La2Zr2O7的增韧及陶瓷纤维的制备

La2Zr2O7是一种近年来才提出的新型热障涂层材料，该材料熔点高，在熔点以下不发生相变，热导率低，抗烧结及没有氧传输发生，这些特点使得它作为一种高温下应用的热障涂层材料越来越引起人们的重视。但是，由于该材料的热膨胀系数和断裂韧性比较低，它的实际应用受到了限制。 在本论文中，使用高压烧结的方法获得了致密化的纳米La2Zr2O7块体材料，并对其断裂韧性和热膨胀系数进行了研究。得到的La2Zr2O7纳米材料的断裂韧性和热膨胀系数分别为1.98MPam1/2和9.6×10-6K-1 (200-1000℃)，这些数值明显高于非纳米的La2Zr2O7陶瓷(断裂韧性和热膨胀系数分别为1.40 MPam1/2 和 9.1×10-6 K-1，该结果表明纳米化是一种提高材料断裂韧性和热膨胀系数的有效方法。在La2Zr2O7纳米粉末中加入8YSZ纳米颗粒，高压烧结后使其颗粒充分生长，在得到的复相化合物中观察到形成了类似棒状晶体的自增韧相，使得复合材料的断裂韧性(1.88 MPam1/2)比La2Zr2O7有所提高，甚至超过了同样条件下制备的8YSZ样品的断裂韧性。 La2Zr2O7的断裂韧性也可以通过在基体中添加BaTiO3铁电材料得到明显的提高。当添加BaTiO3的体积含量达到10vol％时，4.5GPa，1450℃高压烧结10min得到的复合材料断裂韧性达1.98 MPam1/2，明显高于同条件下烧结的La2Zr2O7 (1.60MPam1/2)。应力诱导下BaTiO3的电畴转向是主要的增韧原因。随着BaTiO3颗粒添加的体积含量增加，复相化合物的热膨胀系数也明显提高。当掺杂20vol％BaTiO3时，得到的复合材料平均热膨胀系数达到10.2×10-6K-1 (150~1200℃)。 我们通过在4.5GPa, 1650℃高压烧结5min的方法还获得了掺杂YAG纳米颗粒的La2Zr2O7纳米复相陶瓷。在室温下测量了材料的维氏硬度，并通过压痕裂纹长度计算出了材料的断裂韧性。随着YAG纳米颗粒体积含量的增加，纳米复相陶瓷的断裂韧性和维氏硬度都依次增加，当添加20vol％的YAG纳米颗粒时达到最大，分别为1.93 MPam1/2和11.45GPa。断裂韧性增加的机理可归结为以下三点：一是YAG纳米颗粒的添加提高了La2Zr2O7基体的晶界强度，二是基体晶粒尺寸变化的影响，三是YAG纳米颗粒对裂纹的偏转和钉扎作用。添加微米YAG颗粒的复相化合物因为和纳米复相陶瓷具有不同的增韧机制，因此断裂韧性的变化趋势也不相同，在掺入10vol％的YAG微米颗粒时，复合材料的断裂韧性最大，而后降低，当掺入YAG微米粒子的体积含量达到20vol％时，断裂韧性甚至低于La2Zr2O7。 从20世纪90年代开始，电纺作为一种合成纤维的办法越来越吸引人们的注意。其合成的纤维长度长，直径均匀，并且组成范围很广。最初，电纺只是被用来合成一些有机聚合物的纤维，最近，很多研究组开始致力于使用电纺的方法合成复合纤维或者陶瓷纤维。 在本论文中，我们使用电纺的方法获得了La2Zr2O7纳米纤维和SiC单晶纳米线。1000℃煅烧得到的La2Zr2O7纳米纤维具有烧绿石结构，直径在200~500nm之间。同样的温度煅烧时得到的La2Zr2O7纳米纤维的比表面积要明显高于粉末样品的，表明纤维的抗烧结性能比粉末的高。得到的SiC纳米线直径在50~100nm之间，表面有一约5nm厚的无定形的SiO2薄层。 使用电纺的方法，恰当的控制煅烧条件，我们获得了La2Ce2O7， La2(Zr0.745Ce0.386)2O7.524和8YSZ中空纤维。这种中空结构减小了粒子之间的接触面积，提高了材料的抗烧结性能。在扫描电镜分析的基础上，我们总结了这些中空纤维的形成过程。

超声化学法合成稀土纳米材料

稀土纳米材料因其独特的光、电、磁和催化等性能，在纳米器件和功能材料等诸多领域具有重要的应用价值。大量研究表明，纳米材料的物理和化学性质与其尺寸、成分、形貌和晶型密切相关。稀土纳米材料的合成方法有许多，然而，要真正实现这类材料的简单可控合成仍然是个艰难的课题。超声化学法由于具有操作简单、合成周期短、反应温度低、成本低廉并且产物均匀、粒径分布窄和纯度高等突出优点，已经在无机纳米材料制备领域中显示出独特的魅力。因此，本论文的工作是运用超声化学法合成有广泛应用前景的稀土纳米材料，对产物的形貌和粒径进行有效的调控，研究和分析其形成机理，并进一步考察其形貌、结构与性能之间的相互关系。 在本论文中，我们研究的体系集中在稀土磷酸盐、稀土氟化物和稀土钒酸盐三类纳米材料。 采用超声化学法得到的CePO4:Tb和CePO4:Tb/LaPO4(核/壳)纳米棒结晶完好，具有CePO4体材料的六方相结构。CePO4:Tb纳米棒直径为10-30 nm，长度为200 nm，CePO4:Tb/LaPO4(核/壳)纳米棒的LaPO4壳的厚度为2-10 nm。CePO4:Tb和CePO4:Tb/LaPO4(核/壳)纳米棒均具有Ce3+ (5d - 4f)和Tb3+ 5D4-7FJ(J = 6-3)的特征发射。与CePO4:Tb纳米棒核相比，CePO4:Tb/LaPO4(核/壳)纳米棒的光谱强度及荧光寿命均有较大的提高，这是由于形成核/壳结构后发光中心镧系金属离子与表面淬灭中心的距离增大，减少了能量传递过程中非辐射复合的路径，使能量淬灭受到抑制。 采用简单、快速、无模板辅助的超声化学法合成了稀土氟化物，并对产物的形貌和粒径进行了有效的调控。通过应用不同氟源(KBF4、NaF和NH4F)选择性合成了具有不同形貌的CeF3纳米材料，如片状、棒状和颗粒状。对具有不同形貌的CeF3样品进行了UV-Vis吸收光谱和荧光光谱测试和比较。研究结果表明不同形貌的样品，它们的光学性质存在很大差异，这说明纳米材料的光学性质与其形貌、粒径、晶体结构等因素有密切的关系。得到的EuF3单晶纳米材料具有三维花状形貌。这些纳米花的外形为球状，平均直径为0.9 μm-1.0 μm，每个花瓣的厚度约为0.14 μm。在其他实验条件不变的情况下，采用搅拌法而不经过超声辐射的对比实验只能得到二维纳米片，这表明超声辐射对花状EuF3的形成起到了至关重要的作用。基于不同反应时间的实验结果，我们提出了这种三维花状EuF3纳米材料可能的形成机理。 采用超声化学法选择性地合成了介孔及棒状CeVO4和纺锤状的YVO4:Eu3+ 纳米材料。CeVO4纳米棒的平均直径为5 nm，长度为150 nm。介孔CeVO4材料的比表面积较高(122 m2•g-1)，孔径分布窄，其催化性能有望得到提高。纺锤状的YVO4:Eu3+ 纳米粒子具有四方相锆石结构，其直径为90-150 nm，长度为250-300 nm。超声辐射对样品的形貌起着关键作用，在其他反应条件不变，未采用超声辐射的情况下只能得到团聚严重的纳米颗粒。荧光测试表明，纺锤状YVO4:Eu样品表现为Eu3+ 5D0-7FJ(J = 1- 4)的特征跃迁，以5D0-7F2电偶极跃迁(614nm)为最强峰，属于红光发射。

