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石墨烯功能化对儿茶酚胺电分析性能的影响
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ZetaPlus研究了木质素羧酸钠的羧基含量及掺量、悬浮液pH对高纯石墨颗粒表面Zeta电位的影响实例
文献名：木质素羧酸盐的制备及其在石墨/水分散体系中的作用机制作者：甘林火（华南理工大学，&化学工程，&2013，&博士）导师：邱学青&摘要：目前，地球自然资源的不断匮乏和生态环境的迅速恶化已经成为威胁人类社会生存和可持续发展的重要问题。如何高效利用可再生生物质资源已经引起国内外的广泛关注。木质素作为自然界第二丰富的天然高分子聚合物，是一种可再生的天然生物质资源。在我国，工业木质素主要来自于碱法制浆造纸废液，具有来源丰富、价格低廉和水溶性差等特点。以工业木质素为原料，通过化学改性生产&环境友好&的绿色精细化工产品以及开发绿色化学工艺，不仅可以减少造纸废液造成的环境污染，也可以提高工业木质素的经济附加值，充分利用木质素这类重要生物质资源，具有环境和资源双重意义。本文以酸析麦草碱木质素为原料合成木质素羧酸钠盐，分别研究了溶媒法和水媒法两种不同的工艺。结果表明，在溶媒法制备工艺中，采用水与乙醇体积比为20︰80的溶剂体系，反应温度为70℃，二次加碱方式的反应条件下可得到最优化合成工艺，合成出的木质素羧酸钠的羧甲基化产率及其羧基含量分别为94.8%和2.76mmol/g；在水媒法制备工艺中，采用氢氧化钠质量浓度为20.0%，一氯乙suan质量浓度为37.5%，反应温度和时间分别为70℃和90min的反应条件下可得到最优化合成工艺，合成出的木质素羧酸钠的羧甲基化产率及其羧基含量分别为93.0%和2.82mmol/g。分别采用自动电位滴定仪、FTIR、1H，13C&NMR和1H-13C&HSQC&NMR等测试技术对溶媒法和水媒法制备的木质素羧酸钠的结构特征进行了详细表征和分析。结果表明，溶媒法工艺制备的产物在1604cm-1和1422cm-1处出现羧基的两个特征吸收峰；13C&NMR图谱在179170ppm区域内出现了较强信号的羧酸基团碳化学位移峰，同时在7366ppm区域内出现了多个较强信号的羧甲基基团中亚甲基的碳化学位移峰，且&位醚化愈创木基单元的碳信号较酸析麦草碱木质素有较大幅度的增强，麦草碱木质素分子中羧基增量远大于其酚羟基减少量，证明有机相中羧甲基取代反应在麦草碱木质素的酚羟基和&位醇羟基上同时进行。水媒法工艺制备的产物在1601cm-1和1421cm-1处出现羧基的两个特征吸收峰，且酸析产品在1725cm-1处出现羧酸基团特征吸收峰；1H&NMR图谱在12.47ppm处出现羧酸基团的氢化学位移峰，同时分别在4.57ppm和4.35ppm处出现两个新的氢化学位移峰；13C&NMR图谱在170.62ppm处出现较强信号的羧酸基团碳化学位移峰，同时分别在69.28和65.74ppm处出现两个新的碳化学位移峰；1H-13C&HSQC&NMR图谱分别在4.57/65.07ppm和4.35/68.6ppm处出现两个新的H/C化学位移信号；13C&NMR图谱半定量分析表明&位醚化愈创木基结构单元的相对含量增幅明显，而紫丁香基结构单元的相对含量在改性前后基本没有变化，证明在水相体系中麦草碱木质素分子中愈创木基结构单元的酚羟基和支链&位醇羟基均被羧甲基所取代，揭示了水媒法制备木质素羧酸盐的羧甲基化反应机理。分别采用粘度计、Zeta电位仪、稳态荧光仪、动态光散射仪等表征技术研究了浓度、溶液pH和离子强度等因素对木质素羧酸钠在水溶液中粘度行为和聚集行为的影响。