Catalytic Oxidation and Reduction of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) Present as Mixtures in Hydrothermal Media

The reactivity of fluorene, anthracene, and fluoranthene under oxidation and reduction conditions were investigated in this study. This project looks at catalytic and green approaches of converting PAHs to less toxic and/or less stable derivatives that are amenable to further degradation. Hydrothermal reactions have been performed at 300°C with pure H₂O and Nafion-SiO₂ catalyst for oxidation, and pure H₂O, HCOOH, Pd-C, and Nafion-SiO₂ catalysts for reductive hydrogenation. Time series has been performed for both the oxidation and hydrogenation systems. The products of the reaction were identified and quantified by the use of Gas Chromatography-Mass Spectrometry and the NIST Library. The reaction products include oxidized products of anthracene and fluorene; and hydrogenated derivatives of anthracene and fluoranthene. Fluoranthene did not undergo oxidation, and fluorene did not undergo hydrogenation under the conditions of this research.     

5-溴-7,7-二甲基-7H-苯并[C]芴的合成

以1-溴萘为原料,合成了5-溴-7,7-二甲基-7H-苯并[C]芴,总产率为63.1%。其中,对中间体2-(1-萘基)苯甲醛、7-甲基-7H-苯并[C]芴和7,7-二甲基-7H-苯并[C]芴的合成工艺进行了优化。优化反应条件为:2-(1-萘基)苯甲醛合成中,催化剂Pd(dppf)Cl2质量分数3.0%,反应温度40℃,反应时间2 h,产率96.8%;7-甲基-7H-苯并[C]芴合成中,催化剂Amberlyst 15型离子交换树脂的质量分数0.6%,反应温度110℃,反应时间4 h,产率95.4%;7,7-二甲基-7H-苯并[C]芴合成中,n(对甲苯磺酸甲酯)∶n(7-甲基-7H-苯并[C]芴)=2.5∶1,反应温度40℃,产率91.0%。产品结构通过1HNMR和ESI-MS进行了表征。     

双酚芴双醚酞酰亚胺的合成研究

就含有醚键的双酚芴型二酐单体的合成加以研究,本文利用芴酮和苯酚合成了双酚芴单体,在此基础上与50%的KOH溶液成盐,然后在相转移催化剂四丁基溴化胺的作用下与N-甲基-4-硝基酞酰亚胺发生亲核取代反应,生成比较重要的单体双酚芴型双醚酞酰亚胺[1]。但是在双酚芴钾盐和N-甲基-4-硝基酞酰亚胺发生亲核取代生成双醚酞酰亚胺的产品非常少,一方面合成方案还有待于改进,另一方面是产品的后处理应找到合适的方法。     

反应性聚合物结构对光电性质及原位反应的影响

为了讨论反应性聚合物结构变化对其光电性能、原位反应及相关应用的影响,提出改变高化学活性菲醌（PQ）的单体卤代位置方法,利用其与双硼酯基芴进行Suzuki偶联,构筑空间结构分别为直线型（L-PPQF）和锯齿型（V-PPQF）的两种活性聚合物.对两类新型反应性聚合物的核磁光谱、红外光谱、紫外-荧光光谱、电化学分析及与乙二胺结构原位反应的动力学进行了研究,结果表明,菲醌被成功插入到聚合物主链结构,其反应活性得到了很好的保留;L PPQF共轭程度明显好于V-PPQF,导致其吸收与荧光光谱明显红移,而还原电位明显升高;活性位点更加裸露的V PPQF对于低浓度的乙二胺溶液更加敏感,可应用于胺类传感的制备,而L-PPQF更适用于功能性聚合物制备等领域.     

Ca对Mg-Zn合金热裂敏感性的影响

为了研究Ca元素对Mg-Zn二元合金热裂敏感性的影响,采用自制的“T”字形热裂仪器,以Mg-1.5Zn合金为基础合金,通过添加1%~4%的Ca元素来研究Mg-Zn-Ca系合金的热裂行为.采用金相显微镜及扫描电镜观察热裂区域的显微组织,分析Mg-Zn-Ca三元合金的热裂形成机理.结果表明,对于Mg-1.5Zn-xCa合金而言,随着Ca添加量的增加,热裂纹体积不断减小,合金的热裂敏感性降低; 热裂发生时,Mg-1.5Zn-xCa合金中剩余液相体积分数逐渐增加,补缩效果不断提高,热裂敏感性随着Ca添加量的增加而逐渐降低; 对于Mg-Zn-Ca合金而言,裂纹处的补缩物质为α-Mg和Ca₂Mg₆Zn₃、Mg₂Ca相的混合物.     