十八胺及其相关物质Langmuir-Blodgett膜的制备和性质研究

Langmuir-Blodgett（LB）膜技术由于在电子学、非线性光学以及化学传感器等领域具有潜在的应用前景而引起了人们的研究兴趣，其中它的热稳定性对LB膜的应用领域和范围具有一定的影响。本论文在此领域的主要研究内容如下： 利用LB膜技术分别制备了十八胺及硬脂酸、氘代硬脂酸的多层LB膜，采用变温傅立叶变换红外光谱研究了三种LB膜的相变行为。实验发现：十八胺LB膜在55-75 oC温度区间内发生相变，其CH2对称和反对称伸缩振动频率向高能量区发生明显移动；硬脂酸LB膜在70-80 oC的温度区间内发生了明显的相转变，CH2对称和反对称伸缩振动的强度比在升温过程中也有显著改变；氘代硬脂酸LB膜的相行为发生在65-70 oC的温度区间内。 利用LB膜技术制备了十八铵硬脂酸盐(C18H37NH3+C17H35COO-, ODASA)与十八铵氘代硬脂酸盐(C18H37NH3+C17D35COO-, ODASA-d35) Langmuir-Blodgett (LB)膜，使用变温傅立叶变换红外透射光谱研究了它们的热行为。发现LB膜中十八铵硬脂酸盐分子的两个碳氢链高度有序，然而在十八铵氘代硬脂酸盐LB分子中的来自于十八胺的碳氢链部分无序，即在常温下有一些扭曲构象存在于碳氢链中。而十八铵硬脂酸盐的热稳定性也与十八铵氘代硬脂酸盐的热稳定性有些不同。在十八铵硬脂酸盐LB膜中，碳氢链在85 oC到90 oC的温度区间内发生非常明显的有序-无序变化。而在十八铵氘代硬脂酸盐LB膜中，碳氢链和来自于硬脂酸的氘代的烃链各自呈现出不同的热行为，即：碳氢链在80-90 oC的温度区间发生有序-无序变化，尤其是在80-85 oC的温度范围内这个变化非常显著；而氘代的烃链则在70 oC到85 oC这个较长的温度区间发生缓慢的相变。 分别制备了十八铵十二酸盐 （C18H37NH3+C11H23COO-，ODALA）和十八铵二十四酸盐（C18H37NH3+C23H45COO-,ODATA）LB膜，并用变温傅立叶变换红外透射光谱法研究了十八铵十二酸盐和十八铵二十四酸盐LB膜的热行为，比较了十八铵十二酸盐、十八铵硬脂酸盐和十八铵二十四酸盐这三种双链化合物LB膜的热行为。温度相关的红外光谱显示，这三种物质LB膜的热稳定性取决于碳链的长度。其中，十八铵十二酸盐LB膜在50-65 oC的温度区间内发生相变。对应的，十八铵二十四酸盐LB膜在80-90 oC的温度范围内发生有序-无序变化。令人感兴趣的是，十八铵二十四酸盐LB膜的相变温度与十八铵硬脂酸盐LB膜的相变温度基本一样，都是80-90 oC，也即在十八铵二十四酸盐和十八铵硬脂酸盐两种LB膜中，即使二十四酸取代了硬脂酸对前者的热稳定性的影响非常小。以上结果说明，在双长链化合物中，有效链长度取决于双链中的较短的那个烃链，从而来决定膜的热稳定性。在十八铵二十四酸盐LB膜中，十八胺的全部碳链对膜的热稳定性有贡献，而二十四酸的碳链则只有部分（有效部分）烃链有贡献。 制备了十八胺单层和多层LB膜和粒径为几个纳米的金纳米粒子。由于十八胺在pH值小于10.3的溶液中氨基带正电荷，使其置于金纳米溶胶中，利用带正电荷的十八胺和附着负电荷的金纳米粒子之间的静电作用，使得金纳米颗粒成功地吸附组装到十八胺的有序分子膜中，形成有规律的纳米颗粒层。通过紫外-可见光谱、红外光谱以及扫描电镜观察到，金纳米颗粒通过这种方法能够很好的组装在有机分子膜上，而且由于十八胺LB膜的高度有序性使得金纳米颗粒的组装层有序。而且，不同层数的十八胺LB膜对金纳米粒子呈现出不同的吸附行为。 测量了含微量甲醇（体积分数为0.04%~0.24%）的系列乙醇水溶液的近红外光谱，利用近红外光谱分析建立了预测甲醇含量的定量分析模型。比较了用外部检验法（Test Set-Validation）和交叉检验法(Cross-Validaton)建立的数学模型以及研究了使用外部检验法时校正集和检验集样品数的改变对模型预测结果的影响。结果发现，当校正集样品数为15检验集样品数为6（总样品数为21）时，使用外部检验法建立的数学模型预测结果较好，外部检验与交叉检验的预测均方根误差（分别为RMSEE和RMSEP）都较小（分别为0.0105和0.0115）而且很接近。结果表明，近红外光谱方法简单，准确而且实用。

蛋白类药物缓释微球制备方法的研究:纳米吸附-水包油包固体乳化法

本论文研究了一种制备蛋白类药物缓释微球的纳米吸附-水包油包固体乳化法。模型药物为牛血清白蛋白BSA。首先用纳米二氧化硅吸附溶液中的BSA制备出纳米级的药物颗粒，然后再用水包油包固体(S/O/W)乳化法将该含药粒子用可生物降解的高分子材料包载起来制成蛋白药物控制释放制剂。 纳米材料吸附蛋白药物后的吸附产物仍为纳米粒子。在纳米二氧化硅表面引入不同的功能基团可以改变其Zeta电位从而改变其对BSA的吸附能力，在其表面引入氨基可以使BSA的吸附量由20%提高到35%，引入羧基则使BSA的吸附量降低到11%。在二氧化硅表面接枝低分子量的聚合物均降低其吸附BSA的能力，并且BSA的吸附量随着聚合物接枝量的增加而减少。 将具有不同表面改性的纳米二氧化硅吸附BSA后的吸附产物用水包油包固体乳化法制备成聚合物微球，均具有很高的包裹率，大于90%；并且该释放体系服从Fick扩散机理，载药微球的药物累积释放量与时间的平方根成良好线性关系。在二氧化硅表面接枝低分子量PLLA，可以提高BSA在聚合物微球中分布的均匀性，解决药物释放时的突释现象，使BSA的第一天释放量由25%降低到15%。 另外，初步研究了三种不同的介孔材料对于BSA的吸附能力以及表面具有氨基的介孔二氧化硅吸附BSA后的释放行为。

