第一篇：基于多羧酸配體的金屬-有機框架材料的合成與性能研究開題報告

基于多羧酸配體的金屬-有機框架材料的合成與

性能研究開題報告

指導老師：吳傳德

化學系 0801班 姓名 樂月琴 學號 3080103522 選題的背景和意義

1.1 選題背景和國內外研究現狀

金屬-有機框架(Metal-Organic Framework，MOF)是指有機配體與金屬離子通過自組裝形成的具有周期性網絡結構的金屬-有機框架材料[1]。它集合了有機聚合物和配位化合物兩者的特點，既不同于一般的有機聚合物，也不同于硅氧類的無機聚合物，而是結合了有機配體和無機金屬離子兩者的特點，可以通過選擇適宜的配體和金屬離子或金屬簇，控制影響自組裝的各種微妙因素，合成出具有新奇拓撲結構的金屬一有機超分子，如一維鏈、梯子、方塊、磚墻、蜂窩等，為開發新型功能材料提供了豐富的研究素材，近十年來得到了學術界的廣泛重視[2-5]。金屬-有機框架材料具有性質獨特、結構多樣化、不尋常的光電磁效應、眾多的可供使用的金屬離子等特點，在非線性光學、磁性、超導、催化、吸附、分離、主客體化學及生物制藥等諸多方面顯示了潛在的應用前景[6-7]。如在氣體儲存方面，由于MOFs材料大部分具有孔隙結構和特殊的構造,在氣體的存儲方面有潛在的應用。Yaghi等[8]對有MOF-5 骨架結構的16 種MOFs 進行了甲烷吸附性能的研究,這些骨架的孔是均勻、周期性排列的,孔隙率達到91.1 %。在36 個大氣壓、室溫下,對甲烷的吸附量可以達到240cm3(STP)·g-1。2005年Yaghi研究小組[9]的綜述中對當時文獻中所報道的金屬有機骨架材料儲氫性能進行了簡要的匯總；其中MOF-505在77K(1 atm)條件下表現了相對比較好的儲氫能力，每克樣品吸附24.8 mg 氫氣。在吸附和分離方面，由于多孔材料特有的骨架結構和表面性質,使得其對不同的氣體的吸附作用不一樣,從而可以對某些混合氣體體系進行分離。Kim 等[10]合成了甲酸錳化合物,其表面積不是很大,約為240m2/g ,但是這種金屬有機骨架對氮氣、氫氣、氬氣、二氧化碳、甲烷等具有選擇性的吸附。這種材料就可以作為一種選擇性分子篩,可能會有很重要的工業應用,如從天然氣中脫除二氧化碳,從含有氮氣、一氧化碳或甲烷的混合氣中回收氫氣。在充當反應器方面，MOFs的多孔性以及孔徑可調性，除了能用作儲存以及篩分等之外，MOFs的孔道中能夠進行化學反應生成己知或未知的產物。隨著主體MOFs的選定，孔道將會作為合成的納米模板，由于孔道的大小是一定的，故能獲得單分散的納米粒子，納米粒子的大小可由主體材料的孔徑調節。Ferey[11]以MIL-101作為主體材料，將制備的MIL-101浸入含有Zn鹽的溶液中，制備出含有Zn2+的MIL-101，小心洗滌后在300 K的條件下與H2S作用，制備出孔道有半導體ZnS納米粒子的復合物。通過高分辨力電鏡和化學組成分析證明半導體粒子存在于孔道中，而不在主體材料MIL-101的表面。

金屬-有機框架材料的研究是由配位化學發展而來的，在此后的發展中，對MOFs的研究很好的結合了有機化學、結構化學、超分子化學等學科。

1990年Robson[12]將無機網絡結構中的研究成果拓展到有機和金屬-有機聚合物領域中，首次提出以下設想：以一些簡單礦物的結構為網絡原型，用幾何上匹配的分子模塊代替網絡結構中的節點，用分子鏈接代替其原型網絡中的單個化學鍵，以此來構筑具有礦物拓撲的配位聚合物。而且成功的合成了由4,4',4'',4'''-四氰基苯甲烷與正一價銅離子構筑的具有金剛石拓撲的三維配位聚合物。1994年Fujita[13]用Cd與4，4'-聯吡啶合成了具有二維方格網絡結構的聚合物，它具有很好的催化活性，能加速氰基甲烷基化反應。1995年，美國化學家Moore[14]在Nature上報道了Ag與2，4，6-三(對氰基苯基乙炔基)苯形成的具有蜂窩狀骨架結構的三維聚合物，該聚合物具有生物活性，能夠促進細胞增大。同年Fujita[15]在Nature上提出了選擇適當的剛性有機配體與金屬離子構筑微孔材料，也就是金屬-有機框架結構(Metal-Organic Framework，MOF)材料，這類材料可以吸附客體分子，在脫出客體分子后骨架仍然保持穩定，并合成了由均苯三甲酸與Co構成的化合物在隨后的時間里，Yaghi等合成了非常具有代表性的MOF系列配位聚合物，其孔徑和比表面積超過傳統的分子篩，成為了配位聚合物發展史上的一個里程碑[12]。

在此后的十幾年歲月，MOFs的研究逐漸變得熱門，更多性能多樣優良，比面積極大的MOFs被研究出來。1999年Yashi研究小組合成的MOF-5 Langmuir比表面積高達2900m2/g[16]。

2005年Ferey研究小組合成的MIL-100和MIL-101都包含多級孔道和很大的比表面積[17-20]。這些化合物無疑展現了金屬-有機框架材料誘人的前景，如氣體的吸附、催化、藥物載體等。1.2 選題的意義

具有空d和空f軌道的d、ds和4f區過渡金屬與配體易形成配位鍵；芳香羧酸剛性平面骨架上的羧基具有特定角度且配位點多，能以多樣的配位模式在特定的方向上連接金屬離子，還可做為氫鍵受體和給體。通過各配體相互調整組合，可進一步調節MOF的空間構型得到多種拓撲結構，并利用配體共軛芳環對電子的傳遞作用，將令人感興趣的光催化、熒光等特性引入到MOF的骨架中，從而合成一系列具有特定結構和功能的MOF材料。

在MOFs的合成中，分子間作用力極為難以預測，所以造成了合成過程與結果在一定程度上的不可預測。因此,努力辨識和修正合成條件,使金屬和配體之間能按意想的方式作用并結合就顯得極為重要了。金屬離子和配體的濃度、溶劑的極性、pH 值和溫度的微小的變化都可能導致晶體質量和產率的變化,或產生全新的骨架結構。但是,只要確定了合適的條件,合成就會獲得非常高的產率,能耗也比較低,還有合理的時間范圍,溶劑也可循環使用。a、金屬離子與配體的摩爾比：金屬離子與配體的比例也很大程度上影響著骨架的性能。一般地,金屬離子與配體的摩爾比在1∶10到10∶1之間。當金屬的比例超過配位的化學計量比時,配體能充分地以多齒型配位,而且金屬會有不飽和位存在,對于骨架性能的研究尤其是催化作用是非常有利的;反之,配體就可能會全部或部分以單齒型配位,形成的骨架可能沒有前者穩定,而且沒有或僅有很少量的金屬不飽和位。b、模板試劑和溶劑：在骨架的合成中,模板試劑的選擇是非常重要的。使用不同的模板試劑可能會產生完全不同結構的骨架。模板試劑的量并不是非常關鍵,能相應較大量地使用,不會影響反應和微孔材料的制備。混合溶劑經常用于調節體系的極性和溶劑2配體交換動力學,影響晶體生長速率。溶劑分子與骨架發生弱的相互作用,是穩定骨架的一種有效的方法。如果希望晶體有高的產率,通過增加溶劑濃度和攪拌可降低反應時間。去質子化溶劑的選擇也是非常重要的,可能會使酸性配體完全或部分地去質子化,從而使得配體與金屬離子的配位方式不同,生成不同的骨架結構。c、溫度和pH值：在高溫的水熱條件和在室溫的溫和條件下,羧基的配位能力不同, 從而生成的骨架結構就不同。在高溫條件下羧基是以多齒型配位的,易形成多維結構;而在室溫條件下是以單齒型配位的,易形成一維結構。同時,反應溶液的pH 值不同,生成的骨架結構也不同。隨著反應的pH 值增大,金屬離子橋接氧或羥基的數量就增加,從而使骨架單元增大。

