高效液相色谱测定环境水样中的硫脲与二氧化硫脲

本文旨在建立一种基于高效液相色谱法同时测定环境水样中硫脲与二氧化硫脲含量的方法。对色谱条件进行了优化,流动相为1 mL·min^(-1)的乙腈-水(体积比5∶95),二极管阵列检测器进行变波长测定,硫脲与二氧化硫脲检测波长分别为237.3与271.1 nm。采用外标法进行定量,硫脲在浓度范围为0~5.0 mg·L^(-1)、二氧化硫脲在浓度范围0~50.0 mg·L^(-1)建立了标准曲线,其线性关系良好,线性相关系数高于0.999。采用本方法对采集的地表水和自来水进行分离测定,硫脲和二氧化硫脲的检测限分别为0.01和0.1 mg·L^(-1),定量限分别为0.03和0.33 mg·L^(-1)。加标水样品中硫脲与二氧化硫脲的回收率均超过94.9%,各平行样品的RSD在0.2%~1.2%之间,表明该方法结果准确、稳定可靠,能够满足环境水样的测定需求。

高效液相色谱法测定对乙酰氨基酚片中硫脲

建立高效液相色谱法测定对乙酰氨基酚片中硫脲的含量。样品用流动相提取后,用Shim-pack GIST C8色谱柱(250 mm×4.6 mm,5μm)分离,以磷酸盐缓冲液-甲醇(体积比为90∶10)为流动相,等度洗脱,流量为0.5 mL/min,柱温为40℃,检测波长为236 nm,进样体积为10μL。硫脲的质量浓度在0.102~10.205μg/mL范围内与色谱峰面积线性关系良好,相关系数为0.999 9,方法检出限为3.4μg/g,定量限为8.5μg/g。测定结果的相对标准偏差为0.8%(n=6),加标平均回收率为99.3%。该方法处理简便,检测高效,灵敏度高。

淬火温度对聚硫脲介电储能特性影响的分子动力学模拟

为了提高聚硫脲(polythiourea,PTU)的储能密度,对PTU进行了淬火处理,并采用分子动力学模拟研究了PTU中氢键动力学性质对介电储能特性的影响机理。首先,借助热波动指数(thermalfluctuationindex,TFI)和约化梯度密度(reduction gradient density,RDG)描述了氢键作用模式和强度随淬火温度升高的演变规律。其次,计算了氢键供体分别与受体和氢原子的径向分布函数、自相关函数等,提取了氢键密度和平均寿命。最后,建立了氢键特征参数与介电常数的关联,揭示了淬火提高PTU储能密度的机理。研究发现,淬火温度升高,氢键作用模式发生了由双氢键至单氢键,并最终超过氢键阈值而断裂的演变规律,这造成氢键密度减少,表现为强极性双氢键硫脲阵列数目的减少,导致介电常数减小;同时,氢键强度持续减弱,氢键寿命缩短,动态变化加快,导致硫脲阵列转向势垒降低,这有利于增大介电常数。受氢键作用模式和强度的共同影响,PTU的介电常数随淬火温度升高呈现先增大后减小的变化趋势。当淬火温度为393 K时,PTU的介电常数增大至10,储能密度高达16.3 J/cm~3。

硫脲对电解高性能双面光锂电铜箔性能的影响

为研究硫脲质量浓度对铜箔表面形貌、结构、性能以及电解液电化学行为的影响,以磷铜板为阳极,以硫脲(TU)、羟乙基纤维素(HEC)、聚乙二醇(PEG-1000)和聚二硫二丙烷磺酸钠(SPS)作为组合添加剂,采用自制旋转电镀装置以直流电沉积法在TAl钛辊上制备电解铜箔,并利用扫描电子显微镜、铜箔拉伸强度试验仪以及电化学分析等方法,重点考察了组合添加剂中TU对铜箔表面形貌和物理性能的影响。结果表明:在组合添加剂体系中TU具有较强的极化作用,可以抑制铜核的生长,使铜箔结晶更细致,有效地起到光亮和整平作用并提高铜箔力学性能,且组合添加剂间表现出较好的协同效应。在高性能锂电铜箔的制备过程中,可通过适当调整电解液中硫脲的加入量来改善电解铜箔的各项性能。

