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综合评述
沸石分子筛酸性质表征方法研究进展
刘萌, 吴志杰, 潘涛
2020, 37(1): 1-15  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.01.190199
[摘要]  (21) [HTML全文] (21) [PDF 988KB] (1)
摘要:
沸石分子筛的酸性质决定其酸催化性能,如何准确、定量地区分沸石分子筛上酸类型、密度、强度及分布,对于阐明沸石酸催化性能具有重要的意义。本文主要总结了近几年来关于沸石分子筛酸性位分布、酸类型、酸强度等重要酸性质的定性和定量分析方法的研究进展。
研究论文
以铱配合物为核、聚(芴-咔唑)为臂的白光星型磷光聚合物
曾惠卷, 林美娟, 刘超, 陈龙杰, 张语珊, 凌启淡
2020, 37(1): 16-23  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.01.190150
[摘要]  (13) [HTML全文] (13) [PDF 899KB] (1)
摘要:
设计合成了以苯基苯并咪唑和吡啶三唑为配体的高效的黄绿光铱配合物(M1),并通过Suzuki缩聚反应制备了以磷光铱配合物客体为中心核、蓝光荧光聚(芴-咔唑)主体为臂的星型磷光聚合物(P2.5、P5.0和P10),着重对M1和聚合物的发光性能、电化学性能及热稳定性能进行研究。结果表明,M1具有较高的荧光量子效率(32.06%),其荧光寿命为1.09 μs,聚合物荧光寿命为2.22~3.93 μs,均表现为磷光;通过调节主客体的比例,利用主客体的部分能量转移机制,来实现聚合物的不同光色,发光颜色可从蓝光向黄光变化;当M1摩尔分数为2.5%时,获得的白光聚合物(P2.5)具有较好的发光性能和热稳定性能,色坐标为(0.30,0.32),位于白光区域,其最高占有轨道(HOMO)能级和最低未占有轨道(LUMO)能级分别为5.49和2.43 eV,荧光量子产率为14.3%,荧光寿命为2.22 μs。
喷涂法制备高效率三元体系聚合物太阳能电池
张通, 欧阳金阳, 赵晓礼, 杨小牛
2020, 37(1): 24-31  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.01.190295
[摘要]  (15) [HTML全文] (15) [PDF 1097KB] (0)
摘要:
本文将非富勒烯小分子受体材料(ITIC)引入二元聚合物太阳能电池(PBTIBDTT:PCBM[70])中构建三元体系聚合物太阳能电池,在大于200 nm的光敏层膜厚下获得10.95%的能量转化效率(PCE),并将其用于喷涂工艺中,实现了能量转化效率为9.06%的三元体系聚合物太阳能电池器件。基于喷涂法制备的高效率三元体系聚合物太阳能电池适用于卷对卷印刷生产,展现出极大的应用前景。
聚氯乙烯表皮成分对加成型硅橡胶固化的影响
王晓伟, 付志磊, 刘芳, 潘鸽, 许东华, 管东波, 窦艳丽, 石彤非, 姚卫国
2020, 37(1): 32-39  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.01.190152
[摘要]  (12) [HTML全文] (12) [PDF 1164KB] (0)
摘要:
采用流变学方法研究了双组分加成型硅橡胶在不同聚氯乙烯(PVC)表皮上的固化动力学,并利用红外光谱、核磁共振波谱、电感耦合等离子体质谱仪等手段分析了PVC表皮成分,以确定导致双组分加成型硅橡胶不固化的具体原因。结果表明,PVC表皮中导致硅橡胶不固化的主要元素为P元素。在固定硅橡胶厚度为1 mm的情况下,当PVC表皮中的P元素质量分数低于3×10-3%时,浇注在其上的双组分加成型硅橡胶依然能固化;而当PVC表皮中的P元素质量分数超过约2.4×10-2%时,虽然浇注在其上的双组分加成型硅橡胶的中间层依然能固化,但与PVC表皮接触部分的硅橡胶不固化,且不固化层厚度随P元素质量分数增加而增加。本文还研究了在P元素质量分数低于3×10-3%的PVC表皮上,降低硅橡胶厚度至微米级时的固化行为,在P元素质量分数低于3×10-3%的PVC表皮上,当硅橡胶厚度低于2 μm时,硅橡胶出现不完全固化现象。双组分加成型硅橡胶在含有P元素的PVC表皮表面的固化行为主要是由硅橡胶样品中铂催化剂总含量及PVC表皮中的P元素含量确定的,同时也会受到双组分加成型硅橡胶反应速率以及铂催化剂、P元素在硅橡胶中的扩散速率的影响。
