高分子薄膜微图案的构筑调控

发展不依赖于传统刻蚀技术的、图案尺寸等可以动态调控的微图案化方法是当前国际上的研究热点。高分子由于可以通过可控聚合调控其预定结构和尺寸，并且具有易于加工和可以嵌入多种化学功能团等特点，是制备不依赖于传统刻蚀技术的价廉、高产的微图案化的理想材料。因而设计具有特定结构的高分子，利用高分子的丰富的相态结构和其在外场等作用下的性质，发展高分子图案化方法、技术和原理具有重要意义。本论文利用高分子的尺度和结构特征以及对外场的响应特性，研究其自组装形成微、纳米图案的影响因素和机理，掌握了调控图案形态、尺寸、表面性质的规律，实现了稳定、有序的智能图案的动态设计。主要内容如下：（1）利用冷凝的水蒸汽液滴为模板，在PS、PMMA等均聚物薄膜上制备了微米尺寸的规则孔洞结构。研究了溶剂性质、聚合物溶液粘度、环境湿度等对规则孔洞形成的影响，观察了孔洞形成的中间过程，提出了孔洞形成的机理。（2）研究了高分子均聚物和以聚合物为基体的发光小分子薄膜在外场（电场、温度场）作用下的长程有序规则排列图案的形成条件和机理，以及外场作用对高分子有序结构的影响因素。静电力和温度梯度使薄膜变得不稳定，表面产生具有一定波长和周期的起伏波，这种波动逐渐增强使薄膜破裂最终形成规则结构。（3）通过研究发现薄膜厚度、溶剂对不同链段的选择性以及溶剂蒸汽处理时间对嵌段共聚物薄膜表面形态的演变有重要影响。对于对称双嵌段共聚物PS-b-PMMA薄膜，在PMMA的选择性溶剂蒸汽中，通过改变溶剂蒸汽对PS-b-PMMA薄膜的溶胀程度和处理时间，得到规则孔洞到条纹转变的一系列纳米结构和规则小球到条纹转变的一系列纳米结构。溶剂蒸汽改变了薄膜边界条件，使富集在基底的PMMA向薄膜表面迁移，使其表面形貌和组成发生变化。通过将此体系与均聚物和短链嵌段共聚物共混，改变链段间的界面张力，可以调控纳米结构的尺寸。更进一步，得到的纳米结构图案化的薄膜具有环境敏感性。当将其置于对PS嵌段具有选择性的溶剂蒸汽中时，变换薄膜的边界条件，表面形貌和性质发生了反转。

直接甲醇燃料电池电催化剂性能优化的研究

燃料电池以其高效、环境友好的发电方式，被誉为21世纪的能源技术。其中，直接甲醇燃料电池（DMFC）更以燃料甲醇来源丰富，价格低廉，储运方便而成为近年的研究热点。目前，DMFC两个主要问题是阴、阳极催化剂电催化活性低和甲醇会从阳极渗透过固体电解质膜到达阴极，使在P灯C阴极上同时发生甲醇氧化和氧还原，严重降低了电池的性能。因此，本论文主要研究高效阴、阳极催化剂及耐甲醇的阴极催化剂，以提高DMFC的性能。本论文主要研究内容和结论如下：1．分别用空气，硝酸，双氧水，C02对Vulcan-XC72活性炭进行预处理，然后负载R，得到炭载R（P灯C）催化剂。发现与用未处理活性炭或用空气，硝酸，双氧水处理的活性炭制备的P灯C催化剂相比，COZ预处理的P灯C催化剂对甲醇氧化和氧还原显示出最高的电催化活性。2．用电化学方法制备了磷钨酸（PWA）修饰Pt电极，发现PWA对甲醇在R上电氧化有很好的促进作用，虽然甲醇氧化峰峰电位并不发生变化，但峰电流要比在未经修饰的Pt电极上高。该促进作用与修饰电极制备时所用的修饰液中的P从叭浓度有关，修饰液中PWA的浓度为0．25mgml-1时，制得的PWA修饰Pt电极对甲醇氧化的电催化活性最高，与未修饰电极相比，可使甲醇氧化峰峰电流提高50％左右。3．用机械混合的方法制备了Pt-PWA/C催化剂，并研究了不同混合质量比对催化剂性能的影响。发现具有合适的PWA和P仃C质量比的Pt-PWA/C催化剂对氧还原的电催化活性和耐甲醇的性能要优于P灯C催化剂。当PWA和Pt/C的质量比为1：1时，R-PWA/C催化剂具有最佳性能。与P灯C催化剂相比，Pt-PWA5／C催化剂可使氧还原电流最大提高38％，使甲醇氧化电流下降76％。其原因可归结于PWA分子的高度亲氧性。4．制备了炭载钻叶琳（CoTPP）和R（CoTPP-Pt／C）催化剂，并对其进行了不同温度的热处理，发现热处理可提高CoTPP-Pt／C催化剂对氧还原的电催化活性和耐甲醇能力。而且这种性能的提高与热处理温度有关，最佳的热处理温度为700℃。与Pt/C-un催化剂相比，其氧还原电流密度可以提高74．4％，而甲醇氧化峰峰电流密度可以下降22．0％。因此，CoTPP-Pt/C-700催化剂可成为DMFC中性能优良的阴极催化剂。5．研究了大环化合物四磺酸基酞著钻（CoTSPc）作为阴极电解液中的添加剂对于光滑Pt电极对氧还原的电催化活性和耐甲醇能力的影响。发现COTSPc使光滑R电极对氧还原的电催化活性稍有降低，而对甲醇氧化的电催化活性降低很大，这主要是由于CoTSPc对氧还原有较好的电催化活性，而对甲醇氧化却没有电催化活性。这种效应与加入COTSPc的浓度有关，因此，选择最佳的CoTSPc浓度，可使光滑Pt电极对氧还原的电催化活性基本不受影响，而大大降低了对甲醇氧化的电催化活性。当电解液中加入CoTSP。的浓度为0．09mmolL-1时，氧的还原电流可以基本保持不变，而甲醇的氧化峰峰电流下降79．7％。