所以通過調整溫度、金屬離子和配體摩爾比、溶劑等來調節晶體的結構，嘗試找出特定配體和中心離子合成MOFs的最佳條件，并通過XRD、熱重分子等解析結構，研究性能，并嘗試解釋原因。研究的基本內容

2.1 研究的基本內容 2.1.1 培養晶體

尋找合適的多羧酸配體和中心離子，培養出數種結構較好的MOFs； 2.1.2 合成研究

通過調整溫度、金屬離子和配體摩爾比、溶劑等來調節晶體的結構，嘗試找出特定配體和中心離子合成MOFs的最佳條件； 2.1.3 性能研究

通過XRD、熱重分析儀等儀器來解析上述晶體的結構，并研究其基本性能。2.1.4 研究的重點和難點

研究的重點在于找到合適的多羧酸配體和中心離子來培養MOFs。研究的方法

采用傳統的擴散法來培養MOFs。在擴散法中,將金屬鹽、有機配體和溶劑按一定的比例混合成溶液,放入一個小玻璃瓶中,將此小瓶置于一個加入去質子化溶劑的大瓶中,封住大瓶的瓶口,然后靜置一段時間即可有晶體生成。進度計劃和預期目標

4.1進度計劃 2011年12月，選題和確認導師；

2012年1月至3月9日，文獻閱讀，并且完成文獻綜述和開題報告； 2012年3月10日至4月10日，晶體的培養和篩選，并且研究合成條件（溫度、金屬離子與配體摩爾比）對MOFs結構的影響；

2012年4月11日至5月17日，晶體性能研究； 2012年5月17日至25日，畢業論文撰寫和答辯。4.2 預期目標

培養出數種結構較好的多羧酸配體的金屬-有機框架材料，并且進行結構解析和性能研究。

參考文獻

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第二篇：聚羧酸高效減水劑的低溫合成技術及性能研究

聚羧酸高效減水劑的低溫合成技術及性能研究

---青島鼎昌新材料 引言近年來，混凝土外加劑的生產已經朝著高性能、無污染方向發展。以聚羧酸系為代表的第三代高性能減水劑大量應用于大型建設工程。該類減水劑的主要優點是摻量低、減水率高、高分散性、高保坍性、引言

近年來，混凝土外加劑的生產已經朝著高性能、無污染方向發展。以聚羧酸系為代表的第三代高性能減水劑大量應用于大型建設工程。該類減水劑的主要優點是摻量低、減水率高、高分散性、高保坍性、引氣量小、不泌水等，是配制高強度、高耐久性、大流態等高性能混凝土的首選減水劑，并被國內外公認為環保型高性能減水劑，對此類減水劑的合成研究是當前混凝土外加劑研究領域的最熱門課題之一。

目前，聚羧酸合成技術已經比較成熟、穩定，但仍存在著合成溫度比較高(60 ～80 ℃)，整個反應時間比較長(5 ～7 h)，生產效率低的問題對于在低溫條件下、高效合成減水劑的工藝罕見報道，因此開發出一種合成溫度低、反應時間短的合成方法顯得尤為重要。本研究從降低聚合反應的溫度(20 ～25 ℃)入手，以異戊烯醇聚氧乙烯醚、甲基丙烯磺酸鈉、丙烯酸、復合引發劑 E 等為原料，在較短反應時間內(2 h)，通過自由基共聚合反應合成聚羧酸高效減水劑，實現一種聚羧酸減水劑的低溫合成技術。試驗

2． 1 主要原料和設備

異戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG2400)，工業品;甲基丙烯磺酸鈉(SAMS)，化學純;丙烯酸(AA)，工業品;去離子水，工業品;氫氧化鈉，分析純;引發劑 E。

DF-101S 集熱式磁力攪拌(河南智誠儀器有限公司);DW-1 型電動攪拌器(江蘇省金壇市醫療儀器廠);分析天平(上海精密儀器有限公司);NJ-160A 水泥凈漿攪拌機(無錫市建鼎建工儀器廠);蠕動泵(保定創銳泵業有限公司)。2． 2 聚羧酸減水劑的制備

一定量的 TPEG2400 單體和 SAMS 置入四口燒瓶中，加入適量的去離子水，開啟蠕動泵，于2 h 內勻速滴加引發溶劑 E 及 AA 水溶液，反應過程中溫度保持在 20 ～25 ℃，滴加完成后，用 w(NaOH)=40% 的水溶液調節體系 pH 值至中性，即得聚羧酸產品。2． 3 產品性能測試

水泥凈漿流動度與 1 h 經時流動度的測量，按照 GB/T 8077-2012《混凝土外加劑勻質性試驗方法》，水灰比 0． 29，減水劑摻量 0． 18%，分別測定水泥凈漿流動度和水泥砂漿減水率。結果與討論

3． 1 酸醚比對減水劑分散性能的影響

在 25 ℃條件下，固定甲基丙烯磺酸鈉(SAMS)的配比，引發劑 E 用量為 0． 18%((相對于所有單體總摩爾量的百分比，下同)，保持其他操作條件的相同情況下，考查不同酸醚比 n(AA)∶ n(TPEG2400)對減水劑分散性和分散保持性能的影響，試驗結果見圖 1。

由圖 1 可知，隨著 n(AA)∶ n(TPEG2400)的增大，凈漿流動度逐漸增大。當 n(AA)∶ n(TPEG2400)= 4時水泥凈漿流動度達到280 mm，1 h 后保持在270 mm。主要是由于減水劑吸附到水泥顆粒表面，TPEG 中的PEO 側鏈在水泥顆粒間產生良好的空間阻礙作用，使水泥顆粒不能彼此靠近，有效阻礙水泥的絮凝，且-COOH 與 PEO 側鏈的比例適當，主鏈上帶電荷基團的靜電斥力和側鏈上的空間位阻效應的協同作用充分發揮，分子結構合理，各官能團協調作用，使減水劑的分散性及分散保持性最好。當 n(AA)∶ n(TPEG2400)﹥4 時水泥凈漿流動度開始明顯下降，可能是因為丙烯酸濃度增大，丙烯酸的自聚傾向增強，很容易形成均聚物，導致水泥的分散性能及分散保持性能下降。

3． 2 SAMS 用量對減水劑分散性能的影響

在 25 ℃條件下，固定 n(AA)∶ n(TPEG2400)為 4∶ 1，引發劑 E 用量為 0． 18%，保持其他操作條件的不變情況下，考查不同甲基丙烯磺酸鈉對減水劑分散性和分散保持性能的影響，試驗結果見圖 2。

由圖 2 可知，隨著 SAMS 用量的增加，水泥的凈漿流動度先增大后減小。當 SAMS 用量0． 3 mol 時，減水劑的初始凈漿流動度達到 280 mm，1 h 后保持在 270 mm。這是因為 SAMS 具有親水基團-SO 3 H，具有較好的減水性和緩凝效果，隨著 SAMS 用量的增加，聚合產物的分散性顯著提高，但其用量過大時，SAMS 具有一定的鏈轉移作用，會影響減水劑相對分子質量的大小，易生成不易溶于水的聚合物。

3． 3 引發劑 E 對減水劑分散性能的影響

在 25 ℃條件下，固定 n(AA)∶ n(TPEG2400)為4∶ 1，SAMS 0． 3 mol，保持其他操作條件的不變情況下，考查不同引發劑 E 用量(相對于所有單體總摩爾量的百分比)對減水劑分散性和分散保持性能的影響，試驗結果見圖 3。

