柔性双咪唑配体环状金(Ⅰ)配合物的合成、表征及荧光性质

采用扩散法制备了2个基于柔性双咪唑配体的Au(Ⅰ)配合物,[Au2(m-bitmb)2][AuCl2]Cl·2CH3OH(1)和[Au2(m-bitmb)2][AuCl2]2·2CH3CN(2)(m-bitmb=1,3-bis(imidazol-1-ylmethyl)-2,4,6-trimethylbenzene),并使用X射线单晶衍射、元素分析、XRD等测试手段进行了表征,研究了配合物的荧光性质。结构分析结果表明配合物1和2均具有M2L2的环状结构单元,其结构中双齿配体m-bitmb均采用顺式构型参与配位,M2L2结构单元通过π-π堆积相互作用排列而形成一维链状结构。配合物1和2具有更强的π-π堆积作用,但亲金性稍弱。通过对比2种配合物和配体的荧光发射,发现配合物中存在的亲金相互作用对其荧光性质具有很重要的影响和作用。

配合物科学研究辅助《配位化学》教学方法探索

从配位化学教学实践出发,通过文献调研科普学科前沿,引导学生设计完成科研实验。在醋酸锌存在下,以4-氰基吡啶、叠氮化钠为反应原料合成了锌的配合物[Zn^(II)(L)_(2)(H_(2)O)_(4)]·2H_(2)O(HL=4-(1H-tetrazol-5-yl)pyridine)。通过对配合物的合成、结构和性质的讨论,帮助学生理解配位化学中的配位数、配位构型、化学键理论等基本概念和理论,培养学生将理论与实践相结合的能力,探索教科研有机融合的途径,以期切实提高课程教学质量。

一例新颖钕(Ⅲ)配合物的合成及晶体结构

以5-取代的间苯二甲酸5-(4H-1,2,4-triazol-4-yl)isophthalicacid(H2L)、硝酸钕、DMF,水为起始原料,采用水热法合成了一例新颖的三维钕配合物[Nd4L6(H2O)4]·xsolvents(1),并通过单晶X-射线衍射技术测定了其晶体结构。测试结果表明:该配合物为三斜晶系,P-1空间群,晶胞参数a=12.855(3)A,b=13.841(3)A,c=24.421(5)A,α=86.16(1)°,β=76.429(11)°,γ=84.064(10)°,V=4197.1A3,Z=2。

高压釜法制备高岭土插层复合物及其铁电性质研究

利用不锈钢高压釜产生压力,实现了DMSO快速插层高岭土,相比常规方法,缩短了反应时间。室温外电场作用下,高岭土-DMSO插层复合物表现了铁电性,自发极化强度(Ps)约为0.14μC/cm2,偶极反转可能来自DMSO分子在层间的相对位移。

金属有机框架化合物对溶剂分子和有机小分子荧光识别与传感研究进展

金属-有机框架(MOFs)化合物由于其特定的孔道/孔洞结构以及在气体吸附/存储与分离、化学传感、光学、磁学以及荧光检测等方面的良好性能及潜在应用而成为当前人们关心和研究的热点。本文聚焦MOFs在溶剂分子和有机小分子荧光识别及传感方面的研究工作,着重介绍该领域近期的研究进展,并对该领域今后的发展进行了展望。

2,6-二(1-咪唑基)萘和二羧酸构筑的金属-有机框架化合物：合成、晶体结构和荧光识别性能（英文）

利用2,6-二(1-咪唑基)萘(L)和二羧酸配体与过渡金属盐反应,通过溶剂热法合成了3个新颖的金属有机框架化合物(MOFs):[Co(L)(AIP)]·2DMF(1),[Co(L)(AIP)]·DMF(2)和[Co(L)(IDC)(H2O)2]·0.5L·H2O(3)(H2AIP=5-氨基间苯二甲酸,H2IDC=4,4′-亚氨基二苯甲酸)。利用元素分析、红外、X射线单晶和粉末衍射、热重分析等对MOFs进行了表征。单晶结构解析结果表明:1属于单斜晶系C2/c空间群,2和3属于三斜晶系P1空间群。1和3均为一维的链状结构,2为二维的层状结构,三者通过氢键作用形成三维超分子结构。此外,对MOFs的热稳定性和荧光性质进行了研究,发现3通过荧光猝灭对丙酮分子具有识别作用。

