DMF废水的生物处理
含有N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的废水用生化的方法进行处理,出水中的含量可降至10mg/L以下。
腈纶废水在用SBR工艺进行处理时,当进水浓度为3000~4000mg/L时,出水浓度可降至 400~600mg/L,去除率为75%,过程中效果较好,出水氨氮<10mg/L,但其中主要污染物二甲基甲酰胺经处理后会产生难于生化降解的氮氧化合物,需作进一步处理,所以SBR工艺目前仅适合作为预处理手段使用。
由Pseudomonas DMF 3/3产生的N,N-二甲基甲酰胺水解酶(DMFase)对处理二甲基甲酰胺具有非常重要的作用。这个酶的等电点为77,而在40℃时以pH5~6其活性最高,也可降解N-乙基甲酰胺及N-甲基甲酰胺。但N,N-二乙基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺以及未取代的酰胺类如甲酰胺,脯氨酰胺、乙酰胺、丙烯酰胺及丁酰胺的降解速率要明显低下得多。
在捷克的人造革废水中含有二甲基甲酰胺及二甲胺,可以用藻类植物(Scenedesmus quadricauda) 经过驯化后进行处理,并可以此为氮源进行生长,由于过程中会产生氨,所以过程pH的控制非常重要,可以通入含有3%的二氧化碳的空气解决这个问题。磷的缺少对藻类植物的生长非常不利,所以可以和市政生活污水共同处理。
在用好氧生物法降解含 DMF 废水时, DMF 的去除率可达 951%。 在其活性污泥的培养过程中, 需加入磷酸氢二铵及尿素等。 当废水的处理负荷 TOC 值大于 04 千克/(米3天) 时, 生化降解不稳定。 在生化处理过程中, 几乎不产生新的污泥, 所以可以认为 DMF 全被氧化成二氧化碳及水[17]。在长期驯化的菌种中, DMF 可以作为唯一的碳源。
含氮的工业废水, 如含甲酰胺, 二烷基甲酰胺、一烷基甲酰胺、伯胺、仲胺、叔胺及季铵盐可用活性炭固定化的Arthrobacter sp 进行生化处理。
在活性污泥法中, 当体积负荷为 064千克DMF/(米3天) 时, 出水中的DMF 含量可在10 毫克/升以下, 在仔细的操作情况下, 体积负荷可提高到 144 千克/(米3天), 而出水仍在 10 毫克/升以下, 因此用生化法处理高浓度的含DMF 废水是有效的。
废水中如含有甲酸及DMF(1000~3000毫克/升), 当在 25~8℃用滴滤池处理时, 可因 DMF 的冲击负荷而降低其效率, 但在 2~3 天后即可恢复其降解能力。 最大分解 DMF 的能力为 037 千克/(米3滤料介质体积天), 而氮的氧化为 006~008千克/(米3天), TOD 及 BOD 值分别从 950 毫克/升及755 毫克/升降低到 85 毫克/升, TOD 的去除率为88%。
含甲胺, 二甲胺, 三甲胺及DMF 的模拟废水可用生物转盘法处理, 经研究补加磷是不必要的, 也不需要较长的停留时间。
DMF 废水可用Pseudomonas aminovorans DM-81处理, 可以处理的DMF浓度可达 3%, 而以2%时的分解速度最快。
DMF 可用 Mycobacterium methanolica TH -35 在30℃处理七天而分解之, DMF 浓度可高至 3%, 而以2%时的分解速度为最快。
工业DMF 废水可用光合细菌如 Rhodospilacea, Ectothiorhosporaceae 或 Chloroflexaceae sp , 在好氧条件下, pH 75~90 及30~ 35℃, 经 ~5天的处理,DMF 的去除率可达 95%。
DMF 可用 DMF 驯化菌固定化在 PVA 凝胶中处理, 在好氧条件下, 有较高的去除率。
