生物质/聚吡咯复合材料的电化学性能研究

在造纸行业中作为废液的木质素磺酸盐是一种含有甲氧基和酚羟基的生物质衍生物,由于具有可逆的氧化还原反应而提供赝电容.但木质素磺酸盐的导电性低,从而不能直接作为超级电容器电极.本文在含木质素磺酸钠(Lig)的体系中原位聚合吡咯(Py)制备了具有导电性能的木质素磺酸钠/聚吡咯复合材料(LP).通过扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)测试对其形貌和结构进行表征.结果表明:当Lig与Py质量比为1∶1和电流密度为1 A/g时,复合材料具有高的比电容(346.8 F/g),相比于单纯聚吡咯(PPy)的比电容提高了约50 F/g.而且当电流密度从1 A/g升高到10 A/g时,LP1的倍率性能高达60.8%,比PPy提高了9.3%.在高电流密度10 A/g时,复合物LP1经过1 000次恒电流充放电后仍保留了47%的电容值,表明复合物LP1表现出好的循环稳定性.     

3,4-二芳基吡咯的合成

卟啉化合物及其金属配合物是一类极具潜力、环境友好的光电转换材料而成为国际上人们研究的热点,3,4-二芳基吡咯作为构建该卟啉类化合物的中心体,其合成方法的研究很少。本文以亚氨基二乙酸为原料,经酯化和酰基化2步反应得到N-乙酰基-亚胺基二乙酸二甲酯,再将得到反应物在甲醇钠溶液中与二芳基乙二酮发生缩合反应得到3,4-二芳基吡咯-2,5-二甲酸,最后将3,4-二芳基吡咯-2,5-二甲酸在乙醇胺中回流脱羧制得3,4-二芳基吡咯,其结构经1H NMR、13C NMR和元素分析得以确证。该合成方法具有反应条件温和、反应速度快、产率较高、操作简单等优点。     

基于氟硼二吡咯的水溶性高灵敏汞离子荧光探针

以氟硼二吡咯作为荧光基团、以肼基作为活性基团设计、合成了一种可用于物质的量高灵敏地检测水溶液中汞离子的荧光探针(MS).该探针在水溶液中5 min内基本可以完成对汞离子的检测,随着汞离子浓度的增加,溶液紫外吸收明显红移,荧光强度大大增强.即使体系中汞离子物质的量浓度在0.1μmol/L时,溶液荧光强度也有明显变化,说明该探针具有很高的灵敏度.另外选择性实验表明该探针在相同条件下对其他常见金属离子没有明显响应,说明该探针具有很好的选择性.     

基于硅氟作用的BODIPY类氟离子荧光探针的合成与性质研究（英文）

利用F-与硅原子具有极强的相互作用,本文报道了一种基于硼二吡咯亚甲基(BODIPY)含硅氧键染料的合成及其对氟离子专一性的荧光识别.     

2-乙氧羰基-3-甲基-4,5-四亚甲基吡咯的合成

以乙酰乙酸乙酯(1)为原料,以醋酸为反应介质,通过与亚硝酸钠的肟化反应得到化合物N-羟基亚胺乙酰乙酸乙酯(2),化合物2在缓冲的乙酸溶液中通过锌粉还原、与环己酮(3)加成环化反应生成化合物2-乙氧羰基-3-甲基-4,5-四亚甲基吡咯(4),反应的总收率为38.95%.而采用"一锅煮"合成方法制备化合物4可使反应的总收率达到49.76%.考察了在该反应体系的pH值为3.8～4.0时,其他一些反应条件对目标化合物4合成收率的影响,确定了最佳的反应条件为:锌粉与反应物1的摩尔比为2.9:1,反应温度为95～100 ℃.所合成的化合物的结构用元素分析、IR、1H NMR等测试手段进行了表征.     

