按逆向而行的思路研究硫酸溶液中铁的电化学振荡

以发生电化学振荡为导向,设计可能引起振荡的化学与物理环境,由实验反向验证振荡机理,从而揭示金属电化学振荡的本质,这就是逆向而行的思路。本文通过改变Fe/H~2SO~4溶液界面附近溶液的pH,Fe^2^+浓度等因素,人为地促进或阻碍Fe(OH)~2膜或Fe~3O~4膜的生成与溶解,创造可能发生电化学振荡的外界环境,验证了有关Fe/H~2SO~4体系电化学振荡主要归因于铁电极表面Fe(OH)~2膜或Fe~3O~4膜的周期性生成与溶解的机理。这表明用逆向而行的思路研究金属的电化学振荡是可行的。     

电化学振荡现象

引言电化学振荡是在远离平衡的电化学体系中产生的一种时间有序现象,按照振荡的电化学参量的不同,可分为两类:在控电位条件下的电流振荡和在控电流条件下的电位振荡。根据非平衡态热力学和耗散结构理论,产生时空     

阳极溶解电化学振荡体系中白噪声诱导随机共振的模拟

通过对电化学阳极溶解振荡模型加白噪声后引发的随机共振现象的模拟研究发现,在该体系的周期二振荡态时呈现显性内信号随机共振现象。当白噪声加在该电化学体系的周期二振荡态时,内信号的信噪比随着噪声的增大达到了最大值。同样噪声强度情况下,强信号的信噪比增加比弱信号的增加更加迅速。如果同时改变噪声强度,体系的信号频率也维持不变。研究表明,噪声对内信号的优化具有选择性,而体系的内信号也具有抵抗噪声和维持内在机制不变的性质。     

对氨基苯甲酸BZ反应体系分区振荡行为的研究

分区振荡（也被称为双振荡，dual－frequencyoscillation）现象是封闭反应体系中发现的一种较为特殊的振荡现象，FKN机理[1]和OKN机理[2]都不能很好地解释这种振荡行为，Forsterling等曾提出了自由基控制机制[3,4]；Srivastava等则认为高、低频区均为溴控机制[5]．目前，这一问题还没有确切结论．本文报导了对氨基苯甲酸BZ反应体系中的分区振荡行为，并对分区振荡的机理作了一些探讨．1实验以对氨基苯甲酸－KBrO3－H2SO4的振荡反应作为研究体系，反应在带夹会的封闭玻璃反应器中进行，由恒温措恒温；自制Pt电极和216型Ag电极作x作电…     

恒电位下铜电极电流振荡的延时控制

采用铜电极的阳极溶解作为研究对象,开展电流振荡的延迟控制方法的研究.调节控制信号中延迟时间及控制系数的大小,延迟时间对电流影响作用明显,观察到周期变长和变短的结果,小延时下振荡周期变大,大延时下周期变小.延时控制也使振荡的波形产生明显的变化,并使原有的周期振荡呈现出混沌振荡.控制系数对振荡产生不同的影响,呈现出波形分裂、混合振荡等现象.控制系数加大时,这种峰的分裂变得更加强烈,阳极溶解电流产生了混沌振荡.控制后的振荡频率与原有频率有简单的比例关系.文中对延迟控制产生特定波形的机制进行了分析和讨论.     

一种新的液膜振荡体系的振荡规律

本文报道一种 新的液膜振荡体系.该体系的二水相分别是结晶紫的水溶液(含有一定浓度的醇)和蔗糖溶液,介于二水相之间的油相为2,6-二硝基苯酚的硝基苯溶液.本文对这一新的体系的液膜电势振荡机理作了初步的探讨.     

光引发的甘油三乙酯反应的振荡

在(30±0.1)℃条件下,以1对5W节能灯(电子荧光灯)为光源,设计出以甘油三乙酯为底物,环已烷水混合体系的Beluosov-Zhabotinskii振荡反应,并研究了改变光源、有机溶剂、各组分浓度以及加入各类表面活性剂形成O/W型乳液后,各种因素对此类光引发振荡反应的影响。实验表明,能够引发反应产生振荡的光源范围是较大的,通过光谱实验,分解实验和元素分析说明了环已烷在此反应中基本是惰性,并通过机理模型的计算,初步讨论了光照使原单调反应产生振荡的原因。     

维生素C稀溶液光化分解导致的振荡行为

光化学振荡是近十多年才发现和研究的一种新的时空振荡行为目前的文献屈指可数,机制的解释各说不一。维生素C的化学振荡1982年以来仅有个别的报导。我们发现在一定浓度,温度条件下,局部光照维生素C稀溶液,若不搅拌,经过一段前置期可以获得规整性和重现性相当好的衰减式周期性振荡波。本文还研究了它的特征,形成条件及其可能的偶合机制,对维生素C稀溶液光化学反应动力学和机理也进行了探讨。     

