钾遇水反应现象的实验分析

探求钾与水反应现象的本质。实验证明,在敞开体系下,钾与水反应并发生燃烧,燃烧的实质是钾及反应生成的氢气分别在空气中燃烧。在煤油作保护层时,钾与水只反应不燃烧。     

金属及其化合物催化水相有机合成反应

近年来,水作为绿色溶剂应用于有机合成反应的报道不断涌现。本文综述了近五年来金属及其化合物催化的水相有机合成反应的研究进展,金属主要包括:钠、钾、铯、镁、铟、铋、钪、锰、铁、镍、锌、铜、银、金、钌、铑、钯、铱等。     

“金属与酸和水的反应”教学设计及课堂实录

分析了"金属与酸和水的反应"教学价值、学情,设计了5个教学环节:从"烤蓝"引入铁与水蒸气反应;验证产物之一氢气;铁与水蒸气反应的实际应用;感受比铁活泼的金属钠与水的反应并设计集气装置;总结金属与酸和水的反应,完善知识结构。对教学设计进行了课堂实施并做了反思。     

金属钾和碳酸钠高压合成金刚石

以金属钾和碳酸钠为反应原料, 在压力为2 GPa, 温度为500 ℃的密封白金坩埚中反应18 h, 所得产物通过粉末X射线衍射和显微拉曼分析进行了表征, 证实合成出了微米级的金刚石. 对金刚石的合成机理进行了研究, 推测其反应过程为碳酸钠在铂和钾的作用下分解出CO2, CO2与钾反应得到金刚石. 研究结果表明金刚石可以在温和的条件下合成.     

金属有机化学中的绿色化学反应进展

着重综述了金属有机化学领域中所涉及的与绿色化学概念有关的一些化学反应,如水相反应、超临界流体及离子液体中的反应、固态反应、原子经济性及过渡金属催化的有机反应。     

金属的冶炼中值得注意的几个问题

从自由能变的角度,分析金属冶炼的一般原理,重点讨论了反应的条件和常用还原剂的选择。讨论了钾、镁、钛等金属的冶炼方法。     

寡聚酸合锌(Ⅱ)的合成及对烟草病毒病的防治

在水-乙醇介质中,用寡聚酸钾与硫酸锌反应合成的寡聚酸合锌(Ⅱ)配合物,采用正交实验考察了V水∶V乙醇,反应温度,反应时间对螯合反应的影响,最优反应条件为:V水∶乙醇=1∶1;温度60℃;时间5h.通过红外光谱、紫外光谱和差热-热重分析测试手段对配合物进行了表征.红外光谱和紫外光谱均显示,Zn2+与寡聚酸配位.寡聚酸合锌(Ⅱ)配合物中金属配位方式为单齿和双齿配位.热分析表明,配合物稳定性较强.应用寡聚酸合锌(Ⅱ)防治烟草病毒病,试验结果表明寡聚酸合锌(Ⅱ)具有较强的防治烟草病毒病的作用.寡聚酸合锌(Ⅱ)作为新型的抗病毒制剂具有广阔的开发前景.     

金属参与的水相烯丙基化反应*

近30年来,水介质中碳-碳键的形成一直是研究的热点,其优越性也逐渐被人们所认知。在已发现的水相金属有机反应中,水相烯丙基化反应是研究得较多和较深入的反应之一。水相烯丙基化反应由于其发展速度较快,新的金属及金属体系参与的烯丙基化反应以及水相烯丙基化反应的机理研究不断被报道。本文综述了水相中金属参与烯丙基化反应的最新研究进展,并对新的反应机理作了简要的阐述。     

1,3-双(氯硅烷基)丙烷与活泼金属作用的偶联环化产物的研究

1,3-双(烃基氯硅烷基)丙烷Cl_(3-m)R_mSi(CH_2)_3SiR’_nCl_(3-n)的合成及其与水、氨(胺)、硫化氢的反应已有较详尽的报道,但与活泼金属作用的偶联环化反应则涉及较少。我们分别以钾-钠合金、金属锂对1,3-双(二烃基氯硅烷基)丙烷进行偶联环化,合成了五个新的非对称1,1,2-三甲基-2-烃基-1,2-二硅杂环戊烷类化合物(1a～     

评教科书对碱金属与水反应的描述

1999年8月28日,笔者给日本国化学教育主席、神奈川大学理工教授竹内敬人、日本第一学习社代表者松本洋介写信,指出:"钠与水反应剧烈,反应放出的热使钠熔化成小球。钾与水的反应更剧烈,产生的H2能燃烧。     

一维β-二亚胺钾金属有机聚合物的合成及表征

碱金属钾与异丙基β-二亚胺在四氢呋喃溶液中通过发生氧化还原反应生成异丙基β-二亚胺钾金属有机化合物([K(Nacnac)]_n,Nacnac=[(2,6-i Pr_2C_6H_3)NCMe]_2CH_2).利用X射线单晶衍射分析了该化合物的晶体结构,分析结果表明该化合物是一例由碱金属-π电子键诱导的一维超分子金属有机聚合物.     

