毛细管电泳电化学检测联用的应用研究

本论文探讨了毛细管电泳电化学检测器的应用。主要包括以下六个方面的内容：1．毛细管电泳与电化学检测联用测定别嗓呤醇及其代谢产物氧化镖吟醇。该方法简单、快速、灵敏。并且应用于加标尿样的分析时也取得了令人满意的结果。2．采用毛细管电泳一安培检测来定量测定中草药中的活性组分姜黄素，用自制的磷酸三丁酷树脂萃取柱来预处理样品，同时实现对姜黄素的浓缩。经毛细管电泳分离后，姜黄素可以用碳纤维电极检测。3．毛细管电泳电化学发光对尿液中的丙环定的检测。用离子交换柱尽可能除去尿中的离子的干扰，电化学发光试剂印比淀钉采用柱后加入的方式，具有三级胺结构的丙环定可被定量检测到。4．溶胶一凝胶一碳复合材料电极作为毛细管电泳安培检测器的表征。我们报道了这种电极的制作，探讨了不同尺寸的电极在毛细管电泳中的应用。当电极直径100μm，一些分析指标如：检测限、线性范围以及重现性都较好，可以做为安培检测器与毛细管电泳联用。5，毛细管电泳脉冲安培检测生物胺。分离并定量检测了四种生物胺，腐胺、尸胺、亚精胺及精胺。并用该方法测定了牛奶中的生物胺。该方法比已报道的毛细管电泳间接紫外检测的检测限低，比气相色谱及液相色谱需样品体积小，不需要烦琐的衍生步骤。6．溶胶一凝胶一碳复合材料电极作为电泳芯片的安培检测器。我们报道了一种简单，重现性好的芯片上的盘电极的制作方法。由于该安培检测器最大的特点就是稳定性好，重现性高所以我们在其上又沉积了一层铜，以扩大该芯片的应用范围。用集成了该安培检测器的芯片，我们分别测定了肾上腺素和葡萄糖。

由氯代苯配合成聚酞亚胺方法的研究

聚酞亚胺作为一类最重要的耐热高分子，具有广泛的应用领域。但较高的合成成本使其不能象聚烯烃类高分子材料一样被广泛应用。本工作的目的是以氯代苯配‘和二胺为原料，制备双氯代酞酰亚胺单体，然后进行聚酞亚胺合成方法的研究，以达到减少合成步骤，降低其生产成本的目的，主要内容如下：1）由双氯代酞酞亚胺与双酚A在不同体系中进行（亲核取代）聚合反应，发现双酚是否完全成盐和聚合体系含水量是决定聚合物分子量的关键因素。所得聚合物比浓对数乳度在0.5 dL／g以上，并且试验重现性好。2）尝试以无水Na2S为缩合剂，与双氯代酞酞亚胺直接合成聚硫醚酞亚胺及双氯代酞酞亚肢和4，4-二氯二苯酮或4，4-二氯二苯矾合成聚硫（醚酞亚胺一酮）或聚硫（醚酞亚胺一矾），由于高纯的无水Na2S难于获得。因此聚合物的分子量较低。3）通过对微波和常规两种加热条件下聚合反应条件的对比。发现微波辐照聚合反应可以大大减少聚合反应的时间，并相应提高聚合物的分子量。4）由氯代苯配与二胺缩合合成了对称双氯单体，通过Ni催化偶联反应合成了一系列联苯型聚酰亚胺。与传统的由氯代苯配合成联苯二配相比，减少2-4步合成反应。由含有侧基的二胺合成的双（4-氯代酞酞亚胺）单体经催化偶联聚合获得了高分子量的聚酞亚胺，而由刚性直链二胺合成！）勺双（4-氯代酞酞亚服）单体生成的聚合物由于溶解性差，所以分子量较低。而双（3-氯代酞酰亚胺）单体聚合生成了大量的齐聚物而导致分子量较低。5）建立了一种合成不对称双氯代酞酞亚胺简易的方法。6）由不刘”称双氯单体合成的联苯型聚酰亚胺具有良好的溶解性和成膜性。应用13C NMR谱对其联苯结构单元的组成进行分析的结果表明：2,3,3',4-双亚胺：2,2',3,3,-双亚胺:3,4,3·，4'-双亚胺＝58.0: 21.0:21.0。与其它同分异构聚酞亚胺酞比，由不对称单体合成的聚酞亚胺具有最高的玻璃化转变温度。