高岭石/2-吡嗪羧酸插层化合物的制备及其铁电性质

本研究试图以高岭石为主体材料,制备一类新的有机-无机杂化铁电材料。具体做法是以杂环化合物2-吡嗪羧酸为客体,在高压釜中制备高岭石/2-吡嗪羧酸插层化合物,该产物经X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、热分析曲线(TG)表征和铁电性质测试,并通过CASTEP程序计算优化获得可能的插层结构。研究结果表明:依靠体系自增压,2-吡嗪羧酸分子在160℃、10 h条件下可插入高岭石层间,撑大其层间距至1.39 nm,插层率为42.73%;客体分子以几乎垂直方式定向于高岭石层间;该化合物具有室温铁电性和一定的热稳定性(<100℃)。

1,3-二(4-咪唑基)苯构筑的两个金属-有机框架化合物:合成、晶体结构和荧光性质（英文）

利用1,3-二(4-咪唑基)苯(L)和过渡金属盐反应,通过水热法方法合成了2个新颖的金属有机框架化合物:[Cd(L)(SO4)]n(1)和{[Ni(L)(SO4)]·H2O}n(2)。利用元素分析、红外、粉末衍射、热重分析等对MOFs进行了表征。通过X射线单晶衍射表明:1属于正交晶系,Pnma空间群,a=0.70728(5)nm,b=1.34381(9)nm,c=1.40731(9)nm,V=1.33758(16)nm^3,Dc=2.079 g·cm^-3,Z=4,F(000)=824,GOF=1.072,R1=0.0190,wR2=0.0506。2属于三斜晶系,P1空间群,a=0.98665(18)nm,b=1.1457(2)nm,c=1.3025(2)nm,α=65.029(3)°,β=83.497(3)°,γ=86.423(4)°,V=1.3260(4)nm^3,Dc=1.441 g·cm^-3,Z=2,F(000)=592,GOF=1.016,R1=0.0434,wR2=0.0771。2个MOFs均为二维的层状结构。此外,对MOFs的热稳定性和荧光性质也进行了研究。

金电极和纳米多孔金在离子液体中的电化学传感研究

金电极是电化学研究常用电极,本文以探究金电极在不同离子液体中的电化学行为为目的,利用循环伏安技术,研究了平面金电极和纳米多孔金电极在两种不同性质的离子液体中的氧化还原性质。结果表明金电极的微观结构和离子液体的性质是影响金电极电化学行为的重要因素。金电极的微观纳米化提高了电化学信号,降低了金的氧化电位;离子液体的活性使普通金电极表现出了良好的电催化能力。

溶剂热法合成ZnO微米棒及其光催化性能

以ZnCl2和过氧化氢为反应前驱物,CTAB为表面活性剂,在碱性溶液中180℃反应12h,合成ZnO微米棒。利用X-射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),紫外可见吸收等手段对产物进行表征。通过扫描发现ZnO结构为具有六方纤锌矿结构,主要是由直径约在1μm左右粗细的单晶微米棒组成的花状ZnO微米团簇,并简单探讨了微米棒的组装过程。紫外吸附实验说明ZnO对有机染料,如甲基橙有催化作用,表明他们在光催化方面有潜在应用。

自适应免疫优化算法研究大尺寸Cu-Au合金团簇稳定结构

合金团簇所具备的催化和光学等方面特性与团簇的尺寸、元素组成和元素序列密切关联,因而确定其稳定结构是研究纳米团簇合金性质的首要任务.本文利用基于内核构建的自适应免疫优化算法研究了完整元素组成的CunAum(n+m=61及79)二元合金团簇的稳定结构.应用多体Gupta势函数描述Cu-Au团簇原子间的相互作用.研究结果表明:对于CunAum(n+m=61)团簇,除了当n=12-15时为由三个双二十面体面面相连组成的环状结构外,其余均为二十面体结构.原子总数为79的Cu-Au合金团簇包括堆积缺陷的面心立方结构、双面心立方结构、二十面体、十面体和由四个双二十面体面面相连组成的环状结构.且当Au原子比例高和低时其主要构型分别为二十面体和十面体.此外,还分析了Cu-Au合金团簇结构势能量的分布情况及团簇的相对稳定性.原子分布规律显示Cu原子趋于占据内层,而Au原子趋向于分布在外层.

