~(13)C核磁共振(一)

自从物理学家发现核磁共振(NMR)有化学位移,从而使NMR进入了有机化学实验室,到现在已有三十年了。早期,最常见的是高分辨~1H谱。70年代以后,由于引入了PFT技术,NMR灵敏度低的困难已经解决了,因此,测定低丰度核的工作受到广泛重视,其中最重要的是~(13)C。自从有了PFT的商品仪器,~(13)C NMR工作蓬勃开展,文献急剧增加,可以认为:~(13)C与~1H NMR相辅相成,是目前有机化学家手中最强有力的武器。我国建立NMR技术已有十多年的历史,~(13)C方面也有了不少工作。到目前为止,介绍~(13)C谱基础知识的资料还十分少,为此,我们编译了德同化学家von E.Breitmaier及G.Bauer所著的《~(13)C NMR Spektroskopie》一书,并选译部分练习题,以供有机化学工作者参考。本文将以连载方式在本刊载出。限于编译者的水平,错误难免,请批评指正。     

双水相萃取法分离铍(Ⅱ)、铁(Ⅲ)与铁(Ⅱ)、铬(Ⅲ)、锰(Ⅱ)、铝(Ⅲ)

研究了在聚乙二醇2000(PEG)-硫酸钠(Na2SO4)-邻苯二酚紫(PV)体系中铍(Ⅱ)、铁(Ⅲ)、铁(Ⅱ)、铝(Ⅲ)、铬(Ⅲ)、锰(Ⅱ)的萃取行为。试验结果表明,铍(Ⅱ)在pH 3.5-7.0及铁(Ⅲ)在pH 4.0-7.0范围内可以被PEG相几乎完全萃取,而铝(Ⅲ)、铬(Ⅲ)在pH 1.0-7.0、锰(Ⅱ)在pH 1.0-4.5、铁(Ⅱ)在pH 1.0-4.5则不被萃取。从而实现了将铍(Ⅱ)(pH 3.5)、铁(Ⅲ)(pH 5.0)与铝(Ⅲ)、铬(Ⅲ)、锰(Ⅱ)、铁(Ⅱ)混合离子的定量分离。同时探讨了PEG相的萃取机理。     

Ce_(0.8)Nd_(0.2)O_(1.9)-La_(0.95)Sr_(0.05)Ga_(0.9)Mg_(0.1)O_(3-δ)固体复合电解质的结构和电性能

采用溶胶-凝胶法分别制备La0.95Sr0.05Ga0.9Mg0.1O3-δ(LSGM)和Ce0.8Nd0.2O1.9(NDC)电解质,并在NDC溶胶中加入0-15%(w,质量分数)的LSGM预烧粉体制得NDC-LSGM复合电解质,研究不同质量比复合电解质的结构和电性能.采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和X能量色散谱仪(EDS)对样品进行结构表征,交流(AC)阻抗谱测试样品导电性能.结果表明:NDC-LSGM复合体系主要由立方萤石结构相、钙钛矿结构相和杂质相组成;LSGM的添加可促进晶粒的生长,产生大量相界面,清除或降低SiO2有害影响,明显提高晶界导电性;LSGM质量分数为10%的样品NL10具有最高晶界电导率和总电导率,400°C时NL10的晶界电导率σgb和总电导率σt分别为12.15×10-4和3.49×10-4S cm-1,与NDC的σgb(1.41×10-4S cm-1)和σt(1.20×10-4S cm-1)相比分别提高了7.62和1.91倍,总电导率的提高主要归因于晶界电导率的影响.     

质子导体BaCe_(0.8)Lu_(0.2)O_(3-α)的电性能(英文)

采用高温固相法制备了BaCe0.8Lu0.2O3-α质子导体。运用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对该材料的物相结构、微观形貌进行了表征。在500~900℃温度范围内,应用交流阻抗谱和气体浓差电池方法研究了材料在不同气体气氛中的离子导电性和氢-空气燃料电池性能。结果表明,BaCe0.8Lu0.2O3-α材料为单一斜方晶结构,具有良好的致密性。在500~900℃温度范围内,干燥或湿润的氮气、空气和氧气中,材料的电导率随着氧分压增大稍有增大。在湿润的氢气中,材料表现为纯的质子导电性。在以该材料为固体电解质的氢-空气燃料电池条件下,材料表现为质子、氧离子和电子的混合导电性,其中离子导电性始终占主导;氢-空气燃料电池在900℃下的最大输出功率密度为92.2mW·cm-2,高于我们以前报道的BaCe0.8RE0.2O3-α(RE=Pr,Eu,Ho,Er,等)材料。     

