非化学专业物理化学课程教学内容和教学方法的改革

物理化学是高校非化学专业的一门基础课程。针对非化学专业的特殊要求,我们介绍了在教学内容和教学方法方面的教改工作,内容包括:适当减少物理化学的经典内容、增加非平衡态热力学的内容、采用启发式教学法、引入科研成果等。     

高纯度支链三烷基苯磺酸钠的合成与表面活性

以短碳链烷基苯为原料,经酰化反应、格氏反应、催化加氢及磺化等六步反应合成了6种支链1,4,5 三烷基苯 3 磺酸钠,总收率均在21%以上。在烷基苯磺酸盐分子中,主链(—CHR1R2)取代在苯环的1位,短链R和R3分别取代在4位和5位。合成的三烷基苯磺酸盐的结构如下:(Ⅰ)R1=C3H7,R2=C4H9,R3=R=C2H5;(Ⅱ)R1=C4H9,R2=C4H9,R3=R=C2H5;(Ⅲ)R1=C4H9,R2=C5H11,R3=R=C2H5;(Ⅳ)R1=C3H7,R2=C4H9,R3=n C3H7,R=i C3H7;(Ⅴ)R1=C4H9,R2=C4H9,R3=n C3H7,R=i C3H7;(Ⅵ)R1=C4H9,R2=C5H11,R3=n C3H7,R=i C3H7。用1HNMR鉴定了所合成的表面活性剂的结构,用两相滴定法测定了产品中支链三烷基苯磺酸钠的质量分数均在98%以上。用表面张力法测定了30℃时它们在水溶液中的临界胶束浓度(CMC)和最低表面张力(γCMC)。6种表面活性剂的CMC(mmol/L)和γCMC(mN/m)分别为4 3,31 78(Ⅰ);4 1,31 05(Ⅱ);2 8,30 75(Ⅲ);4 0,30 85(Ⅳ);2 0,30 50(Ⅴ);1 0,30 48(Ⅵ)。     

三取代直链烷基苯磺酸钠的合成及其表面活性

以邻二氯苯为原料,经交叉耦合、酰化、黄鸣龙还原、磺化以及中和等步骤,合成了5种三取代直链烷基苯磺酸钠,产物的收率为38%~42%,用两相滴定法测定产物的纯度均大于99.5%,并用核磁共振氢谱和碳谱对产物进行了结构鉴定。用W ilhelm y-P late法测定了三取代直链烷基苯磺酸钠NaC l水溶液的表面张力。实验发现,随三取代直链烷基苯磺酸钠疏水链碳数的增加,其临界胶束浓度降低,饱和吸附量增加,饱和吸附面积减小;短侧链碳数由4减小到2时,表面张力由25.73mN/m降低到24.78mN/m,长侧链碳数的增加对临界胶束浓度下表面张力的改变效果不明显。     

某硅钙质磷矿反浮选碳酸盐脉石矿物捕收剂应用研究

以BL作捕收剂,对某硅钙质磷矿石进行反浮选脱碳酸盐脉石矿物试验,获得了含P2O532.71%,回收率达到82.93%的磷精矿,实现了胶磷矿与白云石的有效分离.     

沙特某钙质磷矿浮选过程中消泡问题的研究

针对沙特某钙质磷矿浮选过程泡沫量过大,消泡速度慢的问题,考察了影响泡沫稳定性的因素,结果表明:矿浆pH为4～5,消泡剂质量分数为1％时,消泡效果最佳.     

无水氟化氢法制备2,4-二氟甲苯的研究

以2,4-二硝基甲苯为主要原料,通过还原反应制得2,4-二氨基甲苯,再进行西曼反应,最终制得2,4-二氟甲苯。西曼反应可以在无水氟化氢中进行,反应条件为：亚硝酸钠与2,4-二氨基甲苯的物质的量比为1.3,反应温度为-10-7℃,热分解温度为40℃,收率为86%。     

利用改进的重氮化反应法制备对氟苯甲醛的研究

以对甲基苯胺为主要原料,通过重氮化反应、氯代反应及水解反应制备对氟苯甲醛。重氮化反应在液化的无水氟化氢中进行,重氮盐产物可以不经分离制得对氟甲苯,可实现连续操作。重氮化反应条件为:n(亚硝酸钠):n(对甲基苯胺)=1.2,反应温度为-10~5℃,热分解温度为40℃。在优化反应条件下重氮化反应的收率为84%,高于传统的重氮化反应。氯代反应采用过氧化苯甲酰作为催化剂,通过加热和光照使侧链的氯代反应得以顺利进行。对氟苯甲醛的总收率为69%。     

硝酸氧化法制备对氟苯甲酸工艺的研究

以对甲基苯胺、氟硼酸为主要原料,经西曼反应制得对氟甲苯,再经硝酸氧化反应合成对氟苯甲酸。研究了硝酸氧化的工艺,硝酸氧化的最优条件为:硝酸的质量分数为30%,硝酸氧化温度为110℃,反应压力为1.0 MPa,反应时间选择为2.0 h。硝酸氧化的产率为85%。     

支链烷基苯磺酸钠的表征及表面性质的测定

为了研究支链烷基苯磺酸钠的构效关系,以苯为初始原料经酰化、格氏反应、氢化还原、磺化中和等4步合成了4种支链烷基苯磺酸钠。支链总碳原子数为16,苯环连接位置分别在支链的2,4,6和8位。它们的结构分别为:(A)CH3(CH2)13CH(CH3)C6H4SO3Na;(B)CH3(CH2)11CH(C3H7)C6H4SO3Na;(C)CH3(CH2)9CH(C5H11)C6H4SO3Na;(D)CH3(CH2)7CH(C7H15)C6H4SO3Na。经核磁和红外光谱确定了化合物的结构,用两相滴定方法确定了产物中烷基苯磺酸钠的质量分数均大于99%。用Wilhelmy-Plate法测定了4种支链烷基苯磺酸钠在30℃下的临界胶束浓度CMC(mmol/L)以及临界胶束浓度下的表面张力γCMC(mN/m)。CMC和γCMC值分别为:(A)0 112,35 96;(B)0 232,35 05;(C)0 420,33 86;(D)0 708,31 47。根据Gibbs吸附公式求出饱和吸附量Γm、饱和吸附面积Am以及表面压πCMC。发现随着苯环在烷基链上连接位置由2变化到8,CMC增大,γCMC降低。采用电导法测定了4种支链烷基苯磺酸钠的临界胶束浓度,其结果与表面张力法的测定结果一致。采用两种基于辛醇/水分配系数的方法预测了4种表面活性剂的CMC,结果表明,考虑了支链化的CMC与实验结果符合较好。