由圖 3 可知，隨著引發劑用量的增加，水泥的凈漿流動度先增大后減小，當引發劑用量為 0． 18% 時，水泥凈漿初始流動度達到 280 mm，1 h 后仍保持在 270 mm。當用量繼續增加時，水泥的凈漿流動度反而下降。

這是因為，在聚合反應中，引發劑不僅能起到引發聚合反應的作用，且具備一定的調節分子量作用。引發劑用量較少時，所得聚合物的主鏈聚合度相對較高，分子量較大，容易產生絮凝，當引發劑用量過高時，所得聚合物的主鏈聚合度過低，分子量較小，所帶的負電基團較少，靜電斥力小，減水劑的分散性能降低。1

3． 4 反應溫度對減水劑分散性能的影響 固定 n(AA)∶ n(TPEG2400)為 4∶ 1，SAMS 的用量 0． 3 mol，引發劑 E 用量 0． 18%，在室溫下，采用恒溫水浴鍋控制反應溫度 10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃進行實驗，考查不同反應溫度對減水劑分散性和分散保持性能的影響，試驗結果見圖 4。

由圖 4 可知，減水劑的分散性隨著反應溫度的升高呈現曲線變化。反應溫度在 25 ℃時，所得減水劑性能最佳，可使水泥初始靜凈漿流動度達到 280 mm，1 h 后保持在 270 mm。當溫度高于 25 ℃時，引發劑 E 分解速率較快，聚合速度太快，支鏈太多，殘余單體數量較多，聚合反應不完全。當溫度低于 20 ℃時，引發劑 E分解速率降低，聚合速度變慢，單體轉化率降低。

3． 5 投料方式對減水劑分散性能的影響 根據自由基聚合原理，投料方式的不同會影響大單體和丙烯酸的共聚傾向及大單體的轉化率。在25 ℃條件下，固定 n(AA)∶ n(TPEG2400)為4∶ 1，SAMS 的用量0． 3 mol，引發劑 E 用量0． 18%，反應時間2 h，此處主要考查了不同投料方式對減水劑分散性能的影響:(1)全混法:將 TPEG、SAMS、AA、引發劑 E 一次性投入三口燒瓶中，控制溫度進行反應 2 h。(2)半混法:將一定配比的 TPEG、SAMS、AA 投入三口燒瓶中，引發劑 E 混合均勻后連續滴加 2 h 進行反應。(3)分別滴加法:將一定配比的 TPEG、SAMS 投入三口燒瓶中，AA 及引發劑 E 分別同時以滴加加入。試驗結果見圖 5。

由圖 5 可知，相同條件下，采用分別滴加法所得減水劑流動度較大，初始凈漿流動度達到 280 mm。主要原因是全混法和半混法反應體系中，活性較大的單體先行聚合，剩余活性較小的單體聚合速率較低，使得產品中有效成分較少，且分子量不均勻。而分別滴加法有效的控制了活性較高的單體的加入速率，所得產品結構合適、分子量均勻，其凈漿的流動度及保留性比較理想。因此，試驗中采用分別滴加法。

3． 6 反應時間對減水劑分散性能的影響

在 25 ℃條件下，固定 n(AA)∶ n(TPEG2400)為 4∶ 1，SAMS 的用量 0． 3 mol，引發劑 E 用量 0． 18%，保持其他操作條件的相同情況下，考查不同反應時間對減水劑分散性和分散保持性能的影響，試驗結果見圖 6。

在聚合反應中，自由基聚合反應，一般不存在中間產物，反應體系除了生成一定分子量的聚合物，就是未反應的單體。隨著反應時間的增長，減水劑大分子鏈上接枝的不同官能團的數目隨之增加，反應程度也隨之增加，所得減水劑的流動度也隨之增大。由圖 6 可知，反應時間 2 h 時，所得減水劑性能最佳，可使凈漿度達到 280 mm。當反應時間超過 2 h，凈漿流動度基本保持不變，因此最佳反應時間為 2 h。

3． 7 采用最佳工藝制得的減水劑性能測定

在25 ℃條件下，n(SAMS)∶ n(AA)∶ n(TPEG2400)=0． 3∶ 4． 0∶ 1． 0，2 h 內勻速滴加引發劑 E 及共聚單體AA 于 SAMS、TPEG 混合溶液中，共聚單體 AA 溶液先于引發劑 E 溶液滴加完畢，再用 w(NaOH)=40% 的水溶液中和，制得聚羧酸系減水劑。對此減水劑進行了水泥凈漿性能測試，在水灰比為 0． 29，摻量為 0． 18%條件下，水泥凈漿初始流動度為 280 mm，1 h 經時流動度為 270 mm，減水率達到 29%。合成的聚羧酸減水劑在低摻量下表現出很好的分散性與分散保持性能，且減水效果較好。結論

(1)本文研究一種聚羧酸減水劑的低溫生產工藝，通過單因素實驗分析，得到最佳工藝條件:反應溫度25 ℃，n(SAMS)∶ n(AA)∶ n(TPEG)=0． 3∶ 4． 0∶ 1． 0，引發劑 E 用量為 0． 18%，反應時間 2 h;(2)采用最佳工藝條件合成得到的減水劑，在水灰比為 0． 29，摻量為 0． 18% 條件下水泥凈漿初始流動度為 280 mm，1 h 經時流動度為 270 mm，具有較好的分散性與分散保持性能;(3)在混凝土中摻加采用最佳工藝制得的聚羧類減水劑，其減水率可達 27%，且強度越發穩定。與國內目前廣泛應用的聚羧酸類減水劑相比，該減水劑減水率高，保坍性好，合成工藝簡單，且聚合反應過程在室溫下即可完成，耗能更低，成本較低，具有良好的性價比和市場競爭力。

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第三篇：鉭金屬的結構與性能研究

鉭金屬的結構與性能研究

摘 要：鉭是電子工業和空間技術發展不可缺少的戰略原料，鉭以其獨特的結構和性質，在骨科醫學、電子工業、化學工業和冶金工業有很大的應用。這篇論文主要介紹鉭金屬的資源、鉭金屬的制備和鉭金屬的結構和性質及其應用。

關鍵字：鉭金屬；戰略原料；資源；制備；結構；應用

0 引言

鉭是由瑞典化學家埃克貝里在1802年發現的，按希臘神話人物Tantalus（坦塔羅斯）的名字命名tantalum。1903年德國化學家博爾頓（W.von Bolton)首次制備了塑性金屬鉭,用作燈絲材料。1940年大容量的鉭電容器出現，并在軍用通信中廣泛應用。第二次世界大戰期間，鉭的需要量劇增。50年代以后，由于鉭在電容器、高溫合金、化工和原子能工業中的應用不斷擴大，需要量逐年上升，促進了鉭的提取工藝的研究和生產的發展。中國于60年代初期建立了鉭的冶金工業。美國是鉭消費量最大的國家，1997年消費量達500噸，其中60%用于生產鉭電容器。日本是鉭消費的第二大國，消費量為334噸。21世紀初，隨著電容器生產的發展迅速，市場供不應求。預計，世界鉭電容器的生產量達2.50億件，需消費鉭1000噸。據美國地質調查局的統計，世界鉭探明儲量14000噸。其中，澳大利亞4500噸、尼日利亞3200噸、民主剛果1800噸、加拿大1800噸、巴西1400噸。中國資源量，主要分布在江西、福建、新疆、廣西、湖南等省。從未來發展的需求看，電容器仍是鉭的主要應用領域。如果按儲量基礎24000噸計算，也只能保證24年的需求。盡管如此，鉭資源的前景仍然是看好的。首先，在世界十分豐富的鈮礦床中，伴生有大量的鉭資源。其中，格陵蘭南部加達爾鈮、鉭礦的鉭資源量就達100萬噸。其次，西方已開始利用含Ta2O53%以下的大量錫爐渣。此外，代用品的研究和利用也有了很快的發展，如鋁和陶瓷在電容器領域代替鉭；硅、鍺、銫可在電子儀器用途上，代替鉭制造整流器等。

