双电极法现场快速检测地下水和湖水中碳酸氢根和碳酸根

地下水和湖水中碳酸氢根( HCO-3)和碳酸根( CO2-3)含量是地球化学碳行为和碳循环的重要表征,但两种离子的浓度易受环境影响而改变,因此,地下水和湖水中HCO-3和CO2-3真实含量的测定一直是个难题。实验利用CO2的水解平衡,通过pH电极和二氧化碳电极联用,建立了HCO-3和CO2-3现场快速测定的新方法,解决了地下水和湖水中HCO-3和CO2-3真实含量的测定难题。研究结果表明,在pH=4.8±0.1的底液中, HCO-3和CO2-3的线性范围分别为0.027~570 mg/L和1.25×10-8~39.7 mg/L。共存的金属离子、强酸阴离子(K+、Na+、Mg2+、Cl-、SO2-4,100 mg/L)、弱酸阴离子和弱酸(HSO-3、NO-2、HOAc,50 mg/L)对测定干扰小于5%。实际水样加标实验回收率在95.2%~99.2%之间,相对标准偏差为2.6%~3.7%。与酸碱滴定法进行对比,本方法的准确性良好。但方法受温度影响,因此标准溶液与样品应在同一温度下测量。总体而言,双电极法灵敏、快速、经济且电极携带方便、操作简单、对环境要求不高,十分适合现场和室内一般自然水体的快速检测。本方法已成功应用于青海省地下水和青海湖湖水中HCO-3和CO2-3的现场测定。实验表明,海东地区地下水样品pH在6.4~7.4之间,HCO-3含量为234~4096 mg/L,CO2-3含量为0.16~1.89 mg/L；青海湖湖水样品pH≈8.7,HCO-3含量范围在1.36~1.86 g/L,CO2-3含量在32.3~43.9 mg/L,与文献结果吻合。     

离子色谱法分析衣康酸成品中的Cl~-,NO_3~-和SO_4~(2-)

采用离子色谱法分析衣康酸成品中的Cl-,NO-3和SO2-4。通过改变淋洗液碳酸盐的总浓度和CO2-3与HCO-3的比例,比较衣康酸与Cl-,NO-3,SO2-4在AS14阴离子交换柱上的保留行为。结果表明,衣康酸和SO2-4的保留行为相似,二价离子受影响程度较一价离子大;另外,选择AS11阴离子交换柱进行比较,两柱均适合衣康酸成品中痕量Cl-,NO-3,SO2-4的分析,但溶质的出峰顺序有所不同。在AS14分析柱上,Cl-,NO-3和SO2-4的检出限分别为20,40和50μg/L,在0 5～200mg/L内其浓度与峰面积均有良好的线性关系。     

长链S-烷基双硫腙为载体的碳酸氢根离子电极

以溴化S 十六烷基双硫腙载体制备了碳酸氢根离子选择性电极 ,选择性次序为 :ClO-4 >SCN->I-～HCO-3 >ClO-3 ～NO-3 >Ac->NO-2 >Cl->H2 PO-4 >SO2 -4 。膜配比 (质量百分比 )为溴化S 十六烷基双硫腙 (SHDTZ)·HCO-3 ∶邻苯二甲酸二异辛酯∶PVC =2 .5∶65.0∶32 .5电极性能最佳。 32℃时 ,在pH 8 30 .1mol/L三乙醇胺 硫酸缓冲溶液中 ,HCO-3 离子浓度在 1 .0× 1 0 -2 ～ 1× 1 0 -5mol/L范围与电极电位呈线性响应 ,检测限为 5.0× 1 0 -6mol/L;斜率为 54± 2mV/decade。研究了HCO-3 离子与载体的作用机理。用该法测定了人体血清中HCO-3 ,结果与滴定法一致。     

三氯化铝固载化的新方法

Al Cl3是化工、石油炼制和制药工业中广泛应用的重要催化剂之一 .但由于它具有腐蚀性 ,与产物分离麻烦以及产生大量污水等缺点 ,其使用日益受到限制 .为解决上述问题 ,人们对其固载化进行了长达 50多年的研究 ,研究的重点是通过化学反应把 Al Cl3嫁接到 γ-Al2 O3和 Si O2 等常用载体上 .主要方法有两种 :一种是气 -固反应法 [1～ 4 ] :先将 Al Cl3升华 ,再与固体载体反应 ;另一种是溶剂反应法[5～ 6] :将 Al Cl3溶解于 CCl4 ,CHCl3等溶剂中 ,通过浸泡、回馏等方法使 Al Cl3与固体载体反应 .一般认为 ,Al Cl3固载化机理是 Al Cl3…     

