微波辅助合成Ni-gallate(镍基没食子酸金属有机框架)用于CO_(2)吸附的性能研究

CO_(2)排放导致的一系列环境问题,引起广泛关注,金属有机框架(MOFs)因其超高的孔隙率比表面积,被认为是捕集CO_(2)的理想材料。采用微波辅助合成Ni-gallate(镍基没食子酸金属有机框架),并借助扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)等表征手段进行分析。结果表明:相较于传统水热合成,微波辅助合成的材料有着较高的结晶度和规则的尺寸形貌,在25℃时表现出更高的CO_(2)吸附量(3.82mmol/g)。结合微波辅助合成快速高效的优点,通过相转化法和聚酰亚胺复合得到的聚合物材料,不仅具有良好的CO_(2)吸附性能,而且有着优异的机械和热稳定性,有进一步发展成为工业CO_(2)捕集材料的潜力。

微波辅助合成非晶态钴掺杂磷酸镍电化学储能电极材料

杂原子掺杂被认为是调节电极材料电子结构以提高电容性能和循环稳定性的有效途径,采用微波辅助的方法,通过后续热处理,成功获得了具有3D花状结构的钴掺杂磷酸镍.随后,将其组装成了具有良好电化学性能的非对称超级电容器(ASC).得益于钴和镍在煅烧过程中的协同作用和结构效应,团聚的纳米颗粒逐渐转变为粒径均匀的微观花状结构.作为电极材料在电流密度为1 A·g^(−1)时,由于Ni和Co之间的协同作用增加了OH−吸附能,所制备材料的比容量达到了1214 F·g^(−1).电化学测试进一步表明,在1 A·g^(−1)下循环3000次后,电极的电容保持率达到了83.9%.以钴掺杂磷酸镍为正极、还原氧化石墨烯为负极组装的超电器件在功率密度为750 W·kg^(−1)的情况下,能量密度为26.25 Wh·kg^(−1),循环稳定性良好.这也表明所设计钴掺杂磷酸镍3D花状微结构在混合超级电容器中具有一定的应用前景.

18α-甘草次酸的微波辅助合成及工艺优化

目的将微波合成技术应用于高附加值中药单体18α-甘草次酸的制备,以建立更高效、经济的工艺路线。方法以天然来源丰富且廉价的18β-甘草次酸为原料,通过微波辐射促进C-18β的构型翻转,实现18α-甘草次酸的制备,利用HRMS、^(1)H-NMR、^(13)C-NMR、HPLC、旋光和熔点进行结构确认及纯度鉴定;首次实现双键移位副产物的分离并通过X-单晶衍射确认结构,辅助推测反应机制使过程更清晰。结果相比于传统加热,微波辅助技术极大提高了制备效率,以5.0 g反应原料为例,反应温度120℃,反应时间20 min;简化了后处理操作,重结晶溶剂200 mL,回流时间30 min。结论微波辅助合成法是目前18α-甘草次酸高效、经济的制备方法,符合绿色化学的理念;双键移位副产物的首次分离和结构鉴定,弥补了相关研究的空白,为后续质量控制奠定了基础。

三维球状ZnO纳米簇的微波辅助合成与微波增强光催化降解染料

采用微波辅助合成方法制备了具有高光催化活性的三维球状ZnO纳米簇,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及氮气吸附-脱附测定等手段对材料进行了表征.结果表明,纳米ZnO具有纤锌矿晶型结构,在微波辐射作用下形成了直径约为3～4μm的球状纳米簇.该纳米簇内外结构不同,表面由尺寸均一的ZnO纳米棒紧密整齐排列,内核由许多ZnO粒子组成的层状骨架构成.该纳米簇属介孔材料,其比表面积在微波作用下显著增大.以染料罗丹明B为模型分子考察了纳米ZnO在微波辐射下的光催化活性,结果显示,微波辅助合成球状ZnO纳米簇在微波增强光催化条件下,催化活性明显高于未经微波处理的ZnO样品和市售P25,其对多种染料均有显著的降解效果,40 min内对染料(除甲基橙外)的降解率可达90%以上.