在鄭州大學先進靶材料實驗室的李慶奎老師的團隊主要做的是高純鉭金屬靶材，做出的金屬靶材通過磁控濺射等工藝形成的薄膜廣泛應用于電子信息產業。為了更深層次的探究談金屬，我對鉭金屬的資源、制備、結構、性能和應用進行了探究。鉭金屬的資源

資源鉭和鈮的物理化學性質相似，因此共生于自然界的礦物中。劃分鉭礦或鈮礦主要是根據礦物中鉭和鈮的含量。鉭鈮礦物的賦存形式和化學成分復雜,其中除鉭、鈮外，往往還含有稀土金屬、鈦、鋯、鎢、鈾、釷和錫等。鉭的主要礦物有：鉭鐵礦[(Fe,Mn)(Ta,Nb)2O6]、重鉭鐵礦、細晶石和黑稀金礦等。煉錫的廢渣中含有鉭，也是鉭的重要資源。已查明世界的鉭儲量(以鉭計)約為134000短噸，扎伊爾占首位。1979年世界鉭礦物的產量(以鉭計)為 788短噸(1短噸＝907.2公斤)。中國從含鉭比較低的礦物中提取鉭的工藝，并且取得了巨大的成就。鉭金屬的制備

冶煉方法：鉭鈮礦中常伴有多種金屬，鉭冶煉的主要步驟是分解精礦，凈化和分離鉭、鈮，以制取鉭、鈮的純化合物，最后制取金屬。礦石分解可采用氫氟酸分解法、氫氧化鈉熔融法和氯化法等。鉭鈮分離可采用溶劑萃取法〔常用的萃取劑為甲基異丁基銅(MIBK)、磷酸三丁酯(TBP)、仲辛醇和乙酰胺等〕、分步結晶法和離子交換法。分離：首先將鉭鈮鐵礦的精礦用氫氟酸和硫酸分解鉭和鈮呈氟鉭酸和氟鈮酸溶于浸出液中，同時鐵、錳、鈦、鎢、硅等伴生元素也溶于浸出液中，形成成分很復雜的強酸性溶液。鉭鈮浸出液用甲基異丁基酮萃取鉭鈮同時萃入有機相中,用硫酸溶液洗滌有機相中的微量雜質，得到純的含鉭鈮的有機相洗液和萃余液合并,其中含有微量鉭鈮和雜質元素，是強酸性溶液，可綜合回收。純的含鉭鈮的有機相用稀硫酸溶液反萃取鈮得到含鉭的有機相。鈮和少量的鉭進入水溶液相中然后再用甲基異丁基酮萃取其中的鉭,得到純的含鈮溶液。純的含鉭的有機相用水反萃取就得到純的含鉭溶液。反萃取鉭后的有機相返回萃取循環使用。純的氟鉭酸溶液或純的氟鈮酸溶液同氟化鉀或氯化鉀反應分別生成氟鉭酸鉀(K2TaF7)和氟鈮酸鉀(K2NbF7)結晶，也可與氫氧化銨反應生成氫氧化鉭或氫氧化鈮沉淀。鉭或鈮的氫氧化物在900～1000℃下煅燒生成鉭或鈮的氧化物。

鉭的制取：①金屬鉭粉可采用金屬熱還原（鈉熱還原）法制取。

在惰性氣氛下用金屬鈉還原氟鉭酸鉀：K2TaF7+5Na─→Ta+5NaF+2KF。反應在不銹鋼罐中進行，溫度加熱到900℃時,還原反應迅速完成。此法制取的鉭粉，粒形不規則，粒度細，適用于制作鉭電容器。金屬鉭粉亦可用熔鹽電解法制取：用氟鉭酸鉀、氟化鉀和氯化鉀混合物的熔鹽做電解質把五氧化二鉭(Ta2O5)溶于其中，在750℃下電解,可得到純度為99.8～99.9%的鉭粉。②用碳熱還原Ta2O5亦可得到金屬鉭。還原一般分兩步進行:首先將一定配比的Ta2O5和碳的混合物在氫氣氛中于1800～2000℃下制成碳化鉭(TaC)，然后再將TaC和Ta2O5按一定配比制成混合物真空還原成金屬鉭。金屬鉭還可采用熱分解或氫還原鉭的氯化物的方法制取。致密的金屬鉭可用真空電弧、電子束、等離子束熔煉或粉末冶金法制備。高純度鉭單晶用無坩堝電子束區域熔煉法制取。鉭金屬的結構與性質

晶體結構：晶胞為體心立方晶胞，每個晶胞含有2個金屬原子。晶胞參數： a=330.13pm，b=330.13pm，c=330.13pm，α= 90°，β = 90°，γ = 90°，莫氏硬度：6.5，熔點：2996℃。鉭的質地十分堅硬，硬度可以達到6-6.5。它的熔點高達2996℃，僅次于碳，鎢，錸和鋨，位居第五。鉭富有延展性，可以拉成細絲式制薄箔。其熱膨脹系數很小，每升高一攝氏度只膨脹百萬分之六點六。除此之外，它的韌性很強，比銅還要優異。

物理性質：質地十分堅硬、富有延展性。化學性質：鉭還有非常出色的化學性質，具有極高的抗腐蝕性，無論是在冷和熱的條件下，對鹽酸、濃硝酸及“王水”都不反應。但鉭在熱的濃硫酸中能被腐蝕，在150℃以下，鉭不會被濃硫酸腐蝕，只有在高于此溫度才會有反應，在175度的濃硫酸中1年，被腐蝕的厚度為0.0004毫米，將鉭放入200℃的硫酸中浸泡一年，表層僅損傷0.006毫米。在250度時，腐蝕速度有所增加，為每年被腐蝕的厚度為SDS毫米，在300度時，被腐蝕的速度則更加快，浸泡1年，表面被腐蝕1.368毫米。在發煙硫酸（含15%的SO3）腐蝕速度比濃硫酸中更加嚴重，在130度的該溶液里浸泡1年，表面被腐蝕的厚度為15.6毫米。鉭在高溫下也會被磷酸腐蝕，但該反應一般在150度以上才發生，在250度的85%的磷酸中，浸泡1年SS，表面被腐蝕20毫米，另外，鉭在

氫氟酸和硝酸的混酸中能迅速溶解，在氫氟酸中也能被溶解。但是鉭更害怕強堿，在110度40%濃度的燒堿溶液里，鉭會被迅速溶解，在同樣濃度的氫氧化鉀溶液中，只要100度就會被迅速溶解。除上面所述情況外，一般的無機鹽在150度以下一般不能腐蝕鉭。實驗證明，鉭在常溫下，對堿溶液、氯氣、溴水、稀硫酸以及其他許多藥劑均不起作用，僅在氫氟酸和熱濃硫酸作用下有所反應。這樣的情況在金屬中是比F較罕見的。元素用途

鉭在酸性電解液中形成穩定的陽極氧化膜，用鉭制成的電解電容器，具有容量大、體積小和可靠性好等優點，制電容器是鉭的最重要用途，70年代末的用量占鉭總用2/3以上。鉭也是制作電子發射管、高功率電子管零件的材料。鉭制的抗腐蝕設備用于生產強酸、溴、氨等化學工業。金屬鉭可作飛機發動機的燃燒室的結構材料。鉭鎢、鉭鎢鉿、鉭鉿合金用作火箭、導彈和噴氣發動機的耐熱高強材料以及控制和調節裝備的零件等。鉭易加工成形，在高溫真空爐中作支撐附件、熱屏蔽、加熱器和散熱片等。鉭可作骨科和外科手術材料。碳化鉭用在250℃于制造硬質合金。鉭的硼化物、硅化物和氮化物及其合金用作原子能工業中的釋熱元件和液態金屬包套材料。氧化鉭用于制造高級光學玻璃和催化劑。1981年鉭在美國各部門的消費比例約為:電子元件73%,機械工業19%，交通運輸6%，其他2%。性質用途

