检索结果-内蒙古大学图书馆

化学学报 2022年第6期80卷 781-787页

作者：王珞聪李哲伟岳彩巍张培焕雷鸣蒲敏北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室计算化学研究所化学学院北京100029

本工作采用密度泛函理论(DFT)方法计算研究了不同电场强度下偶氮苯衍生物2'-对甲苯偶氮基-1,1':4,4'-三苯基-4,4''二羧酸(TTDA)顺反异构化反应的机理.TTDA经过C—N_(1)=N_(2)角度顺反异构化过程存在三种可能的异构... 详细信息

本工作采用密度泛函理论(DFT)方法计算研究了不同电场强度下偶氮苯衍生物2'-对甲苯偶氮基-1,1':4,4'-三苯基-4,4''二羧酸(TTDA)顺反异构化反应的机理.TTDA经过C—N_(1)=N_(2)角度顺反异构化过程存在三种可能的异构化模式(N=N偶氮基团中与大取代基相连的N原子称为N_(2),与小取代基相连的N原子称为N_(1)),绕N_(1)或N_(2)原子的反转和绕N_(1)=N_(2)键旋转.计算结果表明,加入沿z轴的电场(以三联苯侧链C_(1)→C_(2)方向为z轴正方向),旋转路径为反应最优路径.此外,还研究了沿N=N键方向加入电场(以N_(2)→N_(1)方向为z轴正方向),在电场强度Fz=0.00 V·Å^(−1)时,N_(1)反转路径能垒较N_(2)反转路径高.当-0.62 V·Å^(−1)

关键词：电场偶氮苯衍生物异构化反应机理密度泛函理论

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聚异丁烯性能的分子量依赖性

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高分子学报 2025年第2期56卷 342-349页

作者：张春波杨博任敏巧贾雪飞王珅李娟张龙贵吴一弦中石化(北京)化工研究院有限公司北京100013 中国科学院化学研究所北京100190 北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029

对不同分子量聚异丁烯(PIB)的流变性能和拉伸行为进行研究,并利用广角X射线衍射(WAXD)技术追踪了超高分子量PIB(UHMW-PIB)在单向连续拉伸和循环拉伸过程中的结构演化.明确了PIB的分子量与其黏度、黏弹性及弹性的对应关系.室温时,以弹性... 详细信息

对不同分子量聚异丁烯(PIB)的流变性能和拉伸行为进行研究,并利用广角X射线衍射(WAXD)技术追踪了超高分子量PIB(UHMW-PIB)在单向连续拉伸和循环拉伸过程中的结构演化.明确了PIB的分子量与其黏度、黏弹性及弹性的对应关系.室温时,以弹性为主的UHMW-PIB在单向拉伸过程中表现出优异的延展性;WAXD结果表明,UHMW-PIB在拉伸至大倍率时发生拉伸诱导结晶;当拉伸倍率为11倍时,重均分子量为3.28×10^(6)g/mol的样品的结晶度约为10.7%.将UHMW-PIB的循环拉伸行为与文献中热塑性聚氨酯相比,在拉伸倍率相同的情况下,UHMW-PIB的残余倍率更低,循环拉伸回复性能更优异.在应力卸载过程中,UHMW-PIB中所形成的晶体逐渐熔化,逐渐恢复到非晶态.PIB的拉伸行为与其分子量、缠结结构及拉伸诱导结晶密切相关.研究结果有望为PIB的工业应用提供参考.

关键词：聚异丁烯分子量流变循环拉伸拉伸诱导结晶

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三核过渡金属配合物在催化反应中的研究进展

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化学学报 2023年第1期81卷 84-99页

作者：马雪璐李蒙雷鸣中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083 闽江学院福建省海洋传感功能材料重点实验室福州350108 北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室计算化学研究所化学学院北京100029

多核过渡金属配合物作为一类广泛应用的均相催化剂,其设计灵感往往来自天然酶的多金属活性位点所发挥的重要作用.目前,三核金属配合物作为活化小分子的多金属催化剂受到了广泛的关注.为深入理解三核过渡金属配合物在催化反应中作用特点... 详细信息

多核过渡金属配合物作为一类广泛应用的均相催化剂,其设计灵感往往来自天然酶的多金属活性位点所发挥的重要作用.目前,三核金属配合物作为活化小分子的多金属催化剂受到了广泛的关注.为深入理解三核过渡金属配合物在催化反应中作用特点,对近年报道的代表性三核过渡金属配合物按金属中心进行分类,并对配体环境形成特点及催化应用进行综述.从金属中心出发,讨论了三核过渡金属配合物的几何结构和电子特征;从配体环境出发,总结了关联三个独立的金属位点的配位环境特征;在催化应用方面,重点综述了三核过渡金属配合物在涉及特定化学键活化反应的催化作用机制,最后对三核过渡金属配合物的催化应用前景进行展望.