Co-Ag与Co-Au合金团簇核层结构模拟

钴基二元合金团簇具有特殊催化和电磁性能已成为研究的热点.探究Co-Ag与Co-Au团簇稳定结构是研究其性质的重要步骤.运用基于内核构建的自适应免疫优化算法对大尺寸Co55Agn、Co55Aun(n=1-55,60,70,80,92)团簇结构进行优化.基于紧束缚势二阶矩近似的多体Gupta势函数被用于描述合金团簇原子间相互作用.计算结果显示Co55Agn、Co55Aun(n=1-55,60)最稳定结构的主要构型为Mackay二十面体.原子分布分析显示Co原子位于内层,而Ag、Au原子均趋于分布在外层,呈现出核层状态.对于大尺寸Co55Agn、Co55Aun(n=80,92)团簇,Co-Ag团簇采取无定形结构,而Co-Au团簇为规则的二十面体结构.

Materials Studio在有机化学教学中的应用

Materials Studio(MS)软件是当今材料研究领域中的重要工具,由于其直观性和交互性的特点,对于大学有机化学教学具有很好的促进作用。本文结合教纲和实例,简要介绍MS软件在有机化学课堂教学中的一些应用,包括显示化合物的立体模型、计算分子的电荷分布、能级结构和分子轨道、预测分子的波谱性质,以及模拟反应的动态过程等方面,增强了课堂教学的生动性,促进了学生理解教学重点和难点,提高了教学质量。

Au-Pd与Au-Pt合金团簇稳定结构对比

由贵金属元素组成的合金团簇在光、电、磁和催化等领域吸引了广泛的研究兴趣.本文基于多体Gupta势函数采用内核构建的自适应免疫优化算法优化了Au-Pd和Au-Pt团簇最稳定结构.研究结果显示98原子Au-Pd与Au-Pt团簇均包含面心立方结构、十面体、二十面体和Leary四面体结构,但是两者的构型分布上存在着差异.键数变化分析结果显示Au原子分布趋势接近.此外,147原子Au-Pd和Au-Pt团簇均为完整二十面体结构.序列参数分析显示均形成核层结构.

大尺寸核/层Co-Pd合金团簇稳定结构研究

纳米尺度合金团簇具有特殊的光学、电、磁和催化等性质,在基础研究和应用领域吸引了广泛的兴趣.使用多体Gupta势函数描述Co-Pd团簇原子间相互作用,应用基于内核构建的自适应免疫优化算法确定最稳定结构.研究结果显示:98原子Co-Pd团簇结构可分为面心立方结构、Mackay二十面体、双二十面体、由双二十面体面面相连构成的结构和十面体结构.序列参数显示Co原子位于内层,而Pd原子位于外层.原子半径和表面能进一步解释了Co和Pd原子的分布规律.原子数目为147的Co-Pd团簇均为完整二十面体结构.

金属催化剂催化水合肼分解制氢的研究进展

氢能是一种高效、清洁的新能源,有望在未来的能源领域占据重要地位。开发安全、高效的储氢材料是实现氢能大规模实际应用的关键。水合肼(N2H4·H2O)的储氢含量高(8%)且便于运输和储存,是一种具有良好应用前景的储氢材料。研究表明,使用合适的催化剂可以有效降低水合肼分解制氢反应能垒,显著提高水合肼脱氢速率。因此,开发温和条件下高效脱氢催化剂已成为水合肼作为储氢材料规模化应用的研究热点。简要介绍水合肼分解脱氢机制,并阐述水合肼脱氢催化剂体系近年的研究进展,并对提高催化剂的催化性能的策略进行分析。归纳总结改善水合肼脱氢催化剂的催化活性和制氢选择性的方法(如构筑合金结构等),添加助剂创造适宜的外部化学环境,调控金属-载体强相互作用,优化合成方法增加金属催化剂表面积和活性位点等,并对该领域未来的发展进行了展望。