有机/无机纳米杂化发光材料的制备与性质

近年来，纳米杂化技术，尤其是溶胶-凝胶技术为发光材料的发展开辟了一个崭新的途径，但目前这些工作尚处于研究的初始阶段，还有许多问题有待克服，例如：有机染料的热稳定性差，稀土有机配合物在溶胶体系中的溶解性、分散性差，以及发光基质在杂化体系中具有浓度淬灭效应、渗出效应等。为此，我们从分子设计角度去有目的的合成一类新型Sol-gel前体，以此制备出系列有机／无机杂化发光材料，取得了一批有意义的结果。1．经γ-射线辐照原位制备有机／无机纳米杂化材料基于Sol-gel方法及γ-射线辐照技术发明了一种制备有机／无机杂化材料的新方法，并制备了两类有机／无机杂化材料，一类是有机／无机两相间无强相互作用（共价键）的杂化材料，一类是两相间有弱相互作用（氢键）的杂化材料。从材料制备上看，反应条件温和，易控制，解决了长期困扰的样品开裂问题，制备工艺简单，易操作，易于工业化。从材料的结构表征上看，经γ-射线辐照聚合的样品的聚合比较完全，紫外-可见光谱及透射电子显微镜观察结果表明杂化样品中有机相、无 机相分散性良好，杂化是在分了水平上进行的。无机网络的限制不仅提高了杂化样品中聚合物的热稳定性和相转蛮温度，还提高了杂化样品中聚合物的机械力学性能。所发明γ-射线辐照原位制备有机／无机纳米杂化材料技术可以作为相关材料制备的通用方法。2．含有机染料有机／无机纳米杂化发光材料 设计并合成了一种官能化有机染料（可作Sol-gel前体），采用所发明的γ-射线辐照技术制备了两类有机／无机杂化发光材料，一类是相间有强相互作用(共价键)有机／无机的杂化发光材料（HEMA/KH570），一类是两相间只有弱相互作用（氢键）有机／无机杂化发光材料（HEMMTEOS）。所得杂化发光样品透明性良好，在可见光范围内透光率在90％以上，在紫外光下能发射出较强的蓝色（偏紫）荧光。在所研究体系中，随着有机染料浓度的增加，样品的发光强度在逐渐增大，有机／无机组分、组成的变化对杂化材料的荧光行为：荧光发射、荧光激发、荧光寿命影响不大；同有机溶液相比，杂化基体的限制使得有机染料的荧光发射波长发生红移，纯无机基体使之红移位置更大。杂化材料的最强荧光发射波长较染料本体杂化材料的短，表明了有机染料是均匀分散在杂化基体中的。3．含稀土有机／无机纳米杂化发光材料通过所合成的含酰亚胺键的有机芳香羧酸化合物(NP)的稀土配合物的紫外-可见、荧光、磷光光谱探讨了稀土配合物中有机配体与稀土衷心离子的能量传递与能级匹配的关系。钆配合物的低温磷光光谱结果表明，所合成的酰亚胺类芳香羧酸化合物(NP)的最低三重态能级为24690cm~(-1)，与稀土铕和铽的能级差分别为7426cm~(-1)和4190cm~(-1)。荧光光谱表明所合成芳香羧酸配体与稀土离子铽的能级匹配性好，与铕离子则较差，即铽的二元配合物的相对荧光效率比铕的高，荧光寿命则几乎相同在2ms左右。在芳香羧酸化合物（NP)的三元稀土配合物中，第二配体1,10-邻菲罗啉(Phen)是能量吸收，传递的主体。同相应二元配合物相比，铕的三元配合物的相对荧光效率提高了三倍，而铽的则降低了一半，三元配合物的荧光寿命为4ms，比二元的长近一倍。所研究稀土配合物的表现的均是基于中心稀土离子的特征跃迁的特征发光，即：Eu~(3+)的5D_0→7F_j (j = 0, 1, 2, 3, 4)跃迁，Tb~(3+)的~5D_4 → ~7F_j (j = 6, 5, 4, 3)跃迁。基于小分子模型配合物的研究，设计并合成了一种新型有机芳香羧酸Sol-gel前体(TAT)，从而原位合成了含稀土有机／无机纳米杂化发光材料。荧光光谱表明所制得的有机／无机杂化膜的发光谱带较窄，色纯度较高。在含稀土有机／无机杂化膜中，随着稀土离子浓度的增加，样品相对荧光强度增大，浓度淬灭效应及发光基质的渗出效应在所研究体系中未出现。同小分子稀土配合物相比，含稀土杂化膜的荧光发射谱带窄化、不劈裂、对称性好，而且荧光寿命普遍变小，发光中心趋于单一．透射电镜结果表明所制备含稀土有机／无机杂化膜，不仅有机／无机基体杂化在分子水平上，稀土离子在杂化基体中的聚集结构也在纳米层次上，一般在50～100nm，随着稀土离子浓度的增加，这种聚集结构尺寸略有增大，但小于100nm。通过三基色原理成功地制备了发白色荧光有机／无机杂化材料，该杂化材料在紫外光的激发下可同时发出红、绿、蓝三种荧光，色坐标测试结果为：X = 0.314，Y = 0.316，该位置已接近等能量白光色坐标的理论值X = 0.33，Y = 0.33，又接近实际显示的需要，有一定的理论及实践意义。