电聚合固定化介体催化强化2,6-二硝基甲苯生物还原

难生物降解的水溶性氧化还原介体会随出水而流失,造成二次污染.采用活性炭毡(ACF)电极上电聚合吡咯单体掺杂蒽醌二磺酸盐技术制备的固定化氧化还原介体,AQDS/PPy/ACF,考察了其作为一种新型固态介体催化2,6-二硝基甲苯(2,6-DNT)生物还原的可行性.结果表明,基体材料对聚吡咯复合材料的表面形貌特性影响很大,在铂片上形成的聚吡咯呈菜花状,而在ACF上则呈现微球状;AQDS/PPy/ACF对2,6-DNT具有较强的生物催化活性和催化稳定性;它的加入可使2,6-DNT的生物还原速率提高近4倍,一级降解动力学常数达到0.0345h-1;在该反应体系中,2,6-DNT首先被还原为中间产物2-氨基-6-硝基甲苯(2-A-6-NT),后者再被还原为终产物2,6-二氨基甲苯(2,6-DAT).     

双吡啶单吡咯钌配合物与DNA的相互作用

三联吡啶钌配合物和DNA相互作用已有大量报道,但基于类三联吡啶配体,如双吡啶吡咯,稳定的金属配合物和DNA作用却鲜见报道.利用荧光光谱、圆二色谱(CD)和紫外-可见光谱等表征手段,研究了4个已知的双吡啶吡咯钌配合物与DNA结合性质： [(PDP)Ru(COD)X],其中HPDP＝2,5-bis(2’-pyridyl)pyrrolide,COD＝1,5-环辛二烯,X＝Cl－ (1), NO3(－) (2);[(PDP)Ru(COD)(H2O)](BF4) (3) ; [(PDPCl)Ru(COD)Cl] (HPDPCl＝2,5-bis(2’-pyridyl)-3,4-dichloropyrrolide(4).发现化合物1以经典嵌插方式和DNA结合,2和3可能为部分或非经典嵌插结合DNA,4主要以静电相互作用结合DNA.此外,通过MTT法考察了配合物1～4对人宫颈癌Hela细胞的体外细胞毒性.     

低温等离子体诱导下导电高分子复合膜的制备

利用等离子体技术对PET薄膜进行表面处理,并诱导引发AAc在其表面接枝聚合,制备PAAc-g-PET复合膜,用化学氧化方法使PPy接枝聚合在PAAc-g-PET表面,制备出PPy-g-PAAc-g-PET复合膜.利用ATR-FTIR和SEM对制备的复合膜分别进行结构和表面形貌分析.导电性测试结果表明,PPy-g-PAAc-g-PET复合膜的导电性也明显提高.同时考察了温度、时间、浓度等对PPy-g-PAAc-g-PET复合膜接枝率的影响,得到PET薄膜接枝PPy的最佳条件为温度60 ℃,反应时间6 h.研究结果表明,PPy能很好地接枝到PAAc-g-PET复合膜的表面.     

聚吡咯H+选择电极的性能研究

采用电化学合成方法制备了聚吡咯H^ 选择电极．利用红外光谱探讨了掺杂不同阴离子聚吡咯膜的结构特征;探讨了聚吡咯电极在pH缓冲溶液中的阻抗谱特征及pH响应机理．比较了各种电极的能斯特斜率、转换系数和温度效应的差异,实验结果表明,未掺杂的聚吡咯(Pt／PPy)对H^ 响应的能斯特斜率、转换系数较掺杂T5O^-离子[Pt／PPy(T5O^-)]和HCO3^-离子[Pt／PPy(HCO3^-)]的要大．     

电荷掺杂和C1掺杂聚吡咯、聚呋喃、聚噻吩的导电性理论研究

利用Gaussian 03程序包中的密度泛函理论在B3LYP/6-31G(d)水平下,对未掺杂、电荷掺杂和C1掺杂的聚吡咯、聚呋喃、聚噻吩进行几何全优化,并对它们的几何结构、自旋密度、自然键轨道(NBO)、前线轨道能进行了理论分析.结果表明,电荷掺杂能使聚合物键长趋于平均化,其极子分布几乎遍及了整个分子链而C1原子掺杂对聚合物的影响主要集中在与C1原子相邻的C原子上,极子分布局域在C1原子附近的大约7个碳原子上,掺杂能够明显增强仃电子共轭性,降低能隙,从而增强导电性.