银基催化剂催化氧化反应的研究

银催化剂是工业上较为重要的催化剂，它不仅大量地使用在乙烯环氧化，甲醇脱氢反应中，还在异丙醇氧化脱氢制丙酮，乙醇脱氢制乙醛，乙二醇氧化制乙二醛，烷基胺氧化制睛类化合物等工业过程中广为应用。由于银催化剂具有如此重要的工业应用价值，所以银催化剂一百多年来一直是催化领域的研究重点。银催化剂的特异催化行为得益于银元素较为特殊的电子结构以及氧物种在银催化上的独特催化行为。银催化剂表面既存在导致非选择氧化反应的氧物种（a氧），也存在导致选择氧化反应的氧物种（Y氧），这两种氧物种在催化剂上的状态与反应气氛及催化剂结构密切相关。一氧化碳氧化反应在环境保护、能源利用（燃料电池）、安全防护（火场、煤矿）有较为重要的用途；甲酸甲醋是近年新兴的较为重要的碳一化学中间体，它可以广泛应用于有机合成反应中，也可以作为安全的合成气载体；醇类选择氧化制备相应的醛酮化合物也是有机合成工业的重要反应之一；甲苯气相氧化制备苯甲醛是研究烃类选择氧化较为重要的模型反应，在工业上存在潜在的应用价值。本论文以上述的四个反应为探针反应研究了银基催化剂的催化行为，得到以下的结果：1．以烷基胺为模板剂制备了过渡金属离子掺杂的介孔分子筛，通过模板剂－离子交换技术制备了含银基复合氧化物的介孔分子筛催化剂。该系列催化剂对一氧化碳氧化反应有较好的活性。同时研究了金属盐的种类及掺杂量对介孔分子筛结构的影响，发现金属离子的掺杂会破坏介孔分子筛的结构的有序性，随着掺杂量的增大，介孔分子筛的结构的有序性变差；金属盐的阴离子对介孔分子筛的结构的有序性亦有影响。2．较为系统研究了银基催化剂上由甲醇制备甲酸甲酷的催化行为，发现银基催化剂是一个选择性较高的催化体系。分立测试了不同的氧物种对甲醇反应的影响，提出了a氧与Y氧协同作用的机理，为解决甲醇脱氢反应机理争端提供了有价值的信息。3．系统研究了低级醇在金属银催化剂的脱氢反应，分立测试了不同的氧物种对甲醇、乙醇反应的影响，发现低于550K时不同的氧物种对乙醇的反应性能有显著的差异，认为低温（＜550K）条件下，醇类在金属银催化剂上发生的是氧化脱氢历程。通过借鉴均相醇类氧化脱氢反应研究所取得的成果，试图从本质上解释银是醇类气相氧化脱氢最好的催化剂的原因，即在过渡金属中，金属银上的氧物种的碱性是最强的，氧的再生能力也是很强的。4．在甲苯的选择氧化研究中发现在高温（600℃）、纯氧、甲醇参与的条件下，Pt一Ag催化剂对苯甲醛的收率最好（-6％），提出了分子氧参与生成含氧自由基中间产物、醇类淬灭自由基态中间产物的反应历程，与传统甲苯氧化所经历的Mars-Krevelen机理有差别，为烃类的选择氧化提供了新的信息。

新型有机锗化合物的合成、抗癌活性及其与DNA的相互作用研究

有机锗化合物具有广谱抗癌活性和低毒副作用，有关它们的合成、生物活性及应用研究引起了医药界和化学界的兴趣。但由于未注重有机基团的相关性，忽略了分子整体对抗癌作用的影响，至今尚未出现临床应用的高效低毒的有机绪抗癌新药，分子结构与抗癌活性关系及抗癌作用机理仍不清楚。因此，继续合成新型且具有结构可比性的有机锗抗癌活性化合物，研究药物与生物大分子DNA的相互作用、揭示有机锗化合物的结构与抗癌作用关系，具有重要的理论意义和应用价值。为此，本论文就以下几个方面开展了研究工作。1、合成了4种有机锗二元杂环化合物一有机锗喳琳醋和有机锗蔡酚醋化合物。根据它们的光谱性质讨论了其结构特征，该类化合物具有与Ge-132类似的空间结构，即具有-Ge-O-Ge-O-聚合网络大环结构。由于保留了有机锗倍半氧化物的基本结构，同时引入了能够与DNA有强烈相互作用的蔡酚和喳琳基团，可能会产生协同效应，使新化合物具有较强的抗癌活性和较好的选择性。2、在保留有机锗倍半氧化物的基本结构的基础上，引入了本身具有抗癌活性和光谱学性质，并且能够与DNA有相互作用的葱、葱醒、菲、荀、荀酮等三环有机基团，合成了16种未见报道的有机锗三元杂环化合物。以葱环为代表的杂环化合物，例如氮杂葱醌及氮杂葱并吡唑类化合物，作为重要的抗癌活性化合物，引起了药学界的极大兴趣。我们合成的新化合物，既保留了有机锗倍半氧化物的基本结构，又引入了葱环类化合物，进而使新化合物具有较强的抗癌活性和选择识别性。3、选择了8个药物小分子，分别应用UV-Vis、热变性（Melting）、荧光光I新型有机锗化合物的合成、抗癌活性及其与DNA的相互作用研究谱变化、粘度测定等方法，研究它们与3种DNA，即小牛胸腺DNA（CT－DNA）和2种人I合成的寡聚核昔酸［22一merspoly（dA·d劝和22一merspoly（dG·dC）］的相互作用。发现与DNA作用后，这些化合物的紫外吸收光谱均发生减色效应和红移现象，它们能使3种DNA的热变性温度（几）升高，粘度增加，说明化合物是以插入方式与DNA结合的。应用荧光滴定方法，求得了新化合物与DNA的结合常数，场在1护一105M一l范围内，属中等强度结合。进一步研究发现它们是以1：2（小分子／碱基对）的计量比与DNA碱基结合的。4、2种有机锗菲醋化合物（G一1、G一2）与DNA结合后，紫外吸收光谱产生减色效应和兰移现象以及荧光淬灭，对DNA的粘度基本无影响，它们是以沟槽结合方式与DNA发生作用的。发现G-1和G-2不仅能够增加三链DNA-Polv（dA·ZdT油的稳定性，并且能够促进Poly（dA．ZdT）22的形成。这一结果说明，某些结构的有机锗化合物可能以这种作用机理发挥抗癌作用，同时可以作为潜在的三链DNA稳定剂。5、研究了部分新合成的有机锗化合物（GK－1，GK-2，GN-1，GN-2，EK-1，EK-2，D-1，D-2，G-，G-2）对PC一3M和K562癌细胞的作用。GK-1，GK-2能够显著抑"制PC一3M细胞的增值，而且对细胞形态也产生了严重影响，显示了明显的细胞毒作用。流式细胞实验结果表明EK类化合物对PC-3M细胞周期有很大影响，发现对细胞增值的抑制作用发生在S期，即细胞内DNA合成期，细胞实验的结果也进一步验证了药物与DNA相互作用的事实。GN-1，GN-2，EK-1，EK-2，D-1，D-2，G-和G一2对K562细胞表现了较强的抑制作用，尤其GN-1和GN-2，效果更为明显，说明分子内有机锗链和其它基团的协向作用增强了整体化合物的生物学作用。6、有机锗二元杂环化合物与DNA的结合常数和体外抗癌活性明显高于有机锗三元杂环化合物，结合强度和抗癌活性之间呈现线形相关性。有机链中甲基的存在不利于有机锗二元杂环化合物与DNA的作用，同时降低了抗癌活性，而同样甲基的存在有利于有机锗三元杂环化合物与DNA的相互作用和抗癌功能的发挥。