由二酐的异构体合成的聚酰亚胺

聚酰亚胺是一类综合性能优异的重要耐热高分子材料，它在航空，航天工业，微电子工业等诸多领域获得了广泛的应用。异构的聚酰亚胺是近几年新兴起的结构材料之一，与传统结构的聚酰亚胺比较，具有更高的玻璃化温度，良好的溶解性能，低的熔融粘度，宽的加工窗口，和相当的机械性能和热稳定性，是一种较有发展前景的结构材料；同时异构的二酐单体又可以用来合成芳香环状聚酰亚胺，对这些十分稳定又具有很好溶解性能的环状齐聚体的研究还刚刚开始。为此，本论文主要就以下方面开展研究工作：1，以环己烯为原料，经六步，高收率地合成了PMDA的异构体，MPDA。发现MPDA在室温下同甲醇和苯胺的开环选择反应分别得到了不对称的酷化产物和对称的酞化产物，这种开环选择的差别可归结于在酞化反应过程中形成了环状氢键中间体。通过MPDA和苯胺的亚胺化反应研究，发现在DMAc中热环化得到单亚胺化合物和双亚胺化合物的混合物，而在对氯酚中热环化或者在DMAc中化学环化均只得到唯一双亚胺化合物。单晶X-Ray衍射证实了单亚胺化合物的结构。发现在DMAc中热环化时单亚胺化合物和双亚胺化合物可以相互转化，而在氮气或者真空高温条件下单亚胺化合物不能转化成双亚胺化合物，从而提出了反应机制，即少量DMAc中的水分可以影响生成单亚胺化合物。发现MPDA和ODA或者MDA聚合时有很大的生成环状聚酰亚胺的倾向，它们的环状性质由IR，MALDI-TOF-MS，和NMR所证实。发现环状聚酰胺酸放置时，不同的环之间可以发生转换，从而可以提高受热力学控制的环的收率。用溶剂萃取和重结晶的方法分离得到了环状聚酰亚胺二聚体，用单晶X-Ray衍射的方法表征了二聚体包容不同溶剂时的分子结构，从分子水平的角度研究了环状聚酞亚胺的结构和性能的关系。除了MPDA得到的聚酞亚胺有较高的g值外，异构体聚酰亚胺的其它性能如力学性能、热稳定性能、溶解度性能、形态结构性能等差别不大。2．以2，3-二甲基苯胺为原料，经四步，高收率地得到了3,3'-BTDA。发现螺双内酚在乙酸配中回流可以直接有效地转化成二配3,3'-BTDA，并提出了转化机制。单晶X-Ray衍射表明3,3'-BTDA和3,4'-BTDA都有非共平面的分子结构。通过研究异构的BTDA得到的聚酞亚胺，发现并表征了3,3'-BTDA和ODA聚合时有很大的生成环状聚酞亚胺的倾向。异构化BTDA得到的聚酞亚胺的Tg值规律：3,3'-BTDA＞3,4'-BTDA＞4,4'-BTDA；溶解性能规律：3,3'-BTDA＞3,4'-BTDA＞4,4'-BTDAA；融体粘度规律：3,3'-BTDA＞4,4'-BTDAA3,4'-BTDA；热机械性能规律：4,4'-BTDA澎3,4'-BTDA＞3,3'-BTDA。可以看出3,4'-BTDAA得到的聚酰亚胺既有良好的加工性能，又能保持材料的热机械性能。由DSC测得的异构模型化合物的Tm，△Hm，和△Sm数据可以有效地解释异构聚酰亚胺的Tg规律。3．合成了cis-1,2,3,4-CHDA，发现在一定条件下可以转化成它的异构体trans-1,2,3,4-CHDA，1HNMR直接跟踪热异构化反应的进程，并提出了转化机制。单晶X-Ray衍射确定了两个二配异构体的绝对构型。发现在用trans-1,2,3,4-CHDA制备聚酞亚胺时无论用两步法或者一步法，均能很容易地得到高分子量的聚合物。而它的异构体cig-1,2,3,4-CHDA在制备聚酞亚胺时，由于形成环状聚酞亚胺，用传统的方法得不到高分子量的聚合物，增加单体的浓度可以有效制得高分子量的聚合物。发现顺式聚合物的溶解性能比反式异构体的好，Tg值比相应反式异构体的高，其它如热氧化稳定性，机械性能，光学性能，异构体间没有明显的差别。但是，两个异构体都可以制得坚韧的透明薄膜。

非茂过渡金属烯烃聚合催化剂的研究

本论文合成、表征了一系列以镍、钦为中心离子的非茂过渡金属配合物，研究了这些配合物催化烯烃聚合的反应行为。主要工作和结论如下：1．合成、表征了一系列水杨醛亚胺中性镍配合物。在改性甲基铝氧烷（MMAO）的活化下，这些中性镍配合物可高效催化降冰片烯伽BE）的加成聚合，在优化条件下，催化活性高达7.1×107 gPNBE／molNi.h，聚降冰片烯的分子量高达1.5×106g／mol。2．合成、表征了三种新型p一二酮单亚胺中性镍配合物。X-射线分析表明，这些中性镍配合物的空间构型为扭曲的平面四边形。在Ni（CO）2的活化下，这些中性镍配合物可催化乙烯聚合生成以甲基支化为主的支化聚乙烯。在MMAO的活化下，这些中性镍配合物是降冰片烯加成聚合的高效催化剂，在优化条件下，催化活性高达4.5×107gPNBE／molNi.h，聚降冰片烯的分子量高达1.1×106g／mol。另外，这些中性镍配合物在MMAO的活化下，可催化甲基丙烯酸甲酷（MMA）聚合，生成富间规的聚甲基丙烯酸甲酷（rr一70％）。令人惊讶的是，这些中性镍配合物／MMAO体系还能催化乙烯和MMA的共聚合反应，生成乙烯与MMA的无规共聚物，极性单体的插入率可达16.7 mol％。3．合成、表征了一系列新型β-二酮单亚胺钦配合物。X-射线分析表明，这些钦配合物的立体构型为含有一个CZ轴的变形八面体。常温下，这些钦配合物在MMAO的活化下，可以高效催化乙烯活性聚合，催化活性可达1.3×l06g PE/molTi-h，生成无支链的线性聚乙烯。常温下，这些钦配合物瓜IMAO体系还能高效催化乙烯和降冰片烯的活性共聚合反应，催化活性高达3.2×106gpolymer／molTi'h，所得聚合物为乙烯与降冰片烯的交替共聚物（COC）。利用该催化体系的活性聚合性质，制备了包含半晶和无定形两种结构片段的新型A-B二嵌段共聚物（PE-b1ock-COC）。4．合成、表征了一系列新型β-二亚胺钦配合物。在MMAO的活化下，这些钦配合物可以常温催化乙烯聚合，在优化条件下，催化活性可达4.6×105 gPe／molTi-h，生成双峰分布的聚乙烯，重均分子量高达6.6×105g／mol。