Pt基催化剂催化氨硼烷水解产氢的研究进展

氢气是清洁的二次能源,具有来源丰富、热值高、使用过程中不产生污染物等优点。氢经济主要包括氢气的制备、储存、运输和应用。目前,氢气的低成本制备和高效、安全的储存技术是限制氢能产业发展的主要瓶颈。氨硼烷是一种非常有前途的储氢材料,其氢含量高达19.6%(质量分数),尤其是在金属催化剂作用下可实现氨硼烷温和条件水解释氢反应,从而引起了广泛的关注。综述了氨硼烷常见的脱氢方式,分析了氨硼烷水解脱氢的机制,介绍了氨硼烷水解制氢催化剂的最新研究进展,研究和讨论了Pt基纳米催化剂,包括Pt单原子、Pt单金属、Pt双金属和Pt三金属纳米催化剂在氨硼烷水解脱氢中的应用,最后总结和指出了提高Pt基纳米催化剂催化活性和稳定性的思路,为氨硼烷高效水解产氢催化剂的设计提供有益借鉴,并为后续氨硼烷在氢能领域的应用提供参考和指明方向。

NiPt/Co_(x)Ce_(1-x)O_(2-δ)催化剂催化水合肼脱氢性能研究

开发高效、低成本的催化剂是实现水合肼(N_(2)H_(4)·H_(2)O)规模化分解制取氢气的关键。采用柠檬酸辅助水热法和高温煅烧法制备出由不规则颗粒堆而成的Co_(x)Ce_(1-x)O_(2-δ)载体,再使用浸渍还原法制备出NiPt/Co_(x)Ce_(1-x)O_(2-δ)催化剂。考察了Co掺杂含量、负载的金属摩尔比例、反应温度、碱助剂添加量等因素对目标催化剂分解水合肼脱氢性能的影响并测试了其循环稳定性。随后采用X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体质谱(ICP-OES)、低温N2吸脱附实验、扫描电镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对催化剂结构、尺寸、实际金属负载量以及表面形态进行表征。结果表明,在催化剂制备过程中Ni和Pt形成了合金,两种金属间的电子协同作用有效地增强了催化剂的催化性能。当反应温度为323 K,碱助剂浓度0.75 mol·L^(-1)时,Ni_(0.5)Pt_(0.5)/Co_(0.04)Ce_(0.96)O_(2-δ)催化剂表现出最佳的催化活性,其催化水合肼脱氢的反应活化能(Ea)为57.9 kJ·mol^(-1),反应转化频率(TOF)为3348.2 h^(-1)。此外,目标催化剂经过5次循环测试后催化剂仍能保持较高的催化活性。

活性焦负载MnO_2对气态Hg^0的吸附脱除研究

研究了活性焦(AC)及负载MnO2的活性焦(MnO2/AC)对气态Hg0的吸附脱除,发现负载MnO2到AC明显提高了其对Hg0的吸附脱除能力.考察了MnO2负载量、温度、Hg0浓度和烟气成分等对MnO2/AC吸附脱除Hg0的影响.结果表明,MnO2/AC对Hg0的吸附脱除能力随MnO2负载量的增加而增强;在120～200℃的温度范围内,随着温度升高,MnO2/AC对Hg0的吸附脱除能力增强;O2和HCl对MnO2/AC吸附脱除Hg0具有促进作用,而SO2和H2O具有抑制作用.SEM-EDX和逐级化学提取结果证实,MnO2将Hg0催化氧化为HgO并吸附在AC上,这是MnO2/AC具有较高的吸附脱除Hg0能力的原因.

银金钯铂组成对三元金属团簇结构的影响

纳米合金团簇的结构研究为具有特殊的光、电、磁和催化材料设计奠定了重要的理论依据。优化了含有Ag、Au、Pd和Pt原子的三元金属团簇稳定结构,并分析了不同类型原子组成对三元团簇结构的影响。采用Gupta势函数描述由这4种金属原子构成的相同类型原子间及异种类型原子间相互作用。使用自适应免疫优化算法优化Ag26、Au26、Pd26、Pt26团簇以及Ag10AunPd16-n、Ag10AunPt16-n、Ag10PdnPt16-n与Au10PdnPt16-n(n=0-16)金属团簇稳定结构。并通过势能量二阶有限差分值分析这些团簇结构的相对稳定性。