高吸水树脂的质量分数与其附着性能的关系
李双双, 马蕊, 刘芳, 付志磊, 潘鸽, 王晓伟, 许东华, 徐朝华, 石彤非, 呼微
2020, 37(1): 40-45  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.01.190153
[摘要]  (11) [HTML全文] (11) [PDF 883KB] (0)
摘要:
研究了高吸水树脂的质量分数对其在木板上附着性能的影响。通过流变学方法和倒置实验确定样品形成凝胶的浓度区间,同时测定了该吸水树脂的最大吸水倍率,求得其吸水饱和浓度。通过模拟消防车中喷枪喷向火灾现场进行灭火的场景,对样品进行了喷涂实验,以在固定面积范围的木板上凝胶的附着厚度来判断其附着性能的大小。结果表明:高吸水树脂的附着性能与其质量分数相关,随着质量分数的升高,样品的附着性能提高,当高吸水树脂样品的质量分数达到其凝胶浓度时,附着性能有着大幅度的提高,在质量分数继续增加时,附着性能提高的幅度较小,此时由于重力影响,附着层会整块掉落。
导热增强聚乙二醇相变复合材料的制备及其性能
颜品萍, 罗富彬, 黄宝铨, 肖荔人, 钱庆荣, 李红周, 陈庆华
2020, 37(1): 46-53  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.01.190209
[摘要]  (11) [HTML全文] (11) [PDF 1621KB] (0)
摘要:
本文以聚乙二醇(PEG)为相变材料,通过添加不同的无机填料,采用熔融共混浇筑方式制备了导热增强型相变复合材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、热常数分析仪、差示扫描量热仪(DSC)、红外热成像和热重分析仪研究了所制备复合材料的微观结构、导热性能与相变过程。研究结果表明,相比于碳酸钙和氧化铝,在相同添加含量下,氮化硼(BN)可有效提高PEG的导热系数,当BN质量分数为40%时,导热系数可达到3.40 W/(m·K);当填料添加量相同时,片状BN和不规则纳米碳酸钙(CaCO3)比球形氧化铝(Al2O3)对PEG具有更加优良的定型效果,在相变过程中,能够更加有效阻隔PEG的流动,保持复合材料的形状稳定性。
pH调控的变色酸2R稳定的银纳米簇的合成
郭永艳, 曾维伟, 杨萍, 田雁飞, 龙云飞
2020, 37(1): 54-60  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.01.190131
[摘要]  (15) [HTML全文] (15) [PDF 971KB] (0)
摘要:
银纳米簇(Ag NCs)具有特殊的物理和化学性质,其具有广泛的应用前景和研究价值。本文探索了以变色酸2R为稳定剂,经过两次pH调节构建一种快速制备具有强荧光特性、稳定存在且粒径小的Ag NCs的方法。在最优实验条件下,运用该方法制备得到的Ag NCs的最大发射波长为450 nm,最大激发波长为336 nm,平均粒径为1.74 nm,主要粒经分布在0.68~2.99 nm区域内,该Ag NCs的晶格间距为0.223 nm,晶格类型为(102)。该Ag NCs可作为探针应用于溶液中微量重金属离子和非金属离子的测定,小分子、弱酸溶液浓度等方面的检测,也可以用于细胞成像等方面。
碳载高分散钯纳米粒子的制备及催化Suzuki反应
刘明辉, 刘盈岑, 吕荣文
2020, 37(1): 61-68  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.01.190161
[摘要]  (15) [HTML全文] (15) [PDF 1113KB] (0)
摘要:
利用三聚氰胺甲醛预聚物中N原子与Pd2+的相互作用,将Pd2+化学锚定在预聚物中;并以二氧化硅水凝胶为造孔剂、2,4-二氨基苯磺酸为预聚物缩合促进剂,在水溶液中制备出锚定了Pd2+的胶体纳米球;再经摩尔分数5%氢气焙烧、HF腐蚀,得到Pd质量分数为1.37%、平均粒径为(2.4±0.87)nm的碳载高分散Pd纳米粒子催化剂Pd@C。将其应用于Suzuki反应,在加入Pd与碘苯物质的量比为1:100的催化剂时,反应5 min收率为99.3%,且经8次循环后活性未降低,表现出良好的催化效果和重复使用性。