2,7-二溴-9-亚(β-萘胺)基芴的合成

以芴为原料,通过空气氧化、水中溴代再与β-萘胺缩合,合成了2,7-二溴-9-亚(β-萘胺)基芴,较佳合成反应条件是:以四氢呋喃为溶剂,空气为氧化剂,n(芴):n(氢氧化钾)=1:2,室温反应6h,得芴酮,产率95.6%,再以芴酮为原料,水为溶剂,n(芴酮):n(溴)=1:2.5,回流反应10h,得2,7-二溴芴酮,然后以四氢呋喃为溶剂,冰乙酸为催化剂,n(2,7-二溴芴酮):n(β-萘胺)=1:1.3,回流反应12h,得2,7-二溴-9-亚(β-萘胺)基芴,产率为87.2%,所得产物的结构经IR、1HNMR、UV-Vis、MS和X射线单晶表征。     

含氟聚芴醚二唑质子交换膜的性能

将十氟二唑和双酚芴作为聚合物单体制备了一种新型的偏氟聚芴醚二唑质子交换膜。通过加入4-羟基磺酸钠进攻十氟二唑邻位的C-F键引入官能基团探究了膜的制备方法。研究了膜的物理、电化学性能并组装了燃料电池单电池。实验结果表明:该膜具有较高的离子传导率、较强的机械性能及低的甲醇渗透率。30℃时,传导率为58 mS·cm^-1,70℃,传导率达到了137 mS·cm^-1。甲醇渗透率是Nafion^® 117膜的1/2,在100℃时,单电池的功率达到85 mW·cm^-2。     

New Strategy for Synthesis of Polyphenylene Substituted Dendronized Monomers Containing Fluorene Unit and the Study of Their Properties

A mild and efficient synthetic strategy has been developed for the synthesis of polyphenylene substituted dendronized monomers containing fluorene unit, namely 2,7-dibromo-9,9-di(4-(pentaphenylphenyl)benzyl) fluorene 5a and 2,7-dibromo-9,9-di(4-(2,3,4,5-tetraphenylphenyl)benzyl) fluorene 5b. The present synthetic route was found efficient, which avoids the unwanted by-product formation and has fewer column chromatography purification requirements. The synthesized compounds 5a and 5b showed promising optical properties. Moreover, TGA study revealed good thermal stability of the synthesized compounds.     

苯胺盐酸盐催化合成双胺芴

改进了苯胺盐酸盐催化合成双胺芴的方法,利用甲苯除水促进了反应速度,降低了反应温度,提高了反应产率;并探讨了不同酸苯胺盐的催化效果及催化剂用量、苯胺用量、反应温度、反应时间等因素对双胺芴合成产率的影响.实验结果表明,当n(苯胺)n∶(PhNH2·HCl)n∶(芴酮)=101∶.51∶,温度130℃,反应6 h时,双胺芴的产率达88.2%.并且过量苯胺得到回收,减少了对环境的污染,有利于双胺芴工业化生产.     

芴类衍生物有机电致发光器件中的激基复合物

利用紫外-可见光吸收光谱和荧光发光(PL)光谱,研究了新型芴类小分子材料2,3-bis(9,9-dihexyl-9H-flu-oren-2-yl)-6,7-difluoroquinoxaline(F2Py)的本征光谱特性,并制备了基于F2Py的有机电致发光器件(OLEDs),讨论了器件的电致发光(EL)光谱。结果表明,F2Py在溶液状态下的本征PL峰值位于452 nm,在薄膜状态下的本征PL峰值位于448 nm,而F2Py与NPB的混合物的PL发光峰在544 nm。在器件的EL光谱中,观察到了位于530~550 nm范围的激基复合物发光峰,以及来自F2Py与NPB激子发光的共同作用形成的位于430nm左右的肩峰。当F2Py层厚度为50 nm时,器件的启亮电压为17 V,最高亮度为58 cd/m2;而当F2Py厚度为20 nm并加入了Alq3(10 nm)做电子传输层(ETL)时,器件启亮电压为8 V,最高亮度为5030 cd/m2,EL性能大大提高。