纳米铂微粒修饰电极上甲醛电催化氧化的电位振荡和电流振荡

通过阴极还原-阳极氧化法制备了钛基纳米铂微粒修饰电极, 扫描电镜观察发现, 分布于钛基体表面的氧化钛膜三维网状孔道中的纳米铂微粒具有高度分散状态. 采用多种电化学手段在该电极上不仅观察到甲醛在恒电流条件下产生的电位振荡, 而且在循环伏安和恒电位两种条件下均观察到强烈的电流振荡, 这进一步证明高度分散的纳米铂微粒使电极的催化活性大大提高, 促进了甲醛及其毒化中间产物的电催化氧化过程, 从而有利于电极上电化学振荡的产生. 研究结果还表明, 甲醛底物浓度、硫酸介质浓度、恒电位或恒电流大小等多种因素对振荡强度、范围或类型会产生规律性的影响.     

pH振荡研究型化学实验

Br O-3-SO2-3-Fe(CN)4-6(BSF)是典型的p H振荡反应。该振荡具有振幅大,振幅和周期易于调节,且可偶合p H敏感性材料实现p H刺激下的其他振荡行为转换的特点。与传统物理化学实验中的B-Z振荡相比,该振荡具有更强的拓展性,适合作为综合型或研究型实验,对于培养学生创新能力与综合科研能力具有积极意义。     

一种新的振荡体系的研究 Ⅰ. 在铑膦催化剂存在条件下的丙烯氢甲酰化振荡现象

丙烯氢甲酰化过程(以下简称氢甲酰化过程),可以用如下反应式表示: 作者在进行氢甲酰化动力学研究中发现,在接近工业生产条件,特别是使用了适当聚合度的正丁醛做溶剂时,只要控制一定的操作条件,即可在反应的母体转化期和诱导期内检测出反应体系的气相中各组分浓度的振荡变化。据作者了解,目前尚未有关于该体系气相组分中浓度振荡的报道。     

DL－苹果酸－丙酮－BrO~3^-－Mn^2^+－H~2SO~4化学振荡 反应诱导期的新特征 及其动力学研究

在前文研究工作的基础上,较详细地研究了DL-苹果酸(以下简称DL-MA)、丙酮(以下简称Act)参与下的新型化学振荡反应及各种影响因素,对各主要参与反应物质在诱导期中的作用、起振原因、诱导期的新特征和可能反应机理进行了较为深入的研究,分别获得DL-MA,KBrO~3,MnSO~4的浓度对诱导期影响的拟合方程。以及诱导期的表观活化参数为E~I~N=68.50kJ·mol^-^1。     

液化石油气自然气化钢瓶中组分变化的模拟计算

根据化学相平衡原理、质量守恒定律和实际气体状态方程，建立了液化石油气自然气化过程气相和液相组分变化理论计算的模型，可对多组元LPG自然气化过程中各组分的变化进行准确的计算，同时可计算组分变化引起饱和蒸气压、热值、华白数和燃烧势的变化。     

Chemical oscillation of vanadium complexes: Simple and aperiodic systems

An oscillatory chemical reaction is an intriguing phenomenon subject to various and often uncontrollable factors. Many oscillatory systems consist of a strong acid, metal ion and an additional species with accessible oxidation states, and restrictive temperature conditions. Thus, an oscillatory system in which all the factors are understood would be useful. In this paper, we describe the first such system based on vanadium chemistry. The V(IV) complex (pale green color) turns dark orange with the production of a V(V) complex. This reaction is affected by many factors such as oxygen, ultraviolet (UV) irradiation, visible irradiation, and aldehyde addition. This oscillation reaction occurs only in a dichloromethane solution, suggesting that the solvent intervenes in the reaction. Examination of the gas phase during the oscillation reaction revealed the formation of carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen chloride, and phosgene. Based on these observations, we propose a plausible oscillation reaction mechanism.The results of this study contribute to the field of nonlinear dynamics. Additionally, this work offers new insights into vanadium chemistry because this oscillation phenomenon is strongly correlated with the electron transfer reaction of the vanadium complex. Moreover, studies using vanadium complexes may help in understanding vanadium-mediated electron transfer systems in vivo, such as vanadium accumulation and storage observed in marine organisms.     

Oscillatory reaction using immobilized catalase.

Oscillation is found in many biological systems, and among them the enzymatic oscillatory reaction has been well studied using an enzyme solution. We show in this study for the first time that oscillation occurs when catalase is immobilized to controlled pore glass (CPG). The oscillatory wave mode changes with the distance among the CPG, electrode, or dialysis membrane. The lower substrate concentration results in oscillation with a longer period. This tendency agrees with a previous study using an enzyme solution. Furthermore, we show that the oscillation occurs when no dialysis membrane is used. These results show the wider applicability of the system to analysis or novel device fabrication.     

