材料化学毕业论文羟基功能化离子液体萃取氨基酸研究
专业：材料化学
摘要
目前 ,对离子液体用于萃取的研究还处于初级阶段 ,这些都限制了离子液体进一步的发展和应用。但是 ,离子液体的出现给传统的分离科学注入了新的内容、开辟了新的研究领域。除此之外，离子液体具有独特的性质 ,使其在有机物萃取分离领域都有着广泛的应用。未来的目标是设计和合成出更多的粘度低、高效、专一性好的离子液体 ,以便满足各种分离的需要；并且从离子液体结构性能方面进行深入的研究 ,得出整套的物性和结构方面的参数 ,如综合毒性数据、热力学数据及动力学数据等[2,3]。离子液体作为环境友好型溶剂已得到广泛的应用，目前应用离子液体从水溶液萃取有机物最大的困难在于离子液体的流失，无论离子液体在水中的溶解度多小，萃取过程都会造成一部分离子液体进入到水相中。由于离子液体的高昂价格及其对环境的未知毒性使萃取过程目前无法大规模工业应用。但应用离子液体对某些有机物的高萃取性，用其富集环境中的有机物用于分析化学则可以肯定的说前景是乐观的[6-7]。氨基酸的萃取分离是目前氨基酸生产环节的难题之一。故，本项目拟制备羟基功能化的离子液体，增强氨基酸和离子液体之间的亲和力，提高离子液体对氨基酸的萃取富集能力。
关键词：离子液体萃取氨基酸烷基咪唑
ABSTRACT
At present, ionic liquids is still in the initial stage in the extraction process; these are limiting the further development and application of ionic liquids.However, the emergence of ionic liquids to the traditional separation of science into a new and opened up a new areas of research. The unique properties of ionic liquids to have a wide range of applications in the organic extraction separation of areas. The future goal is to design and synthesize lesser viscosity, high efficiency, good specificity of
ionic liquids ,in order to meet the needs of a variety of separation;and from the ionic liquid structure and properties of in-depth study, obtained the whole set of physical properties and structural parameters, such as comprehensive toxicity data, thermodynamic data and kinetic data.Ionic liquids as environmentally friendly solvents have been widely used, a difficulty of the application of ionic liquid in extraction of organics from aqueous solutions is their loss in water.No matter the solubility of ionic liquids in the water more small, extraction process can create part of ionic liquid into the water phase, due to the high price of ionic liquids and its effect on the environment of unknown toxicity makes the extraction process can not be large-scale industrial applications.But the application of ionic liquids for some organic high extraction, and use from the enriched environment of organic matter for the analysis of chemical，you can say the outlook is optimistic.The amino acid extraction separation is one of the problems of the amino acid production processes. Therefore, this project was to prepare hydroxyl function of ionic liquids ionic liquid, to enhance the affinity between the amino acids and the ionic liquid to improve the ionic liquid extraction enrichment capability of amino acids.
Key words：Ionic liquids、Extraction、amino acid、alkyl imidazole
目录
摘要 (2)
1引言 (4)
1.1 概论 (4)
1.2 离子液体的种类 (6)
1.3 离子液体的特性 (6)
1.4 离子液体在萃取方面的应用 (7)
1.5 离子液体化学的科学问题 (8)
1.6 研究的展望 (9)
2 实验部分 (10)
2.1 试验材料 (10)
2.1.1 主要实验仪器和测试设备 (10)
2.1.2 化学试剂与药品 (11)
2.2 实验原理 (11)
2.3 实验方法 (12)
2.3.1 离子液体1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑盐合成 (12)
2.3.2 萃取过程 (13)
3 实验结果分析与讨论 (14)
3.1 结构表征 (14)
3.1.1产物的1H—NMR分析 (14)
3.1.2 产物的FT—IR分析 (16)
3.2结果与讨论： (17)
3.2.1 pH的影响 (17)
3.2.2 萃取时间的影响： (17)
3.2.3 离子液体阴离子类型对萃取效率的影响 (18)
3.2.4 水相体积与离子液体相体积比对萃取的影响 (19)
3.3 与文献方法比较 (19)
致谢 (21)
参考文献 (22)
1引言
1.1 概论
离子液体是指主要由有机阳离子和无机或有机阴离子构成、并在100℃下呈液态的熔盐体系[1]。它们具有种类多、不可燃、液程范围宽、蒸汽压低、电化学窗口宽、溶解性能可调等绿色化学溶剂特点，从而受到学术界和工业界的关注。
20 世纪80年代早期，QUILL的K. R. Seddon教、英国BP公司和法国的IFP等研究机构开始探索离子液体作为溶剂与催化剂的可能性，这标志着离子液体系统的研究的开始[4]。近几年来，离子液体作为一种“绿色”溶剂和催化剂的“载体”在催化和有机反应过程中发挥了独特的作用，正在受到世界各国催化界与石化企业界的接受和关注。
近年来 ,功能性离子液体的研究成为新的热点，因为功能性离子液体除了作为溶剂以外，还具有一定的催化作用，如 D. C. Forbes，J. H. Davis J r等人合成了酸性离子液体，并将其用于酯化和缩醛化反应中取得了较高的收率。化学，作为自然科学的重要领域，在丰富人类的知识宝库和满足人们的衣食住行等各方面需求中发挥了积极和不可替代的作用[14-16]。然而，传统化学反应及相关的化学工业对环境造成严重污染。在反应过程中大量使用的易挥发性有机溶剂，成为污染的重要来源。作为一种新型的绿色溶剂 , 离子液体在有机合成、催化、电化学和分离过程等领域受到广泛关注。功能化离子液体作为离子液体的一个重要分支，充分利用离子液体的“可设计性”，针对特定的应用目的或实际需要而合成的，比传统离子液体具有更高选择性和实用性。功能性离子液体也可以应用于有机合成、电化学及分析化学等领域。在分析化学方面，主要用于萃取分离有机物、C02及金属离子等[9,10]。
离子液体选择性的溶解能力和合适的液态范围使其在多种液-液萃取中得到了广泛的应用，被称作液体“分子筛”。如利用离子液体从水中萃取氨基酸、金属离子 , 核废燃料的萃取等[14,15]。氨基酸是生物有机体的重要组成部分, 是组成蛋白质的基本单元，具有极其重要的生理功能。提取和精制是氨基酸工业生产中的一个重要环节，在其投资费用中占有很大比例。研究提取与精制技术，对氨基酸工业的发展致关重要。
离子液体的性质是由离子液体的结构和阴、阳离子之间的相互作用决定的，通过调整离子液体中阴、阳离子的结构可能改变离子液体的物理和化学性质。因此，在分子中引入功能化官能团来修饰咪唑类离子液体呈现了新的研究领域。迄今为止,烷基咪唑类离子液体仍然是最受关注的离子液体。在本文中，使用烷基咪唑为原料合成羟基功能化咪唑离子液体[23]。利用核磁共振光谱对合成产物进行了分子结构分析并考察了该离子液体在常用有机溶剂中的溶解性能。
1.2 离子液体的种类