有机电磷光器件的研究

自1987年C.W.Tang等人首次报道以Alq_3为发光材料的多层结构有机电致发光器件以来，由于其简单工艺、低成本、主动发光、快速响应以及大面积和柔性可弯曲显示等特点，使其在未来的平板显示领域显示了诱人的应用前景，其研究倍受关注。近些年来，有机发光二极管己经开始商品化。其中，三重态电磷光有机发光材料以其在效率，亮度等方面的优秀性能表现，成为了该领域重要的研究课题。在众多的电磷光材料中，重金属铱的配合物的很多优点引起了广泛的研究。铱配合物电磷光不仅具备了磷光材料理论上可能达到了100％内量子效率的优势，还以其独特的金属一配体电荷跃迁发光性质实现了可见光范围内的全色发光。本论文主要研究了有机电磷光铱配合物的电致发光性能，从不同分子结构铱配合物在不同掺杂浓度下的优化、器件结构设计、母体材料选择以及电磷光发光器件的瞬态特性等方面进行了详细研究，开发出了高效率纯红光有机电磷光发光器件，实现了高效率单层电磷光聚合物发光二极管，用稀土配合物做电磷光掺杂的母体在一定程度上解决了电磷光器件在高电流密度下快速退化问题，对有机电磷光器件的三重态一三重态湮灭和激子衰减动力学过程有了初步认识。（1）研究了几种新型红光铱配合物的电致发光性能：①开发出了以毗嗦为配体的铱配合物，发现其发光光谱（光致和电致）均比哇琳为配体的铱配合物有大幅度的红移，如此制备出了主峰在677nm，色坐标为（0.71，0.28）的深红色有机电磷光器件，器件的外量子效率达到了5.5％以上；②比较了以嗯哇和噬哇为配体的配合物的电致发光性能，发现在结构相近的情况下，电负性越强的原子导致发射光谱蓝移，而在配体上引入高电负性O原子在一定程度上提高了器件的电致发光性能。（2）在高效有机发光器件的制备和结构优化等方面开展的一系列工作得到了如下结论：①不同取代基团配体铱配合物依赖于掺杂浓度，通过优化器件可以获得最好的电致发光性能。②用旋涂方法，通过对电子和空穴注入和传输的调控制备出了高效率单层有机电磷光发光器件，最大发光效率达到了25.2cd／A，由于减少了电子和空穴在磷光分子的直接俘获，避免了空间电荷积累引起的空间电场问题，使器件的电致发光性能得到了显著地提高。③研究了用稀土试络合物作为主体材料，掺杂一种铱配合物的电磷光有机发光二极管的电致发光性能，发现在较高的电流密度下，器件的电致发光效率仍然保持较好的稳定性，有效地降低了三重态一三重态湮灭引起的退化问题。（3）我们用瞬态电致发光方法详细研究了电磷光有机发光器件的三重态一三重态湮灭和激子衰减动力学过程，确定了不同取代基团苯基噬哇铱配合物的三重态激子的寿命τ、三重态一三重态湮灭常数K和饱和电流以及它们与器件电致发光效率的关系，这方面的研究对澄清有机发光器件的工作原理和退化机制，进一步改善器件性能具有重要意义。

微图案化新方法及在有机光电器件加工中的应用

有机半导体材料正以其光电性能优异、生产成本低廉，加工工艺简单，选材范围宽广，性质调节方便，易于制成大面积器件，与柔性基底结合性好对器件适度弯曲或扭曲而光电性能无明显改变等显著优点，吸引了世界范围内的目光。新的加工方法在有机微电子器件产生、发展和应用中发挥着技术推动力的作用。而从传统的硅基材料为基础的无机微电子中发展起来的光刻工艺，由于制作成本非常昂贵，工艺十分复杂，对环境要求苛刻，不适宜大面积生产，很难制作尺寸小于100nm的图形，而且大多数有机材料的光电性能在光刻胶、显影液等溶液中会大幅的下降，所以不适于有机器件的加工，因此目前开发适合有机材料的廉价大面积加工方法成为研究的焦点。本论文在软刻蚀技术基础上，以机械瓤附力或毛细力为图案化驱动力提出了多种有机电子器件加工方法，并取得了初步的结果。主要有三种方法：金属传递打印、热剥离、冰模板方法。（1）利用聚合物粘弹性随温度和饱和溶剂处理时间变化的规律，通过调控金属薄膜和模板及金属薄膜和聚合物薄膜之间界面相互作用力，发展出以机械粘附力作为图案化驱动力的金属传递打印（MTP）方法。它可以适用于多种材料例如Au、AI等金属和PS、PMMA等多种聚合物。这种方法的分辨率目前在5协m左右。与其它打印技术相比MTP的一个显著的优点是它可以形成多层结构，这种结构在微电子电路（如欧姆接触等方面）中有着巨大的潜在应用价值。为展示金属传递打印在有机电子器件加工中的应用，我们将MTP用于有机场效应晶体管（OFETs）的加工，并在-3cm*3cm的Si片上形成大面积晶体管器件。这些器件的场效应迁移率-0.0193士0.0038cm2V-1s-1。（2）发展了一种用环氧树脂模板为模板图案化的方法一热剥离（Hotlift-off）。它是一种利用机械薪附力为图案化驱动力的方法，所以适用材料范围非常广泛，既可以加工有机电子器件的有源部分一有机半导体材料，也可以加工有机电子器件的金属电极部分，是一种多功能的方法。我们将热剥离用于有机晶体管和有机发光二极机管的加工。这些器件的性能与用其它方法加工的器件性能相当。（3）我们用冰为模板实现了聚合物的图案化，因为大多数聚合物溶液对冰模板不会产生溶解、溶胀作用，所以这种方法适用于许多聚合物材料如P3HT、PvK和PMMA等。这种方法与其它使用PDMS、硅片或金属为模板的方法相比最突出的优点是冰模板非常容易被除去。所以使用冰模板方法可以加工出多种别的方法无法胜任的聚合物结构如多元聚合物结构，自由无支撑的聚合物结构，聚合物微沟道。以上这些图案化技术具有快速大面积图案化、可在开放的空气环境中操作的优点，为发展适宜于未来塑性电子器件卷帘式（reel to reel）的加工过程提供新思路，促进了塑性电子学的发展。

