基于氮杂Mn咔咯二维纳米材料的单原子Mn中心催化氧化烷烃制醇

咔咯是由四个吡咯共轭相连而形成的具有芳香性的新型卟啉类大环化合物,但咔咯分子中存在一个直接连结两个吡咯环的C−C键,与卟啉相比,仅仅是少了一个“meso”位置的C原子.因此,在结构上,咔咯含有三个“吡咯型”氮原子和一个“吡啶型”氮原子,当咔咯失去三个内氢原子后变成了三价阴离子,易与金属形成高价态的稳定配合物.氮杂咔咯是一种咔咯的meso位上的C被取代为N的咔咯衍生物.与正常的咔咯相比,它更易于与过渡金属形成稳定配合物.正是由于这些独特的结构特点,使其在金属催化、染料敏化太阳能电池、光敏剂、金属传感器、甚至在医学上都有很好的应用前景.金属有机大环均相催化剂的非均相化,是改进反应产物分离和实现催化剂循环使用的最简单有效方法之一.环境友好的Mn氮杂咔咯催化剂,在温和条件下可以利用氧气直接将有机底物氧化.本文选用Mn氮杂咔咯催化剂作为基本构建单元,通过理论计算,构建了一种新型的具有高催化活性的含Mn氮杂咔咯环结构单元的二维纳米催化材料.我们分别使用高斯软件(Gaussian 09)和维也纳从头算模拟软件包(VASP)对孤立分子和周期性体系进行结构优化以及性质的计算.在这种二维材料中,每一个Mn原子作为相对独立的金属单原子中心(SAC),保留了单环中Mn金属中心的高催化活性.在温和的光照条件下,Mn金属中心可以直接活化氧气生成类自由基[Mn]-O-O中心,随后[Mn]-O-O中心可以有效地通过夺取有机底物中的H和紧接着新生自由基的偶合反应,选择性氧化C−H键为C−OH键.另外,通过沿[Mn]-O-O反应轴施加不同强度的外电场,可对此二维纳米材料的催化反应活性进行精细调控.本文为实验上制备基于Mn氮杂咔咯的非均相催化剂以及单原子Mn基催化剂提供了理论依据.

还原氧化石墨烯复合多孔碳材料的制备及电化学性能研究

通过交联及脱水控制,构筑了系列不同疏松度的氧化石墨烯/淀粉复合水凝胶(GO/AM)并利用火焰等离子体诱导燃烧、惰性气氛保护热分解等手段碳化合成了系列还原氧化石墨烯复合多孔碳材料(RGO-PC)。研究发现,GO不仅能够与AM在交联反应过程中实现均匀复合,而且在碳化过程中可诱导AM转化成多孔复合结构,并提高复合材料的导电性。同时,通过脱水控制可有效控制GO/AM-WG的疏松度,影响碳化后材料的结构特性。此外,通过火焰等离子体诱导碳化更利于材料形成多孔褶皱结构。结果表明,利用冷冻干燥和真空干燥获得的水凝胶碳化后的比电容分别是鼓风常压干燥的1.6倍和1.5倍;利用火焰等离子体诱导燃烧碳化后的比电容为惰性气氛保护热分解碳化的2.6倍左右。

高密度聚乙烯/纳米氧化锌共混材料性能研究

采用熔融共混法 ,探寻了高密度聚乙烯 /纳米氧化锌的耐光老化性能和拉伸性能 ,少量纳米氧化锌的加入可使材料耐光老化性能提高 3倍以上 ,同时使材料的拉伸强度和断裂伸长率得到提高 ,纳米氧化锌含量超过 5 %时 ,对力学性能产生不利影响。

二氧化硅表观形貌对聚丙烯/二氧化硅复合材料性能的影响

针对二氧化硅(SiO_(2))影响聚丙烯(PP)性能的研究主要集中于SiO_(2)表面改性技术、改性剂选择、粒径大小、添加量等方面,而在SiO_(2)表观形貌方面鲜见报道。文章结合毛细管流变仪、万能拉伸测试仪、差示扫描量热仪及扫描电子显微镜等测试表征方法,研究球型、不规则型及棒状型三种不同表观形貌的SiO_(2)对PP/SiO_(2)复合材料性能的影响规律。结果表明,SiO_(2)表观形貌对PP复合材料性能影响较大,其中,球型SiO_(2)对PP复合材料加工性能提升更好,棒状型SiO_(2)对PP复合材料的结晶性能、力学性能提升更好,结晶温度较纯PP提高20.3℃,结晶度达到52.24%,简支梁缺口冲击强度较纯PP提升了127.8%。对比三种不同形貌SiO_(2)对PP性能的影响,棒状型SiO_(2)诱导PP结晶能力更强,其PP复合材料综合性能更优。