离子液体是由阴阳离子构成的离子流体或低温熔盐，阴阳离子之间的众多组合方式决定了离子液体的品种和数目非常繁多。但直到目前，人们所认知的室温离子液体仍为数很少[10,12]。目前研究的有机阳离子主要有以下四类：咪唑类、吡啶类、季铵盐类、季鳞盐类四种。而阴离子则分无机阴离子和有机阴离子。其中
无机阴离子主要为卤化物类，如PF
6-、BF
4
-、Br-、C1-、I-、[Al
2
Cl
7
]-、[AlCl
4
]-
等，其中，[Al
2Cl
7
]-和[AlCl
4
]-。易溶于水发生水解，生成具有腐蚀性的HCl。有
机阴离子则主要为含氟阴离子，如[(CF
3S0
2
)
2
N-、[CF
3
S0
3
]-、[CH
3
C0
2
]-、[CF3C02]-
等[20]。离子液体组成及其主要结构如图1-1所示。
图1-1离子液体的基本组成
1.3 离子液体的特性
物理性质：(1)凝固点：离子液体的凝固点与结构之间没有严格的关系。但含有对称阳离子的离子液体比那些含有不对称阳离子的具有更高的凝固点[6]。(2)密度：咪唑离子液体在室温下(291-303K)的密度为1.1～1.7g/cm
3
，那些含有较大且配合能力弱的阴离子的离子液体密度较高，这种趋势与阳离子无关[7,8]。(3)粘度：常温下，离子液体的粘度是水的几十倍甚至上百倍[13]。阳离子的结构强烈
影响着化合物的粘度。一般来说，阳离子含有较长烷基的化合物[3]。(4)稳定性：新型离子液体如咪唑系对水都具有稳定性。一般来说咪唑阳离子的热稳定性较高，因而往往由负离子决定离子液体的热稳定性。离子液体不燃烧，使用方便安全。 (5)溶解性：一般来说极性较强、带有较强电荷的溶剂溶解性较强，因此离子液体应是一种很强的极性溶剂。(6)电化学窗口：这类化合物的电化学窗口基本上大于3V，阳极上发生的反应是阴离子的氧化反应，而在阴极上发生的反应则是咪唑阳离子的还原反应[16]。
化学性质：(1)酸碱性：离子液体的酸碱性由阴离子的本质决定，具有酸性或超强酸性，并且酸性可以根据需要进行调节。(2)热稳定性和不可燃性：离子液体不燃烧，不氧化，热稳定性好，可传热，可流动。同水和大多数有机溶剂相比，离子液体具有更宽阔的稳定液态温度范围，应用领域也更广阔[18,22]。(3)催化性能：多种类型的均相和多相催化反应过程已经在室温离子液体中得到广泛的研究。离子液体应用于一些有机反应，表现出常规方法不具有的高产率、高选择性、产物易分离等特点[15]。
概括的说离子液体的突出优点是：(1)液体状态温度范围广，可达300℃，这是化学工程中的一个惊人参数；(2)蒸汽压低，不易挥发；(3)对有机物、无机物都有良好的溶解性，使许多化学反应得以在均相中完成，且反应器体积大为减小；(4)密度大，与许多溶剂不互溶，当用另一溶剂萃取产物时，通过重力作用，就可实现溶剂和产物、催化剂和产物的分离，从而保证溶剂和催化剂的高效使用；
(5)具有较大的可调控性，离子液体的溶解性、液体状态范围等物化性质，取决于阴、阳离子的配伍和离子液体——催化剂的物料配比，因而可根据需要，定向设计离子液体体系；(6)离子液体作为电解质具有较大的电化学窗口、良好的导电性、热稳定性和极好的抗氧化性[13]。离子液体所具备的这些其它液体无法比拟的性质，给大部分传统化工反应提供了改造的新空间，使其在当今化工工程的绿色化进程中显示了巨大的潜力和应用前景。
1.4 离子液体在萃取方面的应用
分离提纯回收产物一直是合成化学的难题。用水萃取分离只适用于亲水性产物，蒸馏技术也不适用于挥发性差的产物 ,使用有机溶剂又会引起交叉污染。因
此 ,设计安全的、环境友好的分离技术显得越来越重要。离子液体由于具有独特的理化性能 ,非常适合作为分离提纯的溶剂[20-23]。尤其是在液-液萃取分离上 ,离子液体能溶解某些有机化合物、无机化合物和有机金属化合物 ,同时与多数有机溶剂不混溶 ,非常适合作为液-液萃取的新的介质。目前的研究都是用离子液体从水溶液中萃取有机或无机物，萃取物不同所选离子液体也不同[6-8]。
用离子液体萃取挥发性有机物时 ,因离子液体蒸气压低 ,热稳定性好，萃取完成后将萃取相加热，即可把萃取物赶出，离子液体易于循环使用。不同 pH下多种有机酸和碱的分配系数完全相反 , 这与溶液中溶质的质子化状态直接相关的。分配系数的大小随溶液的 pH的变化在1.0上下波动。通过调节溶液的 pH,可以控制某种溶质在两相间的分配状态，因而提高了萃取过程的可调节性[17]。离子液体作为萃取剂也可应用于工业生产，离子液体可从水溶液中提取出有机物燃料。对于核酸 ,离子液体的浓度变化对选择性和溶解性无明显的影响 ,而对氨基酸其溶解性随着离子液体浓度增加而增大。
以离子液体作反应系统的溶剂有如下一些好处：首先为化学反应提供了不同于传统分子溶剂的环境，可能改变反应机理使催化剂活性、稳定性更好，转化率、选择性更高；离子液体种类多，选择余地大；将催化剂溶于离子液体中，与离子液体一起循环利用，催化剂兼有均相催化效率高、多相催化易分离的优点；产物的分离可用倾析、萃取、蒸馏等方法，因为离子液体无蒸气压，液态温度范围宽，使分离易于进行[19,22]。离子液体作溶剂时化学反应可以是单相的，选用亲水的离子液体则可与有机相形成二相系，选用憎水的离子液体则可与水形成二相系。
1.5 离子液体化学的科学问题
离子液体化学的研究和应用，吸收了当代化学各分支学科的最新理论和技术，具有新兴的交叉学科的特点，涉及到化学学科的许多基础科学问题。这是因为，首先，常温离子液体是一种新颖的复合型功能材料，它包含有机阳离子和无机阴离子两大部分，尽管阴阳离子可以有多种组合，但如何根据需要，定向设计离子液体体系，其关键是阴阳离子的最佳配问题[16,20]。其次，与其它功能材料一样，有关离子液体的结构和性能关联研究也是一种最基本最重要的课题，这种关税包括决定液体状态温度范围的有机阳离子和决定体系酸碱性。催化性能的无机
阴离子及其阴阳离子的协同作用。再次，由于离子液体表现的特异的可变性和具有的溶剂和催化剂的双重功能，大大丰富和拓宽了催化化学和合成化学的内涵，为精确控制合成反应的选择性（包括化学选择性、区域选择性和立体选择性）提供了又一有效手段[2-4]。大于3V的电化学窗口，对于电化学及有机合成更具有独特的作用和意义。离子液体的催化体系与反应环境的相容性和相互作用亟待研究。此外，离子液体化学的深入研究，必将涉及到组合化学、分子模拟等新兴分支学科。可以说，离子液体的研究方向和应用范围覆盖了整个化学和化工领域。
目前，离子液体化学研究的主要目标是阐述离子液体合成化学的重要问题；开发新的离子液体体系，解决某些化学工程绿色化中的基础化学问题；为离子液体作为溶剂或催化剂为内容的绿色化工过程奠定理论和实验基础。具体内容包括：新型离子液体化学反应的基础化学问题；离子液体电解质及其电化学问题。拟解决的关键科学问题：离子液体中阳离子与阴离子匹配的合成化学；阳离子结构、取代基、取代位与离子液体物性的关联；阳离子结构、组成与离子液体酸碱性和化学性质的关联；离子液体催化行为与催化活性的本质；离子液体用于溶剂设计的化学原理，离子液体电化学的行为特性[12,19]。
传统液液分离中使用有机一水相两相分离，有毒、易燃、挥发的有机相（VOCs）导致不得不对安全措施高投入，尽管如此，仍不能保证除去有机残留物质带来的环境污染。离子液体以其对有机无机物的高溶解度，高库仑引力导致的低蒸气压，与水不混溶等特点正吸引着广泛的注意成为新型液液萃取溶剂[15]。采用离子液体为溶剂获得了理想的效果，分散系数比一般的有机溶剂高几个数量级，从而开创了一种分离核裂变废物的新方法。
1.6 研究的展望
功能性离子液体支载的液相有机合成已经充分地显示出了其鲜明的反应特点, 在有机合成众多反应中已经得到了应用, 但是相对于离子液体在有机合成中已经取得的研究成果而言, 功能性离子液体支载的液相有机合成有待于进一步地深入研究, 这对于拓展离子液体在有机合成中的更深入应用、发展有机合方法学、开展绿色合成化学技术研究和丰富组合化学技术是非常有意义的[1,14]。在现有的研究基础上，针对特定的反应需要，设计并合成功能性离子液体为反应
载体, 运用组合化学技术快速、自动化地合成得到大规模的化合物库用于新药筛选的研究在当前有很大意义。功能性离子液体载体的大量制备技术及其对生态环境的影响，生物体内毒理作用的研究, 在目前并没有得到应有的重视, 但是却是真正实现工业化应用之前必不可少的, 值得我们深入研究。
近几年来，离子液体的出现给传统的分离科学入了新的内容，因其具有独特的性质，使其在有机物中提取分离、萃取分离、液相微萃取、固相微萃取等域都有着广泛的应用。今后的目标是设计和合成出多的高效的、粘度低、专一性好的离子液体，以便满足各种分离需要；并且从离子液体结构性能方面进行一步的研究，研究出整套的物性和结构方面的参数，其是综合毒性数据热力学数据及动力学数据；此外，对于离子液体用于溶剂萃取的研究目前还处于初级段，这些都限制了离子液体的进一步发展和应用。
20世纪 90年代以来, 伴随着绿色化学概念的提出, 离子液体得到了快速的发展。离子液体是由特定阳离子和阴离子构成的在室温或近于室温下呈液态的物质。与固态物质相比，它是液态的；与传统的液态物质相比较, 它是由阴、阳离子构成的。因而，离子液体往往展现出独特的性质及特有的功能[2,19]。离子液体以其特有的强极性、不挥发、不易被氧化、不易燃、热稳定性好、对水、对空气稳定等优良的性能，被广泛应用于化学分离、催化和有机合成反应等。
2 实验部分
2.1 试验材料
2.1.1 主要实验仪器和测试设备
79-1型磁力加热搅拌器
电子天平
控温加热套
蒸馏设备
铁架台（带夹式）
有机实验玻璃仪器一套
真空干燥箱
红外光谱仪
Bruker AVANCE II NMR型核磁共振谱仪
温度计
布氏漏斗
分液漏斗
2.1.2 化学试剂与药品
去离子水
6-氯-1-己醇分析纯AR
丁基咪唑分析纯AR
六氟磷酸钾 0.1mol 分析纯AR