鉭的線脹系數在0～100℃之間為6.5×10-6K-1，超導轉變臨界溫度為4.38K,原子的熱中子吸收截面為21.3靶恩。

在低于150℃的條件下鉭是化學性質最穩定的金屬之一。與鉭能起反應的只有氟、氫氟酸、含氟離子的酸性溶液和三氧化硫。在室溫下與濃堿溶液反應，并且溶于熔融堿中。致密的鉭在200℃開始輕微氧化，在280℃時明顯氧化。鉭有多種氧化物，最穩定的是五氧化二鉭(Ta2O5)。

鉭和氫以上生成脆性固溶體和金屬氫化物如:Ta2H,TaH,TaH2,TaH3。在800～1200℃的真空下，氫從鉭中析出鉭又恢復塑性。鉭和氮在300℃左右開始反應生成固溶體和氮化合物；在高于2000℃和高真空下，被吸收的氮又從鉭中析出。鉭與碳在高于2800℃下以三種物相存在:碳鉭固溶體、低價碳化物和高價碳化物。鉭在室溫下能與氟反應,在高于250℃時能與其他鹵素反應，生成鹵化物。

[2]楊鑄生，段惠敏，王秀京.四川攀西地區鈮鉭礦床的地質特征及找礦方向[J].四川地質學報.2007(04)[3]鄢明才，遲清華等.中國不同巖石類型花崗巖類元素豐度及特征[J].物探化探計算技術.Liang Peng(Henan Industrial Technology Research Institute of Resources and Materies Zhengzhou University, Zhengzhou

450001 China)Abstract: Tantalum is indispensable strategic raw materials to electronic industry and space technology development.with its unique structure and properties ,tantalum in the orthopedic medical, electronic industry, chemical industry and metallurgical industry has a great application.This paper mainly introduces the preparation of tantalum metal resources, tantalum metal and the structure and properties of tantalum metal and its application.Keywords: tantalum metal;Strategic raw materials;Resources;Preparation;Structure;application 參考文獻

[1]陳寶泉.福建南平西坑鈮鉭礦區玉帝庵礦段含礦偉晶巖特征[J].福建地質.2008（03）

The Structure And Performance Study Of Tantalum Metal

第四篇：具有光致變色和發光性能的有機化合物的合成及其性能研究_百度文(精)

V o l.21 2000年6月高等學校化學學報

CH E M I CAL JOU RNAL O F CH I N ESE UN I V ER S IT IES

N o.6 903～907

具有光致變色和發光性能的有機化合物的 合成及其性能研究

龐美麗 王永梅 孟繼本 王積濤(南開大學化學系, 天津300071 摘要 以吲哚啉螺苯并吡喃與香豆素衍生物為原料, 用DCC 縮合酯化法在溫和條件下合成了8種新的具有光致變色和發光性能的化合物, 確定了結構, 研究了紫外光譜、熒光光譜及光致變色性.所得化合物同時具有光致變色和發熒光的雙重特性, 而且熒光光譜中有兩個激發波長, 每一個波長對應產生一個不同的熒光發射峰.關鍵詞 吲哚啉螺苯并吡喃;香豆素;紫外光譜;熒光光譜 中圖分類號 O 626

文獻標識碼 A

文章編號 025120790(2000 0620903205 香豆素類化合物是一類重要的具有生物活性的苯并吡喃酮類化合物, 及重要的生物學意義, [16]合物是一類研究頗多的有機光致變色化合物,、光記錄材料、光裝飾材料、防偽技術等領域都有廣泛的應用, [7～10].將香豆, 制備雙功能有機化合物的研究尚未見文獻報道., 用DCC 縮合酯化法在溫和條件下合成了8種尚未, 確定了其結構, 并考察了其光譜特性和光致變色性.由于香豆素類化合物具有重要的生理活性, 該方面研究工作將在生理過程的跟蹤以及生物探針的標記方面具有一定的指導意義.由于生物體內許多基團本身即帶有一定的熒光, 因而傳統的熒光標記法存在背景干擾等問題, 而光致變色現象是通過光聚焦電子顯微鏡在可見區檢測光波長的改變, 與生物體內基團的光性能不沖突, 所受干擾較小, 因而具有一定的優越性.我們合成的化合物在多功能防偽材料的開發領域也有一定的應用前景(合成路線如Schem e 1和Schem e 2所示.1 結果與討論 1.1 合成條件的改進

通常DCC 縮合酯化法有一鍋法(路線1 和酸酐法(路線2 兩種.一鍋法是將所有的反應物、DCC、催化劑一次性加入后反應;酸酐法是先將酸與DCC 及催化劑混合反應一定的時間后, 濾出生成的脲, 再加入醇(酚 進行酯化反應.本文采用一鍋法和酸酐法, 利用TL C 監測均發現副產物較多, 而采用Chai m Gilon 等[11]的方法(路線3 , 先將反應物、催化劑與反應溶劑充分混勻后, 再滴入DCC 溶在反應溶劑中的溶液, TL C 監測表明預期產物比例增大, 且副產物種類較少, 易于分離.我們推測可能原因如下:吲哚啉螺苯并吡喃存在如Schem e 3所示的3種互變異構形態.本文反應中可能存在的副反應主要是羧酸與C 異構體中的酚氧負離子結合成酯.由于羧酸與DCC 反應生成的酸酐在DM A P 存在下的高反應活性, 它并不優先與預期的醇(酚 結合, 而是首先和與其接觸的反應物結合.在路線1中, 由于溶解性與擴散速率的影響, 羧酸與預期應參與反應的羥基

收稿日期:1999208231.基金項目:國家自然科學基金(批準號:29872015 及南開大學吸附與分離功能高分子材料國家重點實驗室資助.聯系人簡介:孟繼本(1938年出生 , 男, 教授, 博士生導師, 主要從事生物有機光化學研究.904高等學校化學學報.21V o l 并不比C 中的酚氧負離子優先接觸, 因此產生的副反應較為明顯.采用路線2合成3a _3d 時, 在加入香豆素衍生物前, 酸酐與酚氧負離子的副反應已進行到一定程度;在合成6a _6d 時, 由于溶解速度的原因, 吲哚啉螺苯并吡喃尚未完全溶解之前, 酸酐已與酚氧負離子發生了副反應.而在路線3中, 在形成酸酐之前, 兩反應物已充分混合均勻, 當加入DCC 后, 在形成酸酐的過程中同時與羥基發生縮合反應, 由于羥基反應活性的差異, 優先生成的產物主要是預期產物.同時本反應還采用避光操作的措施盡量避免酚氧負離子的生成, 從而得到了適中的分離產率.2 2 O O 2+HO 32DCC DM A P CH 2C l 222O R 2(3a_3d R 13R 2(1(2a_2d

R 13a:R 1=R 2=R 3=H;3b:R 1=R 3=H , R 2=COCH 3;3c:R 1=CH 3, R 2=R 3=H;3d:R 1=CH 3, R 2=H , R 3=COCH 3Sche m e 1 Syn thesis of co m pounds 3a _3d 2 2 OH 222DCC DM A P CH 2C l 222O O(6a_6d R 1

23R 2(4(5a_5d

R 1R 2 6a:R 1=R 2=R 3=H;6b:R 1=R 3=H , R 2=COCH 3;6c:R 1=CH 3, R 2=R 3=H;6d:R 1=CH 3, R 2=H , R 3=COCH 3.Sche m e 2 Syn thesis of co m pounds 6a _6d O R 2R O 2 NO 2(C

(A

(B R Sche m e 3 Photochro m is m m echan is m of sp iropyran s 1.2 產物結構的確定

產物質譜中均有明顯的分子離子峰, m z =158, 291處峰的存在表明了吲哚啉螺苯并吡喃結構的存在, m.產物的溶液具有光致變色和熒光的雙重特性, I R z =132處峰的存在表明了香豆素環的存在

