噻二唑类衍生物的合成及应用进展

介绍了几种典型的噻二唑衍生物的合成方法,并主要从农业及工业等方面阐述了噻二唑类衍生物的应用进展。

球状纳米二氧化钛/石墨烯复合材料的合成及导电性能

采用改进的水热法制备二氧化钛/石墨烯(TiO2/G)复合导电材料,并研究水热温度以及石墨烯用量对TiO2/G复合材料导电性的影响。利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电化学阻抗谱等测试手段对复合材料的结构,微观形貌以及导电性能进行表征,并确定最佳的水热温度以及石墨烯的最佳添加量。结果表明:石墨烯添加量为5%(质量分数),水热温度为160℃,TiO2/G复合材料的导电性最佳,其电阻率为13.46Ω·cm。复合材料中TiO2纳米颗粒为球状的锐钛矿相,直径为100~200nm左右,且均匀生长在石墨烯片层表面。其中,TiO2纳米颗粒生长于石墨烯片层上,有效地阻止石墨烯片层的聚集,有利于石墨烯片层间形成导电网络,提高电子迁移效率,赋予二氧化钛复合材料优异的导电性能。

5-甲基-2-巯基-1,3,4-噻二唑衍生物的合成及摩擦学性能研究

以5-甲基-2-巯基-1,3,4-噻二唑(MMTD)和水杨酸为主要原料,合成一种新的噻二唑衍生物——水杨酸硫代-(5-甲基-1,3,4-噻二唑)酯(TM)。利用红外光谱、元素分析、液相色谱、质谱等分析手段对产物进行结构表征,采用热重分析评价产物的热稳定性,利用四球摩擦磨损试验机考察TM在菜籽油中的抗磨减摩性能。结果表明:合成产品TM的热分解温度为225.6℃,具有较好的热稳定性;合成产品TM具有良好的抗磨减摩性能,可作为油品的抗磨减摩添加剂,当添加量(w)为0.6%时,其抗磨减摩效果最佳。

Schiff碱合成及其自组装单分子膜在银表面防护性能

以寻求低成本,高收益的探索思路为基础,制备出一种新式自组装分子膜,将其组装到金属体表面,进而达到防止金属腐蚀的目的。以水杨醛与乙二胺为原料,合成出乙二胺缩水杨醛Schiff碱,确定了最佳合成条件。对产物进行了熔点测定,红外光谱(IR)分析及质谱(MS)分析,确定制备的产物即为乙二胺缩水杨Schiff碱,并首次将其配制于花生油溶液中。将Schiff碱自组装到银片表面,利用金相显微镜观察Schiff碱的成膜现象;用循环伏安技术对自组装膜进行分析。实验结果表明,Schiff碱自组装分子膜能有效抑制异相电子的转移,组装速度快且性能稳定,减少了银片机体的腐蚀。总结了Schiff碱自组装分子膜对金属防护的效用和价值。

广谱杀螨剂克螨特的合成研究

以对叔丁基苯酚为原料,首先对叔丁基苯酚与环氧环己烷在自制的催化剂(固体超强碱)存在的条件下通过开环反应,制得2-(4-叔丁基苯氧基)环己醇。其后冷却至15℃左右,进行两步亚硫酰氯衍生物的醇解、中和得原药克螨特。中间体及克螨特样品进行了核磁共振及红外光谱分析,确证化学结构无误,质量与国外样品基本一致。考察了投料方式、反应时间对收率的影响,得到适宜的工艺条件为:在120～126℃下,向对叔丁基苯酚中滴加环氧环己烷制备2-(4-叔丁基苯氧基)环己醇,而后向氯化亚砜中滴入此产物,最后向丙炔醇中加入上步反应产物以制备目标产物克螨特。经验证,产物总收率大于82%(以对叔丁基苯酚计),产品纯度大于98%。

钯催化下1,3-二甲酰基薁类衍生物的合成

在钯催化作用下,以一氧化碳和氢气为甲酰化试剂,以苯做反应溶剂,在6×106Pa、120℃下,反应底物、有机碱和催化剂的物质的量比为1∶2∶0.02,合成了1,3-二甲酰基薁,产品收率为77%。在此反应条件基础上,通过改变取代基,进行酰基化反应合成了1,3-二甲酰基-5-甲基薁,1,3-二甲酰基-6-叔丁基薁,1,3-二甲酰基-2,4,6-3甲基薁3种薁类衍生物,收率分别为68%、60%、65%。实验反应收率良好、操作简单、条件温和。4种新型化合物的产品结构通过红外光谱仪、核磁共振光谱仪以及元素分析仪进行了表征。