含 DMF 废水可加入氢氧化钠, 使水解后产生二甲胺及甲酸盐, 用空气赶出二甲胺, 并用富氧空气进行焚烧使之转化成氮及二氧化碳, 而液相可用生化方式进行处理。
在城市污水处理时, 如废水含有 100~1000 毫克/升的二甲胺及 100~2000 毫克/升的DMF , 在用生化法处理时, 活性污泥很易适应这些化合物的降解,DMF 的含量甚至在 2000毫克/升时对活性污泥也无明显抑制作用, 但当 DMF 含量大于 1200 毫克/升而同量又有1200 毫克/升的二甲胺存在时, 会对活性污泥产生抑制作用[27][28]。当 DMF 与二甲基乙酰胺一起处理时不会影响活性污泥的耗氧率, 但二甲基乙酰胺的含量为 05~5克/升时, 会对活性污泥的降解作用产生不良的影响。
当DMF在废水中的浓度达 16000 毫克/升时, 在 24 小时内对微生物显示半数耐受极限, 故毒性较低, 在 8000 毫克/升时,10 小时内对一般细菌无明显作用, 对藻类及变形虫没有毒性。
在用二次活性污泥法处理时, DMF 的去除率在 24 小时内为 72% 及96%, 而在 48 小时内为 85 及98%。在活性污泥法中, 微生物利用 DMF作为其磷、氮源, 在代谢过程中, 其中间产物为二甲胺, 而氮最终以硝酸铵形式释出[31]。当 N-甲基-2-吡咯烷酮用半连续活性污泥法处理时, 其代谢物如用红外光谱检别, 可发现有一羰基代谢化合物存在。
参考
dmf:一般指N,N-二甲基甲酰胺。
中文名N,N-二甲基甲酰胺 英文名N,N-Dimethylformamide
分子式 C3H7NO 分子量 7309
N,N-二甲基甲酰胺,N,N-Dimethylformamide是一种化学物品,无色透明液体,既是一种用途极广的化工原料,也是一种用途很广的优良的溶剂。
极性惰性溶剂。除卤化烃以外能与水及多数有机溶剂任意混合。对多种有机化合物和无机化合物均有良好的溶解能力和化学稳定性。
扩展资料:
DMF用途:
1,二甲基甲酰胺对多种高聚物如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺等均为良好的溶剂,可用于聚丙烯腈纤维等合成纤维的湿纺丝、聚氨酯的合成;用于塑料制膜;也可作去除油漆的脱漆剂;
它还能溶解某些低溶解度的颜料,使颜料带有染料的特点。二甲基甲酰胺用于芳烃抽提以及用于从碳四馏分中分离回收丁二烯和从碳五馏分中分离回收异戊二烯,还可用作从石蜡中分离非烃成分的有效试剂。
2,它对间苯二甲酸和对苯二甲酸的溶解性有良好的选择性:间苯二甲酸在二甲基甲酰胺中的溶解度大于对苯二甲酸,在二甲酸甲酰胺中进行溶剂萃取或部分结晶,可将两者分离。在石油化学工业中,二甲基甲酰胺可作为气体吸收剂,用来分离和精制气体。
3,在有机反应中,二甲基甲酰胺不但广泛用作反应的溶剂,也是有机合成的重要中间体。农药工业中可用来生产杀虫脒。
4,非水溶液滴定用试剂,乙烯树脂和乙炔的溶剂,有机合成,光度测定,气相色谱固定液(最高使用温度50℃,溶剂为甲醇),分离分析C2-C5烃,并能分离正、异丁烯]及顺、反丁烯。农药残留量分析。有机合成。肽的合成。照相工业用。
5,一种用途极广的优良溶剂及化工原料。对多种聚合物如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚酰胺等均为优良溶剂。可用于聚丙烯腈纤维等合成纤维的湿法纺丝;聚氨酯的合成;除油漆的脱漆剂;乙炔的选择性吸收和丁二烯的分离精制;
人造革的生产中用作溶剂;在农药上用来合成杀虫剂;医药工业中可用于合成碘胺嘧啶、强力霉素、可的松、维生素B6、碘苷、驱蛲净、噻嘧啶、N-甲酰溶肉瘤素、抗瘤氨酸、甲氧芳芥、卞氮芥、环己亚硝脲、呋氟脲嘧啶、止血环酸、倍分美松、甲地孕酮、胆维他、扑尔敏等等。
