钯/多壁碳纳米管催化剂制备及催化Suzuki反应研究

采用乙二醇或甲醛为还原剂制备了多壁碳纳米管负载的钯催化剂,并研究了负载催化剂在Suzuki偶联反应中催化合成联苯的性能,考察了反应条件如溶剂、还原剂、底物及反应温度等对均相Suzuki反应的影响.     

氨基化多壁碳纳米管的制备

以羧基化多壁碳纳米管为原料,经酰氯化、酰胺化和霍夫曼消去反应制备了氨基化多壁碳纳米管,并与己二酸己二胺盐进行了原位聚合反应,还采用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、拉曼光谱仪、热重分析仪(TG)和X-射线光电子能谱仪等对产物进行了表征.结果表明:氨基化多壁碳纳米管每1 000个表面碳原子中有91个转化为氨基,但氨基化多壁碳纳米管的热稳定性较多壁碳纳米管显著下降;聚己二酸己二胺功能化氨基化多壁碳纳米管复合材料的成功制备,表明碳纳米管上的氨基仍具有缩聚反应活性.     

氧化石墨烯-多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能研究

通过对原始多壁碳纳米管进行功能化处理,得到了羧基功能化的多壁碳纳米管,并利用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜分别对它们的形貌进行了观察.研究了在环氧树脂中加入多壁碳纳米管和氧化石墨烯总质量分数为0. 1%的前提下,不同比例的多壁碳纳米管与氧化石墨烯对环氧树脂纳米复合材料力学性能的影响.结果显示,氧化石墨烯和多壁碳纳米管确实能够改善环氧树脂复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量、储能模量等力学性能,氧化石墨烯对于复合材料拉伸性能的提高要优于多壁碳纳米管,而多壁碳纳米管对复合材料弯曲性能的改善要优于氧化石墨烯.     

三苯氧基三对硝基苯氧基环三磷腈的合成与表征

以苯酚钠、对硝基苯酚钠和六氯环三磷腈(HCCTP)为原料合成三苯氧基三对硝基苯氧基环三磷腈,并采用FT-IR、1H-NMR、LC-MS、13C-NMR和31P-NMR对产物进行表征.以四氢呋喃为溶剂,采用摩尔比为1∶3∶3.5的HCCTP、苯酚钠和对硝基苯酚钠,反应温度65℃,反应时间7 h,得到三苯氧基三对硝基苯氧基环三磷腈.     

多壁碳纳米管的PEI修饰及NO吸附性能研究

采用CVD法以SBA-16为模板、以Fe为催化剂合成多壁碳纳米管,并对多壁碳纳米管进行羧基化,羧基化后的多壁碳纳米管分别与直链和支链结构的聚乙烯亚胺(PEI)作用.SEM、TEM及IR结果表明,羧基化后的多壁碳纳米管与PEI作用后,多壁碳纳米管表面具有酰氨基和吸附态的PEI.Ram an和XRD研究表明,PEI修饰后的多壁碳纳米管的结构并未改变.采用TG-MS对PEI修饰前后的碳纳米管进行的等温NO吸附-脱附实验表明,经支链PEI修饰的多壁碳纳米管,其NO选择性、吸附能力和吸附量较直链PEI修饰和纯化的多壁碳纳米管明显提高.     

芳氧基取代的邻苯二腈衍生物的合成研究

芳氧基取代的邻苯二腈衍生物是制备金属酞菁的重要前体.以硝基取代的邻苯二腈和对叔丁基苯酚的芳香族亲核取代反应为模型反应,研究芳氧基取代的邻苯二腈衍生物的合成方法.重点考察溶剂、碱、温度、反应物物质的量的比和时间对芳香族亲核取代反应的影响,优选条件为：3-硝基邻苯二腈为底物时,DMF为溶剂,K₂CO₃作碱,n(3-硝基邻苯二腈)∶n(对叔丁基苯酚)∶n(K₂CO₃)=1∶1.1∶2,65℃,反应时间为6 h; 4-硝基邻苯二腈为底物时,DMF为溶剂,K₂CO₃作碱,n(4-硝基邻苯二腈)∶n(对叔丁基苯酚)∶n(K₂CO₃)=1∶1.05∶2,55℃,反应时间为6 h.通过上述优选条件,高收率地合成了6个邻苯二腈衍生物,并通过核磁氢谱进行表征.此外,讨论了芳香族亲核取代反应的机理.     