La_(0.7)Pr_(0.15)Nd_(0.05)Mg_(0.3)Ni_(3.3-x)Co_(0.2)Al_(0.1)(Co_(0.75)Mn_(0.25))_x(x=0.0,0.2,0.4,0.6)的电化学性能研究

在Ar气保护下用悬浮熔炼制备La0.7Pr0.15Nd0.05Mg0.3N i3.3-xCo0.2A l0.1(Co0.75Mn0.25)x(x=0.0,0.2,0.4,0.6)合金,系统研究了Co和Mn对合金储氢性能和电化学性能的影响。XRD相分析表明,合金相主要由(La,Pr)(N i,Co)5,LaMg2N i9,(La,Nd)2N i7和LaN i3相组成;添加Co和Mn后合金中(La,Pr)(N i,Co)5,(La,Nd)2N i7和LaN i3相晶胞体积增加,LaMg2N i9相晶胞体积变小。合金放氢PCT曲线测试表明,随着合金中Co和Mn含量的增加,合金吸氢量先减小后增加,放氢平台压下降,合金氢化物稳定性增加。合金电极电化学性能测试表明,添加Co和Mn使合金电极放电容量减小,容量保持率S100从53.2%(x=0.0)增加到63.0%(x=0.6),合金电极的电循环稳定性增强,高倍率放电性能HRD1500先增加后减小。此外,合金电极的极化电阻先减小后增加,交换电流密度、循环伏安特性阳极峰电流密度和极限电流密度先增加后减小,合金内氢原子扩散系数先增加后减小,表明添加适量的Co和Mn可以提高合金电...     

Gd_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)纳米颗粒对固体氧化物电解池La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)阳极析氧反应的影响（英文）

化石燃料的使用排放了大量CO_2,对气候和环境造成了日益严重的危害.固体氧化物电解池(SOEC)能够利用可再生能源产生的电能将CO_2高效转化成CO,降低CO_2排放的同时,又能减少化石燃料的使用,近年来受到研究者的广泛关注.相比于低温液相CO_2电还原,SOEC高的运行温度保证了其较高的反应速率,即较高的电流密度.典型的SOEC单电池由多孔阴极、致密电解质和多孔阳极以三明治的方式组装而成.CO_2分子在阴极得到两个电子解离成CO和一个O_2~-;生成的O_2-通过致密电解质传导至阳极,在阳极失去四个电子发生析氧反应(OER)生成一个O_2.相比于两电子的阴极反应,阳极四电子的析氧反应更难进行,可能是整个电极过程的速控步,因此开发高性能的阳极材料有望显著提高SOEC的CO_2电还原性能.La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.2)Fe_(0.8)O_(3-δ)(LSCF)因具有较高的混合离子-电子导电性而被用作SOEC阳极材料,但受LSCF-气体两相界面的限制,其OER性能较低.研究表明,LSCF-掺杂的Ce O2-气体所构成的三相界面相比于LSCF-气体两相界面具有更高的电化学反应活性,即OER反应更易在三相界面进行.因此,本文将Gd_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)(GDC)纳米颗粒浸渍到SOEC LSCF阳极来提高其OER活性,考察了纳米颗粒浸渍量(3,5,10和20 wt%)对SOEC电化学性能的影响.结果表明,SOEC的电化学性能随浸渍量的增加而逐渐升高,当GDC纳米颗粒浸渍量为10 wt%时(10GDC/LSCF),SOEC的电化学性能达到最高,在800 oC和1.6V的电流密度为0.555 A cm~(-2),是LSCF阳极SOEC性能的1.32倍.继续增加浸渍量到20 wt%,电化学性能反而开始下降.电化学阻抗谱测试结果表明,GDC纳米颗粒的加入减小了SOEC的极化电阻.对应的弛豫时间分布函数解析结果表明10GDC/LSCF阳极上的OER由四个基元反应构成.电镜和O_2~-程序升温脱附结果表明,GDC纳米颗粒的加入显著增加了10GDC/LSCF阳极三相界面和表面氧空位的数量以及体相氧的流动性,从而促进了OER四个基元反应的反应速率,降低了这几个过程的极化电阻,因而降低了OER反应的极化电阻,提高了SOEC电还原CO2的电化学性能.     

