Fe_2O_3逐级还原顺序起源分析

通过分析铁氧化物的分解反应热力学及其与铁氧化物的还原反应热力学之间的联系,得到了铁氧化物还原反应标准摩尔吉布斯自由能变化的更为合理的表达式,由此揭示了Fe2O3逐级还原顺序的起源。分析得出:Fe2O3的逐级还原顺序源自其分解顺序。铁氧化物的还原反应具有与其分解反应完全平行的热力学规律。以570℃为温度界限,铁氧化物各还原反应的摩尔吉布斯自由能变化值的大小顺序发生变化,导致各还原反应间的耦合模式也发生变化,从而产生Fe2O3的两种逐级还原顺序及Fe3O4的两种还原方式。

功能化石墨烯/聚苯胺复合电极材料的制备和电化学性能

利用水合肼还原十八胺(ODA)接枝的氧化石墨烯(GO),得到了十八胺功能化石墨烯(ODA-G),将ODAG与聚苯胺(PANI)通过溶液共混法,制备了功能化石墨烯和聚苯胺纳米复合材料(ODA-G/PANI).采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、拉曼(Raman)光谱及透射电镜(TEM),对复合材料的结构和形貌进行了表征;利用循环伏安、恒流充放电及交流阻抗谱等,对复合材料的电化学性能进行了测试.结果显示,少量ODA-G的引入为PANI的电化学氧化还原反应提供了更多的电子通道和活性位置,有利于提高PANI的赝电容.在电流密度1.0 A·g-1下,2%(w)ODA-G/PANI的比电容达到787 F·g-1,而相应的PANI仅有426 F·g-1.此外,ODA-G/PANI的循环稳定性也远高于纯PANI.

部分还原氧化石墨烯-Fe_3O_4对水中Mn(Ⅱ)的快速去除

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),继而用一步共沉淀法制备了部分还原氧化石墨烯-四氧化三铁复合物(PRGO-Fe_3O_4).采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线能量色散光谱(EDX)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、选区电子衍射(SAED)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术对其进行了分析表征;考察了p H值、接触时间、吸附材料用量、共存物质、GO的还原、循环使用次数等因素对Mn(Ⅱ)吸附行为的影响.结果表明,PRGO-Fe_3O_4中Fe_3O_4颗粒分布均匀,大小为15~20 nm,剩磁和矫顽力均很小.因Fe_3O_4颗粒的锚定作用,石墨烯片层很薄,使PRGO-Fe_3O_4对Mn(Ⅱ)表现出高效的吸附性能和良好的循环使用性能:当p H=7、PRGO-Fe_3O_4用量为500 mg/g时,对201.3211 mg/L的Mn(Ⅱ)溶液仅3 min即达吸附平衡,吸附率和吸附量分别为99.35%和404.49 mg/g,磁分离仅需10 s,经5次循环吸附后,容量保持率为首次的78%.机理与热力学研究结果表明,吸附为吸热、自发的单层化学吸附.

一步合成还原氧化石墨烯/MnO_2复合材料及其电化学性能

通过水热法,利用氧化石墨烯(GO)和二价锰盐,一步合成了还原氧化石墨烯/MnO2(RGO/M)复合电极材料。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(RS)、傅里叶红外光谱(FTIR)和场发射扫描电镜(FESEM)等测试电极材料的物性,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等方法研究电极材料的电化学性能。结果表明,在一定水热反应条件下,通过控制GO与二价锰盐配比,可以调节RGO/M的结构及其电化学性能。在1 A/g电流密度下,所得RGO/M复合电极的比电容可达277 F/g,经过500次循环后,保持率达到98%。

通过热力学多因素耦合控制氧化铁碳热还原顺序

鉴于实现氧化铁按Fe2O3→Fe3O4→Fe顺序碳热还原的重要实际意义,提出了将碳储能、总压和惰气分压这几个热力学因素进行耦合的新思想,并导出了使这些热力学因素得以耦合的定量关系式。此外,从节能的角度出发,还研究了如何在使上述热力学因素满足耦合定量关系式的同时尽量降低碳储能。结果表明,在惰气分压(或总压)一定的前提下,通过在一定范围内调节总压(或惰气分压),可使所需碳储能得以降低,甚至可降至零。

基于工程教育认证背景下的《高分子化学》课程改革探索

在工程教育认证背景下,以复合材料与工程专业中的基础课程《高分子化学》为例,从课程目标的制定、教学内容和教学活动的制定、评价方式和标准的制定三方面阐述了《高分子化学》课程如何较好的支撑毕业要求。