同源细胞膜包覆智能释药纳米粒用于肝癌靶向治疗
夏颖, 夏菁, 崔洪燕, 钱明, 张留伟, 陈麒先, 王静云
2020, 37(1): 69-79  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.01.190121
[摘要]  (12) [HTML全文] (12) [PDF 1199KB] (0)
摘要:
近年来,纳米药物递送系统在癌症治疗方面的应用受到广泛关注。传统的纳米药物递送系统存在生物相容性差、靶向性缺乏、在肿瘤部位释药缓慢等问题。本文设计制备了一种同源细胞膜(M)包覆、癌细胞还原微环境控制释药的脂质体纳米粒子(命名为P-ss-G/D/Sf@M)来递送肝癌治疗药物索拉非尼(Sf)用于肝癌的靶向治疗。利用薄膜水化法结合静电吸附及过膜挤压法制备包覆细胞膜的空白(P-ss-G/D@M)及载药(P-ss-G/D/Sf@M)纳米粒子。P-ss-G/D/Sf@M对Sf的载药量为7.2%,包封率为79.9%。体外释药结果显示,P-ss-G/D/Sf@M在还原条件下会加快药物的释放,48 h时药物释放量达到65%以上,较非还原条件下释药量提高了25%。体外细胞实验结果证明,包覆肝癌细胞膜的纳米粒子更易被肝癌细胞摄取,表现了对肝癌细胞的靶向性,同时在肿瘤细胞高浓度谷胱甘肽(GSH)还原环境作用下,纳米粒子中的二硫键断裂,迅速释放药物,与非还原敏感载药纳米粒子相比,显著抑制肝癌细胞生长,提高细胞凋亡率。因此,本文制备的同源细胞膜包覆的智能释药载体有可能用于今后的癌症治疗中。
基于蒽-苯并咪唑鎓的荧光传感器对H2PO4-的高选择性识别
董智云, 张晓宇, 曾政权, 席福贵
2020, 37(1): 80-87  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.01.190165
[摘要]  (17) [HTML全文] (17) [PDF 929KB] (0)
摘要:
设计合成了基于蒽-苯并咪唑鎓的受体分子12,通过荧光发射光谱研究了受体分子12对F-、Cl-、Br-、I-、AcO-、HSO4-、H2PO4-、NO3-、ClO4-等阴离子的识别性能。研究发现,在受体分子12的乙腈溶液(5.0×10-6 mol/L)中加入10倍化学计量的H2PO4-时,受体分子1的荧光猝灭百分数为13%,受体分子2的荧光猝灭百分数高达94%,表明受体分子2在构型上与H2PO4-更匹配,可作为H2PO4-的荧光关闭型(turn-off)探针。受体分子2与H2PO4-的结合比为1:1,结合常数为(3.70±0.16)×104 L/mol,检出限为3.77×10-6 mol/L。
基于苯并吲哚的荧光探针对Al3+的识别及应用
张莹莹, 王丽艳, 赵冰, 宋波
2020, 37(1): 88-95  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.01.190180
[摘要]  (11) [HTML全文] (11) [PDF 883KB] (0)
摘要:
设计合成了一种结构简单且基于苯并吲哚衍生物的荧光探针(H),通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光发射光谱研究了荧光探针H对金属阳离子的识别性能。结果表明,在乙醇(EtOH)和4-羟乙基哌嗪乙磺酸(HEPES)缓冲液(pH=7.4)(体积比为1:1)的混合溶液体系中,荧光探针H对Al3+有专一性识别且不受其它金属阳离子干扰。探针H与Al3+的配合比为1:1,配合常数Ka为0.52×102 mol/L,检测限为1.75 μmol/L。探针通过荧光发射光谱对水样及食品中的Al3+进行了定量检测,具有一定实际应用价值。
基于气液相化学发光技术的臭氧在线检测方法
李佳祁, 付大友, 王竹青, 谭文渊, 陈雨琴, 冀钢扬
2020, 37(1): 96-102  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.01.190136
[摘要]  (13) [HTML全文] (13) [PDF 864KB] (0)
摘要:
基于鲁米诺(luminol)化学发光体系,采用自主研发的在线臭氧浓度检测仪,建立了一种实时在线检测臭氧浓度的方法,用于分析测定痕量浓度水平的臭氧气体。考察了鲁米诺、氢氧化钾、部分醇类化合物和表面活性剂等因素对化学发光强度的影响。结果表明,在鲁米诺(0.005 mol/L)、氢氧化钾(0.05 mol/L)体系中加入乙二醇(体积分数1.5%)、甲醇(体积分数1.5%)、乙醇(体积分数1.0%)、丙三醇(体积分数3.0%)能显著增强鲁米诺体系检测O3的化学发光信号,而甲醛溶液(体积分数3.0%)能有效抑制NO2信号的干扰。同时,测得检测臭氧的检出限为1.26 μg/m3、相对标准偏差为0.32%,相对误差为0.75%。利用该体系测定臭氧,具有信号稳定、精密度好、准确度高、检出限低等优点,适用于大气中微量O3的在线连续检测。
依托度酸哌嗪盐的制备及其性能表征
陈少东, 王晓娟, 李端秀, 王兆喜, 张海禄
2020, 37(1): 103-108  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.01.190185
[摘要]  (13) [HTML全文] (13) [PDF 723KB] (0)
摘要:
制备了依托度酸和哌嗪的有机盐,并得到了其晶体结构。结构解析结果表明,依托度酸羧基上的氢转移到哌嗪的氮原子上,N-H…O氢键是维持结构稳定的主要分子间相互作用。与原药相比,新合成的盐的本征溶出速率和平衡溶解度分别提高了2.1倍和4.8倍。此外,新合成的盐具有良好的水合稳定性,在25℃,相对湿度95%的条件下暴露28 d未发生相变。作为依托度酸的第一个有机盐,该盐是依托度酸有前景的固体存在形式。
二氧化硅包裹铋基黄色料的制备及其稳定性
王竹梅, 李月明, 万德田, 左建林, 沈宗洋, 李恺
2020, 37(1): 109-116  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.01.190200
[摘要]  (12) [HTML全文] (12) [PDF 1308KB] (2)
摘要:
采用沉淀法合成了主要成分为Bi0.82V0.45Mo0.55O4和Na0.5Bi0.5(MoO4)的铋基黄色料,再用水解法对色料进行SiO2包裹,制得了一系列耐酸性和耐温性均有较大幅度提高的包裹型色料。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线荧光光谱(XRF)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等技术对色料进行了表征。研究结果表明,在V(H2O):V(TEOS)=1:18、摩尔比n(Si)/n(Bi)=4、反应温度Tb为45℃、滴加水的速度vd ≤ 0.3 mL/min的条件下,可获得厚度为100 nm左右、均匀致密的二氧化硅包裹层,且包裹色料呈鲜艳明亮的绿相黄,其色度参数L*a*b*值分别为78.85、-6.85和71.63;该条件下所得包裹色料的耐酸性和耐温性最佳,色料浸泡于1 mol/L的盐酸中30 min损失量由未包裹色料的100%降至28.25%,耐温性由未包裹色料的600℃提升到860℃。
1, 2, 3, 9-四氢咔唑-4-酮生产废液处理及氯化锌回收利用
刘西德, 周迪, 张兆顺
2020, 37(1): 117-122  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2020.01.190160
[摘要]  (17) [HTML全文] (17) [PDF 1006KB] (0)
摘要:
1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮生产废液量大且危害严重,本文探究了NaClO、H2O2氧化处理废液的效果及存在的问题,同时提出了高温碳化处理的新工艺路线。实验结果表明,采用NaClO、H2O2氧化处理废液未能达到理想要求,且回收的固体色泽差、无催化活性。而废液经143℃蒸馏、残留液500℃高温碳化处理40 min后回收的氯化锌,具有良好催化活性,可使单苯腙转化率达到52.6%,实现了其在1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮生产过程中的循环利用。研究结果为1,2,3,9-四氢咔唑-4-酮生产废液处理及资源综合利用提供了一条新途径。