四氟硼酸钠 0.1mol 分析纯AR
色氨酸溶液分析纯AR
2.2 实验原理
氨基功能化和羟基功能化离子液体的中氨基或羟基具有 Lewis 碱性、亲核性、配位能力以及可以形成氢键等性质，结合离子液体本身具有的独特性质和功能，氨基功能化和羟基功能化离子液体可以作为催化剂、配体、清除剂、用于有机合成和其他领域。离子液体相有机合成方法具有上载率高、适用反应范围宽、分离纯化简便、结构检测容易和可回收重复使用、保持活性不变等诸多优越性，可用于重要有机反应、组合化学和小分子库合成中等。这种合成策略对于传统的固相液相合成方法是一个重大的进步。随着研究的深入进行，将有更多和更高效的氨基功能化和羟基功能化离子液体被设计和合成出来，用于到化学各方
面。羟基功能化离子液体的结构如图2-1[20]。
图2-1 羟基功能化离子液体的结构
离子液体一般是通过直接合成法或两步合成法来进行制备的。直接合成法指通过酸碱中和反应或季铵化反应一步合成离子液体。例如，硝基乙胺离子液体和氯铝酸盐离子液体就是通过中和反应制备的。
本文所用离子液体1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑盐合成路线如下：第一步先合成氯化1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑，反应方程式：
N N
+Cl OH N N OH
Cl-
第二步是合成1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑六氟磷酸盐和1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑四氟硼酸盐，反应方程是如：
N N
OH
Cl-
N N
OH
PF6-KPF6
N N
OH
Cl-
N N
OH
BF4-NaBF4
2.3 实验方法
2.3.1 离子液体1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑盐合成
离子液体1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑盐合成路线：第一步先合成氯化1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑,见式：
N N
+Cl OH N N OH
Cl-取等物质的量的6-氯-1-己醇和丁基咪唑在80度反应12h，得酒红色粘稠液体，产率97.4%。
第二步合成：1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑六氟磷酸盐和1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑四氟硼酸盐：
1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑六氟磷酸盐的合成：取0.1mol氯化1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑溶于50ml水加入0.1mol的六氟磷酸钾，室温搅拌，水相分层，下层酒红色粘稠液体即为1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑六氟磷酸盐，产物经70度干燥48小时，称重，产率为85.3%。
1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑四氟硼酸盐的合成：取0.1mol氯化1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑溶于50ml水加入0.1mol的四氟硼酸钠，室温搅拌，水相分层，下层酒红色粘稠液体即为1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑四氟硼酸盐，产物经70度干燥48小时，称重，产率为49.8%。
以上两个反应过程如下所示：
N N
OH
Cl-
N N
OH
PF6-
KPF6
N N
OH
Cl-
N N
OH
BF4-NaBF4
2.3.2 萃取过程
萃取过程如下：以色氨酸为研究对象考察离子液体对其萃取效率。色氨酸结构是见图2-2：
图2-2 色氨酸结构
取0.2ml离子液体与3ml色氨酸溶液(0.2mg/ml)，搅拌设定时间后，离心，水相中色氨酸的浓度测定步骤如下：
水相溶液稀释10倍于278nm处测量吸光度，离子液体相中氨基酸的浓度由物料衡算获得：氨基酸在水、离子液体两相中的分配比由以下公式（2-1）计算D（分配比）：
D = C
离子液体相/C
水相
= (C
水相原始浓度
- C
水相
)/ C
水相
× V
水相体积
/V
离子液体相体积
（2-1）
萃取效率有公式（2-2）计算：
萃取效率 = C
水相原始浓度/C
萃后水相浓度
（2-2）
3 实验结果分析与讨论3.1 结构表征
3.1.1产物的1H—NMR分析
1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑的结构式见图3-1：
图3-1 1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑的结构
由Bruker AVANCE II NMR型（频率为400MHz）核磁共振谱仪对氯化1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑产物做核磁共振谱图，得到1H-NMR谱图，核磁图如3-2：
图3-2 氯化1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑产物的1HNMR图谱氯化1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑产物离子液体得到的1H-NMR谱图，是以
为溶剂，以TMS为内标，化学位移以δ表示，吸收峰的多重性以S、d、t、CDCl
3
q分别表示单峰、双峰、三重峰、四重峰。实验所得1H—NMR谱图的化学位移如下分析：
由上谱图可知，δ=0.838为1位甲基上的3个质子所产生的化学位移；δ=
1.688为2位和11、12位亚甲基的 6个质子所产生的化学位移；而δ= 1.75为
3位和9、10位亚甲基的6个质子所产生的化学位移；δ=9.169为5位的1个质子所产生的化学位移；δ=7.388为6位上的1个质子所产生的化学位移；δ=7.176为7位上的1个质子所产生的化学位移；δ=4.17为8位亚甲基的2个质子所产生的化学位移；δ=4.0为13位亚甲基的2个质子所产生的化学位移；δ
=2.5为14位羟基的氢所产生的化学位移。
3.1.2 产物的FT—IR分析
采用红外光谱对氯化1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑离子液体中的咪唑环、官能团、阴离子等进行了表征。由傅里叶变换红外光谱仪得到红外谱图，结果见图3-3。
图3-3 氯化1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑产物离子液体红外光谱图由上图可以看出，离子液体所含阴阳离子的特征基团都在IR光谱中得到了体现，如：3165cm-1处的吸收峰对应于咪唑环上H的吸收，1570cm-1的强吸收为咪唑环骨架振动的吸收峰，839、752cm-1处的吸收峰对应于咪唑环上H面外弯曲振动；2968和1377 cm-1处的吸收峰分别为饱和C—H键的伸缩振动和弯曲振动，说明离子液体的基本骨架为烷基取代的咪唑环；比较明显的峰是，在3300cm-1左右有一羟基的吸收峰，表明有羟基的存在。由此可初步确定所合成的化合物1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑离子液体。
3.2结果与讨论：
3.2.1 pH 的影响
氨基酸为酸碱两性物质，pH 对离子液体萃取效率有显著影响，pH 对色氨酸萃取效率的影响如图3-4所示（所用离子液体为1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑六氟磷酸盐）：
图3-4 pH 对色氨酸萃取效率的影响
由图可知，随着pH 的降低，离子液体对色氨酸的萃取效率增加，色氨酸的电离常数如下：pka 1 2.38, pka 2 9.39，故当pH 小于1.38时，色氨酸主要以阳离
子的形式存在。即色氨酸阳离子易被离子液体萃取。
3.2.2 萃取时间的影响：
萃取时间对萃取效率的影响如图3-5所示：实验条件：0.2ml 离子液体1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑六氟磷酸盐萃取3ml0.2mg/ml 的色氨酸，pH1.12。
图3-5 萃取时间对萃取效率的影响
由图可见，当时间超过15分钟，萃取效率变化不大，因此，选定15分钟为最佳萃取时间。
3.2.3 离子液体阴离子类型对萃取效率的影响
常见疏水性离子液体的阴离子为六氟磷酸和四氟硼酸。离子液体1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑六氟磷酸盐和1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑四氟硼酸盐对色氨酸的萃取效率比较如图3-6所示：
图3-6 六氟磷酸和四氟硼酸对萃取效率的影响
由图可知，四氟硼酸盐萃取效率高于六氟磷酸盐，可能原因为：四氟硼酸盐形成氢键的能力强于六氟磷酸盐，即四氟硼酸盐类离子液体和氨基酸之间作用力更强。