3,4-二甲基苯甲酸的合成及后处理方法研究

采用一步法合成了标题化合物,着重介绍了产品的后处理工艺,结果表明,羧化产物经冰水混合物处理,粗品经碱水溶液中结晶,产品收率85%,产品纯度可达95%以上。

Ag/TiO_2导电粉体的制备及电化学性能研究

采用湿化学方法,以Ti O_2为基质,制备了Ag/Ti O_2复合导电粉体.考察了Ag NO3和Ti O_2不同配比时产品对导电性能的影响,用SEM、XRD对粉体进行了表征.将粉体制成复合电极,对其进行了电化学性能分析.结果表明,nAg与nTi O_2配比不同,产品容抗弧半径相差较大.当nAg:nTi O_2>1:3时,高频区容抗弧半径逐渐减小,且曲线与横轴的交点值最小,同时低频区斜率较大,说明当nAg与nTi O_2配比越高,导电性能越好.上述结果表明,当Ti O_2基质表面涂覆较为均为致密的Ag纳米粒子后,Ti O_2表面形成完整的导电网络结构,导电性较好.此结果与用电阻率测定仪测得电阻率的结果一致.

菜籽油超声波法制备生物柴油的研究

以菜籽油和甲醇为反应原料,以KNO3/Al2O3为催化剂,采用超声波法制备生物柴油,考察了超声波频率、醇油物质的量比、催化剂用量等条件对反应的影响。试验结果表明,该反应的最佳条件:超声波频率为30kHz,醇油物质的量比为7∶1,催化剂用量为菜籽油质量的2.0%。在此条件下,生物柴油产率为94%。所得生物柴油的主要性能指标均符合德国的生物柴油标准。

针状氧化锌催化花生油超声波法制备生物柴油的研究

考察了4种不同催化剂对生物柴油产率的影响,发现自制的针状氧化锌对生物柴油的催化效果最佳.对针状氧化锌固体碱催化剂在超声波条件下,用于花生油和甲醇的酯交换反应制备生物柴油进行了研究,考察了超声波频率、醇油摩尔配比、催化剂用量等条件对反应的影响,试验结果表明该反应的最佳条件为:超声波频率30kHz,醇油摩尔配比为7∶1,催化剂用量为花生油质量的1.0%,此条件下生物柴油产率达93%.对所得生物柴油的主要性能指标进行考察,发现其主要性能指标符合德国现阶段的生物柴油标准.重复使用结果表明,针状氧化锌的催化活性比氧化镁、氧化钙及三氧化二铝的催化活性高,寿命更长,重复使用后催化效果无明显下降.

纳米镍晶的制备及其在基础油中的摩擦学性能

在水热条件下,以β-环糊精为修饰剂、水合肼为还原剂,还原二水合乙酰丙酮镍前体制备了海绵状纳米镍晶,并采用XRD和SEM对其进行了表征。以油酸为表面活性剂对纳米镍晶进行表面修饰,以提高其油溶性及分散性;利用四球摩擦试验机对添加了改性纳米镍晶的基础油的摩擦学性能进行了摩擦磨损实验,并利用金相显微镜对经过摩擦实验的钢球表面进行形貌分析。实验结果表明,添加了改性纳米镍晶的基础油的减磨和抗磨性能有很大的提高,改性纳米镍晶可在较短的时间内降低油品的摩擦系数,当改性纳米镍晶的质量分数为1.5%时,油品的摩擦学性能最好。

钢表面2-巯基苯并噻唑衍生物自组装膜的缓蚀性能研究

运用自组装技术在钢片表面制备了2-巯基苯并噻唑衍生物的分子膜,并用倒置金相显微镜观察了其自组装分子膜的膜形貌;采用电化学测试技术研究了自组装膜在1mol/L HCl中对钢片的缓蚀性能。结果表明,这种2-巯基苯并噻唑衍生物缓蚀剂自组装膜对钢片有良好的缓蚀能力。

2-苯并噻唑基-4-甲氧基苯腙自组装膜对45#钢的缓蚀性能研究

合成了2-苯并噻唑基-4-甲氧基苯腙,采用元素分析、红外光谱和液质联用等对其结构进行了表征。运用自组装技术在钢片表面形成了2-苯并噻唑基-4-甲氧基苯腙自组装膜,采用金相显微镜观察了自组装膜的表面形貌,并采用静态失重试验和电化学分析手段研究了2-苯并噻唑基-4-甲氧基苯腙自组装膜在1mol/L HCl中对45#钢的缓蚀作用。结果表明,随着自组装溶液浓度的增加和自组装时间的延长,2-苯并噻唑基-4-甲氧基苯腙自组装膜的缓蚀效率逐渐增大。当自组装溶液浓度为0.1mol/L、时间为18h时,缓蚀效果达到最佳。