氨基酸离子液体水溶液吸收及解吸二氧化碳机理

氨基酸离子液体是近年来开发的一种新型高效的CO2吸收剂,但其水溶液捕集CO2的机理无明确的论述,普遍借鉴传统有机胺吸收CO2的Zwitterion机理来解释.本文以四甲基铵甘氨酸离子液体为研究对象,采用核磁共振碳谱技术,分析其水溶液捕集CO2过程的产物.与传统有机胺吸收CO2相比,该过程更为复杂,甘氨酸阴离子上的氨基先与CO2反应生成氨基甲酸酯,随着吸收剂的损耗,CO2水合反应增强,氨基甲酸酯水解生成甘氨酸和HCO-3,吸收饱和时CO2的存在形态为HCO3和微量氨基甲酸酯.再生过程则是吸收的逆过程,饱和溶液中的HCO-3先热分解释放CO2,并消耗水中的H+,促使甘氨酸解离为甘氨酸阴离子;部分HCO-3与甘氨酸阴离子反应生成氨基甲酸酯,随后氨基甲酸酯受热分解,释放CO2,溶液得以再生.     

固体强酸催化剂S_2O_8~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3-M_2O_3(M=Cr,Ce,La)的制备

固体强酸具有酸强度高 ,不腐蚀设备 ,不污染环境 ,与产物分离方便等特点 ,是一种对环境友好的催化剂。业已发现固体强酸对许多重要的有机反应如烃类异构化、傅克酰基化、傅克烷基化、酯化、缩合、聚合、氧化等具有良好的催化活性 ,可替代传统的浓 H2 SO4 及 Al Cl3、HF等高污染催化剂。在前文 [1]基础上 ,本文通过添加 Cr2 O3、Ce2 O3和 La2 O3对催化剂 S2 O2 - 8/Zr O2 - Al2 O3改进后制备出 S2 O2 - 8/Zr O2 -Al2 O3- M2 O3( M=Cr,Ce,La)系列固体强酸催化剂 ,用对乙酸和正丁醇的酯化转化率评价了催化活性 ,用 XRD、BET、流…     

H3PO4—BF3／ZrO2及H3PO4—BF3—H2SO4／ZrO2催化剂的酸性及结构研究

本文研究了固体酸烷基化反应催化剂H3PO4－BF3／ZrO2及H3PO4－BF3－H2SO4／ZrO2的酸性及其结构。用指示剂法及正丁胺滴定法测定了催化剂的酸强度及酸量；用吸附吡啶的红外光谱法研究了催化剂的表面酸类型；用FT－IR、XPS、XRD、DTA－TG及TPDE等方法研究了催化剂的结构。结果表明；两种催化剂表面均只有Broensted酸，酸强度为－8．2＜H0≤-5.6。H3PO4-BF3/ZrO2中，活性组分强能是以H2PO4^-：BF3的形态存在，BF3通过与H2O4^-的络合作用是催化剂的活性增强。H3PO4－BF3／ZrO2中，存在H2SO4与ZrO2的成盐作用，同时亦有可能存在H2SO4与H3PO4、BF3之间的相互作用。催化剂在下焙烧失活的主要原因是H2PO4^-失水生成P2O7^4－，使催化剂表面质子酸量大幅度降低所致。     

高频介质系统介电性能与相组成的定量关系分析

采用普通电子陶瓷工艺制备两种高频介质系统ZnO-B2O3-SiO2三元系和BaO-PbO-Nd2O3-Bi2O3-TiO2五元系,通过XRD分析确定各系统的主晶相, 运用衍射峰强度计算法准确测定出各组分的体积百分含量,并代入Lichnetecker对数混合定则,计算出系统的介电性能,获得了分析介质系统介电性能与物相含量之间定量关系的新方法.     