譜圖中均有相應特征官能團的吸收, 以化合物3d 為例, 1774c m-1為開鏈酚酯羰基的伸縮振動, 1744c m-1為香豆素環內酯羰基的伸縮振動, 1704c m-1為乙酰基羰基的伸縮振動, 1610～1540c m-1為芳環骨架振動, 1514, 1336c m-1為硝基的伸縮振動.結合1H NM R、元素分析, 確定其為預期產物.1.3 產物光譜性能的研究

產物的有機溶液具有明顯的光致變色性, 在日光光照下溶液由無色透明變為紫紅色或藍紫色, 暗消色速度很快, 在10-4m o l.將樣品涂布到打印紙上測定L 的氯仿溶液中, 在10s 之內樣品完全消色

其固體紫外光譜, 發現所有樣品在光照后均在(565±5 nm 處出現新的的最大吸收峰(圖1 , 這是吲

N o.6龐美麗等:具有光致變色和發光性能的有機化合物的合成及其性能研究

905哚啉螺苯并吡喃紫外吸收峰發生變化的特征區域.測定產物的熒光光譜發現, 在200～500nm 之間有

2個激發吸收峰.以338nm 作為激發光, 樣品的最大發射峰在380～420nm 之間;以400nm 作為激發光, 樣品的最大發射峰在800nm 處(圖2.這種雙波長激發性能使得產物熒光光譜更具有獨特性和專一性, 結合其光致變色性, 使該產物在特異性多功能材料的開發應用方面具有廣闊的應用前景

.F ig.1 Solid UV ref lection-spectra of co m pound 6

c F ig.2 Fluorescence spectra of m pound 6c Slit :3nm;w avelength :nm;(B 400nm.2 實驗部分 2.1 實驗儀器及試劑

NA GE M A PHM , BRU KER A C 2P 200型核磁共振儀, 7070E 2H E 型質譜儀, N 型紅外光譜儀, PE 2240型元素分析儀, Sch i m atzu UV 22101PC 型紫外可見分光光度計, i m atzu R F 2540型熒光光譜儀.柱層析用硅膠H(60型, 青島海洋化工集團公司 , 二氯甲烷及DCC 用前經無水重蒸處理, 其余試劑均使用市售分析純試劑.2.2 原料合成

化合物1參照文獻[12]方法合成, 化合物2a —2d 參照文獻[13]方法合成, 化合物4參照文獻[14]方法合成, 化合物5a —5d 參考文獻[15]方法合成.2.3 化合物3a —3d 的合成

在100mL 三口瓶中加入0119g(015mm o l 取代羧乙基吲哚啉螺苯并吡喃, 015mm o l 72羥基取代香豆素, 6m g DM A P(對二甲氨基吡啶 , 20mL 無水二氯甲烷, 于室溫攪拌1h , 再滴入01124g(016mm o l DCC 的二氯甲烷溶液, 在避光室溫下攪拌反應24h , 濾去生成的脲, 濾液用飽和N aHCO 3洗3次, 再用水洗3次, 經無水N a 2SO 4干燥過夜.濾除干燥劑, 濃縮, 用柱色譜分離[V(丙酮

3]得純凈產品, 表征數據如下:V(石油醚 =1 +13a :白色針狀晶體, 產率4412%;熔點152～153℃(分解;M S(E I , m z :524(M;H NM R(CDC l 3, 200M H z , ?:1115(s , 3H , CH 3 , 1126(s , 3H , CH 3 , 2196(m , J =514H z , 2H , CH 2 , 3168(m , J =514H z , 2H , CH 2 , 5185, 5190(d , 1H , 6133, 6138(d , 1H , 6164～7135(m , 8H ,-1π A rH , 7140, 7145(d , 1H , 7162, 7167(d , 1H , 7197(m , 2H;I R(KB r 壓片 , Μc m :1760，1730, 1512, 1338;元素分析(%, 括號內為計算值 :C 68133(68169 , H 4135(4161 , N 5129(5134.+13b :白色針狀晶體, 產率5110%;熔點181～182℃(分解;M S(E I , m z :566(M;H NM R(CDC l 3, 200M H z , ?:1115(s , 3H , CH 3 , 1126(s , 3H , CH 3 , 2169(s , 3H , CH 3 , 2196(m , J =514

～7135(m , 8H , A rH , H z , 2H , CH 2 , 3168(m , J =514H z , 2H , CH 2 , 5185, 5190(d , 1H , 6164

906高等學校化學學報.21V o l-1π7157, 7161(d , 1H , 7198(m , 2H , 8145(s , 1H;I R(KB r 壓片 , Μ c m :1762, 1724, 1686, 1514, 1336;元素分析(%, 括號內為計算值 :C 67177(67184 , H 4158(4163 , N 4192(4194.+13c :白色針狀晶體, 產率6316%;熔點168～169℃(分解;M S(E I , m e :538(M;H NM R(CDC l 3, 200M H z , ?:1115(s , 3H , CH 3 , 1126(s , 3H , CH 3 , 2140(s , 3H , CH 3 , 2195(m , J =514 ～7124(m , H z , 2H , CH 2 , 3168(m , J =514H z , 2H , CH 2 , 5186, 5191(d , 1H , 6125(s , 1H , 6163-1π8H , A rH , 7152, 7156(d , 1H , 8100(m , 2H;I R(KB r 壓片 , Μ c m :1778, 1730, 1512, 1338;元素分析(%, 括號內為計算值 :C 68197(69113 , H 4179(4187 , N 5118(5120.+13d :白色針狀晶體, 產率5714%;熔點141～142℃(分解;M S(E I , m z :580(M;H NM R

(CDC l 3, 200M H z , ?:1115(s , 3H , CH 3 , 1126(s , 3H , CH 3 , 2142(s , 3H , CH 3 , 2160(s , 3H , CH 3 , 2196(m , J =514H z , 2H , CH 2 , 3168(m , J =514H z , 2H , CH 2 , 5182, 5186(d , 1H , 6129(s , 1H , 6164～7135(m , 7H , A rH , 7158, 7163(d , 1H , A rH , 7198(m , 2H;I R(KB r 壓片 ,-1π Μc m :1774, 1744, 1704, 1514, 1336;元素分析(%, 括號內為計算值 :C 68123(68126 , H 4180(4186 , N 4184(4183.2.4 化合物6a —6d 的合成

在100mL 三口瓶中加入01176g(015mm o l 取代羥乙基吲哚啉螺苯并吡喃, 015mm o l 72羥基取代香豆素, 6m g DM A P , 20mL 無水二氯甲烷, 于室溫電磁攪拌1h , 再滴入01124g(016mm o l DCC 的二氯甲烷溶液, 避光室溫攪拌24h , 濾去生成的脲, 濾液用飽和N aHCO 3洗, 再用水洗3次, 無

得純品, 數據如下:水N a 2SO 4干燥過夜.濾除干燥劑, 濃縮, 柱色譜分離[(V 1+16a :白色針狀晶體, 產率6712%;熔點132～I z :554(M;H NM R(CDC l 3, 200M H z , ? :1110(s , 3H , 3 , s , , 3150(m , J =514H z , 2H , CH 2 , 4136(m , J =514H z , 2H , , 2183, 5188(d , 1H , 6123, 6128(d , 1H , 6155～7124(m , 8H , 1, 1H , 7158, 7163(d , 1H , 7197(m , 2H;I R(KB r 壓片 ,-1π Μc m :1756, 111336;元素分析(%, 括號內為計算值 :C 67101(67114 , H 4169(4173 , N 5106(5105.6b :白色針狀晶體, 產率5912%;熔點139～140℃(分解;M S(E I :596(M +;1H NM R(CDC l 3, 200M H z , ?:1105(s , 3H , CH 3 , 1125(s , 3H , CH 3 , 2168(s , 3H , CH 3 , 3150(m , J =514H z , 2H , CH 2 , 4136(m , J =514H z , 2H , CH 2 , 4159(s , 2H , CH 2 , 5183, 5188(d , 1H , 6113(s ,-1π1H , 6142～7124(m , 8H , A rH , 7157, 7161(d , 1H , 7196(m , 2H;I R(KB r 壓片 , Μ c m :