S掺杂TiO_2的第一性原理分析及光学性质研究

基于密度泛函理论的从头算方法,以锐钛矿TiO_2为研究对象,利用计算机模拟技术分析了S掺杂TiO_2的电子结构。用广义梯度近似法对优化后的理论模型进行单电子能量计算,到完整的和掺S的TiO_2晶体能带、总态密度(TDOS)以及分态密度(PDOS)图。分析了光学性质中的介电函数、吸收系数值。计算结果表明:TiO_2经掺杂后带隙变窄,掺杂后体系的介电函数向低能方向移动,具有优异的介电性能,掺杂体系的吸收边红移。S原子取代TiO_2中的O原子后,价带上方的杂质能级峰强较大,电子在该杂质能级上存在几率较大。在可见光催化实验中,可形成光生电子-空穴的捕获势阱,减小电子与空穴的复合几率,进而提高光催化效果。

两种噻二唑衍生物对铜缓蚀性能的研究

通过电化学测试和分子动力学模拟研究了5-巯基-2-氨基-1,3,4噻二唑(AMT)和5-甲基-2-氨基-1,3,4噻二唑(MATD)在硫-乙醇溶液中对金属铜的缓蚀性能。电化学测试表明,缓蚀剂的加入有效降低了铜电极的腐蚀电流密度,抑制了铜电极的腐蚀,两种缓蚀剂的缓蚀效率为AMT>MATD。量化计算和分子动力学模拟得到了缓蚀剂分子的活性位点和在铜(111)面的吸附形态。两种缓蚀剂的缓释效率的理论评价与电化学测试结果相一致。

超声波法制备生物柴油的研究

探讨了以菜籽油为原料,与甲醇反应,加入KF/CaO作为催化剂,经过超声波反应制备生物柴油的工艺条件,考察了超声波频率、醇油物质的量的配比、催化剂用量、反应时间等条件对反应的影响,实验结果表明该反应最佳的条件为:超声波频率为30KHz,醇油物质的量的配比为7:1,催化剂投加量为2.5%,反应时间为30min,产率达92.98%。对所得生物柴油的主要性能指标符合德国现阶段的生物柴油标准。

自组装单分子膜成膜形貌及其缓蚀性能

新工艺方法在玻璃基体表层及银片表面制备出3巯-基丙基三甲氧基硅烷自组装单分子膜(MPS-SAM),并利用扫描电子显微镜(SEM)观察了玻璃基体薄膜形貌,使用自动椭圆偏振测厚仪SGC-2测出其膜厚;运用金相显微镜观测出银片表面形貌变化并结合触针式粗糙度测量仪得出其膜厚范围;同时通过塔菲尔曲线(Tafel)对银片电极的电化学性能进行了对比分析。结果表明:组装溶液的成膜形貌与致密性受组装时间的影响很大且在金属与非金属表面的成膜时间大不相同;银片表面组装膜形貌的变化决定其缓蚀性能、稳定性和致密性等条件。

γ-巯基丙基三甲氧基硅烷自组装膜的制备及其防腐蚀性能

采用自组装的方法在铜片表面制备了γ-巯基丙基三甲氧基硅烷的单分子膜,并利用金相显微镜及粗糙度测定仪观察自组装分子膜的表面形貌,利用电化学工作站评价了自组装分子膜对铜片的缓蚀性能。结果表明:自组装分子膜对铜片具有一定的修饰作用,修饰效果与时间呈正相关;γ-巯基丙基三甲氧基硅烷自组装膜对铜片具有一定的缓蚀性能,其缓蚀性能与成膜的效果有关,均匀致密的自组装膜对铜片有良好的缓蚀性能。

锐钛矿相TiO_2纳米纤维制备与摩擦学性能

采用简便且可重复性较好的碱熔法制备锐钛矿相TiO2,采用简便的表面修饰技术对其进行表面改性,得到TiO2纳米纤维,并采用XRD、SEM和FT-IR方法对其进行表征。利用四球摩擦试验机考察其作为油品润滑添加剂的摩擦学性能。结果表明,所合成的TiO2纳米纤维为锐钛矿相结构,结晶度和纯度较高,而且在油品中具有良好的分散性;TiO2纳米纤维具有良好的抗磨减摩性能,并能够很好地提高油品承载能力,当其加入量为1.5%(质量分数)时,抗磨减摩以及提高承载能力的效果最好。这些特性使得锐钛矿相TiO2纳米纤维有望在未来成为绿色润滑油添加剂。

自组装单分子膜防护效能研究

自组装单分子膜(SAMs)是一类自发形成的、有序致密的、薄膜体系,当今已受到科学界的广泛关注。在金属或非金属的腐蚀防护与表面修饰等方面体现出无限的研究价值。在归纳这一领域的研究成果基础上,结合国内外腐蚀防护及应用方面的最新进展,简括了自组装单分子膜的机能及组装过程,重点论述和总结了SAMs在特殊物体表面的最新应用情况以及对防护效能的简要展望。