功能化氧化石墨烯/聚酰亚胺复合材料的制备与性能

以五氟苯胺作为改性剂对氧化石墨烯进行功能化,制得氟原子功能化石墨烯。将氟原子功能化石墨烯、4,4-二胺基二苯醚和均苯四甲酸二酐溶解在N,N-二甲基乙酰胺中,用原位聚合合成一系列氟原子功能化氧化石墨烯/聚酰亚胺的复合材料,并对复合材料的介电性能和力学性能进行研究。结果表明,氟原子功能化石墨烯添加量为2 wt%时,低频率下复合材料的介电常数由3.61降低到2.80,当加入量为2 wt%时,拉伸强度由11.75 MPa增加到14.2 MPa。

功能化石墨烯/聚酰亚胺复合材料的力学和介电性能

为了提高聚酰亚胺力学性能,将改性的氨基化石墨烯作为共聚单体和4,4-二胺基二苯醚、均苯四甲酸二酐单体在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中通过原位聚合得到聚酰胺酸溶液,并流延成膜,经热亚胺化得到一系列氨基化石墨烯(NH_2-rGO)含量不同的氨基化石墨烯/聚酰亚胺(NH_2-rGO/PI)复合材料.通过表征和性能测试,发现在10~1 000 k Hz内,随着氨基化石墨烯含量的增加,材料介电常数呈现先减小后增大的趋势.当氨基化石墨烯含量为2%时,复合材料拉伸强度增加到33.57 MPa,断裂伸长率增加到33.05%.

2,2-二苯基-2-羟基乙酸苯胺加合物的合成及其晶体结构

合成了2,2-二苯基-2-羟基乙酸苯胺加合物(1),其结构经UV,IR和X-射线单晶衍射仪表征。1的分子式为C34H31NO6,分子量为549.60,晶体属于三斜晶系,P1空间群,晶胞系数为:a=8.646(16),b=13.357(2),c=14.117(3),α=69.685(3)°,β=77.593(3)°,γ=71.748(3)°,V=1.441 3(5)nm3,Z=2,Dr=1.266 mg.cm-3,F(000)=580,μ(Mo Kα)=0.087 mm-1。结构由直接法解出,最终偏离因子为R1=0.054 6,wR=0.123 3。1通过分子间氢键连接形成超分子化合物。

三维rGO/MnO_2复合材料的合成及其电化学性能

本文以VC为还原剂,从氧化石墨烯(GO)获得了三维结构的还原氧化石墨烯(3D-rGO),之后与KMnO_4反应制备了3D-rGO/MnO_2复合材料,直接作为超级电容器用无添加剂的电极.采用XRD,FTIR,XPS,SEM和TEM等手段对材料进行了表征,通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电等曲线,测试了复合电极在1mol/LH_2SO_4中的电化学性能.结果显示:在1A/g电流密度的下,3D-rGO/MnO_2的比电容可达308F/g,远高于3D-rGO,经过500次循环后,电容保持率达到96%.

2-取代苯并唑的合成进展

苯并唑是医药、农药和天然产物等领域中非常重要的一类中间体,其中2-取代苯并唑又是苯并唑中最重要的一类化合物。从不同的原料出发,综述了近些年来关于2-取代苯并唑的合成方法的研究进展,并对各类合成方法的反应条件、适用范围、产率以及机理的研究进行了讨论和总结。

工科类专业化学基础课程的教学方法之我见

化学基础课程是我校大部分工科类类专业的基础必修课。作为一门工科专业,对化学基础课的教学不能一成不变地照搬化学专业的教学方法,应该要有自己的侧重点。如何使我国工科院校的非化学专业基础理论化学的教学适应当前的经济发展,使其能适应科技体制改革的需要,这是我国当前高等化学教育面临的崭新任务。本文针对工科专业化学基础课的教学内容、教学方法和教学手段进行了一些探讨和研究,尤其是对我们学院的冶金工程、材料化学、复合材料与工程等专业的化学基础课的教学提出了一些改革方案,以便更好地为我们的专业建设服务。

机械化学法获得单相Fe_3O_4颗粒的热力学条件

为了给采用机械化学法从Fe2O3或粗粒Fe3O4获得单相Fe3O4纳米颗粒提供理论参考,探讨了机械力储能对铁氧化物机械化学反应热力学的影响规律。结果表明,在空气中,铁氧化物的机械化学分解温度随储能的增加而线性下降,导致反应体系中的各物相在热力学上稳定存在的温度范围发生变化。据此,在储能-温度坐标系上确定了以Fe2O3或Fe3O4为起始反应物的机械化学反应体系中期望物相Fe3O4的热力学稳定区,从而得出了获得单相Fe3O4颗粒的热力学条件。