模拟生物膜的电化学研究

介绍了生物膜的组成、结构和一些基本性质，详细描述了各种生物膜模型（支撑磷脂双层膜、非支撑磷脂双层膜、泡囊等等）的制备方法。概要地总结了模拟生物膜的各个领域的研究情况，着重评述了模拟生物膜在电化学、生物传感器、膜片钳、图案化领域的研究进展。采用电化学、各种谱学以及扫描探针显微镜等方法对支撑双层磷脂膜、磷脂浇铸膜等不同的模拟生物膜体系进行了研究。同时还应用分子生物学的方法进行了基因的克隆及其融合蛋白的表达和纯化；另外对生物分子相互结合的动力学问题做了有意义的探索。主要结果如下：1两性霉素在支撑双层磷脂膜上的离子通道行为两性霉素是一种治疗系统性真菌感染的有效药物。通过在电极表面构筑双层磷脂膜作为两性霉素的人工靶向性，用通道离子作为探针分子，检测在两性霉素存在下通道的关闭与打开，建立了两性霉素与支撑双层磷脂膜的相互作用模型。2基于磷脂膜包被的活性肤一微过氧化物酶11的过氧化氢生物传感器首次将活性肤一微过氧化物酶11包被于磷脂膜内制成过氧化氢生物传感器。这一方法使过氧化氢的检侧限大大降低，同时也提高了检测灵敏度。磷脂膜为生物活性分子提供了一个天然的生物相容性的环境，为生物活性分子的有效固定和行使功能提供了良好的场所。3树枝状大分子诱导支撑双层磷脂膜表面的缺陷形成用电化学的方法研究了一系列的不同大小的树枝状大分子与支撑双层磷脂膜的相互作用。研究发现只有较大的分子才能在磷脂膜表面产生缺陷，而且这种诱导产生缺陷的能力还依赖于枝状大分子的结构和表面的电荷密度。4乳链菌肤与支撑双层磷脂膜的相互作用乳链菌肤是一种带正电荷的抗菌肤，它作用于带相反电荷的革兰氏阳性菌的细胞膜表面。通过在电极表面构筑双层磷脂膜来模拟细胞膜表面，使这一复杂的相互作用变得易于用电化学的手段来研究。实验结果表明，乳链菌肤在膜表面形成孔洞是其在膜表面的富集过程，随着乳链菌肤在膜中的浓度的增加，其协同性导致膜表面的孔洞增大，从而最终导致膜的完全被破坏。5电化学结合光谱的方法研究微过氧化物酶11与磷脂膜的相互作用用电化学和光谱的方法研究微过氧化物酶11与阳离子泡囊的相互作用。阳离子泡囊的引入使微过氧化物酶11由在溶液中的无规卷曲向有序的alpha-螺旋转变。这种构型的转变大部分是依靠于短肤分子与膜表面的静电相互作用。6用分子探针指示脂质体诱导的DNA的构型转变用甲基绿分子作为探针分子来检钡（脂质体诱导的DNA分子构型的转变。通过引入探针分子，检测到脂质体诱导DNA分子构型由B到C构型转变。探针分子的引入使DNA分子与脂质体这一复杂的相互作用变得简化。7果蝇热休克蛋白22基因的克隆及其融和蛋白的表达、纯化用PCR方法以果蝇的cDNA为模板扩增出热休克蛋白22基因（hsp22）片段，将其插入原核载体pUCm一T中在大肠杆菌中扩增，再将基因切下插入到原核表达载体pET（28a夕中在大肠杆菌中表达出hsp22:6*His融合蛋白，融合蛋白大小约23KDa，可以用Ni2＋-NTA亲合层析纯化。该蛋白可用来获得hsp22蛋白特异性抗体，从而为检测其在体内的表达以及研究hsp22的功能奠定基础。通过一系列的分子生物学技术获得了融合蛋白，为下一步进行定点突变认为设计所需要的蛋白质序列奠定了基础，为蛋白质折叠和分子识别提供了上游的研究对象和体系。8整体联系的生物分子结合的动力学研究我们讨论了在全局联系的情况下讨论了生物分子表面结合的动力学。对于配体和受体之间相对快速的与没有活化的过程的结合的动力学，具有很好的近似性。当动力学上的驱动力很大的时候，全局联系的观点具有很恰当的适应性。结合的动力学时间常数与温度之间呈“U”字型曲线。在高温的时候时间常数增加是由于在高温下结合变得非常不稳定；而在低温的时候，时间常数随着温度的下降而增加，这是由于陷入了局域的最小值状态。结合的能量地形面的波动也导致动力学随温度的变化而变化。

共价氢化物在光度分析中的应用

本论文由两部分工作组成。第一部分（铋化氢-二乙氨基二硫化甲酸银分光光度法测定铋）提出一个测定铋的新的分光光度方法，对影响方法准确度和精密度的各种因素进行实验，确定了适宜分析条件。用硼氢化钾-氯化钠-铝粉（重量比2:1:5）还原片，0.5N盐酸介质、15-25 ℃时，将铋离子转化为铋化氢，用5.0毫升0.2%的二乙氨基二硫化甲酸银氯彷溶液吸收显色。有色溶液最大吸收波长为425毫微米，摩尔吸光系数为4.6 * 10~4升。厘米~(-1)·摩尔~(-1)。铋量0-20微克符合比尔定律。经过对发光材料、铝合金和矿石中铋的测定，证明此方法有较好的实用价值。第二部分（砷、锑、铋的氢化物与二乙氨基二硫代甲酸银形成的有色物质性质的探讨）针对文献中砷化氢与AgDDC形成有色物质性质的两种不同看法，结合我们在AgDDC分光光度法测定砷、锑、铋中观察到的现象，用分光光度法对三种有色溶液的吸收光谱进行分析和讨论。实验证明，砷、锑、铋的氢化物与AgDDC形成的有色物质不可能是下列络合物：1、砷、锑、铋与二乙氨基二硫代甲酸（简称HDDC）或其它配位体形成的络合物；2、砷、锑、铋或银与HDDC形成的同核或异核的多核络合物；3、砷、锑、铋与HDCC及有机碱形成的三元络合物。同时指出，砷、锑、铋的氢化物与AgDDC之间可能发生的氧化还原反应，反应形成的有色物质属於银溶胶。由於上述三种氢化物还原AgDDC的能力不同，故所产生的银溶胶分散程度不同，而具有各自特征的颜色及吸收光谱。我们结合实验现象对砷的吸收曲线有两个吸收峰的问题进行了讨论，指出410毫微米波长处的吸收峰是砷的有色物质本身固有的，是由另一种分散程度的银溶胶产生的。

顺丁橡胶的流变行为和炭黑混炼胶结构

顺丁橡胶在一般条件下素炼很难降解。本工作发现使用在低温下多次薄通的方法，可以制备分子量大的级分明显减少而分子量小的级分却基本不变，分布往分子量小的级分为向变窄（图1-1和表1-2）的顺丁橡胶的降解样品，包括橡胶和稀土胶两个品种。利用这些样品可以研究减少长链分子对改善流变行为的效应。研究方法采用多速锥板粘度计和毛细管流变仪从从流动曲线、挤出物外观和挤出物的弹性回复性三个方面去表征样品的流变性能，包括生胶和炭里混炼胶两种。生胶经消除一部分分子量大的分子之后，挤出物出现破裂的临界切速r_c推迟出现（图1-2），弹性回复性变小，表现在挤出物膨大比B和Bayley入口校正系数m都变小（图1-7和图1-5，1-6）。两个门尼值都是36.5的生胶样品具有不同的流变性质（表1-5），说明门尼粘度未必能够有效地反映出橡胶的加工性能。在炭黑混炼胶的结构的研究方面，测定了炭黑凝胶含量和可溶胶的分子量分布；发现炭黑优先吸附分子量大的级分，而支化分子又都是分子量大的，因而可溶胶不仅分子量变小，分布往分子量小的方向变窄（图1-9），而且支化分子也基本上消除，表现在GPC的测试的[η]_算 = [η]_测，而含有支化分子的原生胶则[η]_算 > [η]_测（比较表1-6和表1-2）。长链分子附着于面料黑上，不仅使真正参与形变的可溶胶（碳黑子会形变）的体积分数减小，而且使可溶胶的分子量变小，共弹性效应必然减弱。因此，炭黑混炼胶和生胶比较，共流变性能得到明显改善：挤出物外观光滑、γ_c推迟到10~3秒~（-1）以上才出现（比较图1-17、1-18和图1-3，1-4）；B值和m值都明显减小（表1-8和图1-13）。炭黑在混炼胶中起增粘作用，但增粘作用随着切变速率的增大而减弱（图1-10，1-11）。对于这个现象，本文用部分分子链从炭黑表面上脱附去解释。从文中各图表的数据，可以看到少量长链分子就足以不利于橡胶的流动；长链分子容易和其他分子链缠结，少量就足以增加弹性效应，因而影响流动，这是可以理解的。消除长链分子是改善顺丁橡胶加工性能的一个重要途径。第二部分分子量对炭黑-橡胶吸附作用的影响 本工作以GPC分离出的各级分顺丁橡胶作为单分散试样，由生胶和黑胶中的可溶胶在同一级分的重量分数的变化，通过公式（2-1）计算出炭黑吸附的胶量即炭量凝胶值。这样，在较宽范围内，定量地研究了分子量对炭黑-橡胶吸附作用的影响，提出了炭黑凝胶值A和分子量M的关系式：A=Ke~(-b/M)(2-2)（图2-3）。实验表明，Ni和稀土两种顺丁橡胶有相同的b值，但K则取决于炭黑的结构和用量（表2-3）。如果橡胶在配炼中不发生降解，可以从公式（2-2）出发，导出对于一般多分散炭里混炼胶样品中可溶胶的分子量及分子量分布的计算公式[式（2-5）、（2-6）、（2-7）]。公式计算值和GPC实测值的一致性较好（图2-5，2-6和表2-4）。