微波辅助合成有机膦功能化离子液体及对稀土离子的萃取

用微波辐射法,合成了5个含有机膦氧基团的离子液体:1-丙基-3-(3-二苯基氧膦基)丙基咪唑双(三氟甲基磺酰基)亚胺盐([PImC3P(O)Ph2][Tf2N])、1-己基-3-(3-二苯基氧膦基)丙基咪唑双(三氟甲基磺酰基)亚胺盐([HImC3P(O)Ph2][Tf2N])、1-丙基-3-(3-苯基乙氧基氧膦基)丙基咪唑双(三氟甲基磺酰基)亚胺盐([PImC3P(O)Ph(OEt)][Tf2N])、1-己基-3-(3-苯基乙氧基氧膦基)丙基咪唑双(三氟甲基磺酰基)亚胺盐([HImC3P(O)Ph(OEt)][Tf2N])和(3-苯基乙氧基氧膦基)丙基三乙胺双(三氟甲基磺酰基)亚胺盐([TENC3P(O)Ph(OEt)][Tf2N])。用31P NMR、1H NMR、13C NMR、MS及FT-IR对产物结构进行了表征。研究了这类离子液体对稀土Nd(III)的萃取性能。结果表明,这类功能化离子液体可作为单一组分萃取稀土而无需加入有机稀释剂,离子液体结构对萃取效率影响很大,相同条件下季铵盐型结构的离子液体[TENC3P(O)Ph(OEt)][Tf2N]对稀土Nd(Ⅲ)的萃取效率最高。稀土溶液pH值对萃取效率影响显著,近中性条件下(pH=6.63),对稀土Nd(Ⅲ)的萃取率最高。用pH=1.00的盐酸溶液可以较好的从离子液体相反萃Nd(Ⅲ),反萃率可达94%。

溴化1-甲基-3-丁基咪唑的微波辅助合成及工业化方案研究

以溴代正丁烷与N-甲基咪唑为原料,利用微波辅助合成了咪唑类离子液体溴化1-甲基-3-丁基咪唑([BMIm]Br),并用红外光谱对[BMIm]Br进行了结构表征.运用单因素实验研究了反应条件对合成过程的影响,并从工业应用角度得出了微波辅助合成[BMIm]Br的最优化条件:物料比(物质的量比)为1∶1.3、时间为5min、功率为500W、温度为100℃.产率高达97.2%.通过模拟工业实验验证了间歇法和连续法两种工艺的可行性.

圆形片状纳米复合材料Ag/ZnO-ZrO_2微波辅助合成与多模式光催化罗丹明B

采用微波辅助结合沉淀法制备了以Zn O为主体的纳米复合材料Ag/Zn O-Zr O_2。通过X射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和N2吸附-脱附等表征手段研究了微波辐射对Ag/Zn O-Zr O_2晶型结构、形貌及表面物理化学性质的影响。结果表明,在200 W微波辐射作用下,该样品晶型结构未发生明显变化,但Ag的衍射峰明显增强,同时,其晶粒尺寸、光吸收性质和表面物理化学性质等方面则发生改变,尤其是样品Ag/Zn O-Zr O_2的形貌呈现了圆形片状结构。分别在紫外和微波辅助条件下对纳米复合材料的光催化性能进行了一系列考察,同时为了进一步评价所合成样品在太阳光作用下的实用价值,又考察了Ag/Zn O-Zr O_2在模拟日光条件下的光催化性能。结果显示,紫外光作用下,纳米复合材料Ag/Zn O-Zr O_2的光催化活性高于市售P25以及未经微波处理的样品,且在微波辅助光催化条件下,其活性有较大程度提高。200 W微波功率下所合成样品Ag/Zn O-Zr O_2在模拟日光作用下显现出较高活性。另外,根据紫外光条件下对光催化活性物种的捕获实验提出了Ag/Zn O-Zr O_2可能的光催化机理。

丙烯酸十六酯的微波辅助合成

以丙烯酸和十六醇为原料,对甲苯磺酸为催化剂,采用微波辅助合成技术直接熔融制备了丙烯酸十六酯.探讨了微波功率、辐射时间、丙烯酸与十六醇摩尔比及催化剂用量等因素对酯化产率的影响;结果表明,最佳合成条件为微波功率260W、辐射时间15m in、酸与醇的摩尔比为1.3∶1.0、对甲苯磺酸用量0.7%,在此条件下制备丙烯酸十六酯的产率可达97.5%,反应速率提高16倍,充分显示了微波合成技术高效率、低能耗的优点,并为合成丙烯酸十六酯开辟了新途径.