6,用作液相色谱中的溶剂和有机改性剂,薄层色谱分析用萃取剂和展开剂,乙烯树脂和乙炔的溶剂,以及非水溶剂滴定的溶剂。并用于有机合成。
7主要用作工业溶剂,医药工业上用于生产、激素,也用于制造杀虫脒。
参考资料:
太平洋 汽车 网 导购频道在刚刚过去的4月18号,广汽传祺新一代插混车型GS4 PHEV正式上市,共推出三款车型可选,补贴后官方指导价为1638-1938万元。除了外观内饰,新车最显著的变化就是由老款车型的15L自吸发动机换成了全新的15T发动机,动力有了显著的提升,纯电续航里程也比上一代车型增加了3km,达到了61km。
而作为广汽传祺GPMA架构下的首款纯电混合SUV,GS4 PHEV有着诸多的产品亮点,其中超低的油耗是它其中的一大黑 科技 ,官方宣称在纯电状态下,百公里油耗仅为13L;那怕是在亏电状态下,百公里油耗也只有46L。那么日常驾驶的话油耗真能达到这么低?在超低油耗的背后传祺GS4 PHEV都有哪些黑 科技 ?所以本文就来理智分析这套插混系统的技术细节,带你了解传祺GS4PHEV低油耗背后的真相。
先来认识一下传祺GS4 PHEV
全新传祺GS4 PHEV基于燃油版GS4打造而来,而燃油版GS4自2015年上市以来,至今销量已接近百万,绝对是广汽传祺最成功的车型之一,而与它一脉相传的GS4 PHEV在设计和细节等方面同样继承了燃油版车型的诸多优势,竞争力不可小觑。
车内与燃油版车型保持一致,双123英寸的屏幕是新一代车型的亮点之一,而新能源车型获得了一定的厚待,换装了电子换挡杆和一键式P挡。乘坐空间方面,传祺GS4 PHEV与燃油版相当,驱动电池组并没有侵占车内空间,原本放置备胎的区域则用来放置电池。
动力方面,传祺GS4 PHEV搭载由15TM米勒循环全铝发动机与电机组成的插电式混合动力系统,提供纯电、增程、混动三种驱动模式;并搭载来自于宁德时代的容量为13kWh的驱动电池组,同时达到IP67的防护级别。
15TM米勒循环发动机解读
全新传祺GS4 PHEV基于广汽全球平台模块化架构GPMA平台打造,该架构涵盖了轿车、SUV、MPV及PHEV/HEV各个车型,是国内首个兼顾全球不同 汽车 市场需求的平台架构,而传祺GS4 PHEV也是这个架构上首款插电式SUV。同时GPMA架构的9大特点,基本上在GS4 PHEV的身上也均有所体现。
而得益于混动车型的动力结构,使得无论是纯混车型还是插混车型都具有了相比燃油车型更低的油耗,但要想在此基础上在做突破,则还是需要在发动机上做文章。
全新传祺GS4 PHEV搭载得这台15TM米勒循环全铝发动机,首先在数据上相比上一代GS4 PHEV的15L自吸发动机就已经要高出不少,同时热效率也有了进一步得突破。其次就是它运用了不少新的先进技术,比如比如GCCS燃烧控制、缸体缸盖分流冷却、350bar超高压直喷技术以及平衡轴DMF设计(被动降噪)等等,整车在NVH方面优于同级别三缸发动机,实测表现与主流的四缸发动机也是相差无几。
发动机的热效率一直是我们用来评价各大车企发动机技术的重要指标,而目前市面上的热效率领先的发动机主要集中在日系品牌,大约都在40%左右。而这款传祺GS4 PHEV的热效率则达到了385%,虽然相比日系品牌仍有差距,但在自主SUV车型中已属相当优秀。而高热效率带来的优势也是更强的动力性能和更低的油耗,迸发出110kW马力的同时、还满足了国六b的排放法规,一定程度上也让插混车型的排放问题得到了更好的解决。
G-MC机电耦合系统解读
之前我的同事已经对这台全新的GS4 PHEV进行了试驾,虽然试驾时间不长,但有几点是让他印象非常深刻的,用他的话形容就是“既有电动车的平顺又有燃油车的后劲”,整体的动力感受非常畅快,电机和发动机的衔接也并不突兀,而这种优异的驾乘体验的很大原因便来自于这套传祺的G-MC机电耦合系统。
