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物理化学方向简介

物理化学方向目前主要包括应用性较强的胶体与界面化学和应用催化两个研究领域。

①胶体与界面化学:主要研究分子有序组合体体系(如表面活性剂溶液、胶束、乳状液、微乳状液、溶致液晶、囊泡、不溶单分子膜、双分子膜、LB膜、生物膜等)的物理化学性质。在表面活性剂溶液的动态表面性质、微乳状液的制备、性质及应用方面有一定特色。在应用电分析技术研究由表面活性剂形成的分子有序组合体性质方面具有一定开拓性。使用循环伏安技术测定胶束的扩散系数,通过选用在油(有机烃类)、水中具有不同溶解特性的电活性探针,测定探针在有序溶液中的表观扩散系数随体相组成的变化,从而获得预胶束的形成、第一、第二临界胶束浓度(CMC1CMC2)、胶束的大小、聚集数、胶束量、胶束的形态转变等。把电化学技术应用于确定油包水、水包油、双连续型微乳状液的形成、微乳液滴大小及微结构转变等。通过建立理论模型探讨分子有序组合体的自组装机理、分散体间的相互作用、微液滴间的质量传递及微不均匀体系中溶质在不同相间的分配等。成功地在分子有序组合体体系中使用高灵敏度和高分辨率的微分电分析技术,实现研究方法上的创新。

胶体与界面化学研究室拥有国内为数不多的动态表面张力仪(德国),利用该仪器拓宽了应用基础研究范围,同时,为湛江地区的多家食品、制药企业研发新产品、改造生产工艺提供筛选表面活性剂方面的技术支持。目前的研究依托广东省自然科学基金项目“植物油的微乳化及微乳液性质研究”集中于把油溶性药物(如谷维素等)制备成水包油型微乳状液,开发新型药剂,提高油溶性药物的生物利用度。近5年来,该课题组发表论文20余篇,其中5篇被SCI收录。

②应用催化:主要研究工作包括:(a)钨、钼多酸过氧化物的合成及对萜烯环氧化反应催化作用的研究。首次提出以无机过氧化剂替代有机过氧化剂对萜烯环氧化反应催化,探索了过氧钨酸盐、过氧钼酸盐系列,用于对α-蒎烯、β-蒎烯、香叶烯、莰烯等萜烯的环氧化反应,提高了过氧化剂的稳定性以及环氧化催化的转化率和选择性。对开发我国丰产元素的资源,促进经济发展有重大意义。(b)对复合金属氧化物超微粒子催化剂的合成及其催化性能研究。探索了钼酸盐系列、铁酸盐系列、镧酸盐系列纳米微粒催化剂,用于甲苯制苯甲醛、乙苯制苯乙烯、苯酚制苯二酚等反应,为了解决复合氧化物的偏析和纳米微粒形成过程的团聚问题,使用有机配体前驱法、低热固-固反应法和微波辐射合成等新方法,使之能在较温和的条件下方便地合成出多元复合金属氧化物纳米微粒催化剂。并将其用于有机烃类的氧化脱氢反应,改变了传统的合成工艺,以CO2为氧化剂,降低了成本,减少了深度氧化产物的生成,提高了选择性和产率。为有机化合物的绿色合成开辟了一条新途径。(c)以低热固相反应法合成钨钼多元金属杂多化合物纳米微粒催化剂以及对苯羟基化反应的催化性能。探索了过渡金属钼钒磷、过渡金属钼钒砷系列、钨钼磷混配杂多化合物系列纳米催化剂,用于对苯直接羟化合成苯酚的氧化催化反应,转化率大约50%,选择性大约98%。(d)纳米TiO2微乳液的合成及其光催化性能的研究。探索了纳米TiO2催化剂在污水处理中对有机酚类化合物的光催化分解作用。

 

 
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