聚合物负载茂金属催化剂粒子在乙烯聚合过程中的破碎行为及其应用

本论文对聚苯乙烯颗粒用作茂金属催化剂载体方面进行了研究，重点考察了载体粒子的结构设计以及聚乙烯的粒子成核模型。此外，我们基于烯烃聚合过程中的载体破碎模型提出了制备聚合物共混物的新方法。本论文的主要工作和研究成果，急结如下：1．制备了多孔性聚苯乙烯乳胶粒，并用于负载茂金属催化剂以及乙烯聚合试验。通过与对应的实心型负载催化剂对比发现，多孔型催化剂表现出更高的活性以及聚合出形态更好的聚乙烯产物，我们用催化剂粒子的破碎模型对这种现象进行了解释。最后，通过考察载体成份在聚乙烯中的分布情况给出了多孔载体在乙烯聚合过程中破碎的证据，指出这种破碎行为是提高催化剂活性和改善聚乙烯形态的根本原因。2．制备了大孔结构以及疏松结构的聚苯乙烯树脂颗粒，并用于茂金属催化剂的负载化和乙烯聚合试验。研究了载体粒子的溶胀能力以及溶胀程度对催化剂负载量和催化剂活性的影响。结果表明，随着载体溶胀度的提高，催化剂负载量和催化剂活性都得到提高。当载体粒子充分溶胀时，大孔型和疏松型催化剂显示出很高的活性，而载体溶胀程度低时则催化剂的活性很低。实验结果证明充分溶胀的载体粒子在乙烯聚合过程中已分裂成碎片，而没有溶胀的载体粒子则不能破碎，表明载体粒子是通过溶胀过程达到破碎目的的，并因此能够提高催化剂活性和改善聚乙烯产物的形态。3．我们提出了利用多孔型聚苯乙烯微球负载茂金属催化剂催化乙烯聚合过程来原位合成聚乙烯／聚苯乙烯（PE／PS）共混材料的新方法。聚苯乙烯组分首先作为载体负载催化剂，在乙烯聚合过程中破裂成碎片而均匀的分散在聚乙烯相中。我们着重考察了载体粒子的设计以及载体的破碎效果对共混物形态结构和力学性能的影响。这种方法即使没有增容剂也可以使聚苯乙烯组分以纳米级的相尺寸分散在聚乙烯基体中，得到具有细微相形态的共混物，因而能够有效的改善材料的力学性能。

插层剂在聚合物熔融插层蒙脱土中的作用

近年来，由于有机和无机成分在纳米尺寸上的结合而带来的优异性能使得聚合物／蒙脱土纳米复合材料得到广泛关注。在诸多方法中，因能够使用传统的聚合物熔融挤出、共混等加工设备而无需额外的设备投资，投资低、见效快而且对周围环境没有污染等优点，熔融插层法倍受青睐。然而，通常认为亲油性聚合物无法直接插层蒙脱土，而需要预先用插层剂处理蒙脱土。大多数聚合物是亲油性的，这将大大增加制备材料的成本和工艺的复杂性，并因引入了小分子插层剂而有损材料性能的提高，从而阻碍了该技术的应用和推广。本文从理论上研究了插层剂用量对有机化蒙脱土及聚合物／蒙脱土纳米复合材料微观结构的影响，探索一种无需改性蒙脱土或用很少插层剂改性蒙脱土的制备聚合物／蒙脱土纳米复合材料的方法。1．系统地改变插层剂用量，制备不同的有机化蒙脱土。通过广角X射线衍射、热失重分析、索氏抽提器抽提、差热分析和付立叶红外分析等表征手段，研究了插层剂插层机理以及插层剂在蒙脱土层间的排列方式，为进一步研究有机化蒙脱土在聚合物树脂中的分散奠定基础。结果表明，插层剂插层蒙脱土机理和在蒙脱土层间的排列方式随着插层剂用量的变化而不同。2．用不同的亲油性聚合物熔融插层有机化蒙脱土以制备相应的聚合物／蒙脱土纳米复合材料。用广角嘴射线衍射仪和透射电子显微镜分析研究了蒙脱土在聚合物／蒙脱土纳米复合材料中分散状态。结果表明，随着插层剂用量的减少，蒙脱土片层在聚合物树脂中的分散逐渐由插层型过渡到剥离型，即减少改性蒙脱土时插层剂用量有利于蒙脱土在纳米尺寸上分散于聚合物树脂中。3．用不同的亲油性聚合物直接熔融插层未改性的蒙脱土，广角X射线衍射仪和透射电子显微镜表征结果表明，与蒙脱土片层有相互作用的亲油性聚合物能够直接熔融插层未改性的蒙脱土，获得剥离或插层型聚合物／蒙脱土纳米复合材料，这对于蒙脱土在聚合物改性中的应用具有重要的实际意义和理论意义。4．用共同的母料制备聚丙烯／酸配化聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料和尼龙12／酸醉化聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料，用广角X射线衍射仪和透射电子显微镜对比分析蒙脱土在聚合物中分散的差异，从而了解聚丙烯与酸配化聚丙烯之间的增容作用对蒙脱土在聚丙烯树脂中分散的影响；同时，用尼龙11和酸配化聚丙烯共插层蒙脱土制备聚丙烯／蒙脱土纳米复合材料，并探讨其增容机理。