自由基反应诱导的溴功能化还原氧化石墨烯的制备

以氧化石墨烯(GO)为原料,N-溴代丁二酰亚胺(NBS)为溴代试剂,硫代硫酸钠为还原剂,通过羧基化、溴化和还原三步法,采用自由基反应的方式制备了溴功能化还原氧化石墨烯(rGOBr).通过X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱、拉曼光谱以及X射线光电子能谱等手段对rGOBr的结构、微观形貌和元素组成进行了表征.结果表明,溴元素以共价键的形式分布在石墨烯表面.本方法原料来源广泛、操作简单且条件温和,为石墨烯的溴功能化提供了一条新途径.

石墨烯/聚合物介电复合材料的研究进展

近年来,具有柔性和可拉伸特性的二维石墨烯/聚合物纳米复合材料展现出了优越的介电性能,在电力、电子等领域有着潜在的应用前景。基于石墨烯独特的结构和物理特性,开发和探究此类复合材料在介质储能领域中的应用具有重要的研究价值和实际意义。本文论述了石墨烯功能化及其形成的聚合物复合材料在高介电性能方向的研究最新进展,重点阐述石墨烯的功能化对复合材料介电性能的影响。

石墨烯复合材料在超级电容器中的研究进展

至2004年石墨烯被发现以来,关于石墨烯复合材料的研究一直炙手可热。本文从聚苯胺/石墨烯和二氧化锰/石墨烯复合材料两方面,综述了这两种材料在超级电容器电极材料的研究进展,展望了以后在超级电容器电极材料上的良好应用前景。

水系电解液对低温还原氧化石墨烯电化学性能的影响

通过低温还原氧化石墨烯，得到还原氧化石墨烯（RGO），以此为电极材料研究了水系电解液对其电化学性能的影响。采用X射线衍射（XRD）、傅立叶红外转换光谱（FTIR）、场发射扫描电镜（FESEM）及透射电镜（TEM）对RGO进行了表征，利用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等测试了不同水系电解液对电极材料电化学性能的影响。结果表明，在低温热还原条件下，RGO氧化官能团有所保留，电化学测试说明保留的氧化官能团对电极材料良好的电化学性能有所贡献；电极材料在1mol／LH2SO4电解液中的比电容要大于在1mol／LNa2SO4电解液中的比电容。

功能化石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的制备及介电性能研究

利用原位聚合的方法制备了不同添加量1,3-二羰基功能化还原氧化石墨烯(rDGO)和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的复合材料(rDGO/PMMA).通过傅里叶变换红外光谱和场发射扫描电镜等对功能化石墨烯rDGO与rDGO/PMMA复合材料的官能团和微观结构进行了表征.并对它的亲水性和介电性能进行了测试,rDGO/PMMA复合薄膜比纯的PMMA膜在亲水性和介电性能上均有提高.结果表明:rDGO/PMMA复合材料有望在未来介电存储设备上得到应用.

浅谈高校课堂教学改革与人才培养

在高校教学体制改革中,课堂教学仍然是改革的核心内容。我们要加快课堂教学模式的转变,从传统的"要我学"到"我要学"的转变,构建以学生为中心、教师为主导的互动式教学模式。本文从教师的教法和学生的学法两个方面来谈如何构建科学、有效的课堂教学模式,使教师能够有技巧地教,学生能轻松地学,最终达到令人满意的课堂教学效果。

天然产物Chimonanthine的全合成研究进展

在吲哚生物碱大家族中,其中有一类化合物是以色氨的二聚、三聚甚至多聚的形式存在于自然界中,它们就是吸引有机化学家们广泛研究兴趣的环色胺类生物碱。Chimonanthine则是这个大家族中最简单最重要的一类化合物。根据其旋光性的不同,Chimonanthine有meso-Chimonanthine、(+)-Chimonanthine和(-)-Chimonanthine 3种类型。由于Chimonanthine在环色胺类吲哚生物碱中有着特殊的地位,所以早在20世纪60年代Woodward等就推测,该化合物在生物体内的合成主要是通过自由基偶联发生两分子的聚合。从推测Chimonanthine的生物合成途径开始,综述了近些年来Chimo-nanthine的全合成研究进展,并对各类合成途径的反应条件、反应选择性、产率以及机理的研究进行了讨论和总结。