电化学性能.     

9-硅蒽和9-锗蒽与烯烃杂Diels-Alder反应的理论研究

采用密度泛函理论方法在B3LYP/6-311G**水平研究了9-硅蒽和9-锗蒽与烯烃的杂Diels-Alder反应的微观机理、势能剖面,考察取代基对反应势能剖面的影响.计算结果表明,所研究反应均以协同非同步的方式进行,且Si(Ge)—C键总是先于C—C键形成.乙烯分子中C原子上的苯基取代基在热力学上对反应不利,但在动力学上的影响取决于产物中苯基与Si(Ge)原子之间的相对位置.9-硅(锗)蒽分子中Si(Ge)原子上的2,4,6-三甲基苯基取代基在热力学和动力学上均对反应不利.     

反应型无卤阻燃不饱和聚酯的制备

本文利用新型无卤反应型阻燃剂中间体9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）与马来酸反应,制备了反应型阻燃剂DOPOMA。并利用其作为反应型阻燃剂与马来酸酐、苯酐、1,2-丙二醇反应,制备通用型透明不饱和聚酯树脂。对合成的通用型不饱和聚酯树脂燃烧行为、热稳定性及固化行为进行研究。结果表明,随磷含量的增加,极限氧指数（LOI）在一定程度上增加。磷系阻燃剂DOPOMA的存在对不饱和聚酯树脂的固化有延迟效应,使得固化引发时间延长。     

磷硅元素改性氧化石墨烯的制备及其阻燃改性环氧树脂的应用

通过两步法将含磷基团的9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和含硅基团的硅烷偶联剂引入氧化石墨烯(GO)中,制备了磷硅协同改性的氧化石墨烯(KDGO),通过傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、能谱散射谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)分析对其进行表征,并将其添加到环氧树脂(EP)中进行阻燃改性,制备EP基复合材料KDGO/EP.采用热重分析(TGA)、动态热机械分析(DMA)、极限氧指数(LOI)和垂直燃烧测试复合材料的热稳定性、动态热机械性能和阻燃性能.TGA结果表明,质量分数为1%的KDGO能够保持复合材料的热稳定性,同时提高残炭率,与纯EP固化物相比,残炭率提高了10个百分点,解决了目前市场上含DOPO阻燃剂引起固化材料热稳定性下降的问题.DMA数据显示,KDGO中的环氧基能够参与EP的交联固化,使复合材料的动态热机械性能提高,有效改善了由DOPO引起的动态热机械性能下降的问题.LOI和垂直燃烧测试表明磷硅阻燃元素的协同作用有助于提高复合材料的阻燃性能,使LOI值提高到27.1%,燃烧过程无滴落现象,达到了塑料阻燃等级V-0级.     

基于金纳米粒子/石墨烯修饰电极的电化学DNA阻抗传感器的制备

报道了一种基于金纳米粒子/石墨烯修饰玻碳电极的电化学DNA阻抗传感器.首先在玻碳电极表面修饰一层石墨烯,然后通过电化学方法在石墨烯表面沉积一层金纳米粒子,探针DNA(含巯基)通过金硫键连接在金纳米粒子表面.电化学阻抗技术用于DNA传感器的组装表征及其特殊序列DNA的检测.在最佳的实验条件下,传感器响应信号与互补靶DNA浓度的对数在1.0×10-12-1.0×10-7M呈良好线性关系,其线性回归方程:ΔRct(Ω)=1526.6+109.9lgC,相关系数R为0.9970,检出限为3.5×10-13M(S/N=3).此外,该传感器具有良好的选择性,它能识别单碱基错配序列的靶DNA.