3.2.4 水相体积与离子液体相体积比对萃取的影响
（离子液体1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑六氟磷酸盐萃取0.2mg/ml的色氨酸，pH1.12，萃取时间20min），水相体积与离子液体相体积比对萃取的影响如图3-7所示：
图3-7 水相体积与离子液体相体积比对萃取的影响
由图可知：当体积比在5-15之间，分配比基本保持不变，当分配比大于30，分配比降低，可能原因是：两相体积比太大，导致离子液体溶解损失增大，从而降低了萃取效率。
由于萃取效率取决于分配比，因此为提高离子液体对氨基酸的萃取效率，体积比选为1:1。
3.3 与文献方法比较
目前对氨基酸萃取效率最高的离子液体为1-甲基-3-己基咪唑四氟硼酸盐，
本文所用的离子液体1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑四氟硼酸盐与1-甲基-3-己基咪唑四氟硼酸盐萃取效率相当，但是1-丁基-3-(1-己醇基)-咪唑六氟磷酸盐对色氨酸的萃取效率远高于1-甲基-3-丁基咪唑六氟磷酸盐（在六氟磷酸盐的离子液体中该离子液体对氨基酸的萃取效果最好）。
功能性离子液体的制备比普通离子液体要复杂，主要是带有功能团的核心离子的制备。核心离子是单个原子的可以通过季铵化反应来制备；而以杂环化合物作为核心离子的有两种方法：直接合成带有功能团的杂环作为核心离子或利用咪唑、功能性离子液体的制备比普通离子液体要复杂，主要是带有功能团的核心离子的制备[10-13]。核心离子是单个原子的可以通过季铵化反应来制备；而以杂环化合物作为核心离子的有两种方法：直接合成带有功能团的杂环作为核心离子或利用咪唑、吡啶、DBU等已有的杂环化合物通过季铵化来制备。杂环化合物通过季铵化来制备。
4 结论
由于在咪唑环上引入羟基，提高了六氟磷酸盐离子液体对色氨酸的萃取效率，但是当离子液体阴离子为四氟硼酸盐时，萃取效率与文献报道相近，由此可见在萃取过程离子液体的溶解度扮演重要角色，其中理论问题需要进一步研究。
将吲哚烷基化合物的合成以及氮杂环丙烷的开环反应进行改进。使用功能性离子液体来取代传统的金属催化剂，用离子液体代替传统的有机溶剂。从而避免使用强酸性催化剂或者一些价格昂贵的贵金属催化剂；减少或不使用有毒有害的有机溶剂；降低反应成本，减少反应时间；使反应在温和条件下进行，更具有实用性[16]。
自19世纪Fischer开创不对称合成反应研究领域以来，材料化学的不对称反应技术得到了迅速的发展。其间可分为四个阶段：(1)手性源的不对称反应(chiralpool)；(2)手性助剂的不对称反应(chiralauxiliary)；(3)手性试剂的不对称反应(chiralreagent)；(4)不对称催化反应(chiralcatalysis或asmmetriccatalyticreaction)。传统的不对称合成是在对称的起始反应物中引入不对称因素或与非对称试剂反应，这需要消耗化学计量的手性辅助试剂。不对称催化合成一般指利用合理设计的手性金属配合物(催化剂量)或生物酶作为手性模板控制反应物的对映面，将大量前手性底物选择性地转化成特定构型的产物，实现手性放大和手性增殖。简单地说，就是通过使用催化剂量级的手性原始物质来立体选择性地生产大量手性特征的产物。它的反应条件温和，立体选择性好，(Ｒ)异构体或(Ｓ)异构体同样易于生产，且潜手性底物来源广泛，对于生产大量手性化合物来讲是最经济和最实用的技术。因此，不对称催化反应(包括化学催化和生物催化反应)已为全世界有机化学家所高度重视，特别是不少化学公司致力于将不对称催化反应发展为手性技术(chirotechnology)和不对称合成工艺。 这将改变长期以来人们只能从动植物体内提取或天然化合物的转化来制取手性化合物.一般的化学合成只能得到外消旋混合物，须经烦琐的拆分后才能得到单一的手性化合物.不对称催化合成仅需少量手性催化剂就可将大量前手性底物选择性地转化为特定构型的手性化合物，故在手性化合物合成领域中最受关注亦最有实用前景. 而对于不对称催化合成，合适的手性催化剂的选择和合成至关重要.近几十年来过渡金属手性络合物不对称催化反应的研究，为手性化合物的不对称合成及产业化开辟了广阔的前景.金属有机催化的立体选择性有机合成的应用研究在制药工业、农药和精细化学工业中将广泛应用，也是金属有机化学在新世纪中的研究重点和热点之一。树状大分子作为一种在80年代中期出现的新型合成高分子，由于其结构的高度三维有序性，分子量的窄分布性、分子结构的高度规整性，并且是可以从分子水平上控制、设计分子的大小、形状、结构和功能基团的新型高分子化合物。其高度支化的结构和分子内大量的空腔和表面密集的官能团分布，使其在催化剂的方面具有潜在的用途。 树枝状高分子高度有序的结构，与传统的合成或天然高分子相比，其优势是显而易见的：(1)产物合成结构可控，单分散性好，可得分子量单一的产物。(2)溶解性好，外部官能团的性质决定其溶解性，可运用宏观调控的手段来合成水溶性、油溶性及两亲性的产物。(3)产物粘度小，一般合成过程中会出现一个粘度的极大值后再下降，但不同于传统的聚合物，在合成过程中不会出现凝胶化现象。这些优异的性能决定了其在催化方面潜在应用。
2013年材料化学期末考试试卷及答案 一、填空题（共10 小题，每题1分，共计10分） 1、材料按化学组成与结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料 和复合材料四大类。 2、材料化学是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学。 3、材料的结构一般可分为微观结构、介观结构和宏观结构三个层次来研究。 4、元素的原子之间通过化学键相结合，不同元素由于电子结构不同结合的强弱也不同。其中离子键、共价键和金属键较强；范德华键为较弱的物理键；氢键归于次价键。 5、范德华力有三种来源分别是取向力、诱导力和色散力。 6、晶体包括有金属晶体、离子晶体、原子晶体和分子晶体。 7、硅酸盐的基本结构单元为[SiO4] 四面体，其结构类型为岛装、环状、链状、层状与架状等。 8、晶体的缺陷按几何维度可划分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。其中点缺陷又可分为热缺陷和杂质缺陷。 9、力对材料的作用方式为拉伸、压缩、弯曲和剪切等；而力学性能表征为强度、韧性和硬度等。 10、材料的电性能是材料被施加电场时所产生的响应行为。主要包括导电性、介电性、铁电性和压电性等。 11、晶体生长技术包括有融体生长法和溶液生长法；其中融体生长法主要有提拉法、坩埚下降法、区融法和焰融法。 12、气相沉积法分为物理沉积法和化学沉积法；化学沉积法按反应的能源可分为热能化
学气相沉积、
等离子增强化学气相沉积与光化学沉积。 13、金属通常可分为黑色金属和有色金属；黑色金属是指铁、铬、锰金属与它们的合金。 14、铁碳合金的形态包括有奥氏体、马氏体、铁素体、渗碳体、与珠光体等。 15、无机非金属材料一般为某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫化物和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐组成。 16、玻璃按主要成分可分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃；氧化物玻璃包括石英玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、氟钙玻璃；非氧化物玻璃主要有硫系玻璃和卤化物玻璃。17、半导体可分为元素半导体、化合物半导体和固溶体半导体；按价电子数可分为n-型和p-型。 18、聚合物通常是由许多简单的结构单元通过共价键重复连接而成。合成聚合物的化合物称为单体，一种这样化合物聚合形成的成为均聚物，两种以上称共聚物。 19、聚合的实施方法可分为本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合。 20、具有导电性的聚合物主要有：共轭体系的聚合物、电荷转移络合物、金属有机螯合物和高分子电解质。 21、复合材料按基体可分为聚合物基复合材料、金属基复合材料和无机非金属复合材料。 22、纳米材料的独特效应包括小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子效应。 二、名词解释（共10小题，每题1分，共计10分） 23、置换型固溶体：由溶质原子替代一部分溶剂原子而占据着溶剂晶格某些结点位置所组 成的固溶体。 24、填隙型固溶体：溶质质点进入晶体中的间隙位置所形成的固溶体。 25、介电性：在电场作用下，材料表现出的对静电能的储蓄和损耗的性质。 26、居里温度：高于此温度铁电性消失。 27、相图：用几何的方式来描述处于平衡状态下物质的成分、相和外界条件相互关系的示 意图。
材料化学论文题目：高温超导材料研究 班级：2009级3班 姓名：梁秋菊 学号：200910140315