柱后反应高效离子交换色谱法测定Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)

目前,在无机离子交换色谱中,多使用电化学检测系统,今年我国也研制成了库仑检测器。我们应用了高效离子交换柱,实现了某些离子的分离;并选用了适当的螯合剂与流出组分进行了柱后螯合显色反应;用一般高效液相色谱仪常备的分光光度检测器,实现了某些无机离子的检测。这种方法既增强了检测某些离子的选择性,也提高了检测灵敏度。实践表明,用Partisil-10 SCX键合相离子交换柱进行分离,用水溶性二乙醇胺二硫代甲酸螯合剂为柱后反应试剂,检测波长为405毫微米,测得Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)的检出限量为毫微克级。实验液相色谱仪Perkin-Elmer Series 3型,配有LC-65T紫外-可见分光光度检     

贮氢电极合金ZrCr_(0.4)Mn_(0.2)V_(0.1)Co_(0.1)Ni_(1.2)高温电化学性能的研究

研究了AB2型Laves相贮氢电极合金ZrCr0.4Mn0.2V0.1Co0.1Ni1.2在不同温度下的放电容量、活化、高倍率和自放电等电化学性能.实验表明:25℃下,合金电极经13次循环后其最大放电容量为336mAh/g,在70℃下,仅需4次循环就达到298mAh/g;该合金在70℃,300mA/g电流下的高倍率放电性能比25℃时提高了约16%,但自放电性能却从3%/d下降到17%/d,虽然温度升高,合金的循环性能有所下降,但还是相当稳定的.这主要是因为循环过程中合金表面形成的氧化膜阻碍了合金元素进一步溶解造成的.     

(S)-(-)-norlaudanosine和(S)-(-)-O,O-dimethylcoclaurine的合成

以高藜芦胺为起始原料,经N-磺酰化反应制得高藜芦磺酰胺(2);2分别与芳乙烯甲醚经对甲苯磺酸催化的Pictet-Spengler反应后用金属钠脱除Ts基团合成了(±)-norlaudanosine(5a)和(±)-O,O-dimethylcoclaurine(5b);使用半量拆分法,以N-乙酰-L-苯丙氨酸为拆分剂,制得(S)-(-)-5a和(S)-(-)-5b,其结构经1H NMR,13C NMR,IR,MS和HR-ESI-MS确证。     

Fe(Ⅲ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)含硫Schiff碱配合物的合成

合成了5种含硫Schiff碱,8种相应的金属配合物。并对合成的配体和配合物进行了元素分析,红外光谱分析。对有代表性的化合物还进行了¹HNMR和质谱分析。确定了可能的分子结构式。     

四元淋洗液的离子色谱法同时分离和测定铁(Ⅲ)、铁(Ⅱ)、铜(Ⅱ)、镍(Ⅱ)、锌(Ⅱ)、钴(Ⅱ)和铅(Ⅱ)

本文叙述了一种四元淋洗液同时分离和测定七种金属离子的色谱条件。探讨了各离子的保留行为与淋洗液pH值和络合剂浓度间的变化规律。方法用于镀铬槽液中金属杂质分析,相对标准偏差小于2.0％,相对误差不超过3.5％。     

~(13)C核磁共振(四)

9 ~(13)C自旋-晶格弛豫时间(T_1)的测量及应用 9.1 测定T_1的方法 9.1.1 倒向—恢复法此法是用(180°-τ-90°)_n脉冲系列作用于样品。磁化矢量M_0在180°脉冲作用下倒向(图20b),在自旋-晶格弛豫过程中,磁化矢量从-M_0经0到 M_0弛豫,在这一过程中,即过了时间τ后,90°脉冲将部份弛豫的磁化矢量M_τ旋转到X(?)Y平面中,并在接收线圈中感应出FID信号。如果τ很短,M_τ还是负的(M_τ<0),90°脉冲(?)_1,作用后M_τ沿X向负Y轴旋转(图20c),     