甲烷氧化偶联制乙烯Li—ZrO2,Li—La2O3催化剂的研究

研究了添加Li的La_2O_3和ZrO_2两种催化剂对甲烷氧化偶联催化性能的影响,并用XRD,LRS和XPS等方法对催化剂进行了表征。结果表明,Li~+的加入提高了催化剂的C_2选择性,但两类催化剂上Li~+的添加作用机制不同。La_2O_2加入Li~+达40mol％时,样品可获得34.4％的甲烷转化率和60.4％的C_2选择性。Li~+在La_2O_3表面分散,表面O/(Li+La)比随Li~+添加量增加而下降。催化剂对C_2选择性的提高可能是因为Li~+覆盖了La_2O_3表面部分完全氧化中心所致。ZrO_2中添加Li~+有Li_2ZrO_3生成,75mol％Li-ZrO_2仅检测到Li_2ZrO_3晶相,该样品可得34％甲烷转化率和63％C_2选择性。样品的XRD及XPS研究表明,随Li~+加入量增加,表面Li/Zr比接近2:1,没有Li的富集,样品表面存在两种氧物种,其O_1s结合能分别为530.3和531.9eV。对75mol％Li—ZrO_2样品,后者占95％,该表面氧物种可能与C_2选择性提高有关。     

时间分辨红外发射光谱研究C2H3+NO反应体系

C2H3是一个不饱和自由基及烃类化合物燃烧过程中的重要中间体,它的基元反应是影响燃烧过程速率和最终产物的重要反应.已有人在实验和理论方面研究了C2H3和O2,H2等体系[1－12]的基元反应,但迄今为止,我们还没有看到对于C2H3＋NO体系的研究报导.本文报导了用时间分辨傅立叶变换红外发射光谱（TR-FTIR）研究C2H3＋NO基元反应的结果.1实验　　C2H3自由基是在248nm（KrF激光,Lambda,Physik,LPX305i,单脉冲能量约为110mJ）光解C2H3Br产生的.时间分辨傅立叶变换红外发射光谱（FTIR）方法在我们以前的文章中已有介绍[13].实验…     

2-氯-3-乙基吡啶的合成工艺研究

2-氯-3-乙基吡啶是一种重要的医药中间体,本文对其合成工艺进行研究与优化,并设计了一种新的合成方法。目标产物以2-氯烟醛为原料,经Witting反应和还原反应制得,其结构经~1H-NMR、~(13)C-NMR证实,总收率为61.6%。该方法原料廉价易得,操作简单,路线较短且收率和纯度均较高,易于实现工业化生产。     

CuO/Mn2O3 /γ-Al2O3催化剂的制备、表征及其在CO氧化反应中的性能研究

采用浸渍法在γ-Al2O3载体上分步负载改性剂Mn2O3和活性组分CuO,制备了一系列不同配比的CuO/Mn2O3/γ-Al2O3催化剂,并运用CO+O2模型反应、XRF、XRD、H2-TPR、in-situ FTIR等手段表征了催化剂的活性和物理化学性质。活性测试结果表明,锰氧化物对γ-Al2O3载体的改性能有效地提高CuO/γ-Al2O3催化剂在CO+O2模型反应中的催化活性。XRD结果表明,锰氧化物对γ-Al2O3载体的改性可以促进氧化铜在载体表面的分散,从而提高了分散态氧化铜的含量,不过这与活性变化的趋势并不完全一致。进一步结合H2-TPR、in-situ FTIR表征结果 ,我们发现,分散态铜、锰氧化物的还原性质也是影响其催化活性的重要因素,催化剂中分散态铜、锰物种越容易被还原,其对CO+O2模型反应的催化活性就越高。     