聚芳砜的结构与热性能研究

由亲核缩聚制取了五种不同化学结构的聚芳醚砜（BDC、SDC、PDC、HDC、BPDC）。用红外光谱、X-射线对它们的分子结构和聚集态结构进行了解。同时经偏光显微镜，电镜等观察初步发现聚芳醚砜存在着高分子液晶态的可能性。从一系列测试手段（Tg、TgA、红外、热裂解色谱、热裂解质谱等）对不同化学结构的聚芳醚砜与热性能关系的较系统考察结果看出：（1）聚芳醚砜诉分子结构与聚集态结构均在一定升温条件下影响到它的热稳定性及热氧裂解行为。当处理温度高于它的流动温度时，链的分子结构的影响则是主要因素。（2）链分子结构的断裂行为首先表面在弱键及热氧敏感基因上，如C_芳-C键、季碳原子等，但它们又受到邻近基因的相互影响。（3）一些聚芳醚砜在热处理中发生交联反应，其中BPDC的流动温度与交联温度相距太近，对注射成型加工是不利的，而BDC、SDC的加工成型温度也难以较长期的接近300 ℃在耐高温水解性能的研究中，可以认为所有样品在200-250 ℃温度范围内，都具有一定的高温水解稳定性，其中以HDC、PDC较为优异。

丙烯酰胺水溶液辐射聚合 Ⅰ聚合过程中聚合物交联反应机制的探讨 Ⅱ聚丙烯酰胺的溶解 Ⅲ合成在水中易溶或速溶的丙烯酰胺聚合物和共聚物

Ⅰ. 聚合过程中聚合物交联反应机制的探讨 聚丙烯酰胺是水溶性聚合物，但一般工业生产的聚丙烯酰胺在水中很难溶解。一个重要因素是由于在聚合过程中聚合物发生了交联。Minsk (1949)认为聚丙烯酰胺大分子上的-CoNH_2的亚胺化，导致聚合物在水中难溶或不溶：Gleason (1959)和Suen (1960)分别指出活性链的链转移和在丙烯酰胺聚合过程中产生末端双键是聚合物交联的起因：AδkuH (1973)认为丙烯酰胺在浓水溶液中聚合是通过水离子作用生成网状聚合物。由于交联是一个伴随聚合的付反应，少量的交联就导致聚合物不溶，加之缺乏有效的分析手段，所以难于定量研究这一过程。一些科学工作者对交联的性质提出了各种设想，但有关交联方面的系统讨论加交联机制问题至今未见报导。本工作估算了聚丙烯酰胺的内聚能和分子间力（主要－CoNH_2间氢键作用力），说明了丙烯酰胺浓度越大，它的聚合产物越易交联；研究了聚合体系PH值对聚合交联的影响，丙烯酰胺在酸性或中性介质中用r射线引发聚合，很快出现凝胶，只有在碱性(PH > 13)介质中r射线幅照可得到水溶性聚丙烯酰胺。用酰胺基的亲核反应能力解释了原子效应，幅照生成聚合物自由基和双键是聚合物交联的潜在因素，在聚合体系加入链转移剂抗坏血酸，可有效地抑制聚合过程中聚合物的迅速交联；从红外光谱观察到交联聚丙烯酰胺的酰胺特征吸收峰从1650 cm~(-1)向亚胺特征吸收峰方向位移，聚丙烯酰胺的含N量低于理论值，交联聚丙烯酰胺含N量偏离理论值更大，以及不溶聚丙烯酰胺的交联键可以羟高温水解完全破坏，由此肯定聚合过程中聚合物交联具有亚胺结构。根据酰胺基结构特点加亲核取代反应原理，提出丙烯酰胺水溶液辐射聚合过程中聚合物的交联机制如下：1.聚合物自由基的生成。2.自由基促使－CoNH_2活化，导致-CoNH_2间亲核取代反应。3.当R_2 = -CH=CH_2即单体参与亚胺化则导致在分子链上产生悬挂双键，将引起聚合物交联。这一反应机制可以阐明丙烯酰胺水溶液辐射聚合过程中聚合交联起因和历程，可以解释键材剂。质子效应和亚胺之间联系，为制备水溶性聚丙烯酰胺提供了线索。Ⅱ. 聚丙烯酰胺的溶解 关于聚合物溶解理论前人曾从两方面进行探讨。一是Hidebrand (1949)提出以内聚能密度的平方根作为溶度参数δ来鉴别两种物互溶的可能性。Burrel (1955)把这一方法来研究聚合物的溶解。内聚能依赖于色散力、极性力和氢／键，它由三部分组成E = E_d + E_p + E_h，对应的溶度参数方程为δ~2 = δ_d~2 + δ_p~2 + δ_h~2，因此只有两种物质的溶度参数的各个分量相近时，才有可能互溶。这一方面的研究仅涉及溶解过程的热力学。另一是Ueberreiter (1968)提出溶解是一个相互扩散过程。聚合物在溶解过程中，溶解速度S和溶胀层厚度δ处于稳态。它们和溶剂在聚合物中平均扩散系数D-bar_s的关系为2S = D-bar_s/δ，比式直接反映了溶解的动力学过程。聚丙烯酰胺有极强的极性和形成氢键的能力，它只溶于水，对溶度参数的研究存在一定困难。采用扩散原理研究聚丙烯酰按的溶解速度和规律比较有利。为此目地，我们设计制作了专门溶解实验装置，借助聚丙烯酰胺存在电离基因，利用电导测定溶解速度S，并借助针入法则定溶胀层厚度δ和溶胀速度W，发现极性聚丙烯酰胺的溶解不同于Ueberreiter所研究的非极性聚合物聚苯乙烯的溶解。它是一个非稳态过程，不存在诱导期，溶解和溶胀同时进行，根据这事实和理论分析得到2S + W = （D-bar）_s/δ这一关系式与实验数据相符。此关系式可还原Ueberreinter的稳态溶解得到的关系式，并适用于交联聚合物的溶胀。聚丙烯酰胺的-CoNH_2强吸水性导致它在溶解时溶胀形成凝胶层是一个快步骤，而-CoNH_2强的形成氢键能A是溶解的主要障碍，因此溶解是一个慢过程。聚丙烯酰胺的溶解活化能E_s和水在聚合物中扩散活化能E_D都是6干卡／克分子左右；处于氢键离解能范围之内，所以聚丙烯酰胺溶解主要克服分子间氢键作用力。研究了影响聚丙烯酰胺的溶解因素：（1）聚丙烯酰胺单位时间溶解量与它们的颗粒直径2.5次方成反比。（2）聚丙烯酰胺溶解速度与分子量0.5 - 0.7次方成反比。（3）聚丙烯酰胺溶解速度对湿度的依赖关系为S = 0.278 exp[-627o/RT]（4）聚丙烯酰胺大分子中引进-CooNa，吸水性增强，溶解过程双电层形成，产生剪切应力和静电斥力，促使键移动，降低了溶解活化能，加速溶解。（5）聚合物中添加亲水性强的表面活活性剂有利于聚丙烯酰胺的溶解。Ⅲ. 合成在水中易溶或速溶丙烯酰胺聚合物和共聚物 本文强调了在丙烯酰胺水溶液辐射聚合过程中，避免聚合物交联是合成水溶性聚合物的先决条件。加NaOH的丙烯酰胺水溶液聚合和加链转移剂抗坏血酸的丙烯酰胺水溶液聚合物都可得到转化率和分子量都较高，而且不交联的丙烯酰胺的聚合物和共聚物。在单体水溶液中添加尿素对聚合物有助溶效果；添加亲水性强的表面活性剂JFC可改善聚合物颗粒的粘结和抱团。提出了两个聚合体系，合成出在水中速溶的聚丙烯酰胺和羰钠基不同含量的阴离子型 聚丙烯酰胺，聚合物颗粒小于40目，可在10分钟内完成溶解。

