磷酸法活性炭的三聚氰胺表面改性及其电化学性能研究

为了考察磷酸法活性炭作为双电层电容器电极材料的可行性,通过浸渍三聚氰胺后在500、700、900℃下热处理的方法对活性炭进行了表面改性,分别得到改性活性炭AC-N-500、AC-N-700、AC-N-900,考察不同热处理温度对活性炭表面氮元素结合状态的影响,及其对磷酸法活性炭作为双电层电容器电极材料的电化学性能的影响。采用氮气吸附、元素分析、X射线光电子能谱及电化学测试等方法分析表征活性炭的孔隙结构、元素组成、表面官能团存在形式以及电化学性能。结果表明:随着热处理温度的升高,改性活性炭氮元素含量逐渐下降,由AC-N-500的8.49%下降为AC-N-900的4.16%;三聚氰胺改性活性炭比表面积和总孔容明显降低。改性活性炭中氮元素主要以N-6(吡啶型)、N-5(吡咯型)、N-Q(季氮型)、N-X(氮氧型)4种形式存在;随着热处理温度的升高,N-6和N-5型官能团的比例略微减少并部分转变为N-Q。改性活性炭AC-N-700可制备出比电容达203 F/g(扫描电压1 m V/s)的活性炭电极材料,减小电极与电解液间的阻力有利于离子的渗入和电荷的传导,表明磷酸法活性炭具有作为双电层电容器电极材料的潜力。     

具有潜在生物活性的苯并含氮杂环-嘧啶类衍生物的合成

4种苯并含氮杂环化合物分别与氯乙酰氯反应，得到相应的N-氯乙酰取代的衍生物，在相转移催化剂四丁基碘化铵(TBAI)的作用下，经亲核取代反应，4种N-氯乙酰取代的苯并含氮杂环化合物通过醚键的形成被引入嘧啶结构，合成了7个新嘧啶类化合物，并经过MS，IR，^1H，^13CNMR和元素分析得到确认。     

苯并含氮杂环取代的嘧啶类化合物的合成

设计并合成了四种苯并含氮杂环取代的嘧啶类新化合物，它们的结构经MS，IR和∧1H NMR分析得到确定。     

不同素质烟叶烘烤过程中主要含氮化合物与色素含量的关系

以烤烟品种K326为材料,采用相关分析法对烘烤过程中不同素质烟叶主要含氮化合物(烟碱、总氮、蛋白质)与色素(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)含量的变化进行研究。结果表明:嫩黄烟、返青烟、高温逼熟烟和贪青晚熟烟叶绿素大量转化分别在30~38℃、42~48℃,类胡萝卜素含量则均呈现小幅缓慢下降趋势;不同素质烟叶烟碱转化量最大的阶段分别为48~54℃、48~68℃、30~38℃、48~54℃,总氮转化量最大的阶段分别为48~54℃、30~38℃、42~48℃、38~42℃,蛋白质转化量最大的阶段分别为30~42℃、30~38℃、30~38℃、42~48℃。回归分析结果表明,嫩黄烟主要含氮化合物与色素含量的决定系数R2分别为0.622、0.545、0.845,返青烟的分别为0.608、0.721、0.974,高温逼熟烟的分别为0.931、0.883、0.966,贪青晚熟烟的分别为0.801、0.881、0.981。不同素质烟叶烘烤过程中主要含氮化合物与色素含量具有密切相关性。     

生物质富氮热解联产高值含氮油炭的理化特性

通过引进外源氮素使生物质在富氮条件下热解,可以获得高值化的含氮产品-焦炭和油。基于生物质富氮热解联产高值含氮产品这一目标,该文以木屑为原料,对不同温度和不同质量分数尿素溶液浸渍下热解制得的生物油进行了气相色谱质谱联用分析。同时对热解产生的生物油和热解焦炭进行了元素分析,使用漫反射红外光谱和X射线光电子能谱仪对富氮条件下制得的热解焦炭进行了表面表征。研究发现,经过尿素溶液浸渍过后的生物质,热解油中含有大量的含氮化学品,可以被用来提炼加工高附加值的化工产品。随着温度的升高,热解油中的含氮物质减少、浸渍质量分数越大油中的含氮物质越多。热解焦炭表面含有大量的芳香化结构和含氮官能团,漫反射红外分析结果显示低温下焦炭表面含有丰富的化学结构,随着温度的升高各种官能团逐渐分解,750、850℃时表面只剩下羟基、羰基等官能团;尿素溶液质量分数对热解后焦炭的表面官能团种类没有显著的影响,只有强弱的区别。XPS分析尿素浸渍生物质热解焦炭表面主要是一些C=N、C-N以及N-COO官能团并且随着温度的升高850℃时焦炭表面只有吡啶型N和吡咯型N存在。550℃下热解焦炭中的碳主要是无定形碳,随着温的升高焦炭中的一些脂肪链C-H键,羰基和一些低聚C-C键基本消失,850℃下的碳则主要表现为石墨形碳。     

导入苯并含氮杂环的嘧啶类衍生物的合成

三种N－氯乙酰取代的苯并含氮杂环化合物通过硫醚键的形成被导入嘧啶结构。新的嘧啶化合物的结构经MS，HNMR，CNMR和元素分析得到表征。     

烤烟烘烤过程中氨基酸含量变化对主要含氮化合物的影响

为了解烘烤过程中氨基酸含量变化对主要含氮化合物形成的影响,采用因子分析法与灰色关联分析法对烟叶氨基酸与蛋白质、总氮、总植物碱、烟气中的NH3、HCN含量变化的关系进行研究。结果表明:氨基酸含量在变黄中期到定色中期变化幅度较大,含量较高的有脯氨酸、丙氨酸、精氨酸、蛋氨酸4种氨基酸;根据烘烤过程中含量的变化,可以将16种氨基酸分为4类;烤烟蛋白质、总植物碱的波动幅度较大,HCN和氨在变黄后期到定色中期变化幅度较大,总氮和硝酸根的含量变化幅度相对较小;甘氨酸与总氮、蛋白质、总植物碱、硝酸根、氨、HCN均有较高的关联度(0.443 7、0.442 6、0.408 7、0.398 1、0.345 6、0.364 7),苏氨酸与烟气中氨含量的灰色关联度最大,关联度为0.419 4,缬氨酸与烟叶中总氮、蛋白质、硝酸根以及烟气中HCN的含量有较高的关联度(0.411 4、0.456 4、0.423 9、0.402 3),蛋氨酸与烟气中HCN的关联度较高(0.450 6)。