微化工系统的原理和应用

介绍了微化工系统是以微米尺度微结构化工装备为核心的化工系统,是实现化工过程绿色、安全、高效的重要途径之一。阐述了微化工系统基于微尺度下流动可控以及混合传递高效的特点,可以有效地提高反应和分离过程的表观速率,大幅度缩小装备尺寸,提高过程的安全性。指出了近年来微化工系统在材料可控制备、新型测试技术和反应分离强化等方面发展迅速,与传统化工系统相比,微化工系统在诸多领域中显现出了优势。

中医证候结构表征研究及其前景展望

当前中医理论基础研究,有证候判定规范、证候疗效评价、证候物质基础、方剂配伍规律等的4个主要领域,但其共同的关键科学问题是中医证候结构表征,主要目的都是为了提高辨证论治的准确性和临床疗效。针对中医证候的结构表征研究,以脾气虚证候的发生规律为切入点,通过理论推证结果与临床数据分析结论相互印证,来揭示证候的结构特征,建立起了中医证候的拓扑结构数学模型,挖掘出了中医理论体系的数学科学基础,在证候基础研究上体现出中医理论的自身规律与临床诊疗特色,具有广阔的应用前景。

化学法和共混法制备的PEG/CDA相变材料的性能比较——微相结构与储热性能的关系

分别采用化学键联和物理共混的改性方法制备了两种相变材料 ,并用偏光显微镜和透射电镜分别对它们进行观察 ,讨论两者的微相结构差异和结构随温度的变化 ,同时研究了微相结构与储热性能的关系。结果表明 :采用化学键联法制得的相变材料具有更小、更稳定的微相区 ,并且是通过固—固相变来储能和释能的 ;而采用物理共混法制得的相变材料 ,仅仅是两种原料聚乙二醇和二醋酸纤维素的简单混合 。

多功能含能结构材料研究进展

多功能含能结构材料是化学能和动能综合利用的用于提高战斗部毁伤效能的新型功能材料。本研究着重介绍了多功能含能结构材料及其应用的国内外研究现状。对多功能含能结构材料作用特性的实验测试方法、作用机理和理论模型进行了简要的评述;阐述了冲击诱发化学反应(shock induced chemical reactions,SICR)方法理论基础和数值仿真方法,并对多功能含能材料的应用现状和前景进行了展望,并给出了近期开展工作的建议。

Al/Ni粉末复合材料冲击反应细观机制

为阐明含能结构材料冲击反应机理,开展以Al/Ni粉末复合材料为代表的含能结构材料冲击反应细观模拟研究。基于Al/Ni粉末复合材料的扫描电镜照片建立细观有限元模型,并结合Mie-Grüneisen状态方程描述Al/Ni粉末复合材料冲击压缩行为。在此基础上,基于反应扩散模型建立考虑多组分固相反应的Al/Ni粉末复合材料冲击反应细观模型,分析细观尺度上物质输运过程、冲击反应演化规律及冲击波传播特性。研究结果表明:Al/Ni粉末复合材料在冲击压缩速度(即粒子速度)为400 m/s时仅发生了微弱的化学反应,且化学反应程度随着冲击压缩速度的增大的加剧;化学反应最初发生于Al-Ni界面处,然后垂直于界面发展;冲击反应将引起材料冲击温度和压力的增高,同时对冲击波的传播起到强化作用。

软化学法合成层状结构LiMnO_2阴极材料

研究了以氢氧化锂和醋酸锰为原料,用软化学法制备锂离子蓄电池阴极材料LiMnO2。用X射线衍射法确定了材料的结构及其结构转变,结合循环伏安法研究了材料组织结构与电化学性能之间的关系。实验结果显示,层状结构LiMnO2的最佳热合成温度是600 ℃,随着温度升高,材料由层状结构向尖晶石结构转变,层状结构中Mn原子的最密排原子面(003)重排成为尖晶石结构的(111)面;而部分层状结构材料(104)原子面上的Li原子发生转移,Mn原子重排形成尖晶石LiMn2O4的(400)原子面,这两个原子面的面间距不一样,造成XRD图谱上(104)峰的位置上出现新的衍射峰,并且由于原子面上原子种类和排布方式的不同,衍射峰强度也发生变化。热处理温度升高,使材料中相伴出现杂相Li2MnO3和尖晶石型的LiMn2O4,破坏材料的层状结构,降低电化学性能。