1758, 1724, 1686, 1514, 1336;元素分析(%, 括號內為計算值 :C 66101(66143 , H 4156(4173 , N 4163(4170.+16c :白色針狀晶體, 產率7915%;熔點128～129℃(分解;M S(E I , m z :568(M;H NM R(CDC l 3, 200M H z , ?:1109(s , 3H , CH 3 , 1125(s , 3H , CH 3 , 2136(s , 3H , CH 3 , 3150(m , J =514H z , 2H , CH 2 , 4136(m , J =514H z , 2H , CH 2 , 4158(s , 2H , CH 2 , 5189, 5194(d , 1H , 6112-1π(s , 1H , 6180 ～7124(m , 8H , A rH , 7141, 7145(d , 1H , , 7196(m , 2H;I R(KB r 壓片 , Μc m :

1758, 1728, 1512, 1336;元素分析(%, 括號內為計算值 :C 67143(67160 , H 4199(4196 , N 4191(4193.+16d :白色針狀晶體, 產率7113%;熔點136～137℃(分解;M S(E I , m z :610(M;H NM R(CDC l 3, 200M H z , ?:1105(s , 3H , CH 3 , 1125(s , 3H , CH 3 , 2134(s , 3H , CH 3 , 2159(s , 3H , CH 3 , 3150(m , J =514H z , 2H , CH 2 , 4136(m , J =514H z , 2H , CH 2 , 4161, 4162(d , 2H , CH 2 , 5183, 5188(d , 1H , 6115(s , 1H , 6142～7124(m , 7H , A rH , 7128, 7132(d , 1H , 7196(m , 2H.-1π I R(KB r 壓片 , Μc m :1758, 1734, 1706, 1512, 1336;元素分析(%, 括號內為計算值 : C 66173(66188 , H 4162(4195 , N 4134(4159.2.5 產物紫外光譜的測定方法

將樣品溶于有機溶劑中, 然后涂布于普通打印紙上, 在Sch i m atzu UV 22101PC 型紫外可見分光光

N o.6龐美麗等:具有光致變色和發光性能的有機化合物的合成及其性能研究

907度計上測定其光照前后的固體反射光譜.2.6 產物熒光光譜的測定方法

樣品溶于氯仿配制成1×10-4m o l L 溶液, 用338nm 及400nm 的光激發, 激發與發射單色儀的狹縫均為3nm , 在Sch i m atzu R F 2540型熒光光譜儀上掃描測得.參 考 文 獻

Shah R.S., Bafna S.L..Indian J.Chem.[J ],1963, 1:400_406 2 Sen K., Bagch i P..J.O rg.Chem.[J ],1959, 24, 316_319 3 L I U T ian 2Jun(劉天軍 , W U Sh i 2Kang(吳世康.Chem.J.Ch inese U niversities(高等學校化學學報 [J ],1996, 17(11 :1754 _1759 4 LU D a 2M ing(杜大明 , W AN G Yong 2M ei(王永梅 , M EN G J i 2Ben(孟繼本 et a l..Chem.J.Ch inese U niversities(高等學校化

學學報 [J ],1996, 17(2 :252_254 5 LU D a 2M ing(杜大明 , W AN G Yong 2M ei(王永梅 , M EN G J i 2Ben(孟繼本 et a l..Chem.J.Ch inese U niversities(高等學校化

學學報 [J ],1996, 17(7 , 1074_1077

LU D a 2M ing(杜大明 , W AN G Yong 2M ei(王永梅 , M EN G J i 2Ben(孟繼本 et a l..Chem.J.Ch inese U niversities(高等學校化

學學報 [J],1998, 19(10 :1611_1613 7 B row n G.H..Pho toch rom is m in T echniques of Chem istry[M],V o l., N ew Yo rk:W iley 2interscience, 1971:59_60 8 Parshutk in A.A., K rongauz V.A..M o l.Pho tochem.[J ],1974, 6:437_439 9 Kzum in V.A., M alk in Y.N., Zakh s E.R..Pho togr.Sci.Eng.[J ],1979, 23:20_23 10 W U X in 2Yan(伍新燕 , W U Cheng 2T ai(吳成泰 , W AN G W en 2Feng(et.inese U niversities(高等學校

化學學報 [J ],1998, 19(2 :246_248 11 Chai m Gilon , Yak ir K lausner.T etrahedron L etters [J ],3 12 L I X iao 2L iu(李曉陸.Ph.D.T hesis , N([D ],1998 13 DU D a 2M ing(杜大明.Ph.D U 南開大學博士學位論文 [D ],1995 14 L I U R ui 2L an(W i(, ZHAO Fu 2Zhong(趙富中 et a l..Ch inese Journal of O rganic Chem istry(有機

化學 [J ],1987, 15 Karl 2E rik Karlsson , iesler , M ark A lasandro et a l..A nal.Chem.[J ],1985, 57:229_234 Syn thesis and Character istics of Com pounds Hav i ng Both Photochrom ic and Fluorescen t Character 3PAN G M ei 2L i , W AN G Yong 2M ei , M EN G J i 2B en , W AN G J i 2T ao

(D ep art m ent of Che m istry , N ankai U niversity , T ianj in 300071, Ch ina Abstract E igh t new com pounds w h ich have bo th p ho toch rom ic and fluo rescen t character have been syn thesized by esterificati on reacti on in the p resence of DCC from the derivatives of indo lino sp irobenzop yran s and coum arin s.T he structu re of these new com pounds w ere iden tified and their spectrum p roperties w ere studied.T he new com pounds w ere show n to be have bo th p ho toch rom is m character and fluo recen t character , and their fluo rescen t spectrum have tw o exciting w avelength and tw o differen t em itting p eak resp ectively.T hey w ere exp ected to be app lied in such areas as an ti 2fo rgery m aterials , b i o 2labeling reagen ts , and o ther m u lti p le 2functi onal m aterials.Keywords Indo lino sp irobenzop yran;Coum arin;UV reflecti on 2spectra;F luo rescence spectrum(Ed.:J , R , L

第五篇：《紅樓夢》閱讀與研究開題報告

開題報告

利用網絡技術對高中學生進行《紅樓夢》閱讀與研究的探索

一、課題：利用網絡技術對高中學生進行《紅樓夢》閱讀與研究的探索

二、問題分析與理論依據：

新《語文課程標準》提出了要“努力建設開放而有活力的語文課程”的基本理念，要求廣大教師注重現代科技手段的運用，使學生能夠進一步開闊學習的視野，提高課堂的學習效率，初步獲得現代社會所需要的語文實踐能力。現代教育技術是21世紀推進語文教學現代化所必須充分利用的、十分重要的教學工具手段。它以新穎的形式，強大的功能，帶給我們耳目一新的感覺。作為21世紀的教師，應該將這一現代科技的教學手段，結合語文教學實際，勇于鉆研實踐，充分發揮網絡技術在語文教學中的作用。

語文教學一個最大的特點是知識涵蓋面大.但其深淺不好把握,在教學過程中不能簡單地理解為認字,解句,找中心,應該要求美——學美文，上美課，提高學生欣賞美、分析美、表現美、創造美的能力。

“其樂融融”的審美境界，是語文教學的最佳境界。每一個語文教師無不憧憬自己的語文課能如一篇優美的散文，如一首動聽的樂曲，使學生如醉如癡，陶醉于語文的“美”中,學而“求美”。