钐、钒、钛复合氧化物制备、结构、电学、光学性质研究

本论文研究了 SmVO_3、SmVO_4、Sm_2TiO_5、Sm_2Ti_2O_7、Sm_3Ti_2O_7复合氧化物的制备、结构、电学性质和光学性质。其中Sm_3Ti_2O_7是一种新型的，含有低价钐的复合氧化物。White等人曾试图利用金属钛还原Sm~(3+)为Sm~(2+)，制备含有低价钐的钛的复合氧化物，但他们没有成功。我们考虑到钐的还原性比钛强，利用金属钐还原Ti~(4+)为Ti~(3+)，制得了Sm_3Ti_2O_7。其反应式为：Sm_2O_3 + Sm + 2TiO_2 → Sm_3Ti_2O_7 (1) 利用X-ray衍射结构分析确定了它的结构为单斜晶系。其晶胞常数为a_0＝3.968A，b_0＝3.907A，c_0＝20.456A，β_0＝89.20。从反应式（1）可以看出，钐可以还原四价钛，又可还原三价钐，都能得到Sm_3Ti_2O_7复合氧化物。但钐和钛的价态不同，前者为Sm~（2+）Sm_2~（3+）Ti_2~（3+）O_7，后者为Sm_3~（2+）Ti_2~（4+）O_7。在结构上Sm_3Ti_2O_7与Eu_3~（2+）Ti_2~（4+）O_7不同，电学性质上，四价钛的复合氧化物有很高的电阻率，而三价钛的复合氧化物有较小电阻率的事实，及从光学性质测量存在Ti~(3+)的吸收，说明Sm_3Ti_2O_7是含有低价钐、钛的复合氧化物，其化学式为Sm~（2+）Sm_2~（3+）Ti_2~（3+）O_7。为了研究Sm-V-O、Sm-Ti-O复合物的输运性质，我们测量了它们的电阻率、禁带宽度、温差电动势率及从电阻对温度的依赖关系求出了它们的导电激活能。其中部分的实验结果在文献上未有报导。从实验结果来看，含有低价钒或钛的复合氧化物都有较小的电阻率，其值低于10~2Ω·cm，导电激活能在0.3ev以下；稳定价态的钡或钛复合氧化物有较大的电阻率，其值高于10~6 Ω·cm，导电激活能为2－2.5ev，禁带宽度在3.8ev附近。导电类型的测量表明它们都是p型半异体。对于Sm-V-O、Sm-Ti-O复合物的输运性质的研究，文献上仅仅对简单的钙钛矿结构的复合氧化物做了讨论，而对其它结构的复合氧化物则报导很少。因此我们从过渡元素的价态及配位体的结构、稀土钐的间接影响出发，并结合光学性质讨论了钐、钒、钛复合氧化物的输运过程。我们测量了SmVO_3、Sm_3Ti_2o_7薄膜的吸收光谱和SmVO_4、Sm_2TiO_5、Sm_2Ti_2O_7的粉末反射光谱。为了解释Sm_2TiO_5、Sm_2Ti_2O_7的反射光谱性质，利用EHMO方法，计算了TiO_5~(-6)、TiO_6~(-8)的分子轨道的能量。实验结果与计算值符合较好。

M_2RSbO_6:R~(3+)复合氧化物的合成组成结构和性能的研究(M = Ba、Sr、Ca, R = La、Gd、Y、Bi, R' = Sm、Eu、Dy、Ho、Er、Tm)

