配位催化乙炔化物合成α及β线型碳的研究

用FTIR、DSC及SEM对Cu+和Cu2+的催化氧化乙炔化物缩聚合成线型碳进行了研究,结果表明:Cu2+发挥了关键的作用;用一步合成法(乙炔直接氧化缩聚法)得到α(共轭三键)及β(累积双键)线型碳的混合物;两步合成法(由乙炔合成乙炔铜,再由乙炔铜合成线型碳)可分别得到α或β线型碳:在硬碱离子如Cl-存在下得到β线型碳,而在软碱离子如CN-等的存在下得到α线型碳,根据软硬酸碱原理对Cu+和Cu2+的催化氧化乙炔化物缩聚合成线型碳提出可能的机理。DSC研究表明,250℃时,β线型碳可转变为α线型碳。SEM研究表明两步法合成的线型碳为纳米粉末。

Cu(Ⅱ)催化氧化乙炔合成线型碳

本文对醋酸铜催化乙炔氧化缩聚合成线型碳进行了研究，并与ＣｕＣｌ催化法比较研究表明，催化过程中实际上是Ｃｕ（Ⅱ）起作用，同时Ｃｕ（Ⅰ）具端基稳定化作用。探讨了该合成法的最佳条件。

相转移法合成线型碳的研究

在乙炔铜氧化偶合反应的基础上,采用相转移法合成了线型碳,并通过红外光谱考察了所合成线型碳的质量与类型,同时对所合成的β型线型碳进行了差热分析,进而研究了线型碳的热稳定性。结果表明:选择苯和氨水体系进行线型碳的相转移,合成的线型碳大多被转移到有机相苯中,与原水相中合成的线型碳相比,更为纯净、碳链也有明显增长,含铜量降至1.22%。差热分析结果证明了β型线型碳向α型线型碳的转化,并推测在364℃～408℃的温度范围内β型线型碳很有可能向金刚石转化。

a型和B型线型碳的合成及热稳定性研究

经过乙炔铜 (Cu2 C2 )的氧化偶合反应 ,制得了 α型和 β型的线型碳。当加入 KCN时 ,产物经红外光谱分析 ,其主要成分为 α型线型碳 ;而当加入盐酸时 ,主要产物将是 β型线型碳。而且 ,含铜量分别降至 1.92 %和 5 %。其中 β型产品在 2 5 0℃ ,常压下处理 1.5 h,转变为 α型 ;在氮气下 (小于 2 .0 Mpa)热处理 ,β型线型碳有转化为粉末金刚石的迹象。本法成本低 ,而且制备过程短 ,与已报道的制备方法相比 ,可大大缩短合成周期。

β型线型碳及其应用研究

The transformation of β-carbine to diamond was studied by FTIR and XRD.The results indicated that the transformation was achieved with the pressure of 0.45MPa and temperature of 400 ℃.In the process,catalyst and diamond-crystal seeds were needless.

[Co(NH_3)_6]^(2+)催化乙炔氧化缩聚合成β型线型碳

在T=35℃的条件下,以盐酸为酸化剂、[Co(NH3)6]2+为催化剂,催化乙炔氧化缩聚合成了β型线型碳。通过红外光谱、拉曼光谱和X-衍射对产物进行了结构表征。pH=6,六水氯化钴(Ⅱ)用量为0.4g时,β型线型碳的产率为61.18%,其中Co(II)的含量为1.72%。TG和DTA分析结果表明:在227.4℃时,β型线型碳向α型线型碳转化,而在370℃~420℃时,β型线型碳实现了向金刚石的转化。

线型碳及其研究进展

概述线型碳的发现及研究史,介绍了物理法制备与化学法合成线型碳的研究进展,并对其发展趋势进行展望。

β-线型碳的合成及其向金刚石转化研究

首先研究了炔烃缩聚两步法合成β-线型碳。实验表明，酸性介质和pH对线型碳结构、产率及纯度有较大影响。通过FTIR和X衍射研究了β-线型碳向金刚石转化。结果表明，在400℃、0．45MPa和N2气保护条件下，β-线型碳实现了向金刚石转化，转化过程无需催化剂、金刚石晶种和氩气保护，其产率可达37．7％。

聚乙烯醇脱水—氧化脱氢制备线型碳

报道了以聚乙烯醇(PVA)为起始物制备线型碳的研究结果。制备过程类似于炭纤维制备过程中的预氧化工艺,在氧和惰性气体比例适当的条件下,聚乙烯醇在反应釜中梯度升温,以便逐步脱水、氧化脱氢,并保持其原来的晶型。研究了聚乙烯醇在加压下脱水、氧化脱氢制备线型碳的反应条件。产品用红外光谱、激光拉曼光谱和X 射线衍射表征,并与已报道的结果比较,表明产品为β型(累积双键型)线型碳。产品的X 射线衍射结果与原料聚乙烯醇几乎一样,证明产品保持了原料的晶体构型。本合成法可能成为适用的线型碳合成的新途径,并提出了一个可能的反应机理。

单原子厚线型碳或是已知最强韧微材料

美国莱斯大学的研究团队利用计算机得出的计算结果显示，单个原子厚的线型碳（Carbyne）可能是已知最强韧的微观材料，超过了与其同为碳家族成员的石墨烯。如果能够实现批量制造，线型碳纳米棒或者纳米绳将展示出非凡的特性，在纳米机械系统、自旋电子器件、传感器、适于机械应用的超强超轻材料或储能领域都有广阔的前景。

线型碳的化学法合成研究进展

线型碳是碳的一种新的同素异形体,可望应用于生物医学和材料科学。线型碳的合成方法主要包括物理法和化学法。近年来,基于利用有机小分子或各种聚合物为原料的化学合成法发展迅速,本文主要综述其研究新进展。

共沸物混合气体中收集碳链C_8H_2

为了大批量制备高纯碳链样品并研究利用液相电弧放电法制备碳链的机理,提出了一种新的碳链收集方法.采用乙醇溶液收集电弧放电过程中产生的逸出气体并分析逸出气体的组成成分.利用高效液相色谱仪对逸出气体和乙醇溶液进行分离,并对逸出气体的吸收光谱进行了分析.结果表明,逸出气体中含有大量以C8H2为主的短碳链,且其组成成分和在甲醇溶液的碳链蒸馏过程中得到的共沸物成分一致,表明电弧放电过程中产生的逸出气体是一种含有碳链的共沸物,通过收集放电时产生的逸出气体可以大批量制备短碳链C_8H_2.

炔醛化反应中pH值对铜基催化剂催化性能影响的研究

炔醛化反应通常采用铜基催化剂,pH值对反应有较大影响,控制反应过程中pH值在6~7范围内,1,4-丁炔二醇收率与选择性最佳。通过SEM、N2吸附-脱附、XRD和FT-IR对反应前后的碱式碳酸铜催化剂进行表征,研究pH值对催化剂催化性能的影响。结果发现反应过程中pH值较低,会造成催化剂形貌与织构性质发生改变,导致活性物质乙炔亚铜降低,促进线型碳(尤其是β型线型碳)增加,不利于催化反应的进行。同时,研究还发现了炔醛化反应中间物CuC≡CCH2OH的存在。

纳米材料

美国研发出世界最薄的高渗透性氧化石墨烯过滤膜；单原子厚线型碳或是已知最强韧微材料；