硫化镍/还原氧化石墨烯复合材料的制备及电化学储能性能研究

通过水热法、火焰辅助微波法等控制氧化石墨烯(GO)的还原度,制备了一系列具有不同还原度的还原氧化石墨烯(RGO),并以这些RGO为前驱体,以六水氯化镍(NiCl_(2)·6H_(2)O)、2-巯基丙酸(C_(3)H_6O_(2)S)为镍源和硫源,通过水热法合成了系列硫化镍/RGO(NS/RGO)复合材料。通过粉末X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和电化学工作站对材料的晶型结构、形貌特征及电化学储能性能进行了研究。结果表明:RGO的还原度高低不仅显著地影响了NS的晶型结构,而且改变了NS的形貌特征;利用超过140℃水热还原获得的RGO制得的NS/RGO复合材料中NS晶型以Ni_(3)S_(4)主,且形貌由棒状变成了球状;尤其,利用140℃还原获得的RGO制备的NS/RGO具有最强的电化学储能能力,比电容高达3331.6F/g。可为下一代新型电极活性材料的设计和构筑提供新思路。

仪器分析实验教学改革初探——以贵州师范学院为例

仪器分析是地方本科院校化学、应用化学以及制药等专业的一门必修专业基础课。仪器分析实验涉及理论和实践的紧密结合,要求学生了解分析仪器的基础理论知识,掌握分析仪器在具体场景下的操作流程以及后续的数据处理。基于贵州师范学院教学实际情况,探讨了仪器分析实验课程教学中的一些问题以及改革对策,以期提升本科生的学习效果。

PE-LLD散光膜氙灯加速老化行为及机制

农用聚乙烯散光棚膜可在较高透光率条件下提高雾度,将透过膜面的直射光转为散射光,促进膜内植株全维度获取有效光辐射。通过引入散光剂制备线型低密度聚乙烯(PE-LLD)散光膜,实现透光率90.99%、雾度62.29%,较空白对照膜透光率降低0.55%、雾度提高152.60%。耐老化性能是PE-LLD棚膜其他功效性能的基础保证,采用氙灯老化对PE-LLD散光膜进行加速降解,其宏观光学与力学性能变化趋势同空白膜一致,二者断裂伸长率分别在13d时降至初始值40.58%与47.01%(完全老化)。综合考察PE-LLD散光膜加速老化过程化学组成、结晶行为、晶粒尺寸及微观形貌变化规律,其老化过程随降解速度变化分3个阶段:老化前期分子链交联密度上升,二次结晶片段堆砌增大结晶度,降解缓慢;老化中期交联与降解并存,界面处散光剂脱落促使膜面破裂,片晶分布连续性降低,降解速度适中;老化后期分子主链降解加剧,膜面裂纹向纵深延展,力学性能快速降解至完全老化。研究表明,引入散光剂可在不影响PE-LLD棚膜宏观使用功能与老化降解性能的基础上有效提高雾度,实现散射光调控。

铈红与钴蓝对聚乙烯棚膜红/蓝光质调控及性能影响

红/蓝光质调控聚乙烯(PE)棚膜一直以来是农膜行业亟需解决的难题。在PE中引入铈红(CeS)和钴蓝(CoO·Al_(2)O_(3)),通过吹塑工艺制备PE红/蓝光棚膜。光电雾度仪测试结果发现CeS和CoO·Al_(2)O_(3)对PE棚膜的透光率影响较小,但雾度和散光度有所增加;光纤光谱仪和手持式光谱照度仪表征结果显示CeS和CoO·Al_(2)O_(3)明显提升450~520 nm的蓝光和605~700 nm的红光透过率,且CeS与CoO·Al_(2)O_(3)质量比为1∶2时,红光透过率为39.2%,蓝光透过率为38.1%,红/蓝光透过比例为1.03;万能拉伸试验机测试结果发现CeS与CoO·Al_(2)O_(3)可改善PE棚膜的力学性能,其中拉伸强度较空白样提升约5.5%,断裂伸长率提升约16.8%,直角撕裂强度提升约3%,穿刺强度提升约21.8%;差示扫描量热仪表征结果显示添加CeS与CoO·Al_(2)O_(3)可提升PE氧化诱导期(Oit)达45 min以上,PE具有良好的耐热老化性能。上述测试表征结果表明:CeS与CoO·Al_(2)O_(3)的引入可明显提升PE棚膜的散光性能、力学性能、耐热稳定性能、红/蓝光透过率及透过比例。此外,可通过调控CeS与CoO·Al_(2)O_(3)的质量比获得不同红/蓝光质调控的PE功能棚膜。