多壁碳纳米管的CVD法制备

系统地介绍CVD法制备多壁碳纳米管的各类装置,并对影响碳纳米管生长的各种因素进行评述.CVD法制备多壁碳纳米管主要的实验装置有固定催化床、沸腾催化床、喷淋催化床、双温区流动催化床等;主要的影响因素有催化剂种类、反应气体、裂解温度、反应时间等. 更多还原     

磁性多壁碳纳米管对染料刚果红的吸附研究

制备出磁性多壁碳纳米管,通过XRD进行表征,并将其作为吸附剂,去除废水中阴离子染料刚果红,研究刚果红浓度、反应温度对吸附效果的影响.磁性多壁碳纳米管对刚果红的吸附符合准二阶动力学模型,并且该过程符合Langmuir和Freundlich两种等温吸附.     

多韦替尼乳酸盐的合成

为了解决多韦替尼乳酸盐合成工艺中操作比较繁琐的问题,以5-氯-2-硝基苯胺和N-甲基哌嗪为原料,经取代、还原、在酸性条件下与3-乙氧基-3-亚胺基丙酸乙酯盐酸盐回流成环,最后在碱性条件下与2-氨基-6-氟苯腈进行环合得到多韦替尼,与乳酸成盐,得到终产品多韦替尼乳酸盐.通过对反应过程中的每步反应工艺条件研究,得到各步工艺条件:取代反应不采用溶剂,n(5-氯-2-硝基苯胺)∶n(N-甲基哌嗪)=1∶2.5,产率可达97.8%;在氨取代反应中2-氟-6-胺基苯腈的产率为85%;在还原的过程中,选择在80℃时钯碳催化加氢;在40℃下采用六甲基硅胺钾作为碱合成多韦替尼,最终产率达到44.5%.     

新型环三磷腈衍生物的合成及表征

以六氯环三磷腈（HCCP）、新戊二醇（NPG）和金属钠为原料,制备一种新型环三磷腈阻燃剂三（2,2-二甲基-1,3-丙二氧基）环三磷腈（TDPCP）。采用傅里叶红外光谱、核磁共振氢谱、核磁共振磷谱、元素分析和热重对产物的结构和热性能进行了表征,并探究了反应溶剂、反应物投料比、反应温度和反应时间对TDPCP收率的影响。结果表明:以四氢呋喃为溶剂,n（HCCP）∶n（NPG）=1∶4.5,70?℃回流反应24?h,TDPCP收率可达85.5%;产物结构与TDPCP相一致;TDPCP的初始分解温度为243?℃,800?℃的残碳量为14.6%,是一种耐热性和稳定性较好的杂环化合物。     

3-巯基己醇在苯乙烯聚合体系中的链转移反应行为

以偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂,甲苯为内标,3-巯基己醇为链转移剂进行苯乙烯（St）聚合。根据Mayo等式,求出了60℃,70℃和80℃下的链转移常数,分别为3.99,3.58和2.24,表明链转移常数随着温度的升高而减小。采用制备色谱分离得到了聚合初期的产物,并且由核磁共振（1 H NMR）和液-质联用（LC-MS）确证了生成的小分子产物的结构。定量分析结果表明：在相同的巯基醇转化率下,相对分子质量低的产物的生成量随反应温度的升高而显著增加,以聚合物相对分子质量为基础计算得到的表观链转移常数则变小。     