金属离子与生物小分子配合物及其体液中物种分布研究

属离子与生物分子作用的研究是生物无机化学研究热点之一。研究稀土、钙和锌离子与生物小分子的作用及其在体液中的物种分布对于考察稀土在体内的运输、代谢、生物效应及其对生物金属离子钙、锌生物功能的影响具有十分重要的意义。亦可为阐明稀土对人体健康的影响提供科学依据。本论文从以下几个方面开展了新工作并取得重要的新研究结果。1．在模拟生理条件下用PH电位法对Yb，Zn两种金属离子与甘氨酸、丙氨酸、撷氨酸、半肤氨酸、天冬酰胺和谷氨酰胺六种小分子配体组成的二元体系进行了研究，通过SCOGsZ程序确定了体系中存在的物种并测定其稳定常数。通过对比得到配合物稳定性的一些重要规律。2．在模拟生理条件下研究了四种稀土离子（Pr（111）、Gd（111）、Tb（111）、Yb（111））和两种生物金属离子（Ca（II）、Zn（II））与以柠檬酸作为第一配体，七种小分子生物配体（甘氨酸、丙氨酸、撷氨酸、丁二酸、半胧氨酸、天冬酞胺、谷氨酞胺）为第二配体的三元体系。通过SCOGSZ程序确定了各体系中合理的物种类型并测得其稳定常数。运用COMICS程序，对各体系中金属离子随酸度变化的物种分布进行了深入的研究。上述工作发现三元配合物是一类重要的物种。也发现稀土与钙、锌三元配合物稳定性相近，这表明稀土可与钙、锌竞争生物配体。3．运用COMICS程序，以金属离子与生物小分子二元和三元体系的数据为基础，模拟计算得到Gd（III）与ca（II）／Zn（ll）共存的以柠檬酸作为第一配体，甘氨酸、丙氨酸、撷氨酸、丁二酸、半胧氨酸作为第二配体的四元体系中稀土离子对钙、锌离子物种的影响。发现稀土可明显影响钙的物种分布，而对锌的略有影响。4．合成了Gd（III）与丙氨酸、Sm（III）与异亮氨以及Yb（III）、Zn（II）与亮氨酸配合物单晶，并测定其晶体结构。上述配合物分别具有双核二聚体结构以及氢键组装 的Zn（II）四面体和Yb刀4立方烷结构。研究发现无多齿经基配位和稀土与配体卜2的摩尔比利于二聚体结构生成；高pH和多齿OH-配位利于生成立方烷结构5．在HF／LANL2DZ水平，研究了La（III）与半耽氨酸的配位作用。得到了它们的优化结构、体系能量、能隙及电荷分布，取得了与实验相一致的结果。6.运用数学模型法研究了人体液中Gd（III）、Ca（II）和Zn（II）的物种分布，并考察了外源性Gd（III）对Ca（II）和zn（II）物种分布的影响。发现不可溶的物种是Gd(III)的重要物种。也发现Gd（III）对Ca（Il）、Zn（II）物种分布有不同程度的影响，这可能引起了Ca（II）、Zn（II）的生物功能某种变化。

应用单、双通道微／纳米管研究液／液界面上电荷转移反应

应用单、双通道微／纳米管研究液／液界面上电荷转移反应过程是目前液／液界面电化学和电分析化学领域的研究热点之一。本文简要地回顾了液／液界面电分析化学研究的发展历程，介绍了液／液界面电分析化学的基本理论和最新进展。围绕着单、双通道微／纳米管技术，分别研究了液／液界面上的电子转移、简单离子转移、加速离子转移和电荷祸合转移过程。主要结果如下：1．应用循环伏安法和微、纳米管系统地研究了二苯并十八冠六（DB18C6）加速二十种氨基酸在水／1，2一二氯乙烷（CE）界面上的转移反应，探讨了其反应机理，测量了其配合常数以及动力学常数。这一研究将对人们理解在生命体中氨基酸在载体蛋白的推动作用下越过生物膜的主动运送过程有较重要意义。2．利用循环伏安法研究了在直接支撑在双通道微米管管尖上的单微一液／液界面上的电荷转移反应，包括简单离子（四甲基按离子TMA+）转移、加速离子转移（DB18C6加速K+离子）和电子转移（二茂铁／铁氰化钾＋亚铁氰化钾体系）反应过程。此装置是目前为止最简单的可用于研究液／液界面上的电荷转移反应的装置之一。3．利用双通道微米管支撑双一微液／液界面作为产生／收集装置考察了液／液界面上的电子转移以及电荷祸合转移过程，包括电子一离子、离子一离子祸合 转移反应。该工作丰富了双通道微米管技术，并且可以通过产生／收集实验观察到一些强亲水或强憎水离子的直接转移的伏安曲线，测得它们在W/DCE界面上的转移式电位以及条件吉布斯转移能。4．初步探讨了双通道微米管作为产生／收集装置所涉及的理论及其传质过程，应用边界元法数值拟合了收集效率与管形之间的关系，通过加速离子转移实验对拟合结果进行了验证。该工作将对于今后进一步深入地应用双通道微米管技术研究液／液界面上的电荷转移反应具有一定的指导作用。