硫酸介质中咪唑-4-甲基亚胺基硫脲对碳钢的缓蚀作用

目的碳钢因其优异的性能被广泛应用于工农业中,为解决碳钢在酸性介质中的腐蚀问题。方法以氨基硫脲和咪唑-4-甲醛为原料合成了Schiff碱化合物咪唑-4-甲基亚胺基硫脲(MIT),采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振谱(NMR)及质谱(EI-MS)表征了其分子结构。将MIT化合物作为H_(2)SO_(4)介质中碳钢的缓蚀剂,分别采用静态失重法、电化学测试及腐蚀形貌分析研究了其在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中对碳钢的缓蚀性能,通过吸附模型、X-射线光电子能谱(XPS)等方法研究了MIT分子在碳钢表面的吸附行为,采用密度泛函理论(DFT)和分子动力学模拟(MD)方法进行了理论计算研究。结果MIT在H_(2)SO_(4)溶液中对碳钢的缓蚀效率随其添加量的增大而提高,随腐蚀环境温度的提高而下降,293 K下其在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中的最佳质量浓度为240 mg/L,对应的缓蚀效率可达95.4%。MIT是一种混合型缓蚀剂,电化学缓蚀机理可解释为“几何覆盖效应”。在碳钢表面的MIT分子吸附属于化学和物理混合吸附(△G_(ads)^(°)=-31.62 kJ/mol,293K),且服从Langmuir吸附定律。结论MIT可有效抑制碳钢在H_(2)SO_(4)溶液中的腐蚀,MIT的合成既为H_(2)SO_(4)溶液中碳钢的腐蚀防护开发了一种有效方法,也为其他酸性介质中碳钢缓蚀剂的开发提供了新思路。

羧基对聚硫脲介电储能特性的影响研究

引入极性羧基被认为是提高聚合物介电性能的有效方法,但羧基对聚硫脲(Polythiourea,PTU)介电储能特性的影响尚不清楚。本文采用实验和理论相结合的方法,深入开展了羧基、偶极极化和电荷输运特性与PTU电学性能之间的关联研究,揭示了羧基对PTU介电常数和击穿场强的影响机理,最终建立了储能密度与羧基侧链结构的关联机制。结果表明,分子链引入极性羧基作为侧链结构,可以扩大分子链间距,促进羧基转向,进而增强偶极极化强度,增大介电常数;但羧基电离产生的本征氢离子会增大体系的电导和损耗,造成击穿场强降低;在PTU中引入少量羧基可以实现高介电常数、高击穿场强和高储能密度。

氢键调控提升聚硫脲介电储能特性

为理解氢键对聚硫脲(polythiourea,PTU)介电储能特性的影响,该文采用实验和分子模拟方法,研究脂环族PTU(AcPTU)和芳香族PTU(ArPTU)中氢键作用模式和强度对介电常数、击穿场强和储能特性的影响。利用红外光谱和核磁共振氢谱表征化学组成和分子构型,利用宽频介电谱、击穿和电滞回线测试获得介电储能特性,基于H-N公式提取偶极极化特征参数,利用热刺激去极化电流法提取了陷阱深度,采用Multiwfn软件识别氢键作用模式和强度。结果显示,氢键作用模式和强度可以通过改变偶极极化和陷阱特性影响介电性能。脂环结构可以增多由反式/反式构型硫脲组装成的双氢键阵列,增强其介电松弛强度,进而提高介电常数;苯环结构可以增强π氢键数目和作用强度,加深由苯环碳原子和硫原子等氢键受体贡献的深陷阱能级,进而提高击穿场强。AcPTU具有高介电常数,归因于脂环结构增强了双氢键阵列的介电松弛强度;ArPTU的击穿场强高达855 MV/m,是因为苯环结构强化了氢键的电荷捕获效应。此外,当电场强度为300 MV/m时,AcPTU的储能密度和效率分别达到2.62 J/cm3和93.31%。该研究为提升本征型聚合物介电储能特性提供了理论依据。