醇溶性丙烯酸树脂合成及应用的研究

以丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、苯乙烯为共聚单体,偶氮二异丁腈引发剂,在甲苯和异丙醇混合溶剂中进行共聚反应,合成醇溶性丙烯酸树脂。研究了四元共聚单体之间的配比、引发剂浓度、反应温度及时间对树脂性能的影响;探讨了将其用作凸版塑料印刷油墨连结料的可行性。结果表明,当丙烯酸、丙烯酸甲脂、丙烯酸丁脂、苯乙烯之间的摩尔配比为1：2：4：1;引发剂浓度为0．23％;反应温度为110～115℃;反应时间为4～5h时,得到的醇溶性丙烯酸树脂适宜作凸版印刷油墨的连结料。将其与有机颜料、填充料、助剂按一定的配比进行捏合、研磨后得到凸版印刷油墨,且柔性好、附着力强、抗冻融性好,可用于印刷聚氯乙烯薄膜及表面已处理的高压聚乙烯薄膜。     

SAPO-5分子筛固载铜双核金属配合物的结构及催化性能

合成了一种铜双核大环金属配合物。采用浸渍法将双核配合物固栽在分子筛SAPO-5中制得负载催化材料,其中磷酸铝分子筛SAPO-5采用三甲氧基氨丙基硅烷将表面官能化。BET,IR,UV—Vis,XRD,ICP—AES和TG／DTA表征结果表明配合物被固载后,其结构仍保持完整。以环己烷氧化为探征反应,考察了负载催化材料的催化性能。结果表明该负载催化剂具有较高的活性,当选用乙腈做溶剂时,环己烷的转化率高达55．1％。该负载催化剂在环已烷液相反应中的最佳反应条件为：反应时间在10～12h,反应温度在80～90℃。     

（S）-N,N-二甲基-3-羟基（2-噻吩基）丙胺的合成

为了解决（S）-N,N-二甲基-3-羟基（2-噻吩基）丙胺合成工艺中操作较复杂,产率低的问题,以2-乙酰噻吩、二甲胺盐酸盐、多聚甲醛为起始原料,经曼尼希反应、硼氢化钠还原和S-（＋）-扁桃酸拆分合成（S）-N,N-二甲基-3-羟基（2-噻吩基）丙胺.采用单因素分析方法考察了浓盐酸的用量、投料比、反应时间对产物收率的影响,得到各步反应的最佳工艺条件：曼尼希反应的最佳投料比为n（2-乙酰噻吩）∶n（浓盐酸的用量）=15∶1,产物收率可达90.6％;还原反应在25℃下,投料比为n（3-二甲胺基-1-（2-噻吩基）-1-丙酮盐酸盐）：n（硼氢化钠）=1∶0.55,反应6h时效果最佳;拆分反应的最佳条件是反应温度85℃,反应45mim优化后反应的总收率可达60.3％,目标产物经核磁共振氢谱、质谱确认.该合成工艺原料便宜易得,反应条件温和,工艺操作简便适合工业化生产.     

新型膨胀型阻燃剂聚磷酰氯螺环硼酸二乙醇胺酯的合成与表征

以二乙醇胺和硼酸为原料,甲苯为带水剂,合成中间体硼酸二乙醇胺酯(DEAB),再与三氯氧磷反应合成新型的集磷、氮、硼于一体的阻燃剂聚磷酰氯螺环硼酸二乙醇胺酯(PPCSDB).使用红外光谱和核磁共振对产物的结构进行初步表征.通过TGA评价其热稳定性,热重分析表明:化合物初始分解温度为195℃,800℃残炭率为34.8%.同时探讨反应条件对化合物产率的影响,结果表明化合物合成的较佳条件为:物料摩尔比为1∶1,反应时间10 h,以乙腈为溶剂.     

功能化四氧化三铁的合成和表征及其对钙离子的吸附

结合磁性纳米颗粒及功能基团各自的特性,设计了具有可以螯合金属离子的功能型磁性纳米颗粒,以获得选择性高、操作简易且回收后可重复利用的钙离子吸附剂.以三氯化铁和硫酸亚铁为铁源,采用化学共沉淀法在氩气保护下制备磁性纳米颗粒四氧化三铁;通过硅烷化反应在磁性纳米颗粒上依次包覆二氧化硅及γ-氨丙基三乙氧基硅烷.以甲基丙烯酸及乙二胺为原料通过迈克尔加成及酰胺化反应合成了含酰胺键、酯基、氨基功能基团的磁性纳米颗粒.X-射线粉末衍射线、傅立叶红外、扫描电镜、热重分析、X-射线光电子能谱等技术的分析结果表明已合成各中间体及功能化的纳米颗粒.原子吸收光谱研究表明该纳米颗粒可通过其配位基团按理论配比螯合钙离子.随着功能基含量的增加,吸附钙离子的能力也会随之增强,因此,含较多功能基的该类磁性纳米颗粒有望用作水中钙离子的吸附剂.     