结果发现木质素羧酸钠溶液比浓粘度随着其浓度的下降而急剧增大，证明木质素羧酸钠在稀水溶液中具有显著的聚电解质特征；溶液比浓粘度随着溶液pH值的增大而迅速下降，随着溶液离子强度的增大先减小后增大。羧基含量为2.82mmol/g、2.61mmol/g和1.99mmol/g的木质素羧酸钠在水中临界聚集浓度分别为0.022g/L、0.025g/L和0.026g/L，当浓度高于临界聚集浓度时，溶液中存在不同粒径大小及分布的聚集体。随着木质素羧酸钠浓度的增大，其溶液荧光激发光谱发生明显红移，散射光强度增大，表明木质素羧酸钠在水溶液中同时发生了分子聚集和&-&聚集，聚集体粒径增大。随着溶液pH值的增大，溶液散射光强度逐渐减弱，荧光激发光谱仅在强碱性条件下出现微小红移，表明木质素羧酸钠发生分子解聚，且仅在强碱性条件下芳香基团间的&-&相互作用有所加强。溶液离子强度对溶液荧光激发光谱没有明显影响，但散射光强度和颗粒粒径均随着溶液离子强度的增大先减小后增大，表明木质素羧酸钠在低离子强度下仅发生分子内收缩，然后随着溶液离子强度的进一步增大而发生分子聚集。羧基含量和尿素对溶液荧光激发光谱没有明显影响。研究了羧基含量、溶液pH、离子强度及尿素对木质素羧酸钠在天然鳞片石墨/水界面吸附特性的影响。结果表明，木质素羧酸钠在天然鳞片石墨上的饱和吸附量随着羧基含量的增大而增大，吸附等温线符合Langmuir吸附模型；在中性条件下，溶液离子强度对吸附量没有明显影响，而在酸性条件下吸附量随着溶液离子强度的增大而增大；随着溶液pH值的增大，吸附量先减小后增大；尿素的加入使得木质素羧酸钠的饱和吸附量减少，且对吸附的影响程度随着溶液pH值的增大而减小，在碱性条件下则可以忽略。研究了羧基含量、溶液pH、离子强度及尿素对木质素羧酸钠在高纯石墨/水界面吸附特性的影响。结果表明，木质素羧酸钠在高纯石墨表面上的饱和吸附量随着羧基含量的增大而增大，吸附等温线符合Langmuir吸附模型；在中性条件下，吸附量随着溶液离子强度的增大而增大，当NaCl的摩尔浓度&0.5mol/L时，吸附量不再增加；吸附量随着溶液pH值的增大而减小；尿素的加入使得木质素羧酸钠的饱和吸附量减少。采用耗散型石英晶体微天平研究了溶液pH和离子强度对木质素羧酸钠在金片/水界面吸附特性的影响。结果表明，随着溶液pH值的增大，木质素羧酸钠在金片上的吸附量减少，吸附膜粘弹性增强；吸附量随着溶液离子强度的增大而增大，在NaCl摩尔浓度为1.0mol/L时吸附膜由粘弹性转变为刚性，且随着吸附时间的延长出现转折。采用分散稳定性分析仪分别研究了木质素羧酸钠的羧基含量、分散剂掺量和悬浮液pH对天然鳞片石墨/水和高纯石墨/水分散体系稳定性的影响，同时与木质素磺酸钠、羧甲基纤维素钠和聚丙烯酸钠三种常用分散剂进行对比。结果表明，羧基含量为2.82mmol/g的木质素羧酸钠对天然鳞片石墨水悬浮液和高纯石墨水悬浮液都具有良好的分散稳定性能；在悬浮液pH=6.7和木质素羧酸钠掺量为1.0%的条件下，天然鳞片石墨水悬浮液的分散稳定性最好；在悬浮液pH=7.3和木质素羧酸钠掺量为0.5%的条件下，高纯石墨水悬浮液的分散稳定性最好；木质素羧酸钠的加入明显减少了石墨间的团聚，颗粒粒径减小；木质素羧酸钠的分散稳定效率高于上述三种常用分散剂。采用Zeta电位仪研究了木质素羧酸钠的羧基含量及掺量、悬浮液pH对高纯石墨颗粒表面Zeta电位的影响。结果表明，高纯石墨颗粒表面Zeta电位随着木质素羧酸钠的羧基含量及掺量的增大而下降。当悬浮液的pH值在酸性范围内，高纯石墨颗粒表面的Zeta电位随着悬浮液pH值的增大先降低后升高；当悬浮液的pH值在碱性范围内，高纯石墨颗粒表面的Zeta电位随着悬浮液pH值的增大而降低。&关键词：木质素羧酸钠；&羧甲基化；&聚集行为；&石墨/水界面；&吸附；&