黄钾铁矾对硫脲浸金的影响及草酸盐的作用机理

研究生物氧化产生的黄钾铁矾对酸性硫脲浸金的影响,并探讨草酸添加剂的作用机制。结果表明,黄钾铁矾会增加硫脲的消耗和阻碍金的溶解。黄钾铁矾能显著提高硫脲的分解,阻碍金的溶解。黄钾铁矾造成不利影响的主要原因可能是酸性溶液中黄钾铁矾释放的铁离子使溶液浆电位增加,从而加速硫脲的分解,并加剧硫脲分解产生的钝化物种对金表面的钝化作用。添加草酸盐可以有效削弱黄钾铁矾的不利影响,表现为明显降低硫脲的消耗和促进金的溶解。通过溶液电位、Zeta电位和XPS分析,揭示草酸的可能作用机理。草酸盐不仅可以通过与Fe^(3+)配位减弱Fe^(3+)与硫脲之间的相互作用,还可以通过无差别吸附和静电斥力阻止钝化产物在金表面包裹。

从头算分子动力学研究硫脲嘧啶及其互变异构体在低能电子作用下的解离过程

运用玻恩-奥本海默分子动力学模型结合密度泛函理论研究了气相下硫脲嘧啶与低能电子吸附解离动力学过程,发现硫脲嘧啶及其互变异构体在吸附解离过程中一个重要的脱氢现象,即特定位置的化学键N—H键,C—H键断裂,使其在N位点和C位点失去氢原子,形成解离过程中最主要的负离子碎片——闭壳层脱氢负离子(TU-H)-为了更深刻地认识脱氢现象,分别对断裂的化学键进行势能曲线扫描,对键解离能、电子亲和能、负离子(TU-H)-出现势进行计算对比发现,在所有断裂的化学键中N—H键最容易发生断裂,而负离子(TU-H)-的形成主要源于N—H键的断裂.

1,3-二甲基硫脲对冷轧钢在柠檬酸溶液中的缓蚀性能

通过失重法、动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)和接触角测试研究了1,3-二甲基硫脲(DMTU)在1.0 mol·L^(-1)柠檬酸(H_(3)C_(6)H_(5)O_(7))溶液中对冷轧钢(CRS)的缓蚀性能。实验数据表明,在40℃时,DMTU的最大缓蚀率高达94.74%,且随温度的升高亦能保持优良的缓蚀性能。DMTU在CRS表面的吸附符合Langmuir吸附等温式。DMTU属于以阴极抑制为主的混合型缓蚀剂,添加DMTU后电荷转移电阻显著增大,缓蚀作用增强。且通过SEM与接触角对CRS进行表面分析,加入DMTU缓蚀后,粗糙程度明显减小和接触角增大,DMTU能够有效吸附在CRS表面,达到缓蚀效果。

N-异海松酰基-N′-芳杂环基硫脲类衍生物的合成及生物活性

为得到潜在的新型抑菌剂和抗肿瘤药物,笔者以异海松酸为原料,先与草酰氯反应制备得到异海松酰氯,后与硫氰化钾反应生成异海松酰基异硫氰酸酯,在此基础上与不同杂环取代胺反应,设计并合成了10个新型N-异海松酰基-N′-芳杂环基硫脲类衍生物4a~4j,采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、氢核磁共振(1H NMR)、碳核磁共振(13C NMR)和质谱(MS)等手段确定了目标化合物的结构,研究了N-异海松酰基-N′-芳杂环基硫脲类衍生物的抑菌及抗肿瘤活性。研究结果表明,大部分N-异海松酰基-N′-芳杂环基硫脲类衍生物对金黄色葡萄球菌都具有良好的抑菌活性,其中化合物4b、4c、4d、4e和4f对金黄色葡萄球菌的最低抑菌质量浓度达到0.98μg/mL,优于对照物青霉素钠,其中化合物4h的最低抑菌质量浓度也达到15.60μg/mL;化合物4i和4j的最低抑菌质量浓度为31.30μg/mL,大部分衍生物对樟子松枯梢病菌和无壳异担子菌无明显的抑菌活性。在浓度为100μmol/L时,部分N-异海松酰基-N′-芳杂环基硫脲类衍生物具有较好的抗肿瘤活性,化合物4f和4g对肝癌细胞的体外抑制率分别为68.59%和82.30%,化合物4g对宫颈癌细胞、前列腺癌细胞和乳腺癌细胞的体外抑制率分别为80.74%、71.21%和62.14%。