聚氧化苯乙烯的合成与性能研究

环氧化合物的聚合物被广泛地应用于表面活性剂，增塑剂，涂料和膜等领域。到目前为止，二乙基锌作为络合催化剂的一种，在合成高分子量，高规整度的环氧化合物的均聚产物方面发挥着重要的作用。由于氧化苯乙烯中苯环的存在，使得氧化苯乙烯的开环聚合行为不同于其它的环氧化合物。在迄今为止的催化体系中，聚氧化苯乙烯的数均分子量只能达到800～4000，分子量分布大于100，玻璃化转变为32-40 ℃，且反应通常需要进行10-60天才能得到较高的聚合产率。本工作采用二乙基锌／α-氧化蒎烯为主要催化体系，对氧化苯乙烯的聚合行为、聚合物结构与性能进行了研究，并研究了不同的旋光性催化配体对氧化苯乙烯不对称聚合结果的影响。实验结果表明：一．二乙基锌／α-氧化蒎烯催化体系可以有效地催化氧化苯乙烯的均聚。聚合反应进行72小时即可以有很高的产率（90％），较高的粘度以及分子量（数均分子量大于2.0 * 10~4）。其催化效率远远大于以往的催化体系。二．所得的聚氧化苯乙烯产物为无色透明的塑料状固体，当其对数比浓粘度为1.38dL/g时，玻璃化转变温度为50 ℃，数均分子量可以达到4.07 * 10~4，重均分子量为2.3 * 10~5，分子量分布为5.7。该聚合物的热分解温度为240～250 ℃（5％weight loss，under N_2）。聚合物在空气中长期放置会发生缓慢氧化降解反应而导致聚合物分子量下降。聚氧化苯乙烯在80 ℃下压膜，可以得到无色透明的薄膜，但较脆。该聚氧化苯乙烯溶于氯仿、二氯甲烷、甲苯、苯、四氢呋喃、二氧六环等溶剂，不溶于己烷、甲醇、丙酮等。聚氧化苯乙烯膜耐碱不耐浓硫酸，通常不溶于水，但在沸水中煮过后膜呈不透明状，显示出一定的水溶性。三．催化体系中二乙基锌同α-氧化蒎烯的比例变化对聚合反应的结果有较大的影响。当二乙基锌／α-氧化蒎烯为2:1时，聚氧化苯乙烯的产率、粘度、玻璃化转变温度和分子量都达到最高值，相反当比例为1:3和1:4时，只能得到低分子量的聚合物。二乙基锌与α-氧化蒎烯的预反应时间对于聚合反应的结果没有明显的影响。四．聚合反应的产率随反应时间的增长而增长，表明该体系具有阴离子活性聚合的特点。同时，在相同的单体与催化剂比例中，聚氧化苯乙烯的分子量和产率随着氧化苯乙烯单体的浓度降低而增加。五．聚合反应在80 ℃达到最高值，在室温下产率极低而分子量仍然较高，在100 ℃下却导致分子量下降。聚合物的高温处理结果表明，在聚合体系中同时存在着增长与分解反应，两种反应对于温度的依赖程度不同。六．采用二乙基锌／α-氧化蒎烯、Stilbene oxide、环氧肉桂醇等大位阻的环氧化合物作为催化剂配体同样可以催化氧化苯乙烯得到高分子量的聚合物。催化体系同样适用于环氧丙烷、环氧化环己烯的开环聚合。七．采用旋光α-氧化蒎烯、二苯基乙二醇、环氧肉桂醇等手性化合物为配体可以引发氧化苯乙烯的不对称聚合，其中手性环氧肉桂醇的不对称选择能力最强，所得聚合物的旋光值可达-17.2°。八．通过旋光纯的氧化苯乙烯单体的聚合证实了氧化苯乙烯聚合反应的开环方向为β位，所得的旋光性聚氧化苯乙烯同对应的外消旋体相比，其基本性能并无明显差异，两种聚合物同为无定型结构，其中旋光性聚氧化苯乙烯具有较高的立体规整度和热分解温度，同时在添加了防老剂和紫外线吸收剂的两种聚合物中，旋光性聚氧化苯乙烯具有十分优异的耐老化性能。

钙催化剂在生物降解脂肪族聚酯合成中的应用

生物降解高分子在环境保护以及组织工程、药物控制释放、骨固定等医药领域有着广泛的应用。特别是以聚丙交酷（PLA）、聚乙交酯（PGA）、聚。一己内酯（PCL）以及它们的共聚物为代表的化学合成生物降解高分子材料，由于具有优异的性能、可以大规模生产、成本较低等优点，得到了人们广泛的关注。作为生物医用材料，对无毒性的要求很严。而现在所用的脂肪族聚酯大都是用金属盐、金属有机化合物等作为催化剂合成出来的，不可避免残留一些催化剂所用的金属元素。研究表明，即使是已经获得美国FDA批准的，现在用得最普遍的辛酸亚锡所残留的锡也可能引起一些细胞毒性。因此对毒性小且活性高的催化剂的研究是非常有意义。钙离子对人体是没有毒性的，因而这几年已引起了人们的兴趣，但文献中报道的钙催化剂，如CaHZ等，催化活性尚不够让人满意。本文对高效的钙催化剂在生物降解脂肪族聚酯中的应用进行详细的研究，得到了一些有意义的结论：1、用EO和PO处理的有机氨钙催化剂（Ca／EO和Ca／PO）聚合了CL和LLA。发现CL聚合速度很快，M／I=650时70℃反应3h后收率已达到90％以上，LLA的聚合速度比CL要慢，M／I=650、70℃反应10h后收率才达到90％以上。以上聚合反应有明显的活性聚合的特点：反应初期Mv和收率和聚合时间呈线性关系；Mv在一定范围内和M／I成线性关系。2、用红外、原子吸收和核磁共振等分析手段阐明了有机氨钙催化剂的结构：结构，而且这两个催化剂的活性中心分别是均是Ca-O键。CL和LLA的开环聚合可能是以配位一插入的机理进行的。3、用C。／PO催化剂聚合LLA时有一定程度的消旋化反应发生，曳NMR研究表明相当于88％的LLA和12％外消旋以共聚。提高反应温度到110℃时比旋光度只有-125℃说明消旋化反应比较严重。4、用C。／PO催化剂先聚合CL再聚合LLA的方法合成了PCL-PLA两嵌段共聚物，并用泊NMR，13C NMR，GPC，DSC，WAXD进行了表征。其绝对和相对分子量可以通过M／I和投料比进行控制。定量碳谱图表明有较严重的消旋化反应发生，相当于84％的LLA和16％外消旋LA共聚。DSC和似XD分析表明，PLA段的分子量小时PLA段不结晶，当PLA段的分子量达到一定程度（3000以上）后PCL一PLA嵌段共聚物有相分离现象发生。5、以各种分子量的PEG为引发剂用氨钙催化剂和开环聚合CL，合成了一系列PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物，并用妞NMR，laCNMR，GPC，DSC，做XD进行了表征。聚合物的结构可以通过改变PEG的分子量和CL／PEG投料比来调整。从DSC和wAXD分析可以得出以下几个结论：PCL-PEG-PCL嵌段共聚物有相分离现象发生，形成PCL和PEG微相区域；PEG段的结晶行为受先结晶的PCL段的影响；PCL段的分子量越大PEG段的Tc和Tm越低，其结晶度越低。6、以各种分子量的PEG为引发剂用氨钙催化剂80℃下开环聚合LLA24小时，合成了一系列PLA-PEG-PLA三嵌段共聚物，和别的催化剂比起来温度低得多，反应时间也短得多。可以通过改变PEG的分子量和CL／PEG投料比来调整聚合物的结构。DSC和WAXD分析表明，PLA-PEG-PLA三嵌段共聚物中PEG段的结晶能力受PLA段的影响非常大：当PEG段的分子量很小时（如1000）很难结晶；即使当PEG段的分子量较大时如果PLA段的分子量达到一定程度时PEG段同样也不结晶；而且PLA段的结晶行为受本身分子量的影响比较大，其Tc和伽随着分子量增加有较大的提高。7、合成了MPEG-PLA两嵌段共聚物，发现合成PLA段的分子量大的聚合物比较困难，MPEG-PCL两嵌段共聚物很难合成。DsC和WAXD分析表明，PLA段对MPEG段结晶有一定程度的影响，但是比三嵌段共聚物的影响要小得多。8、用荧光光谱和IHNMR研究了上面合成出的几个样品的胶束行为。发现cmc由大到小的顺序为MPEG（5000）-PLA（5100），PLA（3050）-PEG（4600）-PLA（3050），PCL（2270）-PEG（5000）-PCL（2270），PCL（4600）-PEG（4600）-PCL（4600）。PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物在水中形成了具有核一壳结构的胶束。9、以苯甲醇处理的有机氨钙催化剂开环聚合了CL。泊NMR谱图表明得到的聚合物具有苯端基。这一结果为用硝苯基乙醇代替苯甲醇制备催化剂，然后开环聚合CL或LA得到硝基苯端基的脂肪族聚酯打下了实验基础。