关键词：三核过渡金属配合物均相催化化学键活化协同作用

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富含氧空位的由多金属氧簇辅助的银基异质结用于高效电催化固氮

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第7期62卷 209-218页

作者：陈昕煜赵聪聪任静李波刘倩倩李葳杨帆陆思琦赵宇飞颜力楷臧宏瑛东北师范大学化学学院功能材料化学研究所纳米生物传感分析吉林省高等学校重点实验室多酸与网格材料化学教育部重点实验室吉林长春130024 北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029 衢州资源化工创新研究院浙江衢州323000

目前工业产氨主要依赖传统的Haber-Bosch工艺,然而该工艺条件苛刻,需要高温(350-550℃)和高压(150-250bar),每年消耗全球能源供应的2%,同时排放4.5亿吨二氧化碳(占全球总排放量的1.6%).近年来,科研工作者致力于开发高效率、高选择性的... 详细信息

目前工业产氨主要依赖传统的Haber-Bosch工艺,然而该工艺条件苛刻,需要高温(350-550℃)和高压(150-250bar),每年消耗全球能源供应的2%,同时排放4.5亿吨二氧化碳(占全球总排放量的1.6%).近年来,科研工作者致力于开发高效率、高选择性的固氮电催化剂,但是由于析氢反应的强烈竞争,目前已报道的氮还原催化剂仍然受到低法拉第效率和低氨产率的限制.因此,开发活性位点丰富、氮气吸附能力强、催化性能优异的氮还原电催化剂成为当务之急.贵金属催化剂由于其纳米结构中富含活性位点,并且金属表界面处具有较好的导电性,因此表现出较高的法拉第效率.而分子催化剂因可调的电子结构和明确的构效关系引起了广泛关注.多金属氧簇是一种典型的金属聚阴离子团簇,由氧原子连接的含氧多面体组成,且具备优异的氧化还原性能.因此,本课题组尝试将多金属氧簇分子引入到氮还原催化剂中,并探究其催化机理.本文选取了一个多金属氧簇为前驱体,在溶剂、还原剂和诱导剂共存时,通过一锅法合成了富含氧空位的AgPW_(11)/Ag纳米方块电催化剂.实验结果表明,富含氧空位的AgPW_(11)/Ag异质结催化剂在-0.2 V(***)电位时表现出高达46.02±1.03μg h^(-1)mg^(-1)_(cat).的氨产率和34.07±0.16%的法拉第效率,催化反应能够稳定运行32h且性能未见衰减,显著优于银催化剂.随后系统地研究了AgPW_(11)/Ag催化剂的氮还原活性位点,发现异质结中的银单质为催化反应提供了高导电性的支持,而催化剂中的银氧簇具有较好的电子得失能力,有利于促进氮还原反应中的六电子转移过程.丰富的氧空位利于吸附氮气,也能协同提升AgPW_(11)/Ag对电化学氮还原的催化活性.密度泛函理论计算结果表明,在还原后的银氧簇中,银原子d轨道与氮气π*轨道之间的强相互作用激活了吸附的氮气,促进了第一个质子化过程:*N_(2)向*N-NH的转化(电化学决速步).综上,本工作建立了异质结催化剂的催化性能与其分子结构之间的构效关系,为开发多金属氧簇及其衍生物作为电催化剂提供了依据和思路.