内型异莰烷基甲醛缩氨基硫脲类化合物的合成及抑菌活性

以莰烯衍生物内型异莰烷基甲醛与氨基硫脲衍生物进行缩合反应,合成了5种缩氨基硫脲类化合物(3a~3e),并通过IR、MS、~1H NMR和^(13)C NMR等分析方法对其结构进行了表征。采用菌丝生长速率法测试了化合物3a~3e对水稻纹枯病菌等8种植物病原菌的生长抑制作用,结果表明:5种化合物中,内型异莰烷基甲醛缩氨基硫脲(3a)对8种植物病原菌的抑制率最高,在质量浓度为50 mg/L时,3a对油茶炭疽病菌、枇杷炭疽病菌的抑制率分别为91.9%和97.2%,对油茶果生刺盘孢菌和彩绒革盖菌的抑制率均达100%,对水稻纹枯病菌、松枯梢病病原菌和西瓜枯萎病菌的抑制率分别为80.7%、79.8%、79.5%,均优于阳性对照样百菌清。

1,3-二甲基硫脲在甲基磺酸中对钢的缓蚀作用

采用失重法、电化学法、表面分析测试研究了1,3-二甲基硫脲(DMTU)在甲基磺酸(MSA)中对冷轧钢的缓蚀作用。通过实验研究表明,DMTU对钢在0.10 mol·L^(-1) MSA中有明显的抑制腐蚀的作用,在温度达到40℃、DMTU浓度为100 mg·L^(-1)时,其缓蚀率达88.0%。动电位极化曲线表明DMTU是以阳极抑制为主的混合抑制型缓蚀剂,Nyquist图谱的高频容抗弧随着DMTU的浓度增大而明显增大。扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)微观形貌以及表面张力和接触角测试证实了DMTU对钢在MSA中的腐蚀产生了明显的抑制作用,缓蚀后钢表面疏水性增强。

锌铝镁板表面硫脲改性水性丙烯酸树脂-有机硅烷复合钝化膜的耐蚀性能研究

为探究硫脲改性水性丙烯酸树脂-有机硅烷复合钝化膜对锌铝镁镀层耐蚀性能的影响,以水性丙烯酸树脂-有机硅烷作为主要成膜物质,添加不同含量的硫脲复配出无铬钝化液,对锌铝镁镀层进行复合钝化。采用Nano ZS90型纳米粒度仪测试硫脲的粒径大小,采用Nicolet 6700型傅立叶红外光谱仪(FTIR)测试硫脲的结构,通过全浸试验、电化学测试和中性盐雾试验,分析复合钝化膜的耐蚀性能,并探究了硫脲含量对复合钝化膜腐蚀速率的影响。结果表明:硫脲对锌铝镁镀层的耐蚀性起到了缓蚀作用,但是硫脲含量过多,会使钝化膜的缓蚀性下降,对比了3种不同硫脲添加量,当钝化液中硫脲的质量分数为0.5%时,锌铝镁镀层的耐蚀性最优。硫脲与水性丙烯树脂-有机硅烷发生了交联作用,腐蚀后与金属形成配合物,形成了致密的网状结构,提高了膜层的致密性,从而降低了膜层的腐蚀速率。

1-苯基2-硫脲通过p53调控自噬活性来保护斑马鱼神经丘毛细胞

为了确定细胞自噬与毛细胞存活的关系,通过溶酶体标记物Lyso Tracker对神经丘的细胞自噬进行活体染色发现,斑马鱼(Danio rerio)经过苯基硫脲(PTU)处理后,其神经丘毛细胞Lyso Tracker信号强度增加,并伴随毛细胞数量增多和肿瘤抑制蛋白p53基因(Tumor protein p53 gene,tp53)上调。为了阐明毛细胞的存活和保护机制,通过CRISPR/Cas9技术构建了tp53突变体斑马鱼,发现该基因突变后不会影响斑马鱼神经丘毛细胞的数量,但抑制了PTU对神经丘毛细胞自噬的促进,神经丘毛细胞不再增多。研究结果表明:PTU可以通过上调tp53基因的表达,促进斑马鱼侧线神经丘毛细胞的自噬活性,进而促进毛细胞的存活,为保护毛细胞奠定了重要基础。