振荡剪切场下PS/PVME共混物的相分离动力学研究——相分离的依时性及应力响应

利用自制的激光散射流变仪研究了聚苯乙烯/聚甲基乙烯基醚(PS/PVME)(重量比30/70)二元共混物在振荡剪切场下的相分离动力学过程.在特定的振荡频率和应变振幅条件下,共混物的相分离具有显著的周期特性和各向异性.在同一个振荡相位角条件下,相分离在早期符合经典的Cahn-Hilliard线性理论.在相分离过程中,流动方向上的特征波数qxm表现出明显的受迫振荡特征而涡流方向上的qzm却没有;同时,两个方向上的特征波数qm平均值都未随时间发生变化,说明特定振荡频率和应变振幅的振荡剪切对特定尺寸的浓度涨落具有选择作用.研究还发现,体系的应力响应可以反映出相分离的阶段性过程,例如当相分离早期结束时,表征弹性的第一法向应力差出现了峰值.     

Chemically Controlled Spatiotemporal Oscillations of Colloidal Assemblies

We report an autonomous oscillatory micromotor system in which active colloidal particles form clusters, the size of which changes periodically. The system consists of an aqueous suspension of silver orthophosphate microparticles under UV illumination, in the presence of varying concentrations of hydrogen peroxide. The colloid particles first attract each other to form clusters. After a short delay, these clusters abruptly disperse and oscillation begins, alternating between clustering and dispersion of particles. After a cluster oscillation initiates, the oscillatory wave propagates to nearby clusters and eventually all the clusters oscillate in phase‐shifted synchrony. The oscillatory behavior is governed by an electrolytic self‐diffusiophoretic mechanism which involves alternating electric fields generated by the competing reduction and oxidation of silver. The oscillation frequency is tuned by changing the concentration of hydrogen peroxide. The addition of inert silica particles to the system results in hierarchical sorting and packing of clusters. Densely packed Ag₃PO₄ particles form a non‐oscillating core with an oscillating shell composed largely of silica microparticles.     

丙烯和氧等离子体直接气相合成环氧丙烷

在室温和大气压下,在针板式反应器中,通过脉冲电晕放电等离子体对分子氧和丙烯直接合成环氧丙烷的活化作用,考察了放电电极间距、电晕放电脉冲电压以及电晕放电重复频率参数对丙烯转化率、环氧丙烷产率和其选择性的影响,反应物及各产物通过在线色谱法进行分析.实验结果表明,在室温和大气压下,用脉冲电晕等离子体法可转化丙烯和氧气直接生成环氧丙烷,适当调节上述各参数可提高环氧丙烷的收率.当反应气总流速为200mL/min,极间距为4mm,脉冲放电电压为18kV,放电频率为120Hz时,环氧丙烷的收率、丙烯的转化率及环氧丙烷的选择性分别为5.15%,19.15%和26.89%.     

GA-KBrO3-H2SO4体系化学振荡的研究

研究了GA(没食子酸)-KBrO_3-H_2SO_4体系的诱导期τ、振荡周期T_2与反应物起始浓度的依赖关系, 302 K时的经验式为τ=22.8 c~(-2.23)_(H_2SO_4) c~(-2.17)_(KBrO_3) c~(0.795)_(GA) (mol.dm~(-3))~(4.25)·sT_2=0.84 c~(-2.28)_(H_2SO-4)c~(-1.97)_(KBrO_3) exp{(0.000147(mol.dm~(-3))~2/c~2_(GA)}(mol.dm~(-3))~(4.25)·sτ及T_2都随~CGA的增加而增长, 这与B-Z反应中关于有机物的结论不同。用循环伏安法研究该体系的结果表明, GA在诱导期结束时就基本上都被氧化为中间物, GA并不象前人所认为的是维持振荡的物种, 实际参与振荡的是由GA生成的物质。本文还研究了Fe(Phen)_3~(2+)对GA-KBrO_3-H_2SO_4体系振荡的影响, 发现Br~-振荡行为随Fe(Phen)_3~(2+)的浓度而变。低~CFe(phen)_3~(2+)时,Br~-的振荡行为与GA-KBrO_3-H_2SO_4体系的基本相似, 其特征是每个振荡周期内, Br~-振荡脉冲发生前是逐渐积累的。随着~CFe(phen)_3~(2+)的增大, Br~-出现另一特征的振荡行为, 在每个振荡周期内, Br~-振荡脉冲发生前是逐渐减小。我们认为, GA-KBrO_3-H_2SO_4-Fe(Phen)_3~(2+)体系的振荡不能单一地用OKN机理加以解释, 它可能是两套振荡机理耦合的振荡。     

苯酚-KBrO3-H2SO4振荡体系的诱导期与周期

1978年,Orbán和Koros简略碰报导了苯酚-KBrO_3-H_2SO_4体系的振荡行为。直到现在,该体系详细的实验研究未见报导。近来,我们对此体系的振荡行为重新作了探讨,发现与前人的结果大不相同,具有独特的规律。实验方法与文献[2]的完全相同。所用的药品,苯酚为A.R.级,KBrO_3和H_2SO_4均为G.R.级。实验温度为298±0.5K。今将所得结果报导如下。