可生物降解电纺丝超细纤维

电纺丝技术是一种用来制备超细纤维的方法，成本低廉、简单易行。近十年来，电纺丝技术在理论研究和实验参数研究等方面都取得了不小的进展。由电纺丝技术制备的超细纤维直径至少比传统的纺丝工艺低1-3个数量级，因此，在增强复合材料、过滤系统、防护衣、光学和电学器件及生物医药等方面都显示出巨大的应用潜力。尤其是在生物医药领域，电纺丝超细纤维可广泛用作组织工程支架、药物传输与控制释放的载体及创伤敷料等，这也是国际上的一个研究热点。但由于电纺丝过程的复杂性和实验参数的多样性，制备直径分布范围窄的纤维一直是电纺丝的难点之一，另外，以电纺丝超细纤维作为药物传输与释放的载体也是近两年才刚刚发展起来的，还不十分成熟，经常会存在药物的突释现象。针对以上问题，本论文以可生物降解高分子材料PLA、PLGA（80／20）和PCL进行电纺丝，系统地研究了溶剂体系、表面活性剂、鲜溶液流速、喷丝口直径及环境温度与空气流动速度等因素对电纺丝过程及纤维形貌和直径分布的影响，同时对电纺丝纤维的性质进行了分析。在此基础上，我们研究了PLLA和PCL电纺丝超细纤綷的酶降解行为，并实现了PLLA纤维对抗癌药紫杉醇和1. 以氯仿、氯仿/丙酮、1、2-二氯乙烷及氯仿/1,2-氯乙烷为溶剂体系，制备了PLA、PCL和PLGA（80／20）的电纺丝超细纤维。当氯仿与丙酮的体积比为1：1时为最佳溶剂体系，电纺丝过程和纤维形貌都得到较大的改善。阳离子表面活性剂节基三乙基氯化按（TBBAC）和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）的加入也可以显著改善电纺丝过程和纤维的直径分布，而非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO10）的改善程度较小。压力较大或喷丝口直径较粗时，则会由于溶液流量的增大而造成纤维的粘连。空气流速较大时，则纤维会由于空气的对流速度加快而发生缠绕和卷曲。2．PLLA、PCL和PLGA（80／20）超细纤维毡的孔隙率都较大，分别达到89％、68％和80％，因此，PLLA和PCL纤维的力学性能都远远低于膜。3．电纺丝过程会使纤维中的高分子链产生一定的排列和高度的取向，但由于纤维的固化速度很快，高分子链来不及进行规整排列而形成结晶，因此，DSC和WXAD的结果都显示，PCL纤维毡的结晶度要比相应的膜低。对于PLLA纤维毡来说，由于Tg在室温以上，在进行DSC测试的升温过程中，会由于分子链的运动而使结晶度升高。4．蛋白酶K在Tris-HCL缓冲液中略显正电性，因而阴离子表面活性剂对蛋白酶K会有一定的吸附作用，而阳离子表面活性剂对蛋白酶K在纤维表面的吸附则有一定的阻碍作用，因此，含有5wt％SDS的PLLA纤维的酶降解速率比含有swt％TEBAC的PLLA纤维稍快。虽然纤维中PLLA的分子链可能高度取向，但在整个降解过程中，PLLA纤维样品都处在非晶状态，没有明显的结晶行为。5．与PLLA纤维的降解情况恰好相反，由于脂肪酶PS在磷酸盐缓冲液（PBS）缓冲液中显示较强的负电性，因而阳离子表面活性剂TEBAC会对脂肪酶PS有吸附作用，从而含有5wt％TEBAC的PCL纤维降解速度较快，而阴离子表面活性剂SDS会对脂肪酶PS在纤维表面的吸附有阻碍作用，因此，降解反应在含有5wt％SDS的PCL纤维中几乎不能发生。DSC和WAXD的结果均显示，在降解过程中，含有5wt％TEBAC的PCL纤维的结晶度明显升高。这有两个可能原因：一是脂肪酶PS对PCL纤维的降解是优先发生在无定形区：二是因为降解实验是在37℃的条件下进行的，该温度在PCL的Tg之上和TC温度附近，因而，具有高度排列和取向的PCL纤维就会由于分子链的运动而产生结晶，造成结晶度的提局。6，在电纺丝溶液中加入利福平、紫杉醇和阿霉素等药物，同样会改善电纺丝过程，使纤维直径降低，分布变窄。7．SEM照片和药物控制释放实验均显示，药物模型利福平或抗癌药紫杉醇完全被包埋在PLLA纤维内部，同时，利福平一PLLA纤维和紫杉醇－PLLA纤维在含蛋白酶K的Tris-HCl缓冲液中的释放遵循零级动力学，完全没有突释现象。PLLA纤维的降解速度是药物释放的主导因素。这是在国际范围内首次取得这样的结果，从而使电纺丝超细纤维药物剂型的发展取得了本质上的进步。8．药物在溶剂体系中的溶解性及与高分子材料的相容性是影响药物能否被纤维成功包埋的直接因素，一般脂溶性药物易于被脂溶性的高分子纤维包埋。因此，水溶性的盐酸阿霉素难于被包埋在脂溶性的PLLA纤维内部，在纤维外面和表面存在大量盐酸阿霉素的颗粒。相应地，其药物释放行为存在明显的突释现象，这主要是由纤维外面和表面的盐酸阿霉素的溶解、扩散造成的。而经去盐酸化的阿霉素的脂溶性较好，因此，在PLLA纤维中的包埋及释放行为均得到明显的改善，可实现阿霉素的恒速释放，无突释行为。9．SEM照片显示，药物模型利福平被完全包埋在PLGA（80／20）纤维内部，利福平-PLGA（80／20）纤维在PBS中的释放速率是随着纤维中利福平含量的增加而增加的，利福平的含量越大，其释放速率越快。在释放前期，利福平的扩散起主导作用，而在释放后期，其释放行为则是利福平扩散和PLGA（80／20）降解的双重作用结果。适当增加利福平在纤维中的含量（30wt％），则可以获得恒速的释放行为。10．PBS中TEBAC或SDS浓度的增加会在一定程度上使利福平-PLGA（80／20）纤维的释放速率加快，这主要是由于表面活性剂会降低PBS的表面张力，增加水对PLGA（80／20）纤维的浸润能力，从而加快了利福平的扩散速度。