微波辅助合成分子印迹聚合物用于萃取蜂蜜中的氯霉素

采用微波辅助法快速制备以氯霉素为模板分子的分子印迹聚合物.将合成的聚合物作为吸附剂,选择性分离和富集蜂蜜样品中的氯霉素,并结合高效液相色谱-串联质谱法对萃取物进行分析.对合成的分子印迹聚合物进行了表征,考察了聚合物的吸附性能及其选择性,并进行了Scatchard分析.结果表明,合成的聚合物为球形,对氯霉素具有良好的识别能力,最大表观结合量可达0.428 mmol/g.该方法的线性范围为0.5-100 ng/g,相关系数〉0.999,蜂蜜中氯霉素的检出限为0.13 ng/g,6种蜂蜜样品中氯霉素的加标回收率范围为88%-93%.

微波辅助合成芳基硫醚类衍生物的研究

开展了硫脲与碘代芳烃反应生成芳基硫醚衍生物的微波辅助合成研究。结果表明:在微波辅助条件下,生成的芳基硫醚衍生物的速率均较常规加热条件下增大,并且碘代芳烃对位取代基吸电子能力越强,产率越高。高效地合成了一系列芳基硫醚衍生物,最高产率达到93%。

微波辅助合成法制备万古霉素开管毛细管电色谱柱

采用微波辅助合成技术,快速制备了万古霉素开管毛细管电色谱柱。以D,L-色氨酸为目标物质,优化了万古霉素键合时的微波条件。结果表明:在微波时间45min,微波功率300W,微波温度60℃的条件下制得的电色谱柱分离效果最佳。利用在最佳条件下制备的电色谱柱成功分离了4种手性对映体。在pH4.0～7.0的范围内考察了空管、硅烷化柱和万古霉素柱的电渗情况,结果表明,万古霉素开管毛细管电色谱柱有效地降低了电渗,且对电渗降低起主要作用的是硅烷化试剂。以D,L-色氨酸考察了电色谱柱的稳定性和重现性,结果显示,采用微波辅助合成技术制得的万古霉素开管毛细管电色谱柱具有良好的稳定性和重现性。

苯并咪唑衍生物的微波辅助合成研究

开展了邻苯二胺与4-甲基苯甲醛、4-硝基苯甲醛及4-二甲氨基苯甲醛反应生成苯并咪唑衍生物的微波辅助合成研究。用高效液相色谱法(HPLC)测定其产率。结果表明:相同反应时间,在微波辅助条件下,生成苯并咪唑衍生物的反应产率均较常规加热条件下增大,并且芳醛对位上取代基吸电子能力越强,反应产率越高。

三环己基锡8-羟基喹啉配合物的微波辅助合成、结构表征、热稳定性和体外抗癌活性

微波辐射下,8-羟基喹啉与三环己基氢氧化锡反应,合成了三环己基锡配合物Cy3SnOC9NH6(Cy为环己基)。通过UV、IR、1H和13C NMR、元素分析及X射线单晶衍射等技术手段表征结构。实验结果表明,该配合物属三斜晶系,空间群P1,晶体学参数:a=0.99530(5)nm,b=1.01129(5)nm,c=2.58327(13)nm,α=89.1880(10)°,β=86.6290(10)°,γ=81.2490(10)°,Z=4,V=2.5654(2)nm3,Dc=1.326 Mg/m3,μ(MoKα)=1.013 mm-1,F(000)=1064,R1=0.0447,wR2=0.0891。配合物在200℃以下稳定,对人体的癌细胞Colo205、HepG2、MCF-7和NCI-H460增殖均有较强的抑制作用。

微波辅助合成法制备聚酰胺-胺树枝状分子修饰的开管毛细管电色谱柱

采用微波辅助合成技术,快速制备以聚酰胺-胺(poly(amidoamine),PAMAM)树枝状分子为固定相的开管毛细管电色谱柱。与常规合成方法相比,微波辅助合成法可以提高反应速度,极大地缩短制备周期。在pH5.7～8.0范围内,随着PAMAM树枝状分子代数的增加,毛细管电渗流(EOF)逐步下降。对丙氨酸和脯氨酸进行分离的实验结果表明,随着PAMAM树枝状分子代数的增加,分离度逐步增大,3代PAMAM树枝状分子修饰的毛细管柱具有良好的分离效果。以丙酮标记物连续测定10 d,柱效下降3.85%,表明采用微波辅助合成技术制得的PAMAM树枝状分子修饰的毛细管柱具有良好的稳定性。