高稳定生物传感器的研究与开发

由于生物传感器在临床、环境、食品等领域具有广阔的应用前景，近年来发展迅速。本论文以“十五”国家科技攻关重大项目《科学仪器研制与开发》的子课题《有机-无机杂化材料膜BOD生物传感器及BOD快速测定仪的研制与开发》为契机，进行了高稳定的BOD生物传感器的研究与开发；将自组装技术和纳米技术相结合，探索了一种制备性能稳定的酶生物传感器的新方法。主要结果如下：目前水污染经常必测的水质监测指标之一的生化需氧量（BOD）存在着测量时间长、不能及时反映水质变化、不能有效地进行信息反馈等缺点，为了解决这些问题，展开了快速、稳定的BOD生物传感器方面的研究：通过对微生物进行筛选，选择性能稳定的、对有机物降解能力强的微生物制备微生物膜；通过对各种固定化材料的比较，筛选出以硅的溶胶掺杂聚乙烯醇接枝聚乙烯毗睫的有机-无机杂化材料固定微生物制备微生物膜，该新型有机-无机掺杂材料不仅有效地防止了薄膜的开裂，而且由于其含有大量的轻基而具有良好的生物相容性。选择适当的溶液作标准溶液，能够改进生物传感器法与传统的五天法结果的一致性，可以进一步拓宽BOD生物传感器的应用范围。所研制的BOD生物传感器能在10 min左右测定BoD含量，稳定性和重现性良好；用于实际样品的测走，所得结果与标准稀释法一致；该传感器保存12个月经活化后至少具有80％以上的活性，可连续使用90天以上。通过对流路系统、恒温系统等的研究，与江苏江分电分析仪器厂的研究人员一起制备了XSF-1型在线BOD监测仪样机三台，并顺利通过了中国科学院院级鉴定。首先将金电极或玻碳电极表面功能化，再依次组装金纳米粒子和酶，制得性能稳定的生物传感器。这样制备的HRP生物传感器，实现了HRP的直接电化学，对H_2O_2还原具有很高的催化活性，响应速度快（＜2.5s）、灵敏度高、重现性好，并且具有长期稳定性。由此提供了一种组装金纳米粒子固定生物大分子的方法，由于金纳米粒子与生物大分子之间有较强的相互作用，酶或蛋白质能被牢固地固定在电极表面，而且金纳米粒子能够促进电子转移，从而有助于实现酶或蛋白质的直接电化学；该方法可多层组装金纳米粒子，从而增加酶载量；此外，该传感器也可与产物含过氧化氢的氧化还原酶联用制备双酶或多酶生物传感器。

Friedel-crafts反应合成芳香环状齐聚物与开环聚合

芳香环状低聚物的合成是二十世纪八十年代末发展起来的研究领域，其特有的环状结构和可进行可控的开环聚合决定了芳香环状低聚物具有广阔的应用前景。本文从研究单体结构与成环反应的关系出发，开拓了一种合成芳香环状聚醚酮的新方法—改进的Friedel-Crafte反应法，采用该方法成功地合成了一系列新型结构的大环化合物，并首次利用流变仪对开环聚合过程中的流变行为进行了较为系统的观测。根据acoson-Stockmayer环化理论，应用基质辅助激光解吸离子化飞行时间质谱（MAIDL-TOF MS），对一系列芳香环状低聚物组分分布进行分析，研究了芳香环状低聚物的产率、组分分布与单体结构的关系。结果表明：芳香聚醋、聚麟酸醋及芳香聚醚环状低聚物系列中，InCn与1nn呈良好的线性关系，符合J-S理论分布。环状齐聚物的产率与组分分布受单体的中心键角影响，单体的中心键角在100°～120°范围内，其中心键角愈小，γ值愈大。γ值愈大，反应产物中小环化合物的含量越高，而小环化合物的含量的增加是高产率地合成环状齐聚物的前提之一。在此理论的指导下，通过对单体结构的模拟，高选择性地合成了一种新型结构的芳香环状聚硫醋二聚体，对其结构进行了精确的表征，在不同溶剂中得到了该环状二聚体的单晶，单晶X闪ray衍射表明该二聚体为环张力极小的大环化合物。基于上述理论，以有利于成环的邻苯二酞氯为酞基化试剂，对Friedel-Crafts酞基化反应在合成芳香环状齐聚物中的应用进行了系统研究，开拓了一种合成芳香环状预聚体的新方法—改进的Friedel-Crafts酞基化反应法。发现反应体系中Lewis碱的存在有利于选择性地形成环状产物。并进一步确定反应最佳条件为： Lewis碱和催化剂Alcl3与富电单体的摩尔比分别为1.2和3.4; 1,2-二氯乙烷为本反应的最佳溶剂；等当量的反应单体要求缓慢滴加到形成“假高稀”的溶剂体系中；Lewis碱NMP，DMF等都适用于本反应体系。在此优化条件下，以邻苯二酞氯和间苯二酞氯为酞基化试剂，室温下，合成了一系列芳香环状聚醚酮酮、聚醚酮、聚醚矾酮等新型结构的环状齐聚物，利用MALDI-TOF-MS，NMR，GPC，FTIR，DSC，元素分析等手段对环状结构进行了精确的表征；DSC分析表明含邻苯二拨基结构的环状齐聚物为无定型材料；部分产物的产率高达90％。在阴离子引发剂联苯双酚钾存在下，制备的环状齐聚物成功进行了熔融开环聚合，得到了相应结构的高分子量的线性开环聚合产物。其中，含邻苯二拨基结构的环状聚醚酮酮、环状聚醚酮矾的开环聚合产物的比浓粘度分别达到0.42dL／g，0.36 dL／g（0.5％的DMF溶液，25士0.1℃）；四种含间苯二锁基结构的环状齐聚物的开环聚合产物的Tg与常规亲电沉淀反应合成的线性高聚物的Tg相同。含侧甲基的开环聚合产物的Tg比对应的开环聚合的产物的Tg高约5℃。研究结果表明用亲电缩聚方法制备芳香环状聚醚酮与亲核缩聚法相比较，具有成本低廉、反应条件温和丫产率高、易于大规模制备等优势，开拓了一种制备环状化合物的方法。自从美国G.E.公司利用环状聚碳酸酷的开环聚合制备线性聚碳酸醋以来，对芳香环状低聚物的开环聚合过程的研究仅局限在由GPC监测反应某一时刻的产物的分子量，而缺乏对与应用更为接近的开环聚合中的粘度的变化的研究。本文以界面缩聚反应高产率地合成芳香环状双酚A聚酷二聚体为对象，研究了流变仪在开环聚合中的应用。利用流变仪对环状二聚体开环聚合过程进行了较为系统的观测，研究了不同条件下的开环聚合中的流变行为，结果表明，开环聚合存在引发期，而且在引发期，熔融体的粘度低于10Pa·S，超过引发期，粘度呈指数级增长。引发期的长短可以通过引发剂的种类、浓度、开环聚合的温度等条件进行有效地控制。芳香环状聚酷二聚体与环状聚碳酸醋的开环共聚合的流变行为的研究结果表明：开环共聚合可以降低开环聚合的温度，调整引发期，是提高聚合产物的分子量的有效途径。用流变仪对以改进的Friedel-Crafts反应合成的芳香环酮齐聚物的开环聚合中的流变行为进行了监控。在330℃，剪切速率为0.05S-l下，熔融的环状齐聚物的粘度为2.0Pa·S。通过对开环聚合的反应条件的控制，同样实现了开环聚合的可控，通过改变其开环聚合的引发期的长短及粘度的变化规律，可、适应不。条一定为加工设计与成型加工提供理论指导和模型设计，必将进一步推进开环聚合工 艺向应用方向的发展。