关键词：多酸金属氧簇电催化氮还原氧空位密度泛函理论异质结

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温度对酶促聚对苯二甲酸乙二醇酯降解的影响分析

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 284-293页

作者：伊科拉木·艾克然木曹宇飞邢皓丁于敬罗宇政韦韧张一飞北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029 北京化工大学北京软物质科学与工程高精尖创新中心北京100029 华南理工大学食品科学与工程学院应用生物催化实验室广东广州510640 格赖夫斯瓦尔德大学生物化学研究所格赖夫斯瓦尔德德国

近年来,聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的酶法降解及循环利用备受关注.PET的酶法降解是在不可溶聚合物表面发生的界面催化过程,酶通过水解PET聚合物表面上可及的酯键,将聚合物逐渐分解成单体.反应温度可以从酶的催化活性、热稳定性以及PET材... 详细信息

近年来,聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的酶法降解及循环利用备受关注.PET的酶法降解是在不可溶聚合物表面发生的界面催化过程,酶通过水解PET聚合物表面上可及的酯键,将聚合物逐渐分解成单体.反应温度可以从酶的催化活性、热稳定性以及PET材料的生物可降解性等多个方面影响PET的降解过程,是影响PET酶法降解效果的主要因素之一.深入了解温度对PET酶降解过程的热力学和动力学调控机制,对PET降解酶的发掘与改造和酶法降解工艺的优化具有重要意义.本文以叶枝堆肥角质酶(LCC)的突变体WCCG为例,详细研究了温度对WCCG降解低结晶度PET(结晶度7.6%)和高结晶度(结晶度30%)PET微颗粒的影响.通常认为PET的酶促降解需要在其玻璃化转变温度(Tg,~70℃)附近或以上进行.实验测定了不同温度下的降解速率,并利用阿伦尼乌斯公式作图.结果表明,当反应温度在45℃(低于通常认为的Tg,b值约20℃)附近时,反应活化能突然降低,说明此时PET微颗粒表面的玻璃化转变已经开始,酶促降解已经能够有效进行,表现出酶解PET的界面催化特征.当温度高于75℃时,PET降解速率迅速降低,酶受热失活.研究还发现,WCCG存在热激活现象:通过将WCCG在不同温度下温育一段时间后在60℃下进行活性测定,WCCG在50-70℃范围内温育后活性显著提高;在70℃下温育4 h后其降解低结晶度PET的活性提高约1倍,同时对小分子底物4-硝基苯酚丁酯的活性也有明显提高.利用圆二色光谱和荧光光谱检测了WCCG的二级和三级结构变化.结果表明,热处理后的WCCG中的α-螺旋含量显著减少而β折叠含量增加,酶分子疏水性提高,这与分子动力学模拟结果一致.单分子力谱测试结果表明,热处理后的WCCG较处理前的酶与PET薄膜之间的粘附力从88 pN提高到150 pN.因此,WCCG的热激活是其本征催化活性改善和酶与PET表面吸附力增强共同作用的结果.WCCG在高结晶度PET的降解中也存在类似热激活现象.此外,在长时间的降解反应中,无定形区域的PET链段在相对较高的降解温度下逐渐进一步结晶,导致酶催化降解速率随着降解时间的延长而下降.综上所述,温度对酶催化PET降解过程的主要影响包括:PET表面的玻璃化转变、酶的热激活、酶的热失活、温度导致的PET材料再结晶,这些因素相互交织,说明酶促PET降解的温度依赖的复杂性.未来的研究除了继续挖掘和设计高活性、高稳定的PET水解酶外,还应提高酶在45到70℃范围内的催化活性并关注降解工艺的优化.

关键词：聚对苯二甲酸乙二酯酶法降解酶的热激活活化能表面玻璃化转变

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分子点群虚拟仿真实验的建设与实践

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化学教育（中英文） 2022年第12期43卷 104-113页

作者：祁鹤翔刘阳秋蒲敏杨作银李亚平雷鸣北京化工大学化学学院化工资源有效利用国家重点实验室计算化学研究所北京100029

结合结构化学课程中分子对称性知识点的教学,自主设计和开发了分子点群虚拟仿真实验(PGVL)平台,帮助学生深入认识理解分子对称性知识的重点和难点。该仿真实验采用Web技术构建,支持分子模型的显示和互动,使学生可以完成分子的各种对称... 详细信息