这套国内首创的G-MC机电耦合系统,具备纯电、增程及混合等多种驱动模式,最高综合传动效率超925%,而通俗的理解它就是一台混动车型的动力分配系统。
众所周知,混合动力车型是由内燃机和电动机两种动力混合驱动的,而G-MC就是将“油”和“电”两种动力混合起来再根据不同工况分配动力的部件。可以简单、紧凑,将双电机系统和传动系统、离合器集成于一体,去实现多种驾模式驶的手动或自动切换,以达到动力性和经济性的平衡。
而综合消费者的日常使用需求和G-MC机电耦合系统,GS4 PHEV拥有三种驾驶模式与四种运行模式。其中四种运行模式的控制按键位于挡把的后方,分别是“EV”、“CHRG”、“SAVE”,其中的EV就是代表纯电优先模式;CHRG为主动充电模式,会以发动机动力为主,去给电池进行主动补电;而SAVE就是电量保持模式,会将电量维持同一水平不变。
但如果三种模式都没有开启,就代表车辆现在是AUTO综合运行模式,就会通过车辆目前的状态和电量自动选择“EV”、“CHRG”、“SAVE”三者。如果日常使用的话,我们更推荐使用AUTO模式,会更加智能和轻松,但如果日常出行距离不远并有充电桩,纯EV模式出行也是非常实惠的方式。
最后来说一下三种驾驶模式,分别为ECO模式、Normal模式、以及I-pedal单踏板模式,其中ECO模式和Normal模式不难理解,就是常规的节能模式和标准模式,而其中的I-pedal单踏板模式值得一提,此模式下的驾驶风格和ECO和Normal有着较大差距,并不能主动调节动能回收等级,但当你松油门的同时将自动回收动力,也就等同于刹车效果,相比ECO模式也要更加节能。再搭配上4种运行模式,GS4 PHEV综合来看甚至有近10种不同的驾驶风格,相信一定有最适合你的驾驶习惯。
三元锂电池技术解读
电池方面,全新传祺GS4 PHEV配备了一块来自于宁德时代的容量为13kWh的三元锂电池组,拥有高安全性,高能量比,高集成度三大技术优势。此前,传祺还为这块电池组做过浸水试验。
国家对车用驱动电池组的浸泡标准为在电池组浸泡在水深约1米左右(电池组底部距离水面1米)30分钟无渗漏或无发生意外,为合格。广汽传祺剑走偏锋,将浸泡的时间增加至40分钟,以高于行业标准的时间作为挑战,而当40分钟之后,将浸泡在装有金鱼的鱼缸中的电池捞出,电池和金鱼均没有任何问题。同时立刻前往售后车间进行实车安装,也是不出所料的,车辆重启成功,这块电池的密封性和IP67标准是指防护安全级别也是得到了充分的验证。
而值得一提的是,传祺GS4PHEV搭载了BMS电池管理系统,通俗的理解就是车有主被动安全系统,电池也有主被动安全系统。这套BMS系统就类似于电池的大脑,会实时监控电池的状态,在发生异常情况时,BMS会上报异常情况,并采取防控措施,在出现问题之初就进行排除与扼杀,避免情况加重,确保电池的安全运转。尤其是在最近的电动车电池组自燃情况时有发生的当下,这套系统的加入无疑是这台车的用户们打了一剂强心针。
总结: 作为广汽全球平台模块化架构GPMA平台的首款插混车险,传祺GS4 PHEV无论是在技术领域还是售价均体现了不错的诚意,动力比老款更强,油耗却更低。G-MC机电耦合系统和带有BMS电池管理系统的三元锂电池的加入也为这款车的内在带来了更强的技术支撑。
如果你对插混车型有购买意向,你所在城市的相关政策和使用环境也相对便利,那么选择这款传祺GS4 PHEV还是一个很可靠的选择的。(图/文/摄:太平洋 汽车 网 王嘉逸)
根据直角三角形斜边中线定理:
如果一个三角形是直角三角形,那么这个三角形斜边上的中线等于斜边的一半。
对于直角三角形amp,和blp
取AP的中点N,BP的中点K,则
DK=AP/2=MN
KL=BP/2=DN
因为:dn平行pb
dk平行ap
得出:dnpk为平行四边形
根据对角相等
得出:角 pkd=角pnd
角pkl=2倍角pbc
角 pnd=2倍角pac