综合评述
金属有机骨架材料MIL-101及其改性材料去除环境污染物的研究进展
于航, 王茜子, 朱绪娅, 刘夏晴, 杨慧, 李凤祥
2019, 36(11): 1221-1236  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190146
[摘要]  (374) [HTML全文] (374) [PDF 812KB] (374)
摘要:
目前我国水环境以及空气面临着严峻的污染形势,许多危害人身体健康的污染物亟待治理。金属有机骨架作为目前新兴的多孔材料,具有高孔隙率、高比表面积、结构可调性以及不饱和金属位点等特点。这使得金属有机骨架材料具有一定的环境污染物去除能力。围绕对苯二甲酸铬金属有机骨架材料(MIL-101)及其功能化修饰的改性材料的结构信息展开,总结了材料的主要合成方法,对功能化修饰的方法和原理进行分析,重点分析了这种材料在环境污染物去除等方面的应用研究进展,包括它在重金属离子、农药、抗生素、有机染料、碘离子等污染物的吸附处理领域的应用,以及在污染物的监测和环境风险预警方面的应用潜力。指出了材料在制备成本、反复利用次数、污染物后续处理等方面仍然存在的问题。
研究论文
4种低密度聚乙烯树脂的链结构及其性能
李沛, 张嘉琪, 刘巍, 陈全, 唐毓婧, 姬相玲, 薛彦虎, 孙广平
2019, 36(11): 1237-1247  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190115
[摘要]  (345) [HTML全文] (345) [PDF 822KB] (345)
摘要:
选用4种商品化的具有不同熔体流动速率的低密度聚乙烯(LDPE),利用高温凝胶渗透色谱仪(HT-GPC)、碳核磁共振谱仪(13C NMR)、差示扫描量热仪(DSC)和流变仪研究其链结构特点及其流变性能。按照相对分子质量的差异分成两组,D-1和Q-1,D-3和Y-1,每组的两个样品具有相近的平均相对分子质量。13C NMR的结果表明,4种LDPE都既含有短链支化又含有长链支化,且短链支化含量均高于长链支化含量;而短链支化中丁基含量最多。连续自成核退火热分级(SSA)结果表明,树脂中均含有不同长度的可结晶的亚甲基序列,即每种树脂分子链内的短链支化分布不均匀。探讨了相对分子质量及其分布、亚甲基序列长度及其分布、支化含量、结晶度等因素对树脂熔融行为、流变行为和薄膜力学性能的影响,发现Q-1的低相对分子质量尾端和Y-1的长链支化含量均影响熔体流动速率,平均亚甲基序列长度决定熔融峰的位置,结晶度直接影响薄膜的力学性能。基于上述结果,建立结构与性能的关联。
耐紫外光老化CO2共聚物的合成与性能
蔡毅, 郭洪辰, 曹瀚, 高凤翔, 周庆海, 王献红
2019, 36(11): 1248-1256  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190210
[摘要]  (337) [HTML全文] (337) [PDF 710KB] (337)
摘要:
CO2基塑料(PPC)是通过CO2与环氧丙烷共聚所得的生物降解高分子,由于PPC的耐紫外老化性能较差,随紫外线的照射不仅PPC的相对分子质量快速下降,且其拉伸强度和断裂伸长率等力学性能也迅速降低,而农用地膜长期处于紫外线照射的环境中,因此亟待改善PPC的耐紫外老化性能。本文设计合成了含紫外吸收基团的单体2-羟基-4(2,3-环氧丙氧基)二苯甲酮(HEB),与CO2和环氧丙烷进行三元共聚制备了耐紫外光老化的CO2共聚物(PPCH)。在保证PPCH相对分子质量不低于5.0×104的前提下,PPCH中HEB单元的摩尔分数最高可达0.32%,相应地其玻璃化转变温度(Tg)和起始热分解温度(Td-5%)分别为26.7和216.9℃,拉伸强度达到30.97 MPa。普通PPC经过240 h的紫外辐照后,其数均相对分子质量下降了67.8%,相应地其拉伸强度和断裂伸长率分别下降了10.1%和40.1%。即使PPCH中的HEB摩尔分数仅为0.06%,经过240 h辐照后其数均相对分子质量仅下降了6.2%,相应地其拉伸强度和断裂伸长率也仅分别下降了1.7%和13.3%,证明PPCH具有较强的耐紫外老化性能,原因在于其主链含有HEB单元,对紫外光具有较好的吸收性能。PPCH的紫外吸收性能随HEB单元在聚合物中含量的增加而增强,因此随着共聚物中引入的HEB单元含量增加,PPCH的相对分子质量和力学性能的保持率均得到了大幅度提高。另一方面,对PPCH共聚物与相同二羟基二苯甲酮(BP)含量的PPC/BP共混物进行120 h的50℃热水萃取实验,PPCH显示出稳定的紫外光吸收性能,而PPC/BP共混物的紫外吸收性能随热水萃取时间的增长而快速下降,表明三元共聚反应能够有效解决普通共混物面临的小分子紫外吸收剂的外迁移问题。