结合结构化学课程中分子对称性知识点的教学,自主设计和开发了分子点群虚拟仿真实验(PGVL)平台,帮助学生深入认识理解分子对称性知识的重点和难点。该仿真实验采用Web技术构建,支持分子模型的显示和互动,使学生可以完成分子的各种对称操作、指出分子结构中的对称元素、推导分子点群及认识分子结构和性质之间的关系。PGVL在分子对称性教学中的应用,不仅完善了结构化学分子模型实践教学体系,而且提升了学生对结构化学课程的学习兴趣,丰富了结构化学实践教学内容,取得了良好的教学效果。

关键词：分子点群虚拟仿真结构化学分子对称性

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石墨烯基二氧化碳电化学还原催化剂的研究进展

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物理化学学报 2022年第2期38卷 84-100页

作者：杜亚东孟祥桐汪珍赵鑫邱介山北京化工大学化学工程学院有机无机复合材料国家重点实验室化工资源有效利用国家重点实验室中国科学院山西煤炭化学研究所中国科学院炭材料重点实验室大连理工大学化工学院辽宁省能源材料化工重点实验室精细化工国家重点实验室

利用电催化技术将CO2转化为小分子燃料或高值化学品是实现原子经济、构建人工碳循环的绿色能源技术之一。电催化述,还原CO2（ECR）的反应条件温和、产物多样(C1、C2和C2+),有极大的发展潜力。然而,ECR技术面临一些需要解决的挑战性问题... 详细信息

利用电催化技术将CO2转化为小分子燃料或高值化学品是实现原子经济、构建人工碳循环的绿色能源技术之一。电催化述,还原CO2（ECR）的反应条件温和、产物多样(C1、C2和C2+),有极大的发展潜力。然而,ECR技术面临一些需要解决的挑战性问题,包括电极过电势高、C2及C2+产物选择性低、伴随析氢反应等。解决这些问题的关键在于创制低成本、高性能电催化剂。近年来,石墨烯基电催化剂的研究成为ECR领域的热点之一,原因包括:1)在电化学环境中稳定性好;2)表面原子、电子结构可调,进而实现材料催化活性的调控;3)维度可调,易暴露较大的比表面积和形成层次孔结构;4)耦合石墨烯的高导电性与特定材料的高活性,可协同提升EC R催化性能。本文评述了石墨烯基材料在ECR中的研究进展,详述了石墨烯基电催化剂的构筑方法,探讨并梳理了石墨烯的点/线缺陷、表面官能团、掺杂原子构型、金属单原子种类、材料表界面性质等与ECR性能之间的本征构效关系。最后展望了石墨烯基催化剂在ECR领域中的挑战和未来发展。

关键词：电催化二氧化碳还原石墨烯缺陷改性

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新型高能量密度炸药ICM⁃101的热膨胀特性

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含能材料 2021年第7期29卷 641-649页

作者：陶玉婷徐金江张浩斌杨作银雷鸣孙杰中国工程物理研究院化工材料研究所四川绵阳621999 北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室化学学院计算化学研究所北京100029

炸药晶体在热刺激作用下的热膨胀特性是导致混合炸药应力增加及长贮时结构损伤的重要原因之一,采用原位X⁃射线粉末衍射技术研究了[2,2′⁃联(1,3,4⁃噁二唑)]⁃5,5′⁃二乙酰胺(ICM⁃101)的热膨胀特性,基于Rietveld全谱拟合结构精修原理,获得... 详细信息

炸药晶体在热刺激作用下的热膨胀特性是导致混合炸药应力增加及长贮时结构损伤的重要原因之一,采用原位X⁃射线粉末衍射技术研究了[2,2′⁃联(1,3,4⁃噁二唑)]⁃5,5′⁃二乙酰胺(ICM⁃101)的热膨胀特性,基于Rietveld全谱拟合结构精修原理,获得了ICM⁃101的热膨胀系数。结果表明,ICM⁃101在热场作用下表现出明显的可逆各向异性热膨胀,在30~170℃温度范围内晶胞参数a、b、c轴和体积V的热膨胀系数分别为9.19×10^(-5),-9.22×10^(-6),5.21×10^(-5)℃^(-1)和13.8×10^(-5)℃^(-1),其中b轴表现出负膨胀特性。基于分子光谱技术结合理论计算方法,对ICM⁃101在不同温度下晶胞堆积结构及其与热膨胀特性的关联展开研究,认为热刺激下ICM⁃101分子的四元环结构发生压缩变形使晶胞沿着b轴方向被压缩是导致晶胞在b轴呈现线性负膨胀的重要原因,同时与其它炸药晶体热膨胀特性对比,分析了晶胞堆积对炸药晶体结构热稳定性的影响。具有较强氢键作用的层状堆积结构的炸药晶体的热膨胀各向异性更明显,其中当分子与分子间的相对夹角大于100°时,层内氢键网络对层间作用影响不大,反之,则会对a、b、c轴方向产生影响,限制其热膨胀。