多孔液体新型材料研究及应用进展

多孔液体材料指的是内部单元分子具有稳定的、永久性的、形状固定的空腔结构的一类液体,它突破了多孔固体材料不具备流动性所带来的储存和应用等系列问题。本文回顾了多孔液体这一新型材料的研究背景,概述了其最新研究进展。依据多孔液体材料内部单元分子结构的不同将其分为两大类,并详细介绍了其分子结构特点与制备方法。对制备多孔液体材料的物质特性进行了归纳,阐述了多孔液体材料在气体吸附、气体分离、主客体化学等方面的应用进展。最后对其未来发展前景进行了展望,多孔液体材料有望应用于催化、石油化工、光电材料、生物学等领域,其合成和应用将成为人们研究的热点。

新型亚稳态合金材料冲击释能特性

为研究新型ZrNiAlCuAg亚稳态合金材料的冲击释能特性,采用准密封箱试验系统对含能破片进行了冲击超压试验,研究了材料在不同冲击速度下的超压时程曲线变化规律、超压峰值和超压峰值增长率。对比了新型ZrNiAlCuAg亚稳态合金材料与多种多功能含能结构材料的单位质量能量密度和单位体积能量密度。结果表明材料超压时程曲线呈先急速上升后缓慢下降的特点,其超压峰值、超压峰值增长率均与冲击速度正相关;当冲击速度大于1400 m·s^-1时,其反应效率接近40%。低速冲击时,材料的能量密度与其它含能破片相近,冲击速度达到1100 m·s^-1时,其能量密度快速上升,并超越其它种类含能破片,当冲击速度为1485 m·s^-1时,新型ZrNiAlCuAg亚稳态合金材料的单位质量能量密度达到3.83 kJ·g^-1,单位体积能量密度达到0.026 kJ·mm^-3。

PA6/ABS共混材料的微观结构与相容性

为改善PA6/ABS共混材料的微观结构与相容性,提高该共混材料的性能,分析了聚酰胺6(polyamide 6, PA6)结晶行为、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, ABS)“核-壳”结构、共混物组成和工艺等条件对PA6/ABS共混材料微观结构与相容性的影响,介绍环氧型和酸酐型反应性增容剂对PA6/ABS共混材料微观结构与性能的影响及其作用机理,并对PA6/ABS共混材料的理论研究和工程应用进行评述.分析表明,随着PA6/ABS共混材料中组分ABS含量增多,PA6的微观形貌由球晶向片晶转变,且ABS“核-壳”结构颗粒可有效增韧PA6;反应性增容剂与PA6/ABS共混材料发生的接枝反应可降低界面张力,使分散相颗粒分布均匀。

PhET互动式仿真模拟在《无机及分析化学》课程教学中的应用探索

PhET(Physics Education Technology project)互动式仿真是美国科罗拉多大学免费提供的仿真模型,该平台提供了物理,化学,数学,生物,地球科学等5个模块的仿真模拟,为广大师生的学习提供了极大便利。PhET互动式仿真在《无机及分析化学》课程教学中的应用仍处于一种不断发展完善的状态。在《无机及分析化学》课程内容中,化学反应原理,物质结构基础,四大平衡与滴定等内容都可引入PhET互动式仿真模拟来辅助教学。对于教师,PhET互动式仿真是非常好的教学辅助工具;对于学生,PhET互动式仿真界面可以自主操作,设计和模拟,有利于加深对所学理论知识的理解。