微纳米级液/液界面间离子转移反应的研究

液／液界面通常被看作是人工膜和生物膜的简单模型，液界面电分析化学的主要研究对象是界面上的电荷（电子和离子）转移反应以及伴随发生的相关化学反应。本论文简要回顾了液/液界面电分析化学的发展历程，介绍了液/液界面上电分析化学的基本理论。目前，应用扫描电化学显微镜结合微、纳米电极技术研究液/液界面上的电荷转移反应是电分析化学领域的研究热点之一。本文在本实验室以往研究工作的基础上，将扫描电化学显微镜、微、纳米管技术和各种电化学方法相结合，一方面进一步深入研究了在可极化液/液界面上、高驱动力作用下的加速离子转移反应的动力学，另一方面探讨了支持电解质浓度对简单及加速离子在低离子强度溶液相间的转移反应的影响。主要结果如下：1．通过选择适当的研究模型（二苯基18冠6加速Na+、Li+在水1/2-二氯乙烷界面上的转移反应）、实验条件及将三电极系统、纳米管与扫描电化学显微镜相结合，进一步研究了加速离子转移反应的驱动力与异相反应速率常数之间的关系。由实验得到，加速离子转移反应的速率常数匆与反应驱动力直接相关。在低驱动力区，Inkf与驱动力的关系遵循经典的Butier～Voh“方程；高马时力区，反应的动力学逐渐进入Marcus翻转区，即反应的速率常数随驱动力的增加而减小，此与Marcus 理论相一致。本实验是第一次在加速离子转移反应中观察到Marcus翻转现象。2．应用循环伏安法、方波法、计时安培法和微/纳米管技术研究了加速钾离子从水相向高阻抗有泪毛相转移的反应。同时系统讨论了低浓度电解质对水相及有机相TMA~+简单离子转移反应的影响。实验中绷门发现纳米管可被用子有机相无外加支持电解质的加速离子转移反应的研究。而在含少量或不含电解质的两相间的TMA+离子转移反应中，可以清楚的观察到迁移在TMA+转移过程中所起的作用。另外也较详细讨论了简单离子在界面转移的机理。