关键词： [2,2′⁃联(1,3,4⁃噁二唑)]⁃5,5′⁃二乙酰胺(ICM⁃101) 热膨胀特性原位XRD Rietveld全谱结构精修晶胞堆积

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由单层薄水铝石制备的活性氧化铝处理水中氟离子

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物理化学学报 2021年第10期37卷 104-112页

作者：孙建川王旭辉陈帅奇廖艳清郜阿旺胡雨昊杨涛徐向宇王颖霞宋家庆北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室北京100029 北京大学化学与分子工程学院无机化学研究所北京100871

合成高效低成本的氟离子吸附剂仍是具有挑战的研究课题。本文采用无有机物的方法制备了单层结构的薄水铝石,并以此薄水铝石得到大比表面积的活性氧化铝。活性氧化铝的大比表面积保证了很高的吸附效率,合成过程无有机表面活性剂或模板剂... 详细信息

合成高效低成本的氟离子吸附剂仍是具有挑战的研究课题。本文采用无有机物的方法制备了单层结构的薄水铝石,并以此薄水铝石得到大比表面积的活性氧化铝。活性氧化铝的大比表面积保证了很高的吸附效率,合成过程无有机表面活性剂或模板剂的使用,控制了成本。采用X射线衍射(XRD)及扫面电镜(SEM)等方法对样品进行了表征,发现制备的氧化铝前体为单层结构的薄水铝石,其比表面积为789.4 m^(2)∙g^(−1),焙烧后得到活性氧化铝的比表面积为678.4 m^(2)∙g^(−1),孔体积为3.20 cm^(3)∙g^(−1)。并系统研究了吸附剂用量、吸附时间等因素对活性氧化铝吸附水中氟离子的影响。研究结果表明,本文制备活性氧化铝对水中氟离子的吸附量可达67.6 mg∙g^(−1)。仅分别需0.6、1.0或2.6 g∙L^(−1)活性氧化铝就可将10、20或50 mg∙L^(−1)的氟离子溶液处理至中国饮用水标准(1.0 mg∙L^(−1))以下。并且此活性氧化铝在pH=4–9的范围内均可用于水中氟离子的处理,对吸附有较大影响的共存离子为SO_(4)^(2−)及PO_(4)^(3−),进一步研究表明,活性氧化铝对氟离子的吸附遵循准二级模型和朗格缪尔等温模型。

关键词：除氟活性氧化铝单层大比表面积吸附高吸附量无有机物

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含氮杂环协助的醛胺缩合反应机理的研究

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化学学报 2020年第5期78卷 437-443页

作者：李哲伟王骞阅蒲敏杨作银雷鸣北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室化学学院计算化学研究所北京100029

采用密度泛函理论(DFT)方法研究了在酸性条件下对带有氮杂原子的伯胺与醛的缩合反应机理.研究结果表明,在酸性条件下,碱性更强的杂环氮比羰基氧更容易被质子化,杂环氮作为氢质子桥使缩合反应能垒大大降低,计算得到的反应能量跨度为13.08... 详细信息

采用密度泛函理论(DFT)方法研究了在酸性条件下对带有氮杂原子的伯胺与醛的缩合反应机理.研究结果表明,在酸性条件下,碱性更强的杂环氮比羰基氧更容易被质子化,杂环氮作为氢质子桥使缩合反应能垒大大降低,计算得到的反应能量跨度为13.08 kcal/mol.同时,将伯胺上含氮杂环上的N原子调变为P, As原子及改变N原子的位置后缩合反应能垒升高,证实了杂环氮原子协助氢转移的重要性,此理论研究为揭示含氮杂环伯胺与醛的缩合反应机理提供了新的思路与理论依据.

关键词：含氮杂环伯胺胺醛缩合密度泛函理论氢转移

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