防风均一多糖SP800301的化学结构研究

目的对从防风中分离得到的均一多糖SP800301进行结构解析,确定化学结构。方法采用二乙氨基乙基(DEAE)-纤维素、葡聚糖凝胶G-75等柱色谱法,分离纯化防风多糖;采用电喷雾串联质谱、气相色谱质谱联用、核磁共振等技术,对分离得到的防风均一多糖SP800301的分子量分布、单糖组成、寡糖片段、糖残基类型和糖苷键连接方式等进行分析,确定结构;采用电子显微镜和原子力显微镜扫描法表征防风均一多糖SP800301的外貌特点。结果防风多糖SP800301均一性良好,分子量为9.1×10~4g/mol,糖醛酸含量52.72%,由鼠李糖、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖组成,摩尔比为4.3∶58.1∶25.4∶5.0∶7.3。主要以聚半乳糖醛酸为主链,支链由鼠李糖、半乳糖醛酸、半乳糖、葡萄糖和阿拉伯糖组成,其中,阿拉伯糖在支链末端,糖链中部分半乳糖醛酸形成了甲酯。结论明确了防风中均一多糖SP800301的化学结构,丰富了防风中多糖的化学成分内涵,为进一步研究防风多糖的免疫调节作用机制奠定基础,为防风在临床的应用提供科学依据。

基于UPLC-Q-TOF-MS/MS分析经典名方保元汤的物质基础

目的:建立一种快速识别保元汤基准样品化学成分的检测方法,明确保元汤的物质基础。方法:基于超高效液相色谱-四极杆-飞行时间串联质谱法(UPLC-Q-TOF-MS/MS),系统地表征与鉴定保元汤水煎液中的化学成分。色谱条件为Waters ACQUITY UPLC HSS T3色谱柱(2.1 mm×100 mm,1.8μm),流动相0.1%甲酸水溶液(A)-0.1%甲酸乙腈溶液(B)梯度洗脱(0~3min,2%~19%B;3~8min,19%B;8~8.1min,19%~22%B;8.1~14min,22%~29%B;14~16min,29%B;16~32min,29%~45%B;32~32.1min,45%~90%B;32.1~35min,90%~95%B;35~36min,95%~98%B;36~37min,98%~2%B;37~40min,2%B),基于电喷雾离子源(ESI),在正、负离子模式下检测,质量扫描范围m/z 50~1500。通过UNIFI 1.9.4软件匹配、对照品比对、中医药百科全书(ETCM)数据库检索及文献报道等对保元汤水煎液中的化学成分进行系统解析。结果:在负离子模式下鉴定229个成分,正离子模式下鉴定181个成分,去重后共有322个成分,包括116个三萜皂苷类、66个黄酮类、19个有机酸类、6个姜酚类、6个姜醇类、5个姜酮类、10个氨基酸类、7个糖类、5个香豆素类和82个其他类化合物;其中人参归属83个成分,甘草归属141个成分,黄芪归属39个成分,肉桂归属35个成分,生姜归属38个成分。结论:该该研究实现了保元汤水煎液中多类别成分的快速表征与鉴定,明确了保元汤的物质基础以三萜皂苷类、黄酮类、姜辣素类及有机酸类成分为主,并对化学成分进行药味归属,为后续的质量控制研究提供了参考。

基于组分结构理论的鲜药物质基础研究思路与方法

中药鲜药的应用是中医用药的一种特殊形式,我国有丰富的鲜药资源和长期应用鲜药的临床经验。很多研究表明,传统以鲜品入药的处方表现出特殊的功效,有着干品不可替代的疗效。但是,目前对鲜药物质基础的研究还处于初步阶段,很多鲜药药效物质基础并不明确,这严重阻碍了鲜药的现代应用和发展。该文结合鲜药研究的历史和现状,通过比较鲜药与干品在化学成分、有效组分和药理活性等物质基础方面差异,提出了基于"组分结构理论"的鲜药物质基础研究的新思路与新方法,以期为合理开发利用中药鲜药资源提供参考。

