锌催化电还原脱氯合成2,3,5,6-四氯吡啶:反应机理和工艺优化

采用循环伏安法和恒电位电解法,探讨了含有ZnCl₂的乙睛水混合溶液中五氯吡啶(PCP)在不锈钢阴极表面电还原脱氯生成2,3,5,6-四氯吡啶(2,3,5,6-TCP)的反应机理;采用恒电流电解法对该电还原脱氯过程的各种工艺条件进行了优化。结果表明:该体系中PCP电还原脱氯生成2,3,5,6-TCP主要遵循以Zn/Zn²⁺为氧化还原媒介的间接电还原机理;优化工艺条件下(阴极液含0.025mol·L^-1HCl+15%(体积分数)水+0.2mol·L^-1苯磺酸钠+0.16mol·L^-1ZnCl₂的乙腈溶液;电流密度为1.25A·dm^-2),0.08mol·L^-1PCP能高选择性地脱氯生成2,3,5,6-TCP,2,3,5,6-TCP的收率和电解电流效率分别可达88.7%和59.1%。     

淀粉复合高吸水树脂微波快速合成及溶胀性能

采用木薯淀粉、部分中和的丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为原料,微波快速合成淀粉基离子型/非离子型复合高吸水树脂(SAP)。以吸水率为指标,考察主要合成工艺和溶胀条件对SAP溶胀性能的影响,并采用FTIR、SEM对样品的官能团和形貌进行表征。结果表明,SAP呈多孔结构。在微波功率为400 W,反应时间为2min的条件下制得纯水平衡吸水率为445.2 g/g的SAP。另外,在不同温度下,SAP在纯水中的溶胀符合一级动力学过程,温度越高,溶胀速率越快;其溶胀受溶液的pH、盐溶液的种类和浓度的影响;SAP在有机溶液中的溶胀受溶液溶解度参数的影响,有机溶液与水的溶解度参数相差越大,溶胀损失越大。     

酸碱催化剂浓度对柔性硅气凝胶性能和结构的影响

以甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和正硅酸乙酯(TEOS)作为混合硅源,甲醇为溶剂,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,通过酸碱两步催化溶胶凝胶法制备醇凝胶,经超临界干燥可以制备高弹性疏水块状硅气凝胶。分别采用0.1 mol·L^-1 和0.01 mol·L^-1 的草酸作为酸催化剂,5 mol·L^-1 和10 mol·L^-1 的氨水作为碱催化剂,研究不同酸碱催化剂浓度对其网络结构的影响。发现高浓度酸和高浓度碱以及低浓度酸和低浓度碱作为催化剂合成的硅气凝胶的网络结构更加均匀,孔径分布更窄。其中,在草酸浓度为0.01 mol·L^-1、氨水浓度为5mol·L^-1 时,所得硅气凝胶密度为0.135 g·cm^-3、比表面积为807 m²·g^-1、孔隙率约为93%,凝胶最大可压缩至其起始长度的60%,压缩回弹率为100%。     

双尾型丙烯酰胺类疏水缔合共聚物的合成与表征

通过光引发自由基聚合的方式,将双尾型丙烯酰胺类疏水单体(N-苯乙基-N-十四烷基甲基丙烯酰胺,PETMAM),与丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)等水溶性单体进行共聚,制备出双尾型疏水缔合水溶性共聚物(DTHAP),来解决丙烯酰胺类聚合物耐温抗盐性以及稳定性差的难题。通过测定聚合物溶液的表观黏度作为评价其性能的主要手段,考察了丙烯酸加量、盐、表面活性剂(SDS)含量、疏水单体含量等因素对聚合物性能的影响,从而确定了比较理想的反应条件。实验中发现:丙烯酸加量和表面活性剂含量的变化会影响聚合物的临界缔合行为;盐的引入能够显著降低表面活性剂的用量,提高聚合物的增黏效果;疏水单体含量较低时[0.35%～0.45%(mol)],聚合物可以表现出明显的增黏效果。当聚合物浓度为1 g·L^-1时,聚合物的黏度可以达到141.5 mPa·s,其临界缔合浓度(CAC)为0.75 g·L^-1左右。聚合物在120 g·L^-1的NaCl溶液和120 g·L^-1 NaCl、0.4 g·L^-1 CaCl₂溶液中,80℃下老化90 d,黏度分别为47.6 mPa·s和45.9 mPa·s。采用红外光谱、扫描电镜两种手段,表征了聚合物的结构。     