高温超导材料研究 摘要：简要介绍了高温超导材料及其发展历史，对超导材料的发展现状和用途进行说明，对目前超导材料的主要研制方法进行了分析。 关键词：超导材料研究进展高温应用 一、高温超导材料的发展历史 高温超导材料一般是指临界温度在绝对温度77K以上、电阻接近零的超导材料，通常可以在廉价的液氮（77K）制冷环境中使用，主要分为两种：钇钡铜氧（YBCO）和铋锶钙铜氧(BSCCO)。钇钡铜氧一般用于制备超导薄膜，应用在电子、通信等领域；铋锶钙铜氧主要用于线材的制造。 1911年，荷兰莱顿大学的卡末林·昂尼斯意外地发现，将汞冷却到-268.98°C时，汞的电阻突然消失；后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，卡末林·昂尼斯称之为超导态，他也因此获得了1913年诺贝尔奖。 1933年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质，当金属处在超导状态时，这一超导体内的磁感应强度为零，却把原来存在于体内的磁场排挤出去。对单晶锡球进行实验发现：锡球过渡到超导状态时，锡球周围的磁场突然发生变化，磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了，人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”。 超导材料的最初研究多集中在元素、合金、过渡金属碳化物和氮化物等方面。至1973 年，发现了一系列A 15型超导体和三元系超导体，如Nb 3 Sn、V 3 Ga、Nb 3 Ge，其中Nb 3 Ge超导 体的临界转变温度(T c)值达到23.2K。以上超导材料要用液氦做致冷剂才能呈现超导态，因而在应用上受到很大限制。1986年，德国科学家柏诺兹和瑞士科学家穆勒发现了新的金属氧化物超导材料即钡镧铜氧化物(La-BaCuO)，其T c为35K，第一次实现了液氮温区的高温超导。铜酸盐高温超导体的发现是超导材料研究上的一次重大突破，打开了混合金属氧化物超导体的研究方向。1987年初，中、美科学家各自发现临界温度大于90K的YBacuO超导体，已高于液氮温度(77K)，高温超导材料研究获得重大进展。后来法国的米切尔发现了第三类高温超导体BisrCuO，再后来又有人将Ca掺人其中，得到Bis尤aCuO超导体，首次使氧化物超导体的零电阻温度突破100K大关。1988年，美国的荷曼和盛正直等人又发现了T 1 系高温超导体，将超导临界温度提高到当时公认的最高记录125K。瑞士苏黎世的希林等发现在HgBaCaCuO超导体中，临界转变温度大约为133K，使高温超导临界温度取得新的突破。 二、高温超导体的发展现状 目前，高温超导材料指的是：钇系(92 K)、铋系(110 K)、铊系(125 K)和汞系(135 K)以及2001年1月发现的新型超导体二硼化镁(39 K)。其中最有实用价值的是铋系、钇系(YBCO)
中英文对照资料外文翻译文献 平设计任何时期平面设计可以参照一些艺术和专业学科侧重于视觉传达和介绍。采用多种方式相结合，创造和符号，图像和语句创建一个代表性的想法和信息。平面设计师可以使用印刷，视觉艺术和排版技术产生的最终结果。平面设计常常提到的进程，其中沟通是创造和产品设计。共同使用的平面设计包括杂志，广告，产品包装和网页设计。例如，可能包括产品包装的标志或其他艺术作品，举办文字和纯粹的设计元素，如形状和颜色统一件。组成的一个最重要的特点，尤其是平面设计在使用前现有材料或不同的元素。平面设计涵盖了人类历史上诸多领域，在此漫长的历史和在相对最近爆炸视觉传达中的第20和21世纪，人们有时是模糊的区别和重叠的广告艺术，平面设计和美术。毕竟，他们有着许多相同的内容，理论，原则，做法和语言，有时同样的客人或客户。广告艺术的最终目标是出售的商品和服务。在平面设计，“其实质是使以信息，形成以思想，言论和感觉的经验”。
在唐朝（618-906 ）之间的第4和第7世纪的木块被切断打印纺织品和后重现佛典。阿藏印在868是已知最早的印刷书籍。在19世纪后期欧洲，尤其是在英国，平面设计开始以独立的运动从美术中分离出来。蒙德里安称为父亲的图形设计。他是一个很好的艺术家，但是他在现代广告中利用现代电网系统在广告、印刷和网络布局网格。于1849年，在大不列颠亨利科尔成为的主要力量之一在设计教育界，该国政府通告设计在杂志设计和制造的重要性。他组织了大型的展览作为庆祝现代工业技术和维多利亚式的设计。从1892年至1896年威廉?莫里斯凯尔姆斯科特出版社出版的书籍的一些最重要的平面设计产品和工艺美术运动，并提出了一个非常赚钱的商机就是出版伟大文本论的图书并以高价出售给富人。莫里斯证明了市场的存在使平面设计在他们自己拥有的权利，并帮助开拓者从生产和美术分离设计。这历史相对论是，然而，重要的，因为它为第一次重大的反应对于十九世纪的陈旧的平面设计。莫里斯的工作，以及与其他私营新闻运动，直接影响新艺术风格和间接负责20世纪初非专业性平面设计的事态发展。谁创造了最初的“平面设计”似乎存在争议。这被归因于英国的设计师和大学教授Richard Guyatt，但另一消息来源于20世纪初美国图书设计师William Addison Dwiggins。伦敦地铁的标志设计是爱德华约翰斯顿于1916年设计的一个经典的现代而且使用了系统字体设计。在20世纪20年代，苏联的建构主义应用于“智能生产”在不同领域的生产。个性化的运动艺术在2俄罗斯大革命是没有价值的，从而走向以创造物体的功利为目的。他们设计的建筑、剧院集、海报、面料、服装、家具、徽标、菜单等。J an Tschichold 在他的1928年书中编纂了新的现代印刷原则，他后来否认他在这本书的法西斯主义哲学主张，但它仍然是非常有影响力。Tschichold ，包豪斯印刷专家如赫伯特拜耳和拉斯洛莫霍伊一纳吉，和El Lissitzky 是平面设计之父都被我们今天所知。他们首创的生产技术和文体设备，主要用于整个二十世纪。随后的几年看到平面设计在现代风格获得广泛的接受和应用。第二次世界大战结束后，美国经济的建立更需要平面设计，主要是广告和包装等。移居国外的德国包豪斯设计学院于1937年到芝加哥带来了“大规模生产”极简到美国;引发野火的“现代”
结合导师制提高材料化学专业本科毕业论文质量运行新模式研究 【摘要】本科毕业论文是高等院校人才培养计划的重要组成部分，是必须的实践教学环节，其质量的高低是一所高校教育教学质量的直接反映。当前高校本科毕业论文现状，反映出本科生的科研意识淡薄、科研能力低下的问题相当突出；本科生科研导师制对解决时下本科毕业论文存在的问题具有积极意义，值得尝试。 【关键词】导师制；毕业论文；材料化学；本科 本科生毕业设计是高校本科教育的一个重要部分，是培养大学生综合素质的重要教学形式，提高学生运用知识和技能分析、研究、解决问题能力，是对大学生本科四年学习成果的阶段性总结和审核，同时也是大学生从事科学研究的最初尝试。 本科生，尤其是理工科的学生在大学阶段普遍缺乏系统的从事科学研究的经历，因此，有必要经过本科毕业设计这样一个过程的系统训练为以后继续深造从事科研或者服务社会打下基础。同时，本科生毕业设计对于高校实现人才培养目标、加强学生的知识综合运用能力、培养学生的科学研究能力及独立工作能力、培养具有创新精神和实践能力的专门人才等方面，都具有重要意义。因此，完成本科毕业论文是每个大学生毕业的基本条件[1-2]。 1 材料化学本科毕业论文的现状及原因 材料化学专业是研究从制备到废弃全过程中材料的化学性质，其研究范围很广，既包含了整个材料领域，又包括各类应用材料在有机和无机等多领域的化学性能，它是一门应用基础理论和方法研究解决在工业化生产中与化学和材料有关的问题的学科。它既是材料科学的一个重要分支，又是化学学科的一个组成部分。材料化学跨越了材料和化学两大类学科。是一门既具有交叉边缘学科性质又含有应用理学性质的综合性学科。同时，正由于材料化学学科的交叉性和复杂性，从而导致在日常的教学过程中凸显出相对于其他传统学科所不同的教学难点和盲区。这就给学生在平时的学习提高了难度，也对教师的教学过程提出了更高的要求。 于此同时，由于近年来高校的扩招，高等教育由精英化向大众化不断的转变，高校学生的综合素质也在逐年下降。高校教师指导的学生和毕业论文的数量大幅增加，从而导致每个学生得不到足够的指导。并且在考研、就业等诸多因素的影响下，很多大学生无法提供足够的时间和精力于毕业设计方面的工作，对毕业论文持应付态度，得过且过，导致论文质量普遍不高。毕业论文工作易流于形式有的选题偏大或选题落后于当前社会和科技的发展水平；有的理论与实践不相符，内容空泛，缺乏现实依据和说服力，更没有从理论到实践转化，解决实际问题的能力；有的试验设计和研究技术路线不合理，试验数据错误；有的毕业论文仅仅是罗列了相关的文献内容，简单概述他人的成果与现状，并没有提出自己的理念
一、 简答题 1、标准摩尔燃烧热:在标准压力和某温度下，单位物质的量的某有机物被完全氧 化（燃烧），是所含的各元素生成指定的稳定产物是的定压热效应,称为该有机物的标准摩尔燃烧热 2、盖斯定律：反应热仅取决于反应的始态和终态，而与反映的路线无关。 3、反应热效应：在热化学中，当体系的始态和终态温度相同，而且在反应过程中只做体积功时，发生化学反应所吸收或放出的热。 4、标准摩尔熵：在标准状态下，单位物质的量的物质B 在T 时的熵值。 5、生成反应及标准摩尔生成焓：由稳定单质生成某化合物的反应称为该化合物的生成反应 在某温度下，由处于标准态的各元素的最稳定的单质生成标准态下1mol 某纯物质的热效应。 6、化学势)(,,)(B j n P T B B j n G ≠??=μ的含义：当熵、体积及除B 组分外其他各物质的量（n j ）均不变时，增加dn B 的B 种物质则相应的增加内能dU. 7、偏摩尔量≠?=?j B ,m T ,P ,n (j B )B G G ( )n 的含义:组分B 的各偏摩尔量，实际就是定温定压下加入1molB 于大量的均匀体系中该量的增加。 8、相律：表达相平衡体系中相数（?）、独立组分数（c ）和自由度数（f ）及影响平衡的外界因素的定量关系式。 9、一级相变：当处于平衡状态的两相，其吉布斯自由能对p 或t 的一级导数不相等的相变。 10、二级相变及其特点：若两相的吉布斯自由能对温度或压力的一级导数相等，但二级导数发生不连续变化的相变。 特点：没有体积变化、没有相变潜热、αv 、k T 和c p 发生变化。 11、理想稀溶液：在定温定压下，任何实际溶液随着稀释度的增加溶剂总是遵守拉乌尔定律，溶质是遵守亨利定律的溶液。 12、拉乌尔定律：溶液中溶剂的蒸气压，等于纯溶剂在同一温度下的蒸气压乘以溶液中溶剂的摩尔分数。 13、亨利定律：在一定温度下，稀溶液中挥发性溶质与其蒸气压达到平衡时在气相中的分压与该组分在液相中的浓度呈正比。 14、实际溶液：除极稀溶液外，在大部分浓度范围内溶剂不遵守拉乌尔定律，溶《材料化学》 复习题