酚类衍生物的美白和抗氧化活性
金宇婷, 支德福, 郭永泰, 隋悦, 孙蕾, 王倩, 赵龙铉, 赵春晖
2019, 36(11): 1257-1265  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190139
[摘要]  (348) [HTML全文] (348) [PDF 651KB] (348)
摘要:
一系列酚类衍生物被合成,采用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、核磁共振波谱仪(NMR)和电喷雾质谱(ESI-MS)等波谱技术对其进行了结构表征,并对其进行美白活性测试。结果表明,HB-1(0.229±0.026)、HB-3a(0.829±0.135)、HB-3b(0.446±0.047)、HMB-3a(1.747±0.215)、HMB-3b(1.307±0.058)和HPE-4b(2.501±0.261)对酪氨酸酶抑制作用明显优于阳性对照物α-熊果苷(3.60±0.029)。对显示出美白活性的化合物的抗氧化活性测试结果表明,HB-3b和HMB-3a抗氧化活性与阳性对照物槲皮素和番茄红素相当。因此该类化合物今后可作为美白剂和抗氧化剂加以开发利用。
铜催化对亚甲基苯醌/偶氮试剂/水三组分反应合成苯并呋喃-2-酮类化合物
盛回香, 余健, 王硕文, 徐振华, 唐石
2019, 36(11): 1266-1274  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190078
[摘要]  (339) [HTML全文] (339) [PDF 878KB] (339)
摘要:
发展了一种高效、简便的潜在生物活性的含氰苯并呋喃-2-酮类化合物的合成新方法。以廉价碘化亚酮为催化剂,锌粉为添加剂,催化对亚甲基苯醌与1,1-偶氮双(环己烷甲腈)和H2O三组分反应,经历1,6-共轭加成/芳构化,惰性碳-碳键断裂,以及后续的串联自由基插氰/环化及水解等步骤,"一锅法"快速合成了一系列含氰苯并呋喃酮结构的化合物。为含氰苯并呋喃酮类化合物的合成提供一条简便而高效的途径,同时也为对亚甲基苯醌类化合物的高值化应用提供一个新的思路。
钨酸铋量子点和纳米片修饰石墨相氮化碳复合催化剂的制备及其可见光催化活性增强
李靖, 吴海波, 王瑜, 杨华美, 宋明, 堵锡华, 张永才
2019, 36(11): 1275-1285  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190046
[摘要]  (337) [HTML全文] (337) [PDF 1246KB] (337)
摘要:
利用超声-水热法、使用油酸钠辅助合成钨酸铋(Bi2WO6)量子点/纳米片修饰的石墨相氮化碳(g-C3N4)(Bi2WO6/g-C3N4)复合光催化剂。通过X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、N2吸附-脱附等技术手段获得Bi2WO6/g-C3N4催化剂的组成、结构和光吸收性能,分析合成机理。以罗丹明B(RhB)水溶液为模拟污染物,考察Bi2WO6/g-C3N4复合催化剂的可见光催化活性。结果表明:g-C3N4和Bi2WO6的质量比为3:7的Bi2WO6/g-C3N4-30具有最有效的异质界面,电化学阻抗和光电流测试结果显示该催化剂的光生载流子传输速率快、复合率低,可见光照射120 min对RhB的降解率达到95.8%;通过活性物质捕捉实验获知光生空穴是光催化反应中的主要活性物质,分析异质界面对光催化活性的影响,进而提出光催化反应机理。
金属卟啉/MgAl水滑石催化醇选择性氧化制备羰基化合物
陈川, 徐迎迪, 薛叙明, 周鹏鹏
2019, 36(11): 1286-1293  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190073