因为:角pac=角pbc
所以:角pkl等于角pnm
因为:角pkd+角pkl=角dkl
角pnd+角pnm=角dnm
得出:角dkl=角dnm
两边夹角的2个三角形
所以三角形DKL全等于三角形MND
所以DM=DL
第1题(8分)1964年,美国的FACotton研究小组测定了K2[Re2Cl8] 2H2O的晶体结构,他们惊讶地发现在[Re2Cl8]2-结构(如右图所示)中Re-Re间距离异常的短,仅为224pm(金属Re中Re-Re间的平均距离为275pm)。此后,类似结构的化合物不断被发现,无机化学这个古老的学科因此开辟了一个新的研究领域。关于[Re2Cl8]2- 的结构,请回答下列问题:
1-1 Re原子的价电子组态是 ,[Re2Cl8]2-中Re的化合价为 ;
1-2 [Re2Cl8]2-中Re-Re间距离特别短,是因为存在四重键,它们分别是 键、 键、
键(请填键型和个数);
1-3 Cl原子的范德华半径和为360pm,因此理应期望[Re2Cl8]2- 为 式构型,但实验结果如图所示却为重叠式构型,其原因是 。
第2题(6分)最近国外一研究小组报道了利用高真空阴离子聚合制作“纳米章鱼”(星形高分子链结构)的研究成果。这意味着人们有可能根据需要,定向合成特殊形状的高分子。制作“纳米章鱼”所用的原料是苯乙烯和对苯乙烯,溶剂是环己烷,催化剂是正丁基锂。合成过程如下图所示:
2-1 显然,上述“章鱼”的爪臂是一种高聚物,其单体是 ,爪臂的长度取决于 ;
2-2 研究发现,控制聚苯乙烯活性链(A)和对苯乙烯(B)的物质的量(摩尔数)之比,可以得到不同爪臂数的“章鱼”。当A:B =2:1时,“章鱼”的爪臂数是2;当A:B=3:2时,“章鱼”的爪臂数是3。据此,若要合成爪臂数为4的“章鱼”,A:B应该为 ;
2-3 然而实际合成时,即使保持A:B=3:2,“章鱼”的爪臂数也往往会少于3,可能的原因是
。
2-4 通过对反应产物进行分级沉淀,可以分离出不同爪臂数的“章鱼”。你认为进行分级沉淀的主要依据是 。
第3题(6分)
3-1 解热镇痛药阿司匹林(乙酰水杨酸)是一种一元酸,其pKa=350,服用后以未离解的分子型体在胃中被吸收。如果患者先吃了调节胃液酸度的药物,使得胃的内容物的酸度保持为pH=295,再吃两片阿司匹林药片,其中含阿司匹林065g。假如服后阿司匹林可立即溶解,且不改变胃内容物的酸度,则可能被吸收的阿司匹林有 g。
3-2 阿司匹林的含量可以用酸碱滴定法测定。取某试样02500g,准确加入5000mL 01020molL-1NaOH溶液,煮沸、冷却后,再以浓度为005264molL-1的H2SO4溶液回滴过量的NaOH,,以酚酞指示终点,共消耗H2SO42375mL。则该试样中阿司匹林的质量分数为 %。
3-3 肾结石的主要成分是草酸钙。研究发现,大量饮水、少吃草酸含量高的食物、服用补钙剂与吃饭时间错开等均可以降低患肾结石的风险。已知:Ksp(CaC2O4)=2×10-9,则纯水中草酸钙的溶解度为 molL-1;010 molL-1CaCl2溶液中草酸钙的溶解度为 molL-1。
第4题(12分)顺铂,即顺式-二氯二氨合铂(Ⅱ),1967年被现具有抗肿
瘤活性,1979年经美国食品和医药管理局(FDA)批准,成为第一个
用于临床治疗某些癌症的金属配合物药物。现今顺铂已成为世界上用于
治疗癌症最为广泛的3种药物之一。
4-1 在顺铂中,中心原子Pt的杂化方式为 ,顺铂的磁矩为 ;