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通式RCOOH中R为脂烃基或芳烃基，分别称为脂肪(族)酸或芳香(族)酸。又可根据羧基的数目分为一元酸、二元酸与多元酸。还可以分为酸和不饱和酸。
呈酸性，与碱反应生成盐。一般与三氯化磷反应成酰氯；用五氧化二磷，生成酸酐；在酸下与醇反应生成酯；与氨反应生成酰胺；用四氢化锂铝(LiAlH4)还原生成醇。可由醇、醛、不饱和烃、芳烃的等的氧化，或腈水解，或格利雅与干冰反应等方法制取。用来源于动植物的油脂或蜡进行，可获得6至18个碳原子的脂肪(族)酸。　　
饱和一元羧酸中，甲酸、、具有强烈酸味和刺激性。含有4~9个C原子的具有腐败，是油状液体。含10个C以上的为状固体，很低，没有气味。
饱和一元羧酸的沸点甚至比相对质量相似的醇还高。例如：甲酸与的相对分子质量相同，但乙醇的沸点为78.5℃，而甲酸为100.7℃。这是由于甲酸分子间存在氢键。根据电子衍射等方法，由于氢键的存在，低级的酸甚至在蒸汽中也以的形式存在。甲酸分子间氢键键能为30KJ/mol,而乙醇分子间氢键为25KJ/mol。
直链饱和一元羧酸的熔点随分子中C原子数目的增加呈锯齿形的变化，含偶数C原子酸的熔点比相邻两个奇数C原子酸的熔点高，这是由于在含偶数C原子链中，链端甲基和羧基分在链的两边，而在奇数C原子链中，则在C链的同一边，前者具有较高的对称性，可使羧酸的晶格更紧密的排列，它们之间具有较大的吸引力，熔点较高。
羧基是亲水基，与水可以形成氢键，所以低级羧酸能与水任意比互溶；随着相对分子质量的增加，憎水基（烃基）愈来愈大，在水中的溶解度越来越小。
对长链的脂肪酸的X射线研究，证明了这些分子中C链按锯齿形排列，两个分子间羧基以氢键缔合，缔合的双分子是有规律的一层一层排列，每一层中间是相互缔合的羧基，引力很强，而层与层之间是以引力微弱的烃基相毗邻，相互间容易滑动，这也是高级脂肪酸具有润滑性的原因。　　
在羧酸分子中，羧基碳原子以sp2杂化轨道分别与烃基和两个氧原子形成3个σ键，这3个σ键在同一个平面上，剩余的一个p电子与氧原子形成π键，构成了羧基中C=O的π键，但羧基中的-OH部分上的氧有一对未共用电子，可与π键形成p-π体系。由于p-π共轭，-OH基上的氧原子上的电子云向羰基移动，O-H间的电子云更靠近氧原子，使得O-H键的极性增强，有利于H原子的离解。所以羧酸的酸性强于醇。
当羧酸离解出H后，p-π共轭更加完全，键长发生平均化，-COOˉ基团上的负电荷不再集中在一个氧原子上，而是平均分配在两个氧原子上。　　
⑴羧酸是，可以跟碱反应生成盐和水。如：CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O
⑵羧基上的OH的取代反应。如：
①酯化反应：R-COOH+R′OH→RCOOR′+H2O
②成反应：3RCOOH+PCl3→3RCOCl+H3PO3
③成酸酐反应：RCOOH+RCOOH （加热）→R-COOCO-R+H2O
④成酰胺反应：CH3COOH+NH3→CH3COONH4 ；
CH3COONH4（加热）→CH3CONH2+H2O
⑤与金属反应：2CH3COOH+2Na→2CH3COONa+H2↑
2CH3COOH+Mg→(CH3COO)2Mg+H2↑