BaCe_(0.8)Zr_(0.1)La_(0.1)O_(3-α)陶瓷的制备和电性能研究

以高温固相反应法制备了BaCe0.8Zr0.1La0.1O3-α陶瓷,用粉末X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其晶体结构和断面形貌进行了表征。以陶瓷材料为固体电解质、多孔性铂为电极,用交流阻抗谱技术测定了材料在500～900℃下不同气体气氛中的电导率;用气体浓差电池方法测定了材料在干燥空气和湿润空气中的离子迁移数;研究了材料的离子导电特性。结果表明,该陶瓷材料为单一钙钛矿型BaCeO3斜方晶结构。在500～900℃下,干燥和湿润的氧气、空气和氮气中,材料的电导率随着温度升高和氧分压增大而增大。在干燥的空气中,材料的氧离子迁移数为0.06～0.17,表现为氧离子与电子空穴的混合导电性,其中,电子空穴导电为主导。在湿润的空气中,材料的质子迁移数为0.52～0.01,氧离子迁移数为0.14～0.27,表现为质子、氧离子和电子空穴的混合导电性,其中,在500～550℃下,质子导电为主导;高于550℃,电子空穴导电为主导。     

稀土元素取代对Ti_(0.26)Zr_(0.07)V_(0.24)Mn_(0.1)Ni_(0.33)贮氢合金结构和电化学性能的影响

研究了5种稀土元素部分取代V对Ti0.26Zr0.07V0..24Mn0.1Ni0.33合金的微观结构和电化学性能的影响。结果表明,Ti0.26Zr0.07V0.24Mn0.1Ni0.33和Ti0.26Zr0.07V0.24-xMn0.1Ni0.33REx(x=0.005;RE=La,Ce,Nd,Ho,Y)均由体心立方结构的钒基固溶体相和六方结构的C14 Laves相组成。在合金中加入稀土元素,会使合金中两相的晶胞体积同时增大。稀土元素部分取代V均改善了合金电极的活化性能。La和Nd元素取代后,合金电极的最大放电容量明显增加,而Ce的取代提高了合金电极的循环稳定性。Ce,Nd,Ho,Y均改善了合金电极的倍率放电性能。合金电极在高温状态下表现出了良好的放电性能,其中Nd在333 K时放电容量可达550.4 mAh·g-1。稀土元素对荷电保持率的影响各异。     

Ni_(x)Cu_(y)-B_(24)N_(28)催化CO_(2)氧化C_(3)H_(8)速控步骤的反应机理研究北大核心CSCD

采用密度泛函理论(DFT)研究了C_(3)H_(8)和CO_(2)在Ni_(x)Cu_(y)-B_(24)N_(28)(x+y=4,x=1、2、3、4)表面吸附及速控步骤反应机理.计算了C_(3)H_(8)、CO_(2)和相应中间体在Ni_(x)Cu_(y)-B_(24)N_(28)表面的吸附能以及6条可能路径下的反应热和活化能.计算结果表明,C_(3)H_(8)和CO_(2)在Ni_(x)Cu_(y)-B_(24)N_(28)表面是物理吸附,C_(3)H_(8)+CO_(2)→CH_(3)CHCH_(3)+OCOH是最有利的路径,其在不同催化剂表面的活化能顺序是NiCu_(3)-B_(24)N_(28)(1.42 eV)、Ni_(2)Cu_(2)-B_(24)N_(28)(1.57 eV)、Ni_(3)Cu-B_(24)N_(28)(1.62 eV)、Ni_(4)-B_(24)N_(28)(1.75 eV).由此可知,在Ni_(x)Cu_(y)-B_(24)N_(28)催化CO_(2)氧化C_(3)H_(8)的体系中,Cu含量直接影响其催化活性,即NiCu_(3)-B_(24)N_(28)用于催化CO_(2)氧化C_(3)H_(8)有一定优势.     