4-2 将1mmol氯亚铂酸钾(K2PtCl4)溶于水,搅拌条件下,加入8mmol碘化钾溶液,室温搅拌30min后,过滤。搅拌条件下,加入25mmol的环己胺溶液到滤液中,室温反应25min,可得到产物A,产率为7836%。在1mmol产物A中分别加入高氯酸10mL和无水乙醇30mL,50℃搅拌反应25h,过滤,得到铂配合物B,产率为9825%。B的元素分析结果为C:1314%,N:256%,H:239%,Pt:3560%,红外光谱、紫外光谱等分析结果表明,B有对称中心,存在两种Pt—I键、一种Pt—N键,Pt的配位数仍然为4体外抗肿瘤活性研究表明该配合物B对5种人的肿瘤细胞的增殖抑制作用明显好于临床用药顺铂。写出化合物B的分子式,画出它的可能结构。
4-3 Pt也有八面体场配合物,如[Pt(Py)(NH3)(NO2)ClBrI](其中Py为吡啶),如果只考虑NO2的硝基配位方式,请在下图中添加其余基团,以画出[Pt(Py)(NH3)(NO2)ClBrI]结构中Py和NH3对位的所有同分异构体(所给图可不全用完,如果不够时也可以自行增加)。
第5题(15分)X元素是一种重要的生命元素,在人体中参与血红蛋白、细胞色素及多种酶的合成,促进生长,在血液运输氧和营养物质的过程中,X元素起了重要作用。人体缺少该元素会发生小细胞性贫血、免疫功能下降和新陈代谢紊乱,使人的脸色萎黄,皮肤也失去光泽。
A是含X元素的复盐,为浅绿色晶体,A中含结晶水的质量分数为276%。A是一种重要的化工原料,还可以被直接用来做净水剂、治疗贫血等。A在空气中较稳定,在定量分析中常被用作氧化还原标定的基准物质。
将A溶于水中,加入氨水和双氧水,得到大量红棕色沉淀B。B与KHC2O4溶液共热得到黄绿色溶液,过滤、蒸发、浓缩后有翠绿色晶体C析出,C中含结晶水的质量分数为110%。若向B的浓NaOH悬浮液中通Cl2可得含D的紫红色溶液,向该溶液中加入BaCl2溶液则有红棕色沉淀E生成。D是一种新型水处理剂,在酸性条件下氧化性极强而不稳定。
5-1 元素X的中文名称是 ;
5-2 写出下列物质的化学式:
A 、B 、C 、E
5-3 写出向B的浓NaOH悬浮液中通氯气的离子反应方程式:
5-4 已知EAΘ: O2(g) H2O2(aq) H2O(l)
X3+ G X
在酸性溶液中H2O2氧化G的EΘ为 ,该反应能否发生自发进行?
若能进行,写出反应方程式:
5-5 实验表明,室温下碘单质不能氧化G,但加入KCN后却可以。请通过标准状态下电极电势的计算解释这一现象。
已知:EΘ(I2/I—)=054V,EΘ(X3+/G)=077V,lgK稳Θ[G(CN)64-]=35,lgK稳Θ[G(CN)63-]=42
第6题(10分)随着便携式电子设备的大量使用,具有高能量密度特点的锂二次电池的重要性日益突出。目前多采用无机金属氧化物作为正极,但这类材料的比容量普遍低于200mAh/g,能量密度难以提高。元素硫作为锂二次电池正极材料,具有极高的理论容量(1672 mAh/g),因此锂硫电池的开发引起人们的关注。研究人员尝试将二硫或多硫基桥接于各种有机或无机化合物中,从而得到正极材料。
某研究小组尝试将S—S—S交联于聚磷氮烯分子中,得到一类新型的具有高能量密度和安全性的无机化合物聚三硫代磷氮烯。制备该材料的方法如下:将一定量的PCl5和NH4Cl分别溶解于四氯乙烷中制成溶液,将PCl5溶液滴加到沸腾状态的氯化铵溶液中,在一定条件下充分反应后,重结晶得到中间产物A。将纯化后的A在Ar气氛下加热聚合,得到灰白色橡胶状固体B。将B与溶有S和Na2S的N,N—二甲基甲酰胺(DMF)溶液在沸腾条件下反应,减压蒸馏除去溶剂DMF后,用去离子水洗涤所剩棕**固体,经AgNO3检验,确认NaCl完全除掉后,对所得产品真空干燥,得到可用于制作电池正极的干燥聚合物粉末C。
从各物质表征信息可知,A含有P、N、Cl,它们的原子个数比为1:1:2,为环状结构的分子;B为链状聚合分子;C的红外(IR)光谱如图1所示。元素含量测试结果表明聚合物C的主要元素组成与含量为P:220%、N:99%、S:681%。C的热重分析如图2所示。
6-1 写出生成A的化学反应方程式;