2，5－哌嗪二酮与α，β—不饱和醛反应研究

在超声波分散金属钾作用下，２，５－哌嗪二酮与α－β不饱和醛剧烈反应。反应只生成单缩产物，不进行Ｍｉｃｈａｅｌ加成。产物的立体构型采用ＮＯＥ偶合常数确定。文中首次用谱学法证明了该反应的立体化学。     

层状过渡金属氢氧化物应用于碱性氢气析出反应（英文）

氢气因为其高质量比活性,环境友好等特点,被公认为是一种很有希望替代化石能源的可再生能源.其中,碱性条件电解水被认为是可大规模生产氢气的技术之一.但氢气析出反应在碱性条件反应速率缓慢,为提升氢气析出反应速率,因此研究者们设计和制备了大量的材料.本文归纳了有效促进碱性条件氢气析出反应速率的关键材料--层状过渡金属氢氧化物的重要研究进展.首先,基于过渡金属氢氧化物的结构,阐述了过渡金属氢氧化物与氢气析出反应活性材料间的协同催化机理.接着,以提升协同催化作用为中心,归纳了基于过渡金属氢氧化物的氢气析出反应催化剂和电极的最近研究进展,分别包含过渡金属氢氧化物和氢气析出反应活性材料的种类、结构、形貌及其相互作用.此外,本文从高活性和长寿命的催化剂和电极设计出发,归纳了最近基于过渡金属氢氧化物的催化剂和电极在水分解领域的进展.最后,本文总结和展望了电解水制氢技术的未来应用和发展中不可避免的一些问题与挑战.目前,应用于氢析出反应的过渡金属氢氧化物主要集中于镍基、钴基和铁基氢氧化物和其双金属氢氧化物,为层状水滑石结构.因为上述过渡金属氢氧化物弱的氢吸附,所以其析氢活性非常低.但是过渡金属氢氧化物对氢氧根的吸附能力强,其与析氢活性材料复合后能形成协同作用,提升氢析出反应速率.具体而言,当水吸附在析氢活性材料和过渡金属氢氧化物的界面处时,水的氢原子端吸附在析氢活性材料侧,而水的另一端--氢氧根,吸附在过渡金属氢氧化物侧,这样的吸附方式对水的分解具有很强的剪切作用,从而加快碱性氢析出反应的决速步--水分子分解,加快析氢反应速率.为深入理解协同作用和进一步提升协同作用效果,研究者对过渡金属氢氧化物和对应的复合析氢活性材料的种类、结构、形貌和含量,进行了系统深入的研究.结果显示,氢氧化镍和氢氧化钴能明显促进氢析出反应,其中,氢氧化镍更具优势.此外,过渡金属氢氧化物具有较好氧析出活性,所以合适的过渡金属氢氧化物与析氢活性材料复合后,可制备氢析出反应和氧析出反应的双功能催化剂和电极.     

多金属氧酸盐催化的水氧化研究进展

氢气以其清洁无污染、燃烧值高等优点成为未来最具潜力的可再生能源之一,而清洁生产氢气的最佳选择之一即为裂解水. 利用太阳能模拟光合作用实现水的全分解产生氢气和氧气是目前最为理想的能源转化方式,并且已经引起了众多研究者的关注. 水分解的半反应之一--水氧化反应由于其过程复杂,一直是制约水分解的瓶颈. 所以寻找高效、稳定的水氧化催化剂便成为了突破该瓶颈的关键. 多金属氧酸盐是一类以前过渡金属氧簇为基本单元形成的多金属氧簇化合物. 由于多金属氧酸盐在物理、化学性质方面具有无法比拟的特性,使得其在催化、药物、纳米科技和材料科学等方面已被广泛地应用. 多金属氧酸盐的全无机配体可很好地抵御水氧化反应的强氧化性环境,故将其作为水氧化催化剂越来越引起研究者们的注意,并且已有多种多金属氧酸盐被设计为水氧化催化剂. 本文详细介绍了各种不同过渡金属取代的多金属氧酸盐水氧化催化剂的研究进展.     