水相中微波辅助合成硫吡喃并喹啉衍生物

硫吡喃并喹啉是一类非常重要的杂环骨架,具有多种显著的生物活性。报道了在微波辅助条件下,以水为溶剂,2-巯基喹啉-3-甲醛和α,β-不饱和醛为原料,经串联sulfa-Michael/aldol反应合成了15种不同取代的目标化合物。目标化合物的结构经核磁共振波谱(NMR)和高分辨质谱(HRMS)确证。克服了传统方法中有机溶剂对环境造成的污染,具有操作简单、收率高等优点,符合绿色化学理念。

1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体的微波辅助合成与结构表征

采用1-溴代己烷和N-甲基咪唑为原料,微波辅助快速合成了溴化1-己基-3-甲基咪唑([HMIM]Br)中间体,此步反应产率可达到95%。通过将中间体和六氟磷酸钾进行离子交换,制备了离子液体1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([HMIM]PF6),产率约为48%。与传统方法相比,反应时间极大地缩短。产物的结构经傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、超导脉冲傅立叶变换核磁共振氢谱(1HNMR)和超导脉冲傅立叶变换核磁共振碳谱(13CNMR)确认,纯度经高效液相色谱法(HPLC)分析达到99.0%以上。

微波辅助合成贵金属纳米颗粒

贵金属纳米材料由于具有独特的光、电、磁、催化等性能是当前研究的热点。实现贵金属纳米材料的可控制备对于材料性能研究及应用开发至关重要。微波辅助合成技术作为一种快速、高效、节能、环保的技术在贵金属纳米材料制备领域已有广泛应用。文中综述了微波技术在辅助合成金、银、铂、钯、钌、铑等贵金属纳米颗粒及其复合物结构等方面的研究进展,并对微波辅助合成贵金属纳米颗粒的发展及应用前景进行了展望。

微波辅助合成丙烯酸十八酯

以十八醇和丙烯酸为原料,对甲苯磺酸为催化剂,对苯二酚为阻聚剂,采用微波合成技术制备了丙烯酸十八酯,并优化了微波合成条件如微波功率和辐射时间、丙烯酸与十八醇的摩尔比、催化剂及阻聚剂用量等。结果表明,制备丙烯酸十八酯的最佳条件为微波功率325 W、辐射时间12 min、n(丙烯酸)∶n(十八醇)=1.4∶1.0,对甲苯磺酸(cat.)质量分数为0.8,对苯二酚(inh.)质量分数为0.3。在此条件下,丙烯酸十八酯的产率大于98%,反应速率提高30倍以上,在生产效率和节能方面充分显示了微波辅助合成的优越性。

微波辅助合成5-[4-(4-溴代丁氧基)苯基]-10,15,20-三对甲氧基苯基卟啉

探讨采用微波辅助合成尾式卟啉(p-BrTMOPP)的制备工艺及其影响因素。以吡咯、对羟基苯甲醛和对甲氧基苯甲醛为原料,以丙酸为溶剂,制备得到p-HTMOPP;以1,4-二溴丁烷为原料,微波辅助加热条件下制备得到目标化合物尾式卟啉p-BrTMOPP;目标产物经过UV-vis、IR、ESI-MS等方法表征。在90℃、DMF溶剂条件下微波辐射加热30min,快速高效得到目标化合物,反应产率89.2%。和传统加热方法相比较,微波辅助合成尾式卟啉化合物明显缩短了反应时间,提高了反应效率。

微波辅助合成羟基磷灰石研究

羟基磷灰石由于具有良好的生物相容性和生物活性而应用广泛。本文分别以Ca(NO3)2·4H2O、(NH4)2HPO4·3H2O为Ca源和P源,采用微波辅助加热的方式合成羟基磷灰石。使用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对获得的产物进行了表征。分别研究了微波反应时间、反应功率和原料Ca/P比对合成羟基磷灰石形貌和结晶度的影响。结果表明,不同条件下,产物的形貌与结晶度均有不同。当合成时间为5 min,微波功率为400 W,Ca/P比为2.0时,产物为具有结晶良好的羟基磷灰石。