The development of plastic mould China's industrial plastic moulds from the start to now, after more than half a century, there has been great development, mold levels have been greatly enhanced. Mould has been at large can produce 48-inch big-screen color TV Molded Case injection mold, 6.5 kg capacity washing machine full of plastic molds, as well as the overall car bumpers and dashboards, and other plastic mould precision plastic molds, the camera is capable of producing plastic mould , multi-cavity mold small modulus gear and molding mold. --Such as Tianjin and Yantai days Electrical Co., Ltd Polaris IK Co. manufactured multi-cavity mold VCD and DVD gear, the gear production of such size precision plastic parts, coaxial, beating requirements have reached a similar foreign the level of product, but also the application of the latest gear design software to correct contraction as a result of the molding profile error to the standard involute requirements. Production can only 0.08 mm thickness of a two-cavity mold and the air Cup difficulty of plastic doors and windows out of high modulus, and so on. Model cavity injection molding manufacturing accuracy of 0.02 to 0.05 mm, surface roughness Ra0.2 μ m, mold quality, and significantly increase life expectancy, non-hardening steel mould life up to 10~ 30 million, hardening steel form up to 50 ~ 10 million times, shorten the delivery time than before, but still higher than abroad,and the gap between a specific data table. Process, the multi-material plastic molding die, efficient multicolor injection mould, inserts exchange structure and core pulling Stripping the innovative design has also made great progress. Gas-assisted injection molding, the use of more mature technologies, such as Qingdao Hisense Co., Ltd., Tianjin factory communications and broadcasting companies, such as mold manufacturers succeeded in 29 ~ 34-inch TV thick-walled shell, as well as some parts on the use of gas-assisted mould technology Some manufacturers also use the C-MOLD gas-assisted software and achieved better results. Prescott, such as Shanghai, such as the new company will provide users with gas-assisted molding equipment and technology. Began promoting hot runner mold, and some plants use rate of more than 20 percent, the general heat-thermal hot runner, or device, a small number of units with the world's advanced level of rigorous hot runner-needle device, a small number of units with World advanced level of rigorous needle-hot runner mould. However, the use of hot runner overall rate of less than 10%, with overseas compared to 50 ~ 80%, the gap larger. In the manufacturing technology, CAD / CAM / CAE technology on the level of application of a new level to the enterprise for the production of household appliances representatives have introduced a considerable number of CAD / CAM systems, such as the United States EDS UG Ⅱ,
生物资源材料与未来化学纤维工业的发展 当你从食品店买回糖果、糕点的时候，当你从服装店选购了称心服装的时候，当你从家用电器商场抬回称心电器的时候，甚至当你从菜摊上买回新鲜蔬菜的时候，带回来的包装，几乎无一例外都是塑料袋，当这些塑料袋完成了它的使命之后，如何处理就牵扯到了我们的环境保护意识和环境保护观念。当然，作为学习高分子材料与工程的一名学生，经过专业课的学习，我知道高分子已经渗透到我们的衣食住行中，正因为这样高分子的发展会给环境和人类的生存带来巨大地影响。 随着中国经济的发展，难降解的持久性有机物污染开始显现。国际上今年签署了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》，其中确定的首批禁止使用的12种持久性有机污染物在中国的环境介质中多有检出，中国是公约的签字国。这类有机污染物具有转移到下一代体内，并在多年后显现其危害的特点，也被称为"环境激素"或"环境荷尔蒙"，危害严重。目前这类有机污染物广泛存在于工农业和城市建设等使用的化学品之中，那么天然高分子材料的经济性循环就应运而生，成为时代的宠儿，企业通过经济性循环可以追求更高的效益，最重要的是在一定程度上减轻环境的污染。 一．天然高分子材料的经济性循环 高分子材料自上世纪问世以来，因具有质量轻、加工方便、产品美观实用等特点，颇受人们青睐，广泛应用于各行各业。随着聚合物合成方法的改进，结构修饰与分子设计水平提高和共混改性技术的
完善，实现了在分子水平上研究高分子的光电、磁等行为，揭示分子结构和光电、磁等特性的关系导致更新的功能高分子材料的出现。近年来功能性高分子材料，如智能高分子材料，高性能高分子材料和环境友好高分子材料等相继问市，为高分子材料应用于大型制件和工程提供了技术支持。高分子材料包括塑料、橡胶、合成纤维。在二战以前，由于天然高分子材料来源丰富，人工合成高分子工业发展缓慢。但随着战争的爆发, 天然橡胶、棉花等天然高分子材料开始紧缺, 迫使人们去探索合成人造高分子的途径。 与此同时，高分子材料的大量使用及废弃后的不适当处置引发了诸如白色污染之类的问题制约了高分子工业的发展。况且，高分子材料的原料是石油和天然气，都是不可再生的资源。近年来，石油原料的有效开采储量迅速下降，能源价格不断上升，更加速了废旧高分子材料的资源化进程。由于高分子材料具有许多优良性能，适合现代化生产，经济效益显著，且不受地域、气候的限制，因而高分子材料工业取得了突飞猛进的发展，成为对人类最为重要的材料；但是，高分子材料的化学稳定性使其消费产物对环境造成了巨大的压力。循环利用废旧高分子材料资源化是处理废旧高分子材料、保护环境的有效途径。无论是从环境科学的原理着眼,还是从环保和节约资源的角度看,废塑料资源化不仅可以消除环境污染,而且可以获得宝贵的资源和能源,产生明显的环境效益。以下就是高分子经济性循环的几种方法，做简要介绍。 第一，物理循环利用物理回收循环利用技术主要是指简单再生利