抗菌防霉抗病毒聚丙烯的制备及性能

为提高聚丙烯(PP)材料的抗菌防霉抗病毒性能,以PP粉料为原料,选取不同质量分数(0.04%~0.12%)的自制银系抗菌剂(Ag@Ti-SiO2),采用熔融挤出法,通过双螺杆挤出机和注塑工艺制备抗菌PP材料,考察了不同抗菌剂添加量对抗菌PP材料光学性能、力学性能、熔融结晶性能、微观形貌、老化性能及抗菌防霉抗病毒性能的影响。结果表明,自制抗菌剂在PP内分散良好,无明显大颗粒团聚现象;与未添加抗菌剂的PP样品相比,抗菌PP的光学性能、熔融结晶性能和韧性均未受到明显影响;当抗菌剂质量分数为0.1%时,不但可以在一定程度上增强抗菌PP的拉伸强度和抗老化性能,还可使抗菌PP具备较优异的抗菌性能和防霉性能,其对大肠杆菌抗菌率高达99.81%、抗菌性能值达2.73,防霉等级为0级;该材料针对流行性病毒(甲流病毒)方面也表现出较好的抗病毒性能,抗甲流H1N1病毒率达75.2%,抗病毒活性值为0.4。自制抗菌剂赋予了PP材料抗菌、防霉、抗病毒功能,为后续该抗菌PP材料在医用医疗、农业、食品包装制品的开发及工业化应用奠定实验基础。

稀土铈掺杂纳米氧化锌抗菌聚乙烯的性能研究

以PE为基体树脂,选用自制的Ce4+/ZnO复合抗菌剂,通过熔融共混挤出工艺制备了PE抗菌功能塑料,并对其抗菌活性以及抗菌机理进行了分析与探讨。研究结果表明,掺杂稀土Ce4+明显提高了纳米ZnO的抗菌能力。当抗菌剂粉体的添加量为PE质量的1%时,PE抗菌塑料的性价比达到最佳,具有优异、长效的抗菌性能,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均达到97%以上,并且对大肠杆菌的抗菌效果要优于金黄色葡萄球菌。

磷酸盐玻璃载银抗菌PP复合材料的性能研究

对以磷酸盐玻璃载银抗菌剂制备的聚丙烯复合材料进行了性能研究。实验结果表明,当抗菌剂粉体的添加量为PP的2‰时,抗菌率就能达到99%以上,制备出的抗菌PP塑料具有优异、长效的抗菌性能。添加抗菌母粒制备抗菌塑料的方法能够使抗菌剂集中并均匀的分散在基体树脂的表面,并对基体树脂的力学性能不会产生明显的影响。

新型单组分喷涂式纳米防雾滴剂的研制

介绍一种用于聚乙烯棚膜喷涂式的纳米防雾滴剂。其特点为:单组分的纳米无机粒子与复合表面活性剂的分散液,其喷涂于聚乙烯棚膜内表面可达到防雾滴功效,持效期可达到8个月以上。

纳米ZnO／聚乙烯薄膜和纳米TiO2／聚乙烯薄膜紫外屏蔽性能的比较

采用母粒法,分别将纳米ZnO、TiO2粉体添加到线型低密度聚乙烯中,再经挤出吹膜系统吹塑成膜,研究了两种粉体薄膜紫外屏蔽性能的差异。结果发现:纳米ZnO、纳米TiO2两种粉体均使得聚乙烯薄膜紫外屏蔽性能有一定程度的提高,但是在相同粉体质量分数下,在不同的波段,二者的光透过能力存在差异。虽然在紫外光波段纳米ZnO阻隔效果不如纳米TiO2;但是纳米ZnO颗粒与TiO2相比,具有较好的可见光透过性,从而对纳米复合粉体应用时的透明性影响小。