葉圣陶說：“敘事敘情的文章最好還要美?讀?……激昂處還他個激昂，委婉處還他個委婉。”這句話，揭示了“讀”在追求語文教學美感境界中的作用。

羅丹說：“不是生活中缺少美，而是缺少發現美的眼睛。”要讓學生去發現語文的美，就要求教師發揮主導作用，啟發、引導學生在分析文章的過程中尋找美。首先要設法將學生帶入作品的特定的情境中去，牢牢抓住人物的刻畫、場面的描寫、氣氛的渲染等一切傳送審美情感的載體，使學生身臨其境，感同身受。因此, 有效地把多媒體技術運用到語文教學中來,則顯其獨特優越性,會讓學生感受到視聽,情感上的美學藝術效果.教師在指導中正可利用媒體信息對作品內容及審美情趣,情感教育的需求,組織有關的人物、風景、意象圖片或照片來引導學生漸入意境.要么給人以憂憤甚廣的悲劇美；要么讓學生體會洋溢著濃郁的人情美,彌散著動人的自然美,千古傳誦名篇的哲理美……《紅樓夢》閱讀與研究正是要利用多媒體技術引導學生通過視聽學習有所心得，增強學生美的感性認識，幫助學生把感性認識上升到理性認識,得到美感的升華。

高中語文新大綱，突出強調了“學生掌握語文學習的基本方法，養成自學語文的習慣，培養發現、探究、解決問題的能力，為繼續學習和終身發展打好基礎”。根據教育部頒布的中學生課外必讀書目所列30部古今名著，決定分階段從中國古代、現當代、外國文學作品中選取有代表性的進行研究。

三、研究項目的主要內容

“研究性課程”已走進了基礎教育的課堂，研究性學習需要綜合運用知識，網絡信息技術可以使人們突破時空的限制，憑借多媒體技術和網絡信息技術可以使學習者全面的收集各種各樣的資料，有利于解決語文學科的實踐操練；網絡信息技術為學習提供了多種可能，學習者可以在網絡資料庫中選擇自己喜歡的方式方法來解決問題，并可通過網絡與各地的學習者進行交流，這對于解決研究性學習提供了多元化的途徑；網絡信息技術為我們提供了大量的錄象、仿真動畫、網絡信息資料等，有利于提高自然、社會、思想品德等學科中的社會實踐能力。

如何把網絡信息技術與語文學科教學有機的結合起來，使網絡信息技術在語文研究性學習中發揮更大的作用，使語文學科教學在網絡信息技術的幫助下更好地提高課堂教學效率，更好的發揮學生的主觀能動性，更好地培養出學生的創新精神和團結協作的精神。

四、研究的目的與意義

通過對網絡信息技術手段的優化，讓學習者在《紅樓夢》閱讀中充分利用網絡多媒體資料庫、CAI教學課件、網絡教室、網絡信息等，根據學習者自身的需要，采用開放式的教學方法，讓學習者自己發現問題，利用自己已掌握的知識和教師提供的工具、資料等去尋找解決問題的方法和切入口，而后利用所學的網絡信息技術去查找資料、論證，形成自己的觀點、見解，達到學習者借助網絡信息技術突破固定時空的學習，獨立、創新地學習的目的。

五、實驗現有條件

1、學校方面：

（1）我校是福建省重點學校之一，剛剛度過八十華誕，近期正在朝國家級示范學校而努力。學校領導想方設法為學校實施現代化教育創設條件。近幾年來，先后多次投入大量資金，為學校建成了網絡教室、微機室、多媒體電化教室和校園教學網絡，學校內部構成校園局域網，并以接入寬帶。

（2）我校教師電腦使用率達100%，學校內部辦公正朝無紙化方向發展。90%的教師能使用電教手段進行日常教學，100%的教師能自己制作簡單的課堂教學課件。同時，學校還在分期分批對教師進行培訓，使教師的現代教學水平得到提高。

（3）網絡信息技術在我校日常教學活動中已得到應用，學校網絡教學資源庫建立完全，各學科教學資料健全。

（4）學校每年的現代教育經費有保證，每年電教設備、軟件有增加；現有電教設備完好率、使用率均達98%以上。

2、個人方面：

王靈妹，從事語文教學二十二年，中學高級教師，近年嘗試引導學生進行《紅樓夢》閱讀與研究探索，已有一定的實踐積累。

六、運用的主要研究方法和手段

本實驗是在教學常態下進行的,以語文學科自主閱讀實驗為基礎,培養學科綜合素質與能力。具體方法為：采用開放式的教學方法，指導學生自主閱讀《紅樓夢》，利用網絡多媒體資料庫、CAI教學課件、網絡教室、網絡信息等，根據學生自身實際，讓學生自己發現問題，利用自己已掌握的知識和教師提供的工具、資料等去尋找解決問題的方法和切入口，并利用所學的網絡信息技術去查找資料、論證，形成自己的觀點、見解，寫成研究性論文。

1、文獻研究法：利用網絡查找自己所需的資料或文獻，關注國內外《紅樓夢》研究的發展動態及成果，形成自己的觀點、見解，寫成研究性論文。

2、行動研究法：在一定范圍內系統地、科學地解決學生閱讀過程中存在的實際問題，推動教學進程。

3、結合并掌握現代教育理論的基本知識。如學習學、系統論、信息論、控制論、行為學等，并且能夠靈活的運用到自己的教學實踐中去。

七、基本步驟：本課題研究分三個階段實施進行：

（一）準備階段：2004年9月至2004年10月，確定研究課題，制訂研究計劃

本階段在老師推薦下多數同學選定《紅樓夢》進行研究性閱讀。接著制訂學習計劃，確定時間、實施方案及步驟等。

本階段向學生介紹《紅樓夢》人物關系表等，在此基礎上培養學生的閱讀興趣，主要讓學生利用電子閱覽室或圖書館藏書或其他渠道借閱《紅樓夢》，有系統的閱讀全書。

（二）實驗階段：2004年11月至2005年2月，閱讀與知識準備階段

1、閱讀指導：指導學生如何閱讀《紅樓夢》，（進行專題講座）。

①怎樣看待《紅樓夢》？②如何閱讀《紅樓夢》？③如何看待釵黛之爭？④看完全書或部分后，你有什么感受或看法？

2、影視演播

利用多媒體的放映功能，收集與《紅樓夢》相關的各種影視資料，在閱讀欣賞課中進行播放，開闊學生的文學文化視野，提高他們的語文修養。進行觀看指導，讓學生在閱讀原著的基礎上,更形象直觀的了解名著、理解名著，不但激發學生的學習興趣，也能加深他們對作品的感悟，起到非常好的學習效果。還可根據研究性學習拓展的需要,利用網絡信息技術的優越條件,結合《百家講壇》有關紅學研究的講座內容，設計“影視文學鑒賞課”,“名著藝術形象的分析”等教學課件。

3、學習查找、閱讀、摘錄、積累知識。豐富的知識是學生發揮創造力，進行開拓性研究的基礎。根據所定課題，教師指導學生利用網絡信息閱讀各種版本的《紅樓夢》及各類評論文章、賞析文章，并自始至終指導學生學習質疑、查找、歸類整理。爭取讓學生能在教師指導下自主學習，提高自主學習與研究的效率。

（三）總結階段：2005年3月至2005年6月，研究應用與總結提高階段 教師指導學生對歸類整理好的資料再作分析、提煉，在獨立思考的基礎上與小組成員互相探討對問題的看法、依據。最后，問題主要集中在對《紅樓夢》人物的評價及人物語言的感悟和體驗上。

小組成員或單獨或集體確定論題，提出自己對本次研究的看法，寫成小論文，教師以指導者身份參與此項工作：先向學生介紹寫作研究性論文的有關知識，指導學生參考別人的相關文章；教師再作專題講座，介紹《紅樓夢》部分人物形象及表現手法等；然后由學生獨立完成初稿；教師對初稿提出修改意見，再由學生討論、修改，如此反復，最后定稿。

主要是對前二階段的的實踐進行綜合、分析，總結實驗成果，撰寫實驗報告，結題、匯報階段。教學中注重培養學生的實踐能力和創新意識，形成自己的觀點、見解，寫成研究性論文。