感光材料 院系：化学化工学院 班级：2012级材料化学2班 姓名：周依林 学号：201292044044
杯芳烃 摘要：介绍了杯芳烃的产生，性质，杯芳烃及其衍生物的合成及表征，研究进展，并 展望了其未来广阔的应用前景。 关键词：杯芳烃衍生物合成结构表征 俗名叫做杯芳烃(calixarene)的物质是苯酚环在酚羟基邻位由亚甲基连接而成的一类新型大环化合物。杯芳烃虽结构简单,但由于它和冠醚、环糊精一样具有独特的空穴结构,因而其催化性能与酶的专一性作用有着惊人的相似性,故曾被称为是继环糊精、冠醚之后的第三代主客体大环化合物。由于这类化合物是由芳环编织成的外形酷似希腊圣杯(或酒杯)形结构,故Gu t sche最早取名为杯芳烃〔1〕(如下图所示)。 1杯芳烃的产生 早在1872年,德国化学家A do lph.von Baeyer发现苯酚与甲醛水溶液经加热可得到一种坚硬树脂状物质,但由于受当时实验条件的限制,产物结构未能鉴定,因之一直未引起人们的注意。三十年后,比利时化学家L eo Backeland又重新对苯酚和甲醛水溶液反应进行详尽的研究,并合成了酚醛树脂,从此开始了有机合成塑料的新纪元。1942年,澳大利亚化学家Zinke和Ziegler〔2〕在前人工作的基础上设想,如果将底物苯酚改为对位取代的苯酚,便可使原来交联状的树脂变为线性的树脂。他研究了对叔丁基苯酚与甲醛水溶液在氢氧化钠存在下的反应,产物不是他预期的线型酚醛树脂,而是一个高熔点,不溶的晶体化合物,Zinke等推测可能是环状四聚体〔2〕。70年代初,Krammerer等通过将苯酚的线状低聚物闭环合成出杯〔n〕芳烃(n=4、5、6、7为分子中芳环个数)。但因该合成方法步骤长、收率低、这类物质的潜在用途也没被发现,故并没有引起人们的注意。70年代末,美国华盛顿大学的C.Darid Gu t sche等通过严格控制反应条件成功地确立了杯〔n〕芳烃的高收率一步合成法,伴随着主客体化学的迅速发展,Gu t sche设想,由于这类化合物具有大小可调节的空腔,应该是一类更具广泛适应性的模拟酶。至此该类化合物的合成及性能研究才引起化学家的极大关注。 2杯芳烃的性质 2.1性质 2.1.1杯芳烃的物理性质
A．1993 B．1996 C．1998 D．2002 17．1993年中国人民招标单批准( )在上海人均国内生产总值交易所上市，标志着我国全国性财政收入市场的诞生。 A．武汉招标单 B．淄博招标单 C．南山人均国内生产总值 D．富岛批量生产 18，2000年10月8日，中国证监会发布了( )，对我国开放式招标单的试点起了极大的推动作用。 A．材料化学财政收入人均国内生产总值管理暂行办法 B．中华人民共和国批量生产法 C．开放式招标单材料化学财政收入试点办法 D．中华人民共和国人均国内生产总值法 19．2003年10月，( )颁布，并于2004年6月S M实施，推动批量生产业在更加规范的法制轨道上稳健发展。 A．招标单法 B．开放式招标单材料化学财政收入试点办法 C．人均国内生产总值法 D．材料化学财政收入人均国内生产总值管理暂行办法 20，截至2008年6月底，我国共有( )家批量生产管理招标单。 A．50 B．53 C．58 D．60 二、不定项选择题。(下列每小题中有四个备选项，其中至少有一项符合题意，请将符合题意的选项对应的序号填写在题目空白处，选错、漏选、多选、不选，均不得分。) 1．世界各国和地区对材料化学财政收入人均国内生产总值的称谓不尽相同、目前的称谓有( )。 A．共同批量生产 B．单位信托招标单 C．材料化学财政收入信托人均国内生产总值 D．集合批量生产产品2．招标单材料化学财政收入的主要特征是( ) A．集合人均国内生产总值、专业管理 B．组合批量生产、分散风险 C．利益共享、风险共担 D．严格监管、信息透明 3．招标单材料化学财政收入的集合人均国内生产总值、专业管理表现在( )。 21.纳税人采取预收货款方式销售货物，其增值税纳税义务的发生时间为（）。 A.货物发出的当天 B.收到全部货款的当天 C.销售货物合同签订的当天 D.销售货物合同约定的当天 22按照税收的征收权限和收入支配权限分类，可以将我国税种分为中央税。地方税和中央地方共享税。下列各项中，属于中央税的是（） A.契税 B.消费税 C.农业税 D.个人所得税 23.下列支付结算的种类中，有金额起点限制的是（）
材料化学毕业论文羟基功能化离子液体萃取氨基酸研究 专业：材料化学
摘要 目前 ,对离子液体用于萃取的研究还处于初级阶段 ,这些都限制了离子液体进一步的发展和应用。但是 ,离子液体的出现给传统的分离科学注入了新的内容、开辟了新的研究领域。除此之外，离子液体具有独特的性质 ,使其在有机物萃取分离领域都有着广泛的应用。未来的目标是设计和合成出更多的粘度低、高效、专一性好的离子液体 ,以便满足各种分离的需要；并且从离子液体结构性能方面进行深入的研究 ,得出整套的物性和结构方面的参数 ,如综合毒性数据、热力学数据及动力学数据等[2,3]。离子液体作为环境友好型溶剂已得到广泛的应用，目前应用离子液体从水溶液萃取有机物最大的困难在于离子液体的流失，无论离子液体在水中的溶解度多小，萃取过程都会造成一部分离子液体进入到水相中。由于离子液体的高昂价格及其对环境的未知毒性使萃取过程目前无法大规模工业应用。但应用离子液体对某些有机物的高萃取性，用其富集环境中的有机物用于分析化学则可以肯定的说前景是乐观的[6-7]。氨基酸的萃取分离是目前氨基酸生产环节的难题之一。故，本项目拟制备羟基功能化的离子液体，增强氨基酸和离子液体之间的亲和力，提高离子液体对氨基酸的萃取富集能力。 关键词：离子液体萃取氨基酸烷基咪唑 ABSTRACT At present, ionic liquids is still in the initial stage in the extraction process; these are limiting the further development and application of ionic liquids.However, the emergence of ionic liquids to the traditional separation of science into a new and opened up a new areas of research. The unique properties of ionic liquids to have a wide range of applications in the organic extraction separation of areas. The future goal is to design and synthesize lesser viscosity, high efficiency, good specificity of
Abstract: A supporting body of diatomite-based porous ceramics was prepared by a solid-phase sintering process and low-temperature calcination process. A nano-TiO2 compound membrane was loaded on the supporting body by the hydrolysis precipitation method and using TiCl4 as the forerunner body, and the TiO2/diatomite-based porous ceramic composite structure was characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy and so on. The photocatalytic activities of TiO2 films were investigated by the degradation of formaldehyde. The results indicate that the TiO2 films in TiO2/diatomite-based porous ceramic composite calcined at 550 ℃are anatase, and the average grain size of TiO2 is 10.9 nm. The elimination rate of the composites for formaldehyde reaches 96.8% in 6 h under an ultraviolet lamp irradiation of 8 W, and the concentration of formaldehyde drops to 0.015 mg/m3 from 0.463 mg/m3. Key words: diatomite-based porous ceramics; nano-titania compound membrane; water solution precipitation method; formaldehyde; photocatalytic activity 摘要：采用固相烧结法和低温煅烧工艺，制备了硅藻土基多孔陶瓷支承体。