碳纳米管纳米流体对液冷式CPU换热性能的改善

针对液冷式CPU（central?processing?unit）散热器散热效果差的问题,设计了液冷式CPU散热器的换热性能实验系统. 该实验系统使用基液丙二醇-水,Al2O3纳米流体和多壁碳纳米管（MWCNTs）纳米流体进行换热实验,采用单变量法对实验条件进行控制. 当加热功率为18.26 W时,基液丙二醇-水的热阻值为0.859 ℃/W,质量分数0.135%的Al2O3纳米流体的热阻值为 0.751 ℃/W,质量分数0.135%的多壁碳纳米管纳米流体的热阻值为0.739 ℃/W,质量分数0.32%的MWCNTs纳米流体的热阻值为0.457 ℃/W. 结果表明:在基液中添加纳米粒子能提高基液的换热能力,MWCNTs纳米流体的换热效果随着质量分数的增加而增强.     

功能化SBA-15-NH2在药物布洛芬吸附与控制释放的研究

采用合成后改性法将氨基嫁接进介孔SBA-15孔道内,对功能化的SBA-15进行药物吸附与控制释放研究。利用X射线衍射（XRD）、智能重量分析仪（IGA）、透射电镜（TEM）、红外光谱仪（IR）等表征手段对它的物理结构、化学组成进行表征,在此基础上,利用分子模拟软件对其空间骨架结构及与药物分子之间的相互作用进行模拟。对目标药物布洛芬（IBU）负载进改性前后的SBA-15材料内表面进行研究。结果表明,药物吸附和缓释性能与SBA-15材料内表面官能团有着密切的关系。由于药物IBU分子与功能化SBA-15-NH2内表面的氨基基团之间存在离子相互作用,故其药物释放时间比单纯的SBA-15更长。     

2,4-二氯苯腈的合成

以2,4-二氯苯甲醛和盐酸羟胺为原料,经醛肟化、脱水2步反应合成了2,4-二氯苯腈,通过正交实验对2步反应的影响因素进行优化分析,得出最佳合成方案。最佳工艺条件是：物料配比为n（醛）∶n（羟胺）=1.0∶1.1,反应温度为70～75℃,反应时间为30min;n（醛肟）∶n（乙酸酐）=1∶1.4,反应温度为110～120℃,反应时间为3h。2步最佳工艺条件下总收率可达90.2%。重结晶所得产品经元素分析、红外光谱分析和熔点测定,可初步确认该产品为目标化合物。     

磷钼酸季铵盐催化柴油氧化脱硫研究

以十八烷基三甲基磷钼酸铵作催化剂、H2O2作氧化剂,对模型油和直馏柴油进行了氧化脱硫研究。结果表明,相同反应条件下,以磷钼酸季铵盐作催化荆时,二苯并噻吩（DBT）和苯并噻吩（BT）的脱除率比磷钼酸作催化剂分别提高了5．3倍和2．4倍;在70℃下反应2．5h,DBT、BT的脱除率分别达到100％和40．5％;动力学研究表明,DBT、BT的催化氧化反应皆符合表观一级动力学规律,其活化能分别为22．5kJ／mol和62．4kJ／mol;各反应条件对直馏柴油脱硫率的影响大小顺序为：催化剂用量〉反应时间〉氧化剂用量〉反应温度;在m（催化剂）／m（柴油）=1．8％、V（H2O2）／V（柴油）-2．5％、反应温度70℃、反应时间3h条件下,柴油的脱硫率达88．7％,收得率不低于99％。