高效液相色谱-离子阱-飞行时间质谱鉴定决明子化学成分

目的:建立高效、准确鉴定决明子中化学成分的液质联用方法。方法:采用高效液相色谱-离子阱-飞行时间质谱(HPLC-IT-TOF MS)联用技术,在电喷雾离子源的正、负离子模式下,以甲醇-乙腈(21)混合溶液(A)-水(B)梯度洗脱,流速为1.0 m L·min-1,柱温为35℃。根据决明子的一级和二级质谱图,对比对照品保留时间并结合文献,推测化合物可能的裂解途径和结构。结果:通过分析各组分质谱数据,共鉴别了17个化合物,包括7个萘并吡喃酮类化合物、7个蒽醌类化合物和3个萘酚类化合物,其中有决明子内酯龙胆二糖苷为首次从该植物中发现。结论:采用IT-TOF MS技术有利于新化合物的发现和鉴别,为中药化学成分、质量控制研究提供了新内容。

基于加涅学习结果分类理论的化学新教材习题比较研究——以“物质结构基础及化学反应规律”为例

基于加涅的学习结果分类理论,将人教版、鲁科版和苏教版化学必修教材中涉及新课标主题3——"物质结构基础及化学反应规律"的习题从言语信息、智慧技能、认知策略、动作技能、态度维度进行对比分析,结果表明:3者在学习结果的5个维度总体分布趋势相同,智慧技能维度习题占比最大,言语信息维度次之,其余3个维度习题占比均较小;进一步将属于智慧技能维度的教材习题划分为辨别、具体概念、定义概念、规则和高级规则5个由低到高的水平,统计3个版本习题在5个水平中的分布,结果表明:人教版和苏教版具体概念水平的习题占比最大,鲁科版中规则水平习题占比最大,且总体上鲁科版习题智慧技能水平最高,苏教版略高于人教版。并由此获得对教材习题编写和使用的几点启示。

Taking FAIR on the ChIN:The Chemistry Implementation Network

The Chemistry Implementation Network(ChIN)is focused on supporting the FAIR Data needs of the research community regarding chemical related data.An Implementation Network is a consortium drawn from a community,in this case the chemistry discipline,committed to defining and constructing standards,materials and software in the spirit of the FAIR data principles and under the structure of the GO FAIR project.Furthermore,as a core science the ChIN has to reach beyond the chemistry community and support the use of chemical information in other disciplines.This will be facilitated through connections in the GO FAIR ecosystem of Implementation Networks.Examples of the FAIR chemical concepts that need to be supported include molecular and materials structures,chemical reactions,nomenclature and other chemical terminology and conventions.The ChIN aims to drive forward the application of the FAIR Data Principles relating to the full range of chemistry concepts that are key to the transparent and efficient communication of chemical information.Realizing the goal of FAIR chemistry data will require a culture change across the discipline.However this is best addressed once a critical mass of tools and approaches has been developed.

W骨架/Zr基非晶合金复合材料破片的冲击释能特性

W骨架/Zr基非晶合金复合材料是一种新型含能结构材料。采用准密封箱冲击超压实验,研究了W骨架/Zr基非晶合金复合材料的在不同冲击速度下和靶板厚度下的冲击释能特性。并根据温度控制含能结构材料冲击诱发化学反应的热动力学理论,确定了材料的化学反应参数,分析了材料的热化学反应特性。结果表明,材料冲击超压峰值与冲击速度正相关,其激发反应阈值为766m/s,在相同速度下,有使破片靶后释能效率最大化的最优靶板厚度,但在8 mm厚钢靶范围内,前板厚度对冲击释能特性影响不大。材料冲击激发化学反应的冲击压力阈值Pc=18.37GPa,对应的理论温度阈值Tc=3736.6K。材料反应效率随着冲击压力和击波温度的增加而增加,在40 GPa冲击压力范围内,材料并未完全反应,其理论反应效率达到61.5%。