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摘要:
将MgAl水滑石引入到金属四苯基卟啉(MTPPs,M=Co,Fe,Mn,Ni)催化氧化体系中,实现了醇的选择性氧化。结果表明,在分子氧/异丁醛体系中,CoTPP在苯甲醇氧化制苯甲醛反应中表现出优异的催化活性,MgAl水滑石添加剂可有效地提高醛的选择性。在苯甲醇1 mmol、乙腈2 mL、CoTPP 5 mg、MgAl水滑石18 mg、异丁醛5 mmol、反应温度60℃、氧气气氛下反应2 h,苯甲醇的转化率和苯甲醛的选择性分别达到94%和92%。另外,此催化体系在其它醇类化合物的氧化反应中也具有较好催化活性。
CTAB-P123辅助制备有序介孔KF/Al-Ce-SBA-15固体碱及其催化性能
刘宁, 刘水林, 伍素云, 唐新德, 吴智, 李爱阳
2019, 36(11): 1294-1300  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190081
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摘要:
为了缩短有序介孔氧化硅(SBA-15)基固体碱催化剂的工艺流程,制备长程有序介孔固体碱,本文以十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)-三嵌段表面活性剂P123为模板剂,以KF为改性剂,两步法合成有序介孔KF/Al-Ce-SBA-15(KF/ACS)固体碱催化剂,采用小角X射线衍射(小角XRD)、N2吸附-脱附曲线、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等手段,对催化剂的结构与性能进行表征,并研究了其在合成丙二醇甲醚(PM)中的催化性能。当n(Al)/n(Ce)=0.12,KF的质量分数为10%时,KF/ACS催化剂不仅能够保持长程有序介孔结构,并且显示出强碱性能。在催化甲醇与环氧丙烷(PO)合成PM的反应中,PM的收率达到92.0%,1-甲氧基-2-丙醇(PPM)选择性达到96.1%以上,并能有效抑制二丙二醇甲醚等副产物。
不同波长的光对生物柴油氧化安定性的影响
王友昊, 李法社, 王文超, 陈煜
2019, 36(11): 1301-1307  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190041
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摘要:
为了研究光对生物柴油氧化安定性的影响,以小桐子生物柴油为研究对象,在20℃下用不同波长的光照射处理48 h,并对处理后的样品进行氧化安定性分析。结果表明,不同波长的光对生物柴油氧化的促进作用是不同的,以紫光为代表的短波长光对小桐子油生物柴油氧化的促进作用最强,其诱导期由5.12 h降至2.65 h,减少48%;波长较长的红光对生物柴油氧化的促进作用最弱,其诱导期降至4.61 h,减少10%。对不同波长的光处理的生物柴油进行酸值滴定、成分分析和紫外表征,结果表明,随着光波长的减小,生物柴油的酸值从0.2577 mg/g增加到0.3438 mg/g;含有两个碳碳双键的亚油酸甲酯的相对含量降低;共轭双键的吸收峰增大。说明光波长越短,对生物柴油氧化的促进作用越强。
环保型阻垢剂对水垢的抑制及其相互作用模拟
郑丹丹, 张颖
2019, 36(11): 1308-1316  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190089
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摘要:
为解决聚天冬氨酸(PASP)在高钙离子质量浓度下阻垢效果不佳及分散氧化铁效果差的问题,通过对中间体聚琥珀酰亚胺(PSI)开环改性将酪氨酸(Tyr)接枝到PASP的侧链,合成了具有羧基、氨基、酰胺基、酚羟基等多种功能性官能团的环保型阻垢剂——酪氨酸/聚天冬氨酸共聚物(Tyr-PASP)。静态阻垢实验表明Tyr-PASP对水垢的抑制能力明显优于PASP。当n(Tyr):n(PSI)=1:1时,Tyr-PASP对CaCO3表现出最佳的抑制效果,且质量浓度为4 mg/L时阻垢效率达到了100%,在5 mg/L时,对CaSO4的抑制效率也达到100%。添加Tyr-PASP后,水垢晶形从稳定的方解石和文石变成了不稳定的球霰石,形貌也变得松散。分子动力学模拟表明,Tyr-PASP和方解石之间的相互作用是放热的,并且远高于传统的吸附能,静电力在Tyr/PASP和方解石之间的结合中起主要作用。此外,Tyr-PASP对氧化铁的分散效果显著提高。