生物质吸附剂吸附回收硫脲废液中金的研究

提出一种以毛竹为原料制备生物质吸附剂、选择性地从硫脲废液中吸附回收金的方法。竹炭在H_(2)O-CO_(2)气氛中活化后表面的纳米孔洞比单独使用CO_(2)活化的活性炭孔洞数量更多且尺寸更小,大大增加了吸附材料的比表面积。探究了吸附材料种类、pH值、吸附剂用量、吸附温度、吸附时间对硫脲废液中金吸附脱除的影响,得到适宜的吸附条件为:pH=6、吸附剂用量8 g/L、吸附温度25℃、时间3.5 h,其中采用H_(2)O-CO_(2)协同活化的活性炭吸附效果较好,可吸附脱除硫脲废液中96%以上的金。采用吸附等温模型拟合了H_(2)O-CO_(2)协同活化的活性炭在硫脲废液中吸附金的过程,结果表明,协同活化的活性炭吸附硫脲废液中金的过程更符合Freundlich模型,为物理吸附过程。

双取代硫脲的连续反应合成及生物活性测试

以取代苯胺为原料,经过连续加料的方式,合成了9个二苯基硫脲衍生物,通过元素分析、MS、IR、以及^(1)H NMR对系列化合物进行了结构表征。同时,采用纸张琼脂扩散法测试了9种目标化合物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生物活性抑制情况,总结了不同浓度和不同取代基的目标产物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌情况的影响。测试结果表明,含氯取代基的化合物对金黄色葡萄球菌的抑制作用有利,具体影响规律:邻氯>对氯>2,4-二氯苯基,而含F化合物对大肠杆菌的抑制作用有利。化合物1a对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径达到1.9 cm。这些参数为高活性硫脲类化合物的合成和筛选提供了依据。

硝基取代苯酰基硫脲配合物的合成及其生物活性研究

绿色高效的植物生长调节剂的研发是目前农药学的热点工作。本研究将间硝基苯甲酰氯、硫氰酸铵与对氨基苯甲酸反应,一锅法合成了N-(3-硝基苯甲酰基)-N'-(3-羧基苯基)硫脲(记为Th1),并与稀土盐SmCl_(3)·6H_(2)O进行配位,合成了相应的Sm配合物。采用紫外光谱、红外光谱、荧光分析等手段,对Th1及其配合物进行了初步表征,采用平皿法探究了其生长调节性能。实验结果表明,配合物中的荧光源自配位后Sm原子的激发;测试浓度范围内的硫脲体系,对小麦的生长调控呈现低浓度促进、高浓度抑制的态势;转光膜条件下,配合物和Th1均能促进小麦叶片中叶绿素含量的增加,对小麦的根活力有较大的提升。

稠杂环醛缩氨基硫脲类席夫碱汞离子荧光探针的合成及其性能研究

通过席夫碱缩合反应策略,成功合成了2种新颖的稠杂环结构氨基硫脲类席夫碱型荧光离子探针M1与M2。为验证化合物M1与M2的分子结构,采用红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(^(1)HNMR)、核磁共振碳谱(^(13)CNMR)以及高分辨质谱(HRMS)进行表征。通过紫外光谱法和荧光光谱法研究了M1和M2对金属离子的识别特性。实验发现,M1和M2能对汞离子进行选择性识别,并伴随着明显的颜色变化和荧光完全淬灭,且其他共存金属离子对其干扰较小。M1和M2的检出限分别为6.79×10^(-7)、5.81×10^(-7) mol/L(通过3σ法则计算)。

岩矿样品金元素分析中硫脲解脱流程的改进

硫脲解脱流程作为岩矿样品中金分析测试重要的前处理环节,在采用传统的水浴锅解脱流程测试过程中发现存在耗电量大、比色管易进水汽、易结垢、架易腐蚀掉落等缺点。为了改善上述问题,在金分析过程中对解脱流程尝试做改进,更换常用的水浴锅为恒温烘箱进行解脱,进而做对比。同时,对烘箱参数、温度设置、加热时间等做对比研究,以获得最佳处理物理环境,并对改进前后所获得的测试结果进行相关性分析,以判别其测试结果的可替代性。结果表明,采用烘箱代替水浴锅解脱,具有升温快、温度可控、耗电低、效率高、安全卫生、质量稳定可靠等优势。烘箱解脱过程中温度应控制95~102℃,升温时间15 min之后解脱液即可达到90℃以上,解脱时间一般需要35~40 min。通过相关性分析,其相关性系数均在0.99以上,呈近函数高度相关关系,由此认为,在实验室金分析过程中,烘箱代替水浴锅解脱完全可行,烘箱解脱更具有优势,应推广应用。