二维纳米粒子阵列的制备及其拉曼光谱研究

随着纳米科学的迅速发展，金属纳米粒子以其独特的性能己被广泛应用于各学科的研究，由此发展起来的纳米物理、纳米化学、纳米材料和纳米电子学等新兴领域已经成为十分活跃的前沿研究方向。在纳米粒子的许多应用中，如：作为电子和光学器件中的结构组分，表面增强光谱中的基底，生物和化学传感器，都需要把纳米粒子固定在一个基底上构筑成一维，二维或三维有序的结构。本论文通过合成不同性质的金、银纳米粒子，采用自组装技术，在金属，玻璃和导电玻璃的表面成功构筑了有序的纳米结构，并研究由此带来的一系列新颖的光学性质及其作为新型的增强基底在表面增强拉曼光谱中的应用。本论文主要研究内容和结论如下：1、通过合成粒度分布均匀，性能稳定的金属银溶胶，利用自组装技术在玻璃表面成功构筑银纳米粒子的二维亚单层结构，利用UV一visible技术，发现在组装结构中银纳米粒子之间的相互作用对偶极子表面等离子体共振有较大的影响，这也可能意味着相邻银粒子间电磁场的增强与银粒子的偶极子模式间的偶合密切相关。2、利用自组装方法，分别在工T0电极和光滑银基底表面构筑了银纳米粒子有序结构，通过与分子吸附在粗糙银电极表面得到的增强拉曼光谱比较，在有序银纳米粒子组装体中藕联分子的拉曼散射得到很大增强，其特征谱峰的峰位置和强度都有变化。组装体中祸联分子对琉基苯胺（PATP）拉曼散射的增强归因于银粒子和银表面之间的电磁祸合，并且电磁场主要集中在银粒子和银基底表面之间的这一区域，即银粒子的局域等离子体（LSP）与银基底的表面等离子激元（SPP）的祸合作用。3、合成具有不同化学性质的银纳米粒子，利用对琉基苯胺作为祸联分子在光滑银基底表面构筑了Ag/PATP／Ag银纳米粒子二维组装阵列。利用表面增强拉曼光谱技术发现银溶胶中不同性质的银纳米粒子，即银溶胶纳米粒子表面吸附的阴离子对藕联分子与银基底之间的电荷传递有着重要的影响。4、利用表面增强拉曼光谱技术，发现苯功能衍生物：苯硫酚，对琉基苯胺和对苯硫酚在粗糙银电极上有着不同的吸附取向：苯硫酚是直立吸附，对琉基苯胺则是垂直吸附在银表面，而对苯硫酚采取平躺的吸附构像。5、利用电化学沉积法，在对琉基苯胺修饰的光滑的银电极表面构筑了银纳米粒子的有序二维结构，通过与利用自组装方法构筑的银粒子阵列中祸联分子表面增强拉曼光谱的研究比较，发现银离子在吸附层修饰的银电极表面进行电化学沉积可能采取两种机理：在双电层附近，溶液中的阴离子参予了整个过程，银粒子与基底之间存在静电吸引作用；银离子直接在吸附分子的氨基表面还原并成键，然后进一步的生长。6、利用电化学沉积法，在金纳米粒子表面沉积了一层汞，SEM，UV－vis及电化学实验证明在具有修饰层的导电玻璃（PVP一ITO）电极上成功合成了汞包金纳米粒子阵列，将汞电极表面的研究拓展到了分子水平。利用金纳米粒子产生的增强电磁场可以研究吸附在汞包金纳米粒子上的分子的表面增强拉曼光谱，简单分子对琉基苯胺在金纳米粒子阵列及汞包金纳米粒子阵列上采取同样的吸附方式，而复杂分子结晶紫在汞包金纳米粒子上采取一种接近平躺的方式吸附，而在金纳米粒子表面则是倾斜吸附的方式。进一步将汞包金纳米粒子阵列电极应用到分子的现场谱学中，从而为更好的理解汞电极上的电化学过程打下了基础。

纳米复合聚合物电解质的电化学研究

聚合物电解质在制备高能密度全固态铿电池、光电化学器件、气体传感器和电化学半导体等器件显示了重要的应用前景，成为近期的研究热点之一。然而，人们目前对聚合物电解质中离子传输、导电机理及电极界面动力学等问题的了解有限，这严重阻碍高性能聚合物电解质的研究和开发。本论文研究工作主要集中在纳米复合聚合物电解质中离子传输和导电机理的研究，内容和创新点表现在以下几个方面：1、设计制备了形状可控的纳米级金微带电极和铂、碳纤维微盘阵列电极。操作相对简单，在普通实验室中就可以制备，电极通过研磨就可以重复多次使用。2、选择四种不同分子量的PEG作为聚合物本体，杂多酸纳米粒子作为添加剂，和铿盐组成了有机一无机纳米复合聚合物电解质。用微盘电极的计时电流方法求出了杂多酸纳米粒子在聚合物电解质中的扩散系数，利用DSC技术和FT-IR光谱解释了离子之间相互作用的机理和电导率提高的原因。3、合成出不同侧链长的梳状丙烯酸铿／甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚醋聚合物电解质。用DSC，TGA和交流阻抗研究了纳米SiO2掺杂的梳状聚合物电解质的电化学和热力学性质。给出了铿离子在纳米复合聚合物电解质中随纳米SiO2含量变化的传输模型。黑抉巍一淤呱4、将聚环氧乙烷，盐和多壁碳纳米管掺杂在一起，制备出一种离子一电子混合导电的聚合物电解质纳米杂化薄膜。用贫流阻抗和DSC技术表征了杂化薄膜的导电性质和热力学行为，给出了体系的等效电路，解释了电导率增加的原因。5、将多壁碳纳米管和碳微珠分别和室温离子液体混合制备了两种无机／有机的纳米复合材料：多壁碳纳米管／离子液体和碳微珠／离子液体。利用交流阻抗技术研究了无机／有机的纳米复合材料的导电机理。用这两种复合材料制备的酶电极可以获得酶的直接电化学，且能够催化O2和H2O2的还原。