以Ce3+/Ce4+为媒质间接电合成1,4-萘醌

探讨了以Ce³⁺/Ce⁴⁺为媒质的1,4-萘醌间接电化学合成反应。考察了液相氧化、Ce³⁺电解氧化过程的影响因素,并进行了萘醌的间接电合成实验。结果发现,硫酸浓度、溶液温度对铈离子的氧化能力和电化学反应活性具有重要的影响;当温度为70℃、硫酸浓度为1.0 mol·L^-1时,液相氧化反应的收率最高(85.8%)。Ce³⁺电解氧化的最优条件为:电流密度50 mA·cm^-2、硫酸浓度1.0 mol·L^-1、温度为50℃,其电流效率可达90.6%;间接电合成实验过程中萘醌的平均收率达85.7%,Ce³⁺电解氧化的平均电流效率达87.8%,并且电解过程具有良好的稳定性,表明该技术具有良好的产业化应用前景。     

氮胁迫下小球藻淀粉与脂肪的合成关系

绿藻特别是小球藻细胞存在两大储碳代谢物, 脂肪(TAG)和淀粉, 且二者的合成享有共同的前体物质。本实验以小球藻Chlorella sp.为研究对象, 在氮胁迫的条件下, 抑制淀粉合成途径的关键酶和脂肪合成途径的关键酶, 通过对比淀粉及脂肪的积累情况来探究两条代谢途径之间的关系。实验结果显示:加入5 mmol·L^-1 Pi明显抑制了淀粉合成途径, 导致淀粉含量降低, 脂肪酸浓度有所增加, 单位细胞脂肪酸无显著影响。加入40 μ mol·L^-1稀禾定在第6 d表现出对脂肪的抑制, 淀粉浓度降低, 单位细胞淀粉含量并无显著影响。     

离子浓度和分散剂对合成Nd:YAG粉体晶相的影响

以碳酸氢铵为沉淀剂,共沉淀合成了Nd:YAG陶瓷粉体。分析了合成过程中盐溶液离子浓度和分散剂含量对粉体后期晶相转变的影响。研究结果表明盐溶液浓度在0.16 mol·L^-1和0.32 mol·L^-1时,煅烧过程中粉体出现Y₂O₃、YAM等过渡晶相,这些过渡相需要在更高的温度才能完全转化为纯YAG晶相。当盐溶液浓度降低到0.08 mol·L^-1, pH调节到8.0时,各组分离子和掺杂离子达到分子水平的均匀混合,合成粉体煅烧过程中直接转化为YAG晶相。添加的分散剂 对Al₂O₃和Y₂O₃扩散反应生成YAG晶相有一定的阻碍作用。采用纯相的Nd:YAG粉体制备的多晶透明陶瓷获得了1.6W的激光输出。     

硫代杯[4]冠-4在硝酸体系中对Sr2+的萃取

乏燃料后处理的高放废液分离过程中,发展新型分离材料实现对锶的高效萃取至关重要。合成了1,2交替构象的硫代杯[4]冠-4(TCACE),利用FT-IR、¹H NMR和MS对目标产物进行了表征。研究不同稀释剂对萃取的影响,优化得出CH₂Cl₂为稀释剂,在硝酸浓度为3 mol·L^-1,有机相中硫代杯[4]冠-4浓度为1×10^-3 mol·L^-1,水相中Sr²⁺浓度为5×10^-4 mol·L^-1,萃取温度为25℃,萃取80 min条件下,平均传质系数为1.36×10^{-5 m}·s^-1,Sr²⁺的分配比为0.69。分析了不同条件对硫代杯[4]冠-4对Sr²⁺的萃取影响,研究了萃取计量方程式,实验结果表明萃合物为{Sr(NO₃)₂}·{TCACE}。研究了TCACE对其他金属离子Mo⁶⁺、Ni²⁺、Ag⁺、Sn⁴⁺等的萃取效果,表明对Sr²⁺具有较好的选择性。     

利用分光光度法测定混合电解质溶液中铁氰化钾的浓度

基于K₃Fe(CN)₆-K₄Fe(CN)₆-NaOH电解质体系的极限电流电化学方法被广泛用于壁面传质系数的测量,准确测定混合溶液中铁氰离子浓度是获得壁面传质系数的关键。详细介绍了利用紫外可见分光光度法(UV-VIS)测量K₃Fe(CN)₆-K₄Fe(CN)₆-NaOH电解质体系中K₃Fe(CN)₆浓度的过程,包括吸收光谱曲线测定、最佳吸收波长的确定、标准曲线标定等。还给出了0.01 mol·L^-1 K₃Fe(CN)₆-0.02 mol·L^-1 K₄Fe(CN)₆-0.5 mol·L^-1 NaOH混合电解质溶液的物性(包括密度、运动黏度、扩散系数)计算关联式,为极限电流电化学方法的应用提供参考。     