聚吡咯改性炭载Pd催化剂促进甲酸电氧化
于彦存, 王显, 葛君杰, 刘长鹏, 邢巍
2019, 36(11): 1317-1322  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190065
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摘要:
直接甲酸燃料电池(DFAFC)阳极活性炭载Pd催化剂活性组分易聚集,分散差且存在炭载体的电腐蚀作用,造成催化活性低稳定性差。为解决上述问题,本文通过调控炭载Pd催化剂的载体改善催化活性和稳定性。采用低温化学氧化法制备了聚吡咯(PPy)与活性炭复合材料,在聚合过程中加入活性炭,经过高温热解聚吡咯形成复合碳载体负载Pd催化剂,并表征了热解聚吡咯碳修饰催化剂表面形貌,发现聚吡咯修饰后的催化剂载体表面氮元素以吡咯氮的形式存在,催化剂活性组分Pd纳米粒子可稳定在2.25 nm。通过甲酸电催化氧化性能测试,结果表明,Pd单位质量比活性比Pd/C催化剂提高了2.5倍。
基于玉米秸秆合成的多孔生物质炭材料及其电化学储能
邓筠飞, 杜卫民, 王梦瑶, 位庆贺
2019, 36(11): 1323-1332  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190102
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摘要:
以玉米秸秆为原料,合成了高比表面积(2167 m2/g)的多孔生物质炭材料。优化实验条件即可获得性能最佳的生物质炭电极材料,其在电流密度为1 A/g时的比电容高达390 F/g。更重要的是,以所得最佳多孔生物质炭为电极材料,3 mol/L的KOH溶液为电解质,组装了液相对称超级电容器。该超级电容器在功率密度为818 W/kg时,其能量密度高达7 Wh/kg,在循环10000圈后的电容保持率为91.1%。同时,将两个这种超级电容器串联充电之后,能够点亮15个LED灯并驱动小风扇正常工作。这些结果表明,将基于玉米秸秆的多孔生物质炭作为先进电极材料应用于超级电容器具有较大的实际应用价值。
2-异戊基环戊酮虚拟模板印迹微球的制备及其吸附性能
宋俊杰, 龚梦婷, 田海希, 李辉, 黄信慧, 邹灵敏, 韦永庆
2019, 36(11): 1333-1342  doi: 10.11944/j.issn.1000-0518.2019.11.190127
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摘要:
以2-异戊基环戊酮为虚拟模板,采用沉淀聚合法制备了粒径20~50 μm的分子印迹微球。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)研究了分子印迹微球的表面化学特征及粒径分布,测试了印迹聚合物对玫瑰醚的吸附动力学、等温吸附性能及吸附选择性。考察了分子印迹固相萃取玫瑰醚的应用效能。结果表明:分子印迹聚合物(MIPs)对玫瑰醚的吸附可在25 min达到平衡,具有较快的吸附动力学,一级动力学模型更适合描述其吸附动力学行为。Freundlich模型最适合描述MIPs对玫瑰醚的等温吸附行为,聚合物材料最大的印迹位点数目为149.3 μmol/g。聚合物对玫瑰醚的平均吸附能为166 kJ/mol,表明主要为化学吸附。虚拟模板印迹聚合物对玫瑰醚的选择因子相对于香叶醇和香茅醇分别为3.710和5.636,且对含玫瑰醚的混合物中的目标化合物仍具有较高的选择吸附能力(竞争吸附量为18.02 mg/g)。在优化洗涤(1 mL乙腈+1 mL乙腈和水混合溶剂(体积比9.5:0.5)+2 mL乙腈、甲醇和水混合溶剂(体积比8:1:2)和洗脱(3 mL甲醇和醋酸混合溶剂(体积比9:1))条件下,通过分子印迹固相萃取可实现玫瑰醚的有效分离和富集,回收率为96.23%。