光导纤维pH传感器的光化学pH敏感高分子膜及pH响应性能

pH指示剂在高分子载体上的固定化研究是应光导纤维pH传感器的发展要求而发展起来的新的研究领域。pH指示剂在高分子固态载体上的固定直接决定着光导纤维pH传感器的灵敏度、响应时间、寿命等性能。迄今，吸附、包埋和化学键合三利，固定方法已得到广泛应用。吸附法与包埋法简单易行，但因指示剂易于逸出而无法保证试剂相的使用稳定性及寿命；化学键合法目前仅限于对含氨基等高反应活性基团的指示剂固定。另外，这三种固定技术均存在试剂相与分析对象呈现固／液两相分离的问题，它严重制约了传感器响应性能，成为pH指示剂固定技术发展的“瓶颈”。改善、发展与寻找新的指示剂／载体固定配对体系已成为本领域的研究焦点。本论文针对上述问题，开拓与发展了一系列指示剂固定于固态高分子载体上的新体系。（一）首先开拓与发展了酚红／交联聚乙烯醇与邻甲酚红／交联聚乙烯醇固定对的新体系。在酸性条件下，以甲醛做交联剂，通过在玻璃板上倾涂聚乙烯醇甲醛的凝胶溶液制备了高亲水性的交联聚乙烯醇载体膜；然后采用接枝共聚反应将丙烯酞胺单体与通过酸碱反应接枝有酚红或邻甲酚红的丙烯酞胺混合物接枝固定到交联聚乙烯醇薄膜上，首次将不含氨基的酚红、邻甲酚红在高亲水性的聚乙烯醇载体上固定。利用紫外可见光光谱仪测试了其响应性能。结果表明，固定化指示剂的光谱行为与其相应的水溶液的光谱行为不一致，这可能是固定化过程中新的化学键生成以及载体与指示剂之间的相互作用如氢键的作用等引起的。这也导致了其pH响应范围与相应指示剂水溶液的响应范围的差异。固定酚红交联聚乙烯醇pH敏感膜的pH响应范围为pH=6.72～8.49；固定邻甲酚红交联聚乙烯醇pH敏感膜的两个响应范围分别为［H~+］=0.1mol／L～5mol／L和pH7.97～12.26。这种方式制备的这两种pH敏感薄膜均表现出优异的可重复使用性、可逆性、稳定性及易于制备的特点。更突出的优点在于，与以聚丙烯酰胺为基质直接固定酚红的薄膜（PAM-PR）相比，这种固定技术制备的敏感膜，当其与分析剂溶液接触时，其接枝于表面的水溶性高分子溶解，呈现“液态”，在固态基质表面形成一“液膜”层，从而消除了试剂相与分析剂之间的相界面，克服了指示剂固定化技术中的“瓶颈”问题，大幅度地提高了其响应速度与灵敏度，使响应时间从PAM-PR的数十分钟降至30秒以下。（二）开拓了刚果红醋酸纤维素包埋对的pH敏感膜（CCM）及刚果红／环氧氯丙烷交联聚乙烯醇（PECM）和甲醛交联聚乙烯醇（PFCM）的三种pH敏感膜新体系，测试并比较了三种膜的响应性能。结果表明，固定化刚果红的光谱性质和响应范围与刚果红水溶液不一致，而且用不同载体固定的刚果红的光谱特征与响应范围也各不相同。CCM的响应范围为pH＝2.5～4.5，PECM的响应范围在［H~+］=2mol/L～pH＝6.8之间，PFCM响应范围为pH＝2.90～5.48。这也可能是固定化过程中的氢键效应、空间位阻、指示剂与载体间发生的化学反应不同及载体本身结构的差异等引起的。这三种膜也具有良好的重现性、可逆性及响应迅速（平均响应时间低于25秒）的特点。另外发现醋酸纤维素包埋刚果红的敏感膜具有特殊的稳定性。对这种特殊的稳定性原因的分析表明选择合适尺寸分子的指示剂与载体配对将可能克服包埋技术中指示剂逸出的缺点。（三）对制备的pH敏感膜及对应的水溶液的pH线性响应范围给出了相应的线性回归方程（R＞98.2）。结果表明这些敏感膜对响应范围内的pH均具有良好的线性响应关系。这些结果与思想不仅丰富了光导pH传感器的试剂相内容，也为后续工作提供了一些有益的借鉴。

铁系催化剂聚合1，3-双烯烃的研究

1，2-聚丁二烯和3，4-聚异戊二烯是制造高性能轮胎的原料。本论文研究了以含磷化合物为第三组份的铁催化剂合成1，2-聚丁二烯和3，4-聚异戊二烯的反应规律：1．以二乙基亚磷酸酷为第三组份的铁催化剂可在己烷中，较高温度（50℃）下聚合1，3-丁二烯。通过控制催化剂组份的配比，可制备间同和无规1，2-聚丁二烯。所得间同1，2-聚丁二烯的1，2-结构含量为91％，间规度为90％；所得无规1，2-聚丁二烯的硫化胶具有优异的抗干、湿滑性能。2．以三苯基磷酸酷为第三组份的铁催化剂是合成高间同1，2一聚丁二烯的高效催化剂。所得聚合物具有高的1，2-结构含量（ca.95％），高的间规度（ca.95％）。聚合物的微观结构与催化剂组成等反应因素无关。3．以二烷基亚磷酸醋为第三组份的铁催化剂可在己烷中，较高温度（50℃）下聚合异戊二烯。二烷基亚磷酸醋中烷基影响聚合活性的顺序为乙基一甲基＞正丁基＞异辛基。所得聚异戊二烯的3，4（含1，2）结构含量保持在60％左右，不受反应条件的影响。4．改性甲基铝氧烷（MMAO）活化的铁催化剂聚合异戊二烯，在相当低的MMAO用量下（Al／Fe=20，摩尔比）即有高的催化活性。溶剂影响聚合活性的顺序为甲苯＞环己烷＞己烷＞二氯甲烷。所得聚异戊二烯的3，4（含1，2）结构含量稳定在60％。