6-2 写出B和C的结构式:
B C
6-3 C实际使用的温度范围是 ,该材料具有较好导电性的原因是 。
第7题(11分)碳是元素周期表中最神奇的元素,它不仅是地球上所有生命的基础元素,还以独特的成键方式形成了丰富多彩的碳家族。碳元素有多种同素异形体:除金刚石和石墨外,1985年克罗托(HWKroto)等人发现了C60,并获1996年诺贝尔化学奖;1991年日本NEC的电镜专家饭岛澄男(Iijima S)首先在高分辨透射电子显微镜下发现碳纳米管(图1);2004年安德烈盖姆(Andre Geim)和康斯坦丁诺沃肖洛夫(Konstantin Novoselov)首次用胶带纸从高定向热解石墨上成功分离出单层石墨片——石墨烯(图2),并获得2010年诺贝尔物理学奖;2010年我国中科院化学所的科学家成功地在铜片表面上通过化学方法合成了大面积碳的又一新的同素异形体——石墨炔(图3)。这些新型碳材料的特性具有从最硬到极软、从全吸光到全透光、从绝缘体到高导体等极端对立的特异性能。碳材料的这些特性是由它们特殊的结构决定的,它们的发现,在自然科学领域都具有里程碑的重要意义。
7-1 碳纳米管研究较多的有图1所示的齿式和椅式两种结构。假如我们把它近似地看成一维晶体(假设管是无限长的),请分别在图1中画出它们的一维结构基元。
7-2 石墨炔是我国科学家发现的一种重要的大面积全碳材料,应用前景广阔,试在图3中构建出其二维结构基元。
7-3 石墨烯不仅自身具有优良性质,而且是一种优良的掺杂载体。科学家估计:以石墨烯代替石墨掺杂锂离子,制成的锂电池具有更见优良的性能,假设以Li+:C=1:2的比例在石墨烯层间掺杂锂离子,试构建这种材料的晶胞结构示意图;嵌入离子的密度与材料性质密切相关,假设掺杂后相邻两层石墨烯层间距为540pm,C—C键长为140pm,列式计算该掺杂材料中锂离子的密度。
7-4 在C60中掺杂碱金属能合成出具有超导性质的材料,经测定C60晶体为面心立方结构,直径约为710pm。一种C60掺杂晶体是有K+填充C60分子推积形成的一半四面体空隙,以“口”表示空层,并在晶体中保留一层K+,抽去一层K+,一次类推形成的。以A、B、C表示C60层,a、b、c表示K+层,写出该掺杂晶体的堆积周期,并计算C60中心到K+的距离。
第8题(8分)塑化剂(Plasticizers)或称增塑剂、可塑剂,是一种增加材料的柔软性等特性的添加剂。它不仅使用在塑料制品的生产中,也会添加在一部分混凝土、墙板泥灰、水泥与石膏等材料中。化合物B作为一种塑化剂(简称DEHP),可以由化合物A为主要原料制备,DEHP只能在工业上使用,不能作为食品添加剂。B可还原为C,以C为原料经过下列步骤反应后,可以合成化合物F。
8-1 写出化合物A、B、C、D、E的结构式:
8-2 化合物F中有 种不同类型的氢原子;有 种不同类型的碳原子;
8-3 化合物F中的所有氢核 (填“是”或“不是”)在同一个平面上。
第9题(12分)加兰他敏(Galantamine)是一种天然活性生物碱,临床广泛用于阿尔茨海默病及重症肌肉无力等疾病的治疗。其结构如右图:
药理研究显示,加兰他敏一方面具有强效的可逆乙酰胆碱酯酶抑制活性,另一方面又具有神经元烟碱受体构象调节作用,因而较其他胆碱酯酶抑制剂具有更好的疗效及安全性,应用前景十分广阔。天然加南他敏主要源于石蒜科植物如石蒜、夏水仙、雪花莲等,其含量仅为万分之一左右,由于资源有限,且提取工艺复杂,故加兰他敏的价格一直居高不下。有鉴于此,化学家们对其合成方法进行了研究。下面是其合成路线之一:
9-1 写出B、C、D、E、G、H、I的结构式:
B 、C 、D 、E 、
G 、H 、I 。
9-2 产物加兰他敏中手性碳1、2、3各为什么构型?
9-3 上述合成路线中从(A)到(B)以及(F)与亚甲胺的反应各属于什么反应类型?