对于稀土与非稀土所组成的二元复合氧化物的研究国外已有较多的报导。但是，对于稀土和锑的复合氧化物只是近年来才开始有些研究工作。含锑与稀土的多元复合氧化物的报导就更少。本文在我们实验室张静筠等人三元复合氧化物研究的基础上，开展Mo—Sb_2O_5—R_2O_3—R'_2O_3—Bi_2O_3多元体系的研究工作，这对于我国丰产元素稀土和锑的应用以及利用Bi~(3+)的激活与敏化将是有益的。本文按Thornton等人的方法合成了Ba_2BiSbO_6，Ba_2GdSbO_6，按EγΦECEHKO等人的方法合成了M_2RSbO_6 (M = Ba、Sr、Ca, R = La Y)。并以M_2RSbO_6为基质，掺Sm~(3+)、Eu~(3+)、Dy~(3+)、Ho~(3+)、Er~(3+)、Tm~(3+)和Bi~(3+)，研究它们的化学组成，晶体结构与发光性能的关系及规律，Bi~(3+)的荧光和敏作用。同时研究了它们的磁学和热学性能。化学组成的分析结果表明，计算的含量与实验测得的含量符合较好，说明化学反应是按化学计量比进行的。通过X-射线粉沫物相分析和晶胞参数的理论计算确定M_2RSbO_6(M = Ba、Sr、R = La、Y、Gd、Bi)复合氧化物是属于立方钙钛太型化合物。空间群为Fm3m，点群为Oh。用计算机计算了Ca_2YSbO_6的晶胞参数并结合荧光光谱分析确定它属于畸变的单斜钙钛矿，空间群为P_(21)。用磁天平测量了样品M_2RSbO_6 (M = Ba、Sr、Ca; R = Gd、Y、Bi)的磁化率。除Ba_2GdSbO_6是顺磁性物质外共余的都是反磁性的物质。按所用原料Sb_2O_5计算的磁化率与测量值符合较好，表明在所研究的M_2RSbO_6化合物中锑是正五价的。用热重热差分析仪测量了样品在反应中的热性能，观察到在化合物形成的过程中所用原料Sb_2O_3大约在520 ℃左右氧化变为Sb_2O_5。除所用原料碳酸盐分解外没有挥发性的物质，这就进一步证明化学组成分析和磁化率测量的结果是正确的。光学测量的结果表明，所有的磷光体随着激活离子浓度的不同其光谱都发生规律性的变化。对于不同Eu~(3+)浓度的Ba_2YSbO_6:Eu~(3+)和Br_2YSbO_6:Eu~(3+), Bi~(3+)体系用254nm激发时均能观察到Eu~(3+)于595nm的尖峰发射。用基质和Bi~(3+)的激发峰325nm激发时，明显地看到敏化剂Bi~(3+)到Eu~(3+)的能量传递，使Eu~(3+)于595nm的发射大大增强，我们认为Bi~(3+)对Eu~(3+)的敏化作用是由于基质和Bi~(3+)的~1S。→ 3P_1的跃迁吸收了激发的能量，然后无辐射弛豫到Eu~(3+)的激发态~5D_0，产生~5D_0 → 7F_1的磁偶极跃迁。对于不同Eu~(3+)浓度的Sr_2YSbO_6:Eu~(3+)和Sr_2YSbO_6:Eu~(3+), Bi~(3+)体系用245nm激发时均能观察到Eu~(3+)于595nm的尖峰发射。用基质和Bi~(3+)的激发峰335nm激发时，观察到基质和Bi~(3+)对Eu~(3+)具有某种能量传递。敏化作用机理与上述的Ba_2YSbO_6:Eu~(3+)和Ba_2YSbO_6:Eu~(3+), Bi~(3+)体系相同。对于不同Eu~(3+)浓度的Ca_2YSbO_6:Eu~(3+)和Ca_2YSbO_6:Eu~(3+), Bi~(3+)体系用396nm激发时，均能观察到Eu~(3+)于613nm很强的尖峰发射。用基质和Bi~(3+)的激发峰313nm激发时，见到Bi~(3+)和基质对Eu~(3+)具有某种能量传递，这种敏化作用主要是由于基质和Bi~(3+)的3P_1 → ~1S_0的400nm的宽带发射和Eu~(3+)的~7F_0 → ~5L_6的396nm的吸收相匹配产生~5L_6→~5D_0→~7F_2的跃迁。通过对激发光谱和荧光光谱的分析给出了Ca_2Y_(0.96)Eu_(0.04)SbO_6的能级图，从实验上可见，Eu~(3+)的发光强烈地依赖于钙钛矿的结构，当Eu~(3+)在空间群为Fm3m 的Ba_2YSbO_6和Sr_2YSbO_6中处于Oh点对称性时，主要是~5D_0 → ~7F_1的磁偶极跃迁。当Eu~(3+)在空间群为P_(21)的单斜钙钛矿中时，主要是~5D_0 → ~7F_2的电偶极跃迁。对于不同掺杂浓度M_2YSbO_6:R~(13+)(M = Ba、Ca; R' = Sm、Dy、Ho、Er、Tm)体系，通过激发和荧光光谱的研究，合理地确定了谱项。发现基质对Sm~(3+)、Dy~(3+)、Ho~(3+)具有敏化作用。对不同Bi~(3+)浓度的Ca_2YSbO_6:Bi~(3+)，由激发和荧光光谱可见Bi~(3+)具有二个激发带，第一激发带位于240nm处相当于~1S_0 → ~1P_1的跃迁，第二激发带位于315nm处相当于~1S_0 → ~3P_1的跃迁。有一个很强的兰紫色发射位于400nm处相当于~3P_1 →~1S_0的跃迁。