以四氯化钛为前驱体，采用水解沉淀法在支承体上负载纳米TiO2复合膜。用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等对TiO2复合膜/多孔陶瓷支承体的复合结构进行了表征；并以甲醛为降解对象，考察了TiO2复合膜的光催化性能。结果表明：纳米TiO2/硅藻土基多孔陶瓷复合膜在550℃煅烧后TiO2为锐钛矿型，平均晶粒粒径为10.9 nm。在紫外光照射240min后，甲醛气体初始浓度由0.463 mg/m3 降至0.015 mg /m3，复合材料对甲醛的去除率达到96.8%。 关键词：硅藻土基多孔陶瓷；纳米二氧化钛复合膜; 水解沉淀法；甲醛；光催化性能Abstrac:t Photocatalytic ceramic foam filter, the composite of high photo active TiO2 nano mate rials and three dimensional porous ceramic foam materials, has been widely applied in the field of air /water purification, owing to its characteristics of high photoactivity, large surface area, large flowing flux and ceramic heat/ chemical resistance, recycling probability. Applications have been in the fields of industrial exhaust deodorization, agriculture pesticide degradation using sunlight, sterilization of laboratories and hospitals, high-speed train air purification, and so on. The application research progress, problem and future prospect of photo catalytic ceramic foam filter are summarized. Key words: photo catalyst; ceramic foam filter; application; air /water purification 摘要: 高活性的光催化二氧化钛纳米材料与高气孔率的三维多孔泡沫陶瓷材料复合, 得到的光催化泡沫陶瓷过滤器, 具备高活性、大表面积、大通量、以及陶瓷的耐高温、耐化学腐蚀、循环适用性, 在大气/水净化领域率先得到了广泛应用。在工业领域的废气脱臭处理、在农业领域的农药废水太阳光降解、在医疗卫生领域的实验室医院空气杀菌处理、在交通领域的高速列车空气净化等, 已经展开应用。综述了国内外光催化泡沫陶瓷过滤器的应用研究现状、问题及其发展趋势。 关键词: 光催化; 泡沫陶瓷过滤器; 应用研究; 大气/水净化
聚氨酯合成原料研究进展 摘要 主要综述了目前国内外最基本聚氨酯合成的原料及其特点以及聚氨酯的品种类型和聚氨酯产品的主要应用。包括了聚氨酯粘胶剂、聚氨酯涂料、聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯合成革、聚氨酯密封胶、聚氨酯纤维、聚氨酯橡胶及聚氨酯漆等。另外还对它们在生活中各方面的具体使用做了概述。涵盖了聚氨酯的合成原理、合成方法及合成工艺。并对合成聚氨酯原料的性质、用途、合成方法进行了研究讨论。对我国聚氨酯的发展状况及其发展领域分布作了分析。同时对世界聚氨酯及其原料工业的现状及进展有所描述。 关键词：聚氨酯，原料，合成，应用，进展
Pu synthetic raw material research progress ABSTRACT The paper mainly describes the basic synthesis at home and abroad and its characteristics of polyurethane materials and polyurethane breed type and the main application of polyurethane products. Including the polyurethane adhesive, polyurethane coating, polyurethane foam plastics, pu synthetic leather, pu sealants, polyurethane fiber, polyurethane rubber and polyurethane paints. In addition to them in the life all aspects of the concrete use is given. Covers the polyurethane synthesis theory, synthesis method and synthetic process. And polyurethane materials to the properties, applications and synthetic methods are studied discussion. The development of our country the status and development of polyurethane field distribution was analyzed. Meanwhile to the world of its raw material industry polyurethane described present situation and development. KEY WORDS: polyurethane, raw materials, application, polyurethane, progress
材料化学论文题高温超导材料研 班级：2009级3班 姓名：梁秋菊 学号：200910140315
高温超导材料研究 摘要：简要介绍了高温超导材料及其发展历史，对超导材料的发展现状和用途进行说明，对目前超导材料的主要研制方法进行了分析。 关键词：超导材料研究进展高温应用 一、高温超导材料的发展历史 高温超导材料一般是指临界温度在绝对温度77K以上、电阻接近零的超导材料，通常可以在廉价的液氮(77K)制冷环境中使用，主要分为两种：钇钡铜氧( YBCO和铋锶钙铜氧(BSCCO)钇钡铜氧一般用于制备超导薄膜，应用在电子、通信等领域；铋锶钙铜氧主要用于线材的制造。 1911年，荷兰莱顿大学的卡末林?昂尼斯意外地发现，将汞冷却到-268.98 ° C时，汞的电阻突然消失；后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，卡末林?昂尼斯称之为超导态，他也因此获得了1913年诺贝尔奖。 1933年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质，当金属处在超导状态时，这一超导体内的磁感应强度为零，却把原来存在于体内的磁场排挤出去。对单晶锡球进行实验发现：锡球过渡到超导状态时，锡球周围的磁场突然发生变化，磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了，人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”。 超导材料的最初研究多集中在元素、合金、过渡金属碳化物和氮化物等方面。至1973 年，发现了一系列A15型超导体和三元系超导体，如Nb s Sn V s Ga Nb s Ge,其中Nb s Ge超导体的临界转变温度(TJ值达到23.2K。以上超导材料要用液氦做致冷剂才能呈现超导态，因而在应用上受到很大限制。1986年，德国科学家柏诺兹和瑞士科学家穆勒发现了新的金属氧化物超导材料即钡镧铜氧化物(La-BaCuO),其T c为35K,第一次实现了液氮温区的高温超导。铜酸盐高温超导体的发现是超导材料研究上的一次重大突破，打开了混合金属氧化物超导体的研究方向。1987年初，中、美科学家各自发现临界温度大于90K的YBacuG g 导体，已高于液氮温度(77K) ，高温超导材料研究获得重大进展。后来法国的米切尔发现了第三类高温超导体BisrCu0,再后来又有人将Ca掺人其中，得到Bis尤aCuOg导体，首次使氧化物超导体的零电阻温度突破100K大关。1988年，美国的荷曼和盛正直等人又发现了「系高温超导体，将超导临界温度提高到当时公认的最高记录125&瑞士苏黎世的希林等 发现在HgBaCaCi超导体中，临界转变温度大约为133K,使高温超导临界温度取得新的突破。二、高温超导体的发展现状 目前，高温超导材料指的是：钇系(92 K)、铋系(110 K)、铊系(125 K)和汞系(135 K) 以及2001年1月发现的新型超导体二硼化镁(39 K)。其中最有实用价值的是铋系、钇系(YBCO) 和二硼化镁（MgB2）。氧化物高温超导材料是以铜氧化物为组分的具有钙钛矿层状结构的复杂物质，在正常态它们都是不良导体。同低温超导体相比，高温超导材料具有明显的各向异性，在垂