⑶脱羧反应：除甲酸外，乙酸的同系物直接加热都不容易脱去羧基（失去CO2），但在特殊条件下也可以发生脱羧反应，如：与混合强热生成甲烷：CH3COONa+NaOH(热熔）→CH4↑+Na2CO3(CaO做催化剂)
HOOC-COOH(加热)→HCOOH+CO2↑
注：脱羧反应是一类重要的缩短碳链的反应。　　
早期发现的羧酸通常根据来源命名。例如，甲酸最初是由蒸馏赤蚁制得，称为蚁酸；乙酸最初由食醋中得到，称为；具有牛奶气味，称为；、辛酸、又分别称为羊、酸、羊蜡酸，因为它们都存在于山羊的脂肪中；存在于安息香胶中，称为 。一般，简单的羧酸按普通命名法命名，选含有羧基的最长碳链为主链，的位置，从羧基邻接的碳原子开始，用希腊字母a、β、γ、δ等依次标明 ； 芳香酸当作苯甲酸的来命名；比较复杂的羧酸按国际命名法命名，选含有羧基的最长碳链为主链，从羧基碳原子开始编号，再加取代基的名称和位置；脂肪族二元羧酸的命名，取分子中含有两个羧基的最长碳链作为主链，加取代基的名称和位置。
低级脂肪酸C1～C3是液体，具有刺鼻的气味 ， 溶于水。中级脂肪酸C4～C10也是液体，具有难闻的气味，部分溶于水。高级脂肪酸是蜡状固体，无味，不溶于水。二元脂肪酸和芳香酸都是结晶固体，芳香酸在水中溶解度较小，可从水中，饱和二元羧酸除高级同系物外，都易溶于水和乙醇 。羧酸的沸点比分子量相近的醇的沸点高。直链饱和一元羧酸和二元羧酸的熔点随碳原子数目增加而呈锯齿状上升，含偶数碳原子羧酸的熔点高于邻近两个含奇数碳原子的羧酸。羧酸最显著的性质是酸性，羧酸是一种弱酸，其酸性比碳酸强。羧酸能与金属氧化物或金属氢氧化物形成盐。羧酸的碱金属盐在水中的溶解度比相应羧酸大，低级和中级脂肪酸碱金属盐能溶于水，高级脂肪酸碱金属盐在水中能形成 ，肥皂就是长链脂钠。
低级脂肪酸是重要的化工原料，例如纯乙酸可制造人造纤维、塑料、香精、药物等。高级脂肪酸是油脂工业的基础。二元羧酸广泛用于和塑料工业。某些芳香酸如苯甲酸 、等都具有多种重要的工业用途。　　
羧酸是非常重要的一类化学物质，还可以衍生出不少常见的其他化学物质，主要有：酰卤、酸酐、酯和酰胺等。这几类羧酸衍生物各具特性，并均在化学工业中有重要的应用。　　
羧酸分子中烃基上的氢原子被其他具有官能团性质的原子或的化合物，称为取代羧酸，根据取代官能团的不同，可分为卤代酸、、羰基酸和。许多羟基酸和羰基酸是生物的中间产物；一些羟基酸还对某些具有治疗价值；氨基酸则是构成的本结构单元。
出自A+医学百科 “羧酸”条目
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大学有机化学问题1.环烷烃是不是供电子基团?2.与乙酰氯不发生反应的是A甲胺B甲乙胺C苯胺D三甲胺3.羧酸具有酸性的原因是A羧基的-I效应B羧基的+I效应C羧基的π-π共轭效应D羧基的p-π共轭效应4.羧酸衍生物水解的机理为A亲核加成B亲核取代C亲电加成-消去D亲核加成-消去
麻烦说下答案，顺便解释下，多谢，好的必须重重追加，多谢各位（一位真心想学好化学的学生）
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1.是的2.D酰氯很容易与一级胺，二级胺反应形成酰胺3.D羧羟基上的孤电子对可以通过与碳氧双键的共轭，使氧上的电子云向碳氧双键转移，从而是H+易离去，所形成的酸根更稳定4.D都是H2O加到双键O上，质子转移后再消去
1.是，烷烃一般都是供电子的2.D空间位阻太大3.D,写出来结构自然就会明白了4，C，先加成在消除
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