聚吡咯/Ba_(0.9)Nd_(0.1)Fe_(11.5)Cr_(0.5)O_(19)复合物的可控合成及电磁性能

用溶胶凝胶法制备了一系列Nd掺杂Ba-铁氧体粉末(Ba1-xNdxFe11.5Cr0.5O19,x=0.00,0.05,0.10,0.15,0.20),选取磁性能相对较好的Ba0.9Nd0.1Fe11.5Cr0.5O19作为磁核,通过原位聚合法制备了不同铁氧体含量的聚吡咯/Ba0.9Nd0.1Fe11.5Cr0.5O19(PPy/BNFCO)复合物.用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)、四探针测试仪和矢量网络分析仪等表征了铁氧体粉末和复合物微粒的结构、形貌以及电磁性能.结果表明,Nd的掺杂明显改变了Ba-铁氧体的饱和磁化强度和矫顽力;PPy/BNFCO复合物具有比较明显的核壳结构;复合物的饱和磁化强度随BNFCO含量的增加而增大;电导率则与PPy含量成正比,mpy/mBNFCO=5/1为复合体系渗流阈值;复合物对电磁波的反射损耗和有效带宽是PPy和ZCGFO协同作用的结果,当mpy/mBNFCO为5/1时,PPy/ZCGFO复合物中组分间的协同作用达到最大,其反射峰值和有效带宽分别达到-27.68dB和9.04GHz.PPy/ZCGFO复合物由于良好的微波吸收性能,有望成为电磁波吸收与屏蔽领域的候选材料.     

Nd_2(Fe_(1-x)Co_x)_(14)B和Y_2(Fe_(1-x)Co_x)_(14)B的磁性

用磁测量和X-射线衍射研究了Nd_2(Fe_(1-x)Cox)_(14)B和Y_2(Fe_(1-x)Cox)_(14)B的晶格结构和内禀磁性。结果表明,低温下当钴含量较少时,Y_2(Fe_(1x)Cox)_(14)B的磁晶格向异性随钴含量的增加而增加,在1.5K和150K温度下,分别在x为0.4和0.2左右时磁晶各向异性常数达到极大;室温时的磁晶各向异性常数却随钴含量的增加而单调下降。用钴代换铁,对Nd_2(Fe_(1-x)Cox)_(14)B的自旋再取向温度的影响是复杂的。1.5K的饱和磁化强度在x=0.1左右达到极大。钴可以显著提高居里温度,对于Nd_2(Fe_(1-x)Cox)_(14)B和Y_2(Fe_(1-x)Cox)_(14)B,钴的作用几乎相同,表明居里温度主要由3d过渡金属原子之间的交换作用决定。     

La(ClO_4)_3-C_(11)H_(12)ON_2-H_2O三元体系相平衡及La(C_(11)H_(12)2ON_2)_6(ClO_4)_3的合成

采用溶解度等温法研究了La(ClO_4)3-C_(11)H_(12)2ON_2(安替吡啉)-H_2O三元体系在0℃时的相平衡,并由此合成了La(C_(11)H_(12)ON_2)_6(ClO_4)_3配合物。还确定了该配合物的制备条件,测定了它的一些性质,并对其结构作了初步分析。     

硫酸铵-锌试剂-Tween 80体系萃取分离铜(Ⅱ)、钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)、锌(Ⅱ)、镉(Ⅱ)、锰(Ⅱ)

研究了(H4)2SO4-Zincon(锌试剂)-Tween 80体系萃取分离金属离子Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的行为.试验表明,Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)在pH 6～9范围内,与Zincon形成的螯合物可被Tween 80相完全萃取,而Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)基本不被萃取,进而实现了Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)与Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)混合离子的定量萃取分离.     

Au-MmNi_(3.2)Al_(0.2)Mn_(0.6)Co_(1.00)电极对NaBH_4电催化氧化

研究经NaOH处理了的MmNi3.2Al0.2Mn0.6Co1.0,再应用电沉积法制备Au改性的MmNi3.2Al0.2Mn0.6Co1.0催化剂对NaBH4的电催化氧化性能.SEM观察催化剂样品的微观形貌,线性伏安扫描法测定其电催化氧化性能,发现Au-MmNi3.2Al0.2Mn0.6Co1.0电极电催化氧化NaBH4电流密度为60 mA.cm-2,比在MmNi3.2Al0.2Mn0.6Co1.0电极的增加3.5倍.若对该电极在电解质中预浸泡10 h,则氧化电流密度可达到184 mA.cm-2.