2,5—哌嗪二酮与α,β—不饱和醛反应研究

在超声波分散金属钾作用下，２，４－哌嗪二酮与α，β－不饱和醛剧烈反应，反应只生成单缩产物，不进行Ｍｉｃｈａｅｌ加在。产物的立体构型采用ＮＯＥ偶合常数确定。本文首次用谱学法证明了该反应的立体化学。     

煤水蒸气气化过程中钾催化剂与矿物质的相互作用

在固定床反应器中研究了碳酸钾对煤的水蒸气催化气化,考察了钾与10种煤中矿物质的相互作用,采用XRD和XRF分析经过水浸取后的气化残渣。结果表明,在煤水蒸气气化过程中,碳酸钾催化剂与煤中矿物质相互作用形成难溶于水的化合物。当煤的灰分中钙含量较少时,钾催化剂与矿物质反应的量和气化灰渣中铝含量成线性关系,即K:Al=1:1。当煤的灰分中含钙量较多时,钙能够以钙铝黄长石(Ca₂Al₂SiO₇)的形式固定大量的铝,一定程度上抑制钾催化剂和矿物质的反应。钾和矿物质反应的量影响钾催化剂的催化作用。     

高分子钯络合物催化生成α-酮酰胺α-酮酯的双羰基化反应

在催化剂的作用下,通过芳香卤代化合物的双羰基化反应,一步直接生成α-酮酰胺 是近年来有机过渡金属化学方面新发现的反应之一。在三乙胺或乙酸钾的存在下,芳香卤代化合物、醇与一氧化碳在催化剂的作用下起双羰基化反应,一步生成酯和α-酮酯     

富钾正长岩水热分解生成沸石反应热力学

以安徽某地富钾正长岩粉体为原料,研究其水热碱法分解生成沸石化合物的反应热力学。采用“聚合多面体模型”计算了几种沸石的热力学参数,结合矿物端员组分热力学数据及“混合电解质模型”,构建了富钾正长岩-NaOH-H₂O水热体系平衡热力学模型。反应Gibbs自由能计算结果表明,在160-300 ℃范围内,由富钾正长岩水热分解生成羟钙霞石、方沸石、P型、A型等沸石的反应可自发进行;通过OLI Analyzer 9.3软件对该体系不同条件下的相平衡进行模拟,预测了富钾正长岩水热碱法分解生成羟钙霞石、方沸石的反应条件。通过实验验证,生成的方沸石呈规则的四角三八面体晶型,粒径约50 μm;羟钙霞石呈柱状,长约20 μm,截面尺寸约500 nm-1 μm,K₂O溶出率97%以上。     

水滑石作为芬顿反应催化剂的研究进展

芬顿反应(Fenton reaction)利用H_2O_2与Fe~(2+)的催化反应可快速生成高活性的·OH自由基用于有机物的降解等过程,因其无副产物的二次污染被广泛应用于环境保护和污水处理领域.但传统的均相芬顿反应中,低价金属再生效率较低,导致整体的反应效率受到限制.同时,传统均相芬顿反应因为酸性的反应条件以及铁离子的引入,从环保角度来看也不是一个理想的反应体系.近年来,水滑石(layered double hydroxides, LDHs)作为一种特殊的层状结构材料,在芬顿反应中表现出优异的催化性能,引起了人们的广泛关注. LDHs的催化活性位点通常为固定于固体表面的金属离子,可避免反应中金属离子的浸出,降低反应体系对pH的要求.同时由于水滑石层板中多元金属的可调控性,可设计制备具有多种过渡金属的协同氧化还原循环的水滑石材料,促进低价金属再生的循环反应,提高芬顿反应效率.本文主要介绍了近年来水滑石类材料作为芬顿反应催化剂的研究成果和进展,并对该领域目前面临的挑战和发展前景进行了展望.     

钾燃烧条件及产物组成的实验探究

从加热方法与钾块大小2个角度对钾燃烧条件与产物组成进行实验探究,认为开放体系中进行钾燃烧实验成功的关键是固体能迅速升温至钾的着火点,减少钾表面氧化膜的厚度,保留较多的金属钾。因此至少预热瓷坩埚2 min,再加入豌豆或更大的金属钾块才可观察到钾燃烧的现象。燃烧的黑色物质冷却后变为橙红色,以超氧化钾为主,燃烧产生的白烟中含有少量的碳酸钾。