香蕉型分子的真空气相沉积薄膜研究

非手性的香蕉型分子因为独特的形状和极性自组装性能，能形成具有手性结构和特殊光电性能（如铁电性、反铁电性，二次谐波产生效应）的液晶，是近年来有机光电领域中一类非常令人感兴趣的材料。本论文以三环弯核分子间一二（对辛烷氧基苯乙烯基）苯［m-bis（4-p-octoxysryrenyl）benzene，m-OSB］为模型化合物，探索香蕉型分子真空气相沉积薄膜的生长行为。首先，采用示差扫描量热法（DSC）、偏光显微镜、X一射线衍射、透射电子显微镜以及分子模拟等手段表征了m一OSB的体相结构。m-OSB存在两个晶相：相I（T＜66℃）和相11（66oC＜T＜157℃），157oC以上为各向同性态。确定相I为正交晶系，PZI2121空间群，晶胞参数为a＝7．43A，b：6．34A，c＝72．07A，α=β=γ=90°；分子模拟结果显示m一OSB排列成反铁电的层状结构，分子的长轴方向与c轴平行。相n的结构与相I非常相似。这些表征结果为薄膜形态结构的解释提供了依据。然后，采用真空蒸镀的方法制备m-OSB的单层和多层薄膜，用原子力显微镜、透射电子显微镜以及X-射线薄膜反射等手段研究了薄膜形态、结构和薄膜对温度的稳定性。由于香蕉型分子的特殊形状，m-OSB的气相沉积薄膜表现出了特殊的形貌、生长机理和相行为。在单层薄膜生长中，二维岛在40℃以下为圆形或椭圆形的滴状岛，在60℃以上为枝晶状岛，该生长形貌随基底温度的演变与传统的扩散受限凝聚（DLA）理论所预言的结果相反，AFM观察发现滴状岛是从最初沉积的无序膜分解得来的，类似"去润湿"现象；枝晶状岛是从无序膜中成核再通过分子的扩散生长形成的；单层薄膜无论是滴状岛还是枝晶状岛都不稳定，在室温下放置一段时间后均转化为双层的晶体；在多层膜的生长中，观察到了m-OSB形成了高有序、大尺寸的准外延膜。这些在有机气相沉积薄膜生长中都是第一次报道，论文对所观察到的生长现象和相变现象给予了合理的解释。通过对m-OSB气相沉积薄膜的成核和生长过程的系统研究，获得了薄膜形态结构与分子形状和制备参数的关系，对进一步理解有机分子气相沉积薄膜的生长规律和制备高有序的连续薄膜具有重要意义。

聚酰亚胺膜用于醇/醚混合物的分离

采用渗透汽化（PV）或蒸汽渗透（VP）膜过程分离共沸、近沸、同分异构以及热敏感性液体混合物的研究工作已经开展许多年了。同传统严重耗能的分离技术相比（如萃取或者共沸精馏），Pv或VP无论从节能、安全还是环境友好方面看，都是一个非常有前景的新技术。PV或VP也是一种"清洁"的技术。它特别适合于处理含有挥发性有机组份的混合物。目前PV或VP的方向可以分成三个：（l）水一有机混合物的脱水；（2）从水溶液中脱除挥发性有机物；（3）有机一有机溶剂混合物的分离[1]。PV的一个里程碑式的工作是1982年GFT公司（现属SulzerChemtech公司）利用亲水材料聚乙烯醇（PVA）在巴西建成了第一个乙醇脱水的工业化膜装置。至今在全世界已经建立了100多套Pv工业装置（90％是GFT公司提供的膜和技术）。多数用于有机溶剂的脱水，包括乙醇脱水、异丙醇脱水以及酷类、醚类和其它有机溶剂的脱水。现在PV的研究热点己经不是亲水膜了，而是亲有机溶剂的膜。这方面的研究是非常活跃的。但是与之呈鲜明对比的是没有什么大的工业化技术。值得提及的是1991年AlrProducts公司建成了膜法分离甲醇一MTBE的工厂。这个成功激励人们进一步研究那些汽一液平衡差的有机混合物的分离。目前PV普遍存在的主要问题是通量较低，这是阻碍Pv进一步工业化的关键。而这个问题的根源在于缺少具备耐溶剂的聚合物膜材料。膜材料问题又表现在两个方面：一个是设计并合成出新的高性能膜材料，另外是筛选出具备高渗透性能与稳定性兼备的膜材料。事实上，经过二十多年的研究，针对PV已经开发出许多新，的聚合物膜材料了。但似乎合成新材料的热情并没有因此而降温。开发新材料仍旧是聚合物膜领域的一个重要问题。对现有材料进行改性研究已经成为材料设计的一个重要方面。由于PV分离膜对体系的针对性非常强，为特定体系筛选材料就成为一个关键问题。筛选材料又涉及到构造膜材料结构与渗透性能关系的理论【3］。目前这方面的工作还很不完善。VP是将有机溶剂在蒸汽状态下进行分离的较新膜过程。近10年来VP技术工业化的步伐很快，这主要得益于PV技术在工业应用中所积累的经验与知识。1989年9月德国Heilbronn的Bruggem～公司设计并投入运行了世界上第一套工业规模的VP装置，接下来有许多VP装置在世界各地建立起来。在无水乙醇生产中，二者操作成本相似，但VP法比PV法节省设备投资费用，因而总成本也比较低。另外，VP过程还特别适合于从空气或其它气体中去除挥发性有机污染物，并回收有用物质。如石油化工中回收乙烯、丙烯、氯乙烯单体；天然气生产中去除C3以上碳氢化合物，及HZS、C02等酸性气体；空气中可挥发性有机物，如氯甲烷、丙酮、庚烷等［2］。实际上，从己经工业化的技术上看，单纯应用PV或VP进行有机混合物的分离不是最佳的选择。采用PV或VP与蒸馏过程祸合的方法常常是最经济的，因为藕合过程可以利用原有的精馏设备。这不仅有利于节省设备的投资，而且可以节约操作费用。尽管利用PV或VP分离有机一有机混合物的商业前景是非常广阔的，但是这个领域的发展却最缓慢。现在看来，主要问题是研究者在表征与开发单一成分的膜材料（比如聚合物材料与无机材料）方面花费了太多的时间与精力。因为单一材料的分离性能也许注定不能成功。正像聚合物材料在气体分离方面存在透过性与选择性相互制约的Robeson上限那样，在有机混合物分离方面也应该存在类似的关系。但人们常常是被迫才承认这些让人不愉快的极限定律。本论文采用长春应化所自主合成的一种可溶性聚酞亚胺（HQDPA-DMMDA）为基本膜材料，进行有机混合物的分离研究。开展了三方面的工作：一个方面是表征这种聚合物膜对醇一醚（主要是甲醇-MTBE）混合物的分离，包括对材料进行共混改性、杂化改性等研究。第二个方面是针对"溶解一扩散"理论及实验上存在的一个基本问题，发明了一种测定有机溶剂在聚合物膜内形成团簇尺寸的新方法。第三个方面是将气体分离中有关自由体积理论引入到"有机溶剂一聚合物"体系中，解释其溶胀、吸附行为。论文的第一章将介绍己经研究的和工业化的有机一有机混合物体系及膜材料的状况。第二章将介绍与PV、VP有关的较新理论。第三章将介绍两种表征聚合物及测定聚合物一溶剂相互作用的新方法。第四章将介绍与本论文有关的实验背景。第五章是关于聚酞亚胺膜材料用于甲醇-MTBE分离的表征与改性研究的工作。第六、七、八、九章是关于分离机理的研究工作。