过渡金属烯烃聚合催化剂的研究

本论文合成、表征了一系列以铁、钻、镍、铬为中心离子的非茂过渡金属配合物，研究了这些配合物催化烯烃聚合的反应行为。主要工作和结论如下：1，合成、表征了一系列苯环邻、对位含取代基的毗咤双亚胺铁、钻乙烯聚合催化剂。在改性甲基铝氧烷（MMAO）的活化下，这些配合物可高效催化乙烯聚合。在优化条件下，研究了邻、对位取代基电子效应对催化活性的影响。对于铁催化剂来说，不仅邻位取代基体积的大小对乙烯的插入及所得聚合物的分子量有微调作用，对位取代基的电子效应也对催化活性和聚合物分子量影响也很大。2．我们在单核毗咤双亚胺铁催化剂的基础上，设计合成了环状三核铁催化剂。这种环状三核铁催化剂的活性中心位于环状结构的内部。在有机铝的活化下，可高效催化乙烯聚合。新的催化剂展示出更长的催化剂寿命，与单核铁催化剂相比，性能上得到非常大的改善，不但能防止催化剂分子间的失活，还可有效抑制链转移反应的发生。3．在MMAO的活化下，吡啶双亚胺铁可催化（甲基）丙烯酸酷的聚合。催化MMA的聚合时，得到低分子量、窄分布的间规PMMA；催化BMA的聚合时，活性很高，得到无规、低分子量的PBMA；催化丙烯酸酷聚合时，不仅活性高，而且易得到高分子量的聚合物。催化活性、聚合物产率、立构规整度、分子量及分子量分布都会受到反应参数、催化剂结构及助催化剂的性质的影响。4．合成、表征了一系列带有不同取代基的份二亚胺镍催化剂。在MMAO的活化下，这些镍配合物可以高效催化乙烯聚合。不仅邻位取代基体积的大小对乙烯的插入及所得聚合物的分子量有微调作用，对位取代基的电子效应也对催化活性、聚合物分子量及其支化度也有很大的影响。5．合成、表征了一系列新型二苯硫醚双亚胺铬催化剂。在MMAO的活化下，这些铬配合物可常温催化乙烯聚合，生成具有宽分布的聚乙烯。配体结构以及聚合条件对催化剂的活性及所得聚合物的性质有很大影响。

新型单茂钛苯乙烯间规聚合催化剂的研究

本论文合成、表征了一系列改性单茂钦配合物，研究了这些配合物催化苯乙烯间规聚合反应行为。主要工作和结论如下：1．合成、表征了一系列双酚（胺）氧基五甲基单茂钦氯化物。在改性甲基铝氧烷（MMAO）的活化下，这些配合物可高效地催化苯乙烯间规聚合，在较高的聚合温度时（70-90℃），催化活性接近或超过五甲基氯化单茂钦的活性，在较低的铝钦比时（500／1），催化活性远远高于五甲基氯化单茂钦的活性。2．合成、表征了一系列新型单乙醇苯胺五甲基单茂钦氯化物。在MMAO的活化下，这类配合物是苯乙烯间规聚合的高效催化剂，催化活性高于母体配合物五甲基单茂钦氯化物，在较高的聚合温度和较低的铝钦比时，体现出优异的催化性能。这类配合物的催化活性随着配体的空间位阻的增大而逐渐升高。3．合成、表征了一系列新型双乙醇苯胺五甲基单茂钦氯化物。在MMAO的活化下，可以高效催化苯乙烯间规聚合，催化活性高于母体配合物五甲基单茂钦和相应的单乙醇苯胺配合物，尤其在较高的聚合温度和较低的铝钦比时，更加体现出优于母体配合物的催化性能。这类配合物的催化活性随着配体的空间位阻的增大而逐渐升高。4．合成、表征了一系列新型含曼尼希碱类配体的五甲基单茂钦氯化物。在MMAO的活化下，可高效催化苯乙烯间规聚合，催化活性远远高于母体配合物五甲基单茂钦氯化物，尤其在较高的聚合温度和较低的铝钦比时，更加体现出优于母体配合物的催化性能。这类配合物的催化活性随着配体的空间位阻的增大而逐渐升高。5．合成、表征了一种新型的多核单茂钦配合物。在MMAO的活化下，这类钦配合物可催化苯乙烯间规聚合，在优化条件下，催化活性可以达到五甲基氯化单茂钦活性的三倍，尤其在较高的聚合温度和较低的铝钦比时，更加体现出优于母体配合物的催化性能。随着中心金属原子个数的增多，催化所需的MMAO的用量逐渐减少。

溶胶-凝胶法制备导电聚苯胺杂化材料

针对有机一无机杂化材料制备过程中致命的体积收缩问题，本论文相继选用一系列具有亲水性官能团的聚倍半硅氧化物类前驱体为基体，采用溶胶一凝胶方法，以区域限制方式把水溶性导电聚苯胺固定在三维无机网络内，获得了耐水型自支撑杂化导电膜，该自支撑膜呈现出一定的机械强度与耐磨性。同时，为了进一步增加有机、无机组分之间的作用力，获取分子级别杂化材料，本文尝试了在导电聚苯胺与无机网络之间引入共价键、离子键等较强相互作用，得到了一些有意义的结果，具体如下：（1）亲水性的倍半硅氧烷前驱体、桥联倍半硅氧烷前驱体均能与水溶性导电聚苯胺形成平整的自支撑膜，该导电膜呈现出较好的耐”水性。（2）通过一步掺杂法制备的化学键接型水溶性导电聚苯胺／无机杂化膜除显示出良好的耐水性外，其热稳定性也得到了提高，从而为耐热型导电杂化膜的开发提供了思路。（3）有机一无机组分间通过离子键接引入静电相互作用亦是提高体系相容性，获取耐水型自支撑杂化膜的另一有效的方法。但由于导电膜中含有大量的离子键，与上述两体系相比，机械强度显得稍脆。（4）带有长链状亲水基团的掺杂剂酸性磷酸酷具有很强的自组装能力，不仅能在杂化体系中指导聚苯胺纳米管的构筑，而且能通过聚合单体法直接生成大批量聚苯胺纳米管材料。