纳米无机复合粒子改性棚膜的制备及性能研究

将纳米无机复合粒子与其他功能助剂制备成功能母粒后直接在三层共挤棚膜机组上生产纳米无机粒子改性棚膜,并对其性能进行了研究。结果表明,该棚膜的力学功能得到了提高,透光率提高了2%,雾度提高了1%;经实验室加速劣化和实际铺晒试验,该棚膜的使用寿命可提高一倍;通过紫外光谱和红外光谱确定了该棚膜具有紫外线屏蔽功能的同时具有优良的保温性能。

醇盐水解法制备纳米α-Al_2O_3粉体

以AlCl3为原料，用金属醇盐水解法制备纳米α—Al2O3粉体。采用TEM、X-射线衍射技术分别对所得产品性能进行表征。实验结果表明，所得到的氧化铝为纳米级粉体。X-射线衍射实验证明，产品为α相，用透射电子显微镜（TEM）测得粉体粒径为10～35nm，平均粒度为25nm，颗粒形状呈球形，粒子分散均匀。

纳米氧化锌包覆SiO_2和SiO_2/Al_2O_3改性粉制备及表征

采用液相沉积法对纳米氧化锌进行表面包覆SiO2和SiO2/Al2O3改性,并用IR、XRD、TG-DSC对其表面结构进行了表征,用紫外-可见分光光度计对其紫外屏蔽性能进行了检测,采用Zeta电位测定仪、静态沉降实验等分析手段考察了改性前后纳米氧化锌在水体系中的分散稳定性。结果表明,在ZnO表面形成的包覆物是以非晶态形式存在的,通过表面包覆SiO2和SiO2/Al2O3改性后纳米氧化锌对紫外光的屏蔽性能有所下降,明显提高了氧化锌的表面羟基含量,有效改变了氧化锌的等电点,显著提高了纳米氧化锌在水中的分散稳定性。

改性纳米ZnO/LLDPE/LDPE复合薄膜的性能研究

采用熔融共混法在线型低密度聚乙烯(LLDPE)/低密度聚乙烯(LDPE)复合体系中添加纳米ZnO,制成纳米ZnO/LLDPE/LDPE复合薄膜。采用偏光显微镜、扫描电子显微镜、差示扫描量热法、MIC法,研究了纳米ZnO改性LLDPE/LDPE复合薄膜的力学和光学性能。结果表明,纳米ZnO在薄膜中呈现出良好的分散水平,平均粒径在100nm以下。纳米ZnO在LLDPE/LDPE复合体系的结晶过程中,可起到明显的诱导成核作用,使球晶尺寸细化且数量增多,但复合体系的结晶度无明显变化。该薄膜的综合性能明显提高。

纳米氧化锌表面包覆改性及其表征

采用液相沉积法对纳米氧化锌进行表面包覆SiO2和SiO2/Al2O3改性,并用XRD、TEM、TG-DSC对其表面结构进行了表征,借助Zeta电位测定仪、静态沉降实验等分析手段考察了改性前后纳米氧化锌在水体系中的分散稳定性。结果表明,在ZnO表面形成的包覆物是以非晶态形式存在的,通过表面包覆SiO2和SiO2/Al2O3改性后明显提高了氧化锌的表面羟基含量,有效改变了氧化锌的等电点,显著提高了纳米氧化锌在水中的分散稳定性。

溶胶-凝胶法制备纳米铝酸锶荧光粉

采用溶胶-凝胶法制备出粒度为20nm、颗粒纳米铝酸锶荧光粉。采用TEM电镜、发射和激发光谱、XRD等方法,研究了铝酸锶荧光粉的结构,发光性能和其组成。结果表明,该荧光粉除了具有较好的纳米粒径,突出表现出优异的发光性能。

聚苯基硅氧烷微球对聚丙烯结构与性能的影响

以无规共聚聚丙烯(PPR)树脂为基体,聚苯基硅氧烷微球(PPSQ)为改性剂,采用注塑成型工艺制备PPSQ/PPR复合材料。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)等表征技术,考察PPSQ微球对PPSQ/PPR复合材料化学组成、力学性能、耐热性能、熔融行为及微观结构的影响。结果表明,当PPSQ改性剂添加量为6%时,相较于纯PPR,复合材料弯曲模量提高14.08%、冲击强度降低0.80%、热变形温度提高7.80℃以及结晶度提高8.70%。PPSQ微球可在不基本影响PPR冲击性能基础上,有效改善PPR的耐热性能和刚性。