伯胺N_(1923)萃取不同金属离子的机理的研究

伯胺N_(1923)(RNH_2)是一种对许多金属具有优良萃取性能的萃取剂，因RNH_2为较强的Lewis碱，能以多种途径与金属离子结合，文献报道的一般为加合反应及阴离子交换机理，至于配位反应未见报道，故详细地研究RNH_2萃取不同金属离子的机理，发现新的萃取，分离体系，具有理论和实际意义。本文分别研究了RNH_2及其相应盐从不同介质中萃取Ag~+，Zn~(2+)，Cd~(2+)，Sc~(3+)的机理。提出了RNH_2能以配位反应萃取金属离子，并且发现对一些体系(如ZnCl_2, Zn(SCN)_2, CdCl_2等)RNH_2及其盐均具有较好的萃取行为。对有关体系详细研究了其萃取机理：1）RNH_2萃取AgNO_3的机理。在接近中性介质中，RNH_2是AgNO_3的优良萃取剂，其反应机理为：2RNH_(2(0)) + Ag~+ + NO_3~- <-> (RNH_2)_2AgNO_(3(0))考察了溶剂，温度等反应平衡的影响，其分配比基本随溶剂介电常数的增大而增大，并且该反应为放热反应，温度升高不利于萃取。我们还解析了该萃合物的IR及NMR。2，RNH_3NO_3萃取硫代硫酸银的机理。与上述AgNO_3体系不同，RNH_2不能萃取硫代硫酸银，但RNH_3NO_3能以阴离子交换反应萃取该体系中的Ag(I)。通过研究不同因素对分配比的影响，指出在该体系中Ag(I)同时以AgS_2O_3~-和Ag(S_2O_3)_2~(3-)两种形式萃入有机相。并且有机相中AgS_2O_3~-/Ag(S_2O_3)_2~(3-)比值随着NO_3~-浓度的增大，RNH_3NO_3、S_2O_3~(2-)浓度的减小而增大。萃合物的IR分析证明存在两种不同配位形式的S_2O_3~(2-)。3，RNH_2萃取ZnCl_2的机理及平衡规律。研究了RNH_2在不同酸度条件下萃取ZnCl_2的机理，在pH值较高时，RNH_2能以配位反应萃取ZnCl_2，其反应为：2RNH_(2(0)) + ZnCl_2 <-> (RNH_2)_2ZnCl_(2(0))并详细地研究了其平衡规律，得出数学模型：1/D = 2/(C_(RMH_(2(o)))) X + (1 + Σ from i = 1 to 4 of β_i C_(cl~-)~i)/(K C_(cl~-)~2 C_(RNH_(2(0))) (X为平衡水相Zn~(2+)总浓度) 在高酸度([HCl] = 2.8 M)条件下，RNH_2萃取ZnCl_2呈加成反应：(RNH_3Cl)_(3(0)) + ZnCl_2 <-> (RNH_3Cl)_2ZnCl_(2(0))求得了萃取过程的各热力学函数。4）RNH_2萃取ZnBr_2, ZnI_2的机理。研究RNH_2萃取ZnBr_2，ZnI_2的性能表明，在pH值较高时, RNH_2能以萃取ZnCl_2相同的机理萃取ZnBr_2, ZnI_2，其反应为：2RNH_(2(0)) + ZnX_2 <-> (RNH_2)_2ZnX_(2(0)) (x~- = Br~-, I~-) 计算了不同RNH_2浓度条件下反应的平衡常数，表明不是RNH_2浓度的函数，该平衡常数随温度升高而降低。同时我们在相同条件下，比较RNH_2萃取ZnX_2的能力为：ZnI_2 > ZnBr_2 > ZnCl_2 5，RNH_2及其硝酸盐萃取Zn(SCN)_2的机理 在Zn(SCN)_2体系中，RNH_2及RNH_3NO_3的均能较有效地萃取Zn(II)，但其反应机理并不相同，RNH_2以配位反应萃取Zn(SCN)_2，相应的反应为：2RNH_(2(0)) + Zn(SCN)_2 <-> (RNH_2)_2Zn(SCN)_(2(0)) RNH_3NO_3则以阴离子交换反应萃取Zn(SCN)_4~(2-)，其反应如下：(RNH_3NO_3)_(2(0)) + Zn(SCN)_4~(2-) <-> (RNH_3)_2Zn(SCN)_(4(0)) + 2NO_3~- 测定并计算了各反应的浓度平衡常数及热力学函数，两反应均为放热反应。同时，在相同条件下，RNH_2比RNH_3NO_3有更强萃取Zn(II)的能力。6，RNH_2萃取CdCl_2及其它Cd(II)盐的机理 RNH_2及RNH_3Cl能分别以配位反应及加合反应萃取CdCl_2，通过萃合物组成的测定，得出反应方程式为：3RNH_(2(o)) + CdCl_2 <-> (RNH_2)_3CdCl_(2(0)) (RNH_3Cl)_(3(o)) + CdCl_2 <-> (RNH_3Cl)_3CdCl_(2(0))计算了各反应的平衡常数及热力学函数。同时观察了RNH_2萃取CdBr_2, CdI_2, Cd(SCN)_2的性能，相应萃合物组成为(RNH_2)_2CdX_2 (X~- = Br~-, I~-, SCN~-)。在相同条件下，CdX_2的萃取率次序为：Cd(NO_2)_2 < CdCl_2 < CdBr_2 < Cd(SCN)_2 < CdI_2。并讨论了CdX_2的生成能，第二级累积稳定常数，X~-的半径等因素与Cd(II)分配比的关系。7，RNH_2硫酸盐萃取Sc_2(SO_4)_3的机理 研究了不同因素对其萃取性能的影响，指出在硫酸介质中，RNH_2是Sc~(3+)的优良萃取剂。通过萃合物组成的测定得到该萃取反应式为：1.25[(RNH_3)_2SO_4]_(2(0)) + Sc(SO_4)_3~(3-) <-> (RNH_3)_3Sc(SO_4)_3·(RNH_3)_2SO_(4(0)) + 1.5SO_4~(2-)测定并计算了该反应的平衡常数及热力学函数。通过详细解释萃合物的IR，证明在该萃合物中SO_4~(2-)是以双配位形式与Sc~(3+)相结合。在上述萃取机理研究了基础上初步探讨了用RNH_2回收银及进行Zn(II)-Cd(II)分离的可能性。

乙丙无规共聚高效催化剂的研究

本文研究了以MgCl_2-nBuoH-i-Bu_3Al-TiCl_4/i-Bu_3Al体系为基础的化学反应法乙丙无规共聚高效催化剂的制备方法及过程；催化剂的红外光谱，X-射线衍射，ESR分析；以及聚合反应特征与聚合产物的热性能，X-射线衍射与动态力学性能，溶剂萃取性能；共聚反应的竟聚率与共聚产物序列分布等。催化剂制备过程可以分为三步，即醇解，解醇和载钛。醇解旨在破坏氯化镁的晶体结构，使之生成溶剂化络合物，而解醇则是破坏溶剂化络合物，促氯化镁物相复现，通过载钛反应则使活性中心载负到氯化镁载体上，生成高效载体催化剂。催化剂的IR，X-射线衍射研究表明，上述催化剂是由钛载负在无定形（X-射线衍射）氯化镁载体上而形成的，对催化剂的电子顺磁共振光谱进行了研究，结果表明我们得到的高效载体催化剂具有两类不同的过渡金属活性中心，即配位饱和的钛与配位不饱和的钛。前者是非活性的，在聚合过程中ESR信号无变化；后者是活性的，它又可以分为单空位中心与双空位中心。单空位中心有利于乙烯、丙烯各自均聚合，生成两种链段的嵌段共聚物；双空位中心有利于乙丙无规共聚合，生成非结晶性的乙丙无规共聚物。在双空位中心上，乙烯、丙烯可以配位后予先活性，使链增长速率增大，乙烯、丙烯共聚活性大。用上述催化剂进行乙丙共聚合，丙烯共聚活性较传统的钒催化剂或非载体钛催化剂高得多，乙烯、丙烯共聚的竟聚率r_1 = 7.4, r_2 = 0.21，是迄今为止最接近的。在较远条件下，催化剂的共聚活性可达20万克聚合物/克钛。共聚反应具有催化活性高（较钒体系提高近20倍）、共聚活性大（共聚催化效率比乙烯均聚大10倍以上）及共聚物组成与进料气体组成相近三个特征。本催化剂共聚活性较高的根源在于催化体系的多活性中心、乙烯、丙烯两种单体在MgCl_2载体存在下的活性促进作用，共聚合的催化活性寿命长以及催化剂优良的传质效应。产物的溶剂萃取结果表明，共聚产物可以分为三部分。共聚产物较使用均相催化体系具有较大的链不均匀性。动态力学试验表明共聚物的玻璃化温度与商品乙橡胶相近，随结晶度增大，力学损耗峰峰高降低，并移向高温。乙丙共聚物的热分析和X-射线衍射表明，用高效钛催化剂，乙烯、丙烯都可生成具有晶性的长序列链段。在乙烯、丙烯组成相近时，二者可最大限度地无规共聚，生成非结晶的乙丙无规共聚物。 ~(13)C-NMR测定序列分布的结果支持上述结论。样品~(13)C-NMR序列分布的研究还表明，高效催化剂合成的乙丙共聚物中，不存在丙烯倒置现象，且丙烯单元为定向排列。综合样品热分析和动态力学试验的结果，所得乙丙共聚物具有四种多重转变，即：（1）-120 ℃左右的链段曲柄运动；（2）-50 ℃左右的玻璃化转变；（3）50 ℃左右的PE微晶解序以及（4）120 ℃左右的熔融转变，这些转变都与常规乙丙共聚物中特定的序列结构相对应。