第10题(12分)通过不对称反应立体定向合成一对对映异构体是获得手性药物最直接的方法。以下是科研人员最近设计出的一条合成(R)-(+)-和(S)-(-)-磷酸苯丙呱林的合成路线。已知饱和碳亲核取代反应有SN1和SN2两种机理。SN2反应的立体化学特征为:对发生在手性中心的反应来说伴随着构型的翻转。
(TsCl:对甲苯磺酰氯 CH3— C6H6 —SO2Cl)
10-1 写出BDEFG的结构式,若涉及立体化学,请用R、S等符号标明:
10-2 用系统命名法命名化合物C:
10-3 写出A其他含环氧乙烷的所有立体异构体
没有区别,两款是同一个机子,以前称为ILCE-6000L,后来都称呼为A6000了。
A6000有黑色、白色以及银灰色三种颜色的外观。机身采用塑料材质,整体的外观设计与NEX-6或相差不大,机身上有两个模式拨盘,有内闪、热靴以及内置EVF,其中LCD屏幕为3英寸,921万像素。
下表为A6000的主要参数。
1
乙腈法
以含水1096的乙腈(ACN)为溶剂,由萃取、闪蒸、压缩、高压解吸、低压解吸和溶剂回收等工艺单元组成。将闪蒸和低压解吸的气相合并压缩,经冷凝送往水洗塔洗去溶剂,塔顶气相返回原料蒸馏塔。其余气体一部分送往高压解吸塔,另一部分作为再沸气体送往萃取蒸馏塔塔底以提供热能。水洗塔底溶剂送往溶剂回收精制系统,以保证循环溶剂的质量。对炔烃含量较高的原料需要进行加氢处理,或采用精密精馏、两段萃取才能得到纯度较高的丁二烯。
2
二甲基甲酰胺法
二甲基甲酰胺法(DMF法)又名GPB法,该生产工艺包括4个工序,即第一萃取蒸馏、第二萃取蒸馏、精馏和溶剂回收。原料C4进入第一萃取精馏塔,溶剂DMF由塔的上部加入。丁烷、丁烯、C3使丁二烯的相对挥发度增大,并从塔顶分出,而丁二烯、炔烃等和溶剂一起从塔底导出,进入第一解吸塔被完全解吸出来,冷却并经螺杆压缩机压缩后进入第二萃取精馏塔。为防止乙烯基乙炔爆炸,并进一步回收溶剂中的丁二烯,第二萃取塔底排出的富溶剂送往丁二烯回收塔,塔顶为粗丁二烯。回收塔塔顶馏出的丁二烯和少量杂质返回第二萃取塔前的压缩机入口,塔釜含炔烃的溶剂送至第二解吸塔。经两段萃取精馏得到的粗丁二烯中的杂质采用普通精馏除去。比丁二烯挥发度大的C3、水分等,在脱轻塔顶除去,比丁二烯挥发度小的残余2-丁烯、1,2-丁二烯、C5在脱重塔塔底除去。脱重塔顶可以得到聚合级丁二烯。
3
N-甲基吡咯烷酮法
N-甲基吡咯烷酮法(NMP法)由德国BASF公司开发成功,其生产工艺主要包括萃取蒸馏、脱气和蒸馏以及溶剂再生工序。粗C4汽化后进入主洗涤塔底部,N-甲基吡咯烷酮由塔顶进入,丁二烯和更易溶解的组分及部分丁烷和丁烯被吸收,同时不含丁二烯韵丁烷和丁烯从塔顶排出。主洗塔底部的富溶剂进入精馏塔,含有乙炔和丙二烯的丁二烯从精馏塔侧线以气态采出进入后洗塔。在后洗塔中,粗丁二烯由其塔顶蒸出后冷凝液化进入蒸馏工序,塔釜富溶剂返回精馏塔的中段。精馏塔釜的富溶剂进入闪蒸罐脱气,再进入脱气塔脱烃,并控制NMP中的水平衡,少量炔烃从侧线离开脱气塔,其余脱下的烃经冷却塔进入循环压缩机,最后返回精馏塔底部。从后洗塔出来的粗丁二烯在第一蒸馏塔脱除甲基乙炔,在第二蒸馏塔中脱除1,2-丁二烯和C5烃,由第二蒸馏塔顶得到丁二烯产品。
4
生产工艺新进展
最近有报道称采用一种分壁式技术可以改进传统的丁二烯抽提工艺,降低装置能耗和投资成本。传统的丁二烯抽提工艺为浓缩的粗C4馏份先通过吸收工序,再将从后洗涤器顶部馏出的粗丁二烯在两个精馏塔中进行精馏。在第一个精馏塔中馏出轻质馏份;在第二个精馏塔中,重质馏份被分离后从塔底移除,丁二烯产品从塔顶馏出。采用分壁式技术后,可使两步精馏工序在一个装备中进行
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