染料探针分子对水中铜离子的可视化识别及试纸化应用

设计合成了以罗丹明为母体的探针分子RCu,可实现对Cu²⁺的选择性识别。在HEPES缓冲溶液(2×10^-5 mol·L^-1, pH 7.4)的测试体系中RCu本身无颜色,加入Cu²⁺后溶液变为粉红色,而且加入其他常见金属阳离子无颜色变化。探针分子可识别较低浓度的Cu²⁺,检出限可达6.37×10^-8 mol·L^-1。同时探针分子可用于试纸化检测,对水样中的Cu²⁺可实现低浓度的检测,具有一定的实用价值。     

液相还原法制备纳米镍粉

采用液相还原法在搅拌反应器内进行了纳米镍粉的制备研究。系统考察了反应物浓度、反应物配比（N₂H₄：NiSO₄）、引发剂浓度、氢氧化钠浓度、反应温度、搅拌速度等操作条件对镍粉物性的影响规律,获得了较优操作条件：NiSO₄为0.8 mol·L^-1,反应物配比为6：1,NaBH₄浓度为0.01 mol·L^-1,NaOH浓度为1 mol·L^-1,反应温度80℃,搅拌速度为2400 r·min^-1,在较优条件下制备出常温下稳定性良好、平均粒径107 nm的面心立方结构的纳米镍粉。     

The CO2 absorption and desorption performance of the triethylenetetramine + N,N-diethylethanolamine + H2O system

Post-combustion CO₂ capture (PCC) process faces significant challenge of high regeneration energy consumption. Biphasic absorbent is a promising alternative candidate which could significantly reduce the regeneration energy consumption because only the CO₂-concentrated phase should be regenerated. In this work, aqueous solutions of triethylenetetramine (TETA) and N,N-diethylethanolamine (DEEA) are found to be efficient biphasic absorbents of CO₂. The effects of the solvent composition, total amine concentration, and temperature on the absorption behavior, as well as the effect of temperature on the desorption behavior of TETA-DEEA-H₂O system were investigated. An aqueous solution of 1 mol·L^-1 TETA and 4 mol·L^-1 DEEA spontaneously separates into two liquid phases after a certain amount of CO₂ is absorbed and it shows high CO₂ absorption/desorption performance. About 99.4% of the absorbed CO₂ is found in the lower phase, which corresponds to a CO₂ absorption capacity of 3.44 mol·kg^-1. The appropriate absorption and desorption temperatures are found to be 30℃ and 90℃, respectively. The thermal analysis indicates that the heat of absorption of the 1 mol·L^-1 TETA and 4 mol·L^-1 DEEA solution is -84.38 kJ·(mol CO₂)^-1 which is 6.92 kJ·(mol CO₂)^-1 less than that of aqueous MEA. The reaction heat, sensible heat, and the vaporization heat of the TETA-DEEA-H₂O system are lower than that of the aqueous MEA, while its CO₂ capacity is higher. Thus the TETA-DEEA-H₂O system is potentially a better absorbent for the post-combustion CO₂ capture process.     

Heat of absorption of CO2 in aqueous N,N-diethylethanolamine + N-methyl-1,3-propanediamine solutions at 313 K

Differential heat of absorption of CO_2 in aqueous solutions of N,N-diethylethanolamine(DEEA) and activated DEEA solutions up to a total concentration of 2 mol·L~(-1) was measured as a function of CO_2 loading at 313.15 K using a reaction calorimeter. In order to analyze the performance of N-methyl-1,3-propanediamine(MAPA)as an activator, DEEA blended solutions containing 0.05, 0.1 and 0.2 mol·L~(-1) MAPA were studied. The heat of CO_2 absorption in single DEEA solutions was unaffected by changing the DEEA concentration in the range of(0.5–2) mol·L~(-1). On the other hand, increasing the concentration of MAPA in aqueous amine mixtures of(DEEA + MAPA) raised the heat of absorption.     

氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜的层层自组装制备及其性能

氧化石墨烯（GO）的片层边缘含有 COOH等含氧官能团,因而带负电荷,可以在带正电荷多孔基体上通过层层自组装实现快速沉积。以由3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）修饰的多孔氧化铝管式陶瓷膜为基膜,令GO和聚乙烯亚胺（PEI）以溶液形态在其表面交替沉积实现自组装,继以环氧氯丙烷（ECH）交联之,制备新型氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜。最佳制备工艺是,PEI浓度5 g·L^-1、pH=9,NaCl浓度0.3 mol·L^-1,GO浓度0.6 mg·ml^-1、pH 4.5,层数2层,ECH用量6.25 ml·L^-1,50℃条件下处理70 min。层数为1～4层的自组装膜在0.6 MPa操作压力下对2 g·L^-1的MgCl₂的截留率分别为90.16%、93.71%、97.54%、92.93%,其中1层自组装膜的渗透通量为21.92 L·m^-2·h^-1。氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜对4种无机盐的截留率大小为MgCl₂ >MgSO₄ > NaCl >Na₂SO₄,符合典型正电荷纳滤膜的特征。     

Feasibility analysis of SO2 absorption using a hydrophilic ceramic membrane contactor

Hydrophilic ceramic membranes would be potential candidates for membrane gas absorption if they could be applied to appropriate separation processes. This study highlights a novel concept for the practical implementation of SO₂ absorption in hydrophilic ceramic membrane that exhibits outstanding thermal and mechanical stabilities. With this aim, we investigated experimentally the performance of SO₂ absorption into aqueous sodium hydroxide (NaOH) solution in a hydrophilic alumina (Al₂O₃) membrane contactor in terms of SO₂ removal efficiency and SO₂ mass transfer flux, and compared the performance with that in a hydrophobic one. A series of experiments were performed at various conditions over a NaOH concentration range of 0-1.0 mol·L^-1, a liquid flow rate range of 30-180 ml·min^-1, a gas flow rate range of 120-1000 ml·min^-1, an inlet SO₂ concentration range of 400-2000 μl·L^-1, and a temperature range of 10-35℃. It was found that the hydrophilic membrane was more competitive when using a NaOH concentration higher than 0.2 mol·L^-1. Furthermore, it can be inferred that the hydrophilic α-Al₂O₃ membrane exhibited exceptional long-term stability under 480 h continuous operation.     

基于流动注射光度法同时测定催化剂浸渍液中CoO/MoO3

基于Mo（Ⅵ）-抗坏血酸、Co（Ⅱ）-KSCN反应体系和流动注射光度法,建立了一个全新的催化剂浸渍液中超高浓度CoO/MoO₃的同时测定系统。研究发现：Co（Ⅱ）与KSCN络合物是由K₂Co（SCN）₄和K₄Co（SCN）₆构成,利用后者可定量Co（Ⅱ）;Co（Ⅱ）对Mo（Ⅵ）-抗坏血酸反应有抑制作用,会干扰Mo（Ⅵ）测定;本研究利用Co（Ⅱ）的抑制作用,人为在测Mo（Ⅵ）的显色剂中加入一定量的硝酸钴,解决了该干扰问题。另外,对测定Co（Ⅱ）/Mo（Ⅵ）用的显色剂中的成分及浓度、进样体积、反应温度等相关影响因素进行了优选,得到的结果是：测定Mo（Ⅵ）的显色剂由15%（质量分数）抗坏血酸、10 g·L^-1硝酸钴（以CoO计）及0.1 mol·L^-1硫酸组成,测定Co（Ⅱ）的显色剂由37.5% KSCN、0.1 mol·L^-1 NaAc-HAc（pH 5.8）组成;MoO₃和CoO的测定范围分别为10~100 g·L^-1和5~50 g·L^-1,检出限分别为2.1 g·L^-1和1.3 g·L^-1,RSD<1.2%（n=11）,回收率为98%~104%,分析速度为20样/小时。     

内嵌纳米粒阴离子交换聚甲基丙烯酸羟乙酯复合晶胶分离三磷酸胞苷

用结晶致孔法制备了内嵌SiO₂颗粒的聚甲基丙烯酸羟乙酯基复合晶胶,经甲基丙烯酸二甲氨乙酯接枝修饰后,得到了阴离子交换复合晶胶介质,用于从啤酒酵母转化液中色谱分离三磷酸胞苷。色谱分离过程以0.01 mol·L^-1 HCl为平衡液,以0.02 mol·L^-1 和0.1 mol·L^-1 的NaCl溶液（用平衡液配制）分步洗脱。通过高效液相色谱定量分析,所得三磷酸胞苷的纯度达97.2%,回收率82.5%。与其他分离方法相比,本法过程简单、分离迅速高效,在核苷酸药物的分离领域具有很好的应用前景。