Ti-V-Cr固溶体储氢合金的结构及电化学性能研究

本论文首先研究了Ni、Zr分别对Ti-V－Cr固溶体储氢合金中Cr和Ti部分取代的影响，得到了性能良好的Ti0．17Zr0．08V0．35Cr0．10Ni030基质合金。在此基础上进一步研究了入甄、B、Fe、Co、Al元素的添加或取代对基质合金的结构及电化学性能的影响。采用XRD、ICP、SEM一EDX、XPS、EIS、线性极化和阳极极化等表征手段对Ti一V－Cr固溶体储氢合金的结构及电化学性能进行分析和表征，主要结果如下：①Ti一V－Cr合金自身在碱性电解液中几乎无电化学活性。当用Ni部分取代Cr后，合金中出现具有电化学活性的第二相，其电化学性能得到有效地改善和提高。②Ti0.25-xZr_xV0.35Cr0.1Ni0.3（x＝0．05-0．15）合金主要是由bcc相和c14Laves相组成。随Zr含量从0．05增加到0．08，合金电极的放电容量和倍率放电能力增加；当x继续从0．08增加到0．15时，其变化较小。合金电极的电荷转移电阻随x增加而降低，当x在0．08到0．15之间变化时，电荷转移电阻变化也比较小。表明电荷转移电阻的大小与合金的电化学性能密切相关。③经过50次充、放电循环后，Tio．17zr"sV时scrol0Ni03。合金电极在303K和313K的放电容量能保持在90％以上；在70℃时的放电容量仍能达到275mA扮g。根据不同温度时的交换电流密度，计算了Ti。，17Zr008V时SCr川0Ni030合金电极表面电化学反应的表观活化能，其值约为50kJ／mol。④通过Nln、B、Fe、C。、AI对Tio．17zroosvo35Crol0Nio3。合金基质的添加与取代的研究，得到了具有高容量的储氢合金。其中Tio．17Zr008Vo35Cro．10Ni020Mnol。合金室温最高放电容量达到390n1A扮g；在253一343K的温度范围内，Tiol7Zr08V035Cr0JONioz5Mnoos合金具有高的放电容量，其容量在167一298mA树g之间变化，但是这些合金的稳定性有待进一步的提高。⑤合金充、放电过程中，晶格的扭曲和膨胀、Zr和V的溶解使得合金结构发生变化；合金的严重粉化及表面致密氧化膜的形成，是导致Ti一V－Cr合金电化学性能的衰减的主要原因。

天然产物及相关复方配伍的质谱及液相色谱研究

质谱技术以其灵敏度高、样品需求量少、快速准确的特点在生物大分子体系和天然产物的化学成分研究中起着极为重要的作用。特别是软电离质谱技术的发展，大大简化了化合物的测定过程，提高了分析研究速度，为分析植物及食物中的结构信息提供了快速便捷的方法。HPLC-ESI-MSn是90年代发展成熟的分析技术，它集液相色谱的高分离能力与质谱的高灵敏度和高专属性于一体，已成为包括药物微量杂质、药物降解产物、药代代谢动力学研究、组合化学合成产物高通量分析以及天然产物的化学筛选在内的现代药学研究领域最强有力的分析工具之一。本文首先采用电喷雾多级串联质谱技术，系统地研究了负离子条件下黄酮普元、黄酮醇普元以及二氢黄酮普元等化合物的特征质谱行为，并对中药黄芬中三种黄酮昔化合物进行了研究。利用这些特征碎片离子，可以简便快捷的区分结构类似的黄酮类化合物及其同分异构体。通过对黄酮C一昔类化合物的电喷雾串联质谱（ESI-MSn）研究，提出黄酮C-苷类化合物的特征碎裂规律，证明〔M-H-60］-，〔M-H-90］-，〔M-H-120〕-为黄酮C-苷类化合物的特征离子。为鉴定植物粗提物中黄酮类化合物奠定了基础。之后我们进一步采用高效液相色谱与电喷雾质谱联用技术，在线区分混合物中的黄酮类化合物的同分异构体。根据黄酮类化合物的电喷雾质谱规律以及化合物的色谱保留时间分析鉴定了黄答中的七种黄酮类化合物。建立了一种有效检测黄芩（Scutellariabaicalensis Georgi）中黄酮类化合物的快速灵敏的分析方法，为建立黄答药材的质量控制标准提供了借鉴。对于黄酮类化合物灵敏、快速和准确的分析方法的建立，不仅为黄酮类化合物的结构的快速鉴定提供了一定的依据，而且对生药的鉴别和制剂的质控起到重要的作用。利用电喷雾多级串联质谱技术，对化学结构相似的黄酮营、二氢黄酮营和黄酮醇昔类化合物进行了对比研究。并且首次利用高分辨质谱FTICR-MS及SORI-CID技术对naringin进行了质谱研究。利用其超高分辩率、准确质量确证了中性碎片丢失，进一步证明了我们对其碎裂机理的推断。之后，我们通过金属离子与黄酮昔溶液混合后，采用电喷雾串联质潜法进行测定。实验表明通过人为加入某些金属离子如Li+，Na+和K+，特别是Li＋可以提高黄酮昔类化合物分析灵敏度，从而提供较多结构信息。并且在串联质谱中表现不同的碎裂行为，为黄酮类化合物结构分析提供补充信息。研究表明结合〔M-H］-，〔M＋Na〕+，〔M＋Li〕+离子串联质潜提供的信息，能够有效的鉴定黄酮普的结构。本文通过电喷雾串联质谱（ESI-MSn）和液质联机技术（HPLC-ESI-MS／MS）研究了原小聚碱型生物碱。首次利用高分辨质谱FTICR-MS和SORI-CTD技术对原小桨碱型生物碱进行了高分辨质谱研究，提出了各种碎片离子的碎裂途径，并总结了原小聚碱型生物碱的质谱碎裂规律，为鉴定此类型的生物碱提供了依据。之后通过电喷雾串联质谱研究了四种生物碱化合物质谱行为。最后我们利用液质联机技术（HPLC-ESI-MSn），通过与标准品的液相保留时间对照及原小聚碱型生物碱的质谱碎裂规律，建立了分析鉴定常用中药中原小聚碱型生物碱的快捷方法。并通过选择离子监控技术（SIM）提高了对于同分异构体的分离鉴定。通过色谱UV吸收峰定量研究了这四种药用植物中小璧碱和巴马汀的含量，为临床应用提供一定的化学基础，为建立中药质量控制标准及植物分类学提供一定的依据。采用HPLC法考察了常见的黄连药对组合煎煮对黄连中小聚碱、巴马丁煎出量的影响。为制药工艺的优化奠定了基础。之后我们以中药理论为指导，按药物性味对改良半夏泻心汤中各药进行分组，利用高效液相色谱分析了不同配伍条件下小璧碱、巴马丁煎出量的变化。为组方的合理性和科学性提供了一定的化学物质基础依据。