离子交换法制备廉价而高效的可见光驱动CaMg(CO3)2@Ag2CO3微球光催化剂

Ag2CO3是一种典型的银基半导体,可在可见光照射下降解各种有机染料,但制备成本高,光腐蚀严重,稳定性差,难以循环利用等,因而限制了它的实际应用.针对这些问题,目前多数的改进措施是构建异质结,有效的分离光生电子与空穴来提高Ag2CO3的光催化性能.比如典型的异质结光催化剂有TiO2/Ag2CO3,Ag2CO3/ZnO,Ag2O/Ag2CO3和AgX/Ag2CO3等.也有在表面化学沉积,光化学还原Ag等贵金属形成等离子体等方式提高其光催化性能,但是很少通过特殊形貌控制以提高Ag2CO3的光催化性能.最近的研究表明,由于多尺度微球结构催化剂具有高效的光捕能力,同时具有比表面积大、易沉降,良好的物质传输能力和表面的渗透性,因而在液相光催化反应中具有明显的优势.因此,我们期望制备出一个多尺度微球结构Ag2CO3光催化剂.CaMg(CO3)2是一种具有微球结构的半导体,它与Ag2CO3有相同的阴离子结构,但是两者在水溶液中的溶解度相差较大,利用这个特性理论上可以将两个不同的半导体结合在一起,得到一种新型的复合微球.本文以CaMg(CO3)2微球为硬模板,通过简单的离子交换成功制备了粒径约为10μm的CaMg(CO3)2@Ag2CO3微球.利用X射线衍射、N2物理吸附、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱和紫外-可见漫反射吸收光谱、光电流等手段对在不同反应时间与温度下制得的CaMg(CO3)2与Ag2CO3的复合物进行了表征.结果表明,在40°C下Ag+与Ca2+、Mg2+离子交换4 h后,得到了一种多尺度CaMg(CO3)2@Ag2CO3复合微球.此时,微球中Ag2CO3的含量约为2.56%.结果表明,这种具有多尺度结构的复合微球能够增强可见光的吸收.电化学阻抗测试和光电流测试表明,CaMg(CO3)2核的存在可以降低光生载流子的迁移阻力,进而促进光生电子与空穴的分离.在光降解酸性橙II的测试中,核壳结构的CaMg(CO3)2@Ag2CO3复合微球表现出了更高的催化活性,而且具有更好的循环使用性能.同时,相对于纯Ag2CO3光催化剂来说,CaMg(CO3)2@Ag2CO3复合微球制备的成本大幅度降低.ESR测试证明了·OH为CaMg(CO3)2@Ag2CO3复合微球光催化过程中的主要活性物质.     

用磁天平和XRD研究Co／Mo／γ—Al2O3催化剂中钴的性质

Co/Mo/γ-Al_2O_3硫化物是重要的加氢精制、耐硫变换和耐硫甲烷化等反应用催化剂,因为此类催化剂中钴和钼的负载量较小(5～10wt%),且存在状态复杂,给催化剂表征带来困难.随着磁性测量技术的进步,磁性分析方法已成为催化剂表征的有力手段.钴作为一种具有特殊磁性的元素,在不同晶型或不同的化学环境中表现出不同的磁性,为用磁性分析方法研究Co/Mo/r-Al_2O_3催化剂的结构提供了便利条件.     

CX3NO2(X=F,Cl)分子结构的稳定性

分子CF_3NO_2(1)、CF_2CINO_2(2)、CFCl_2NO_2(3)和CCl_3NO_2(4)在光化学和大气化学中是一类重要的分子。虽然它们的许多性质被广泛研究,但是从理论上尤其是ab initio分子轨道法对它们分子结构和化学键的研究报导极少。本文在ab initio/STO-3G水平上,全构型优化,系统地研究了这类分子的结构和各种构型的稳定性,并与实验以及CX_3NO(X=F,Cl)的结构进行了比较。计算采用Gaussian-82程序。在VAX-8350计算机上完成。结果和讨论分子各种稳定构型的键长、键角、Hartree-Fock能量、电荷密度及偶极矩列于表1至表3。     

Co/Al2O3催化剂上3-甲基-2-丁烯醛选择性加氢反应

3-甲基-2-丁烯醛(3-MeCal)是一种典型的α,β-不饱和醛,其C=O加氢产物3-甲基-2-丁烯醇(3-MeCol)作为重要的有机中间体,在医药、香料、农药等生产领域有着广泛的应用.我们采用沉积沉淀法制备了Co/Al2O3催化剂,将其应用于3-MeCal液相选择性加氢反应中,考察了反应温度、H2初始压力、催化剂焙烧温度和还原温度对3-MeCal选择性加氢反应的影响.发现反应温度为80℃,H2初始压力为1×106Pa下,加氢反应效果良好.通过H2-TPR与XRD表征了焙烧温度对催化剂的影响,发现适当焙烧温度能增强Co物种与载体Al2O3间作用力.焙烧温度为600℃,还原温度为550℃下制备的催化剂反应48 min后转化率为23.0%,3-MeCol选择性达到88.6%.制备的Co/Al2O3催化剂具有良好的磁性,在外磁场作用下可与液相反应体系实现高效分离,循环使用3次后,催化性能没有明显下降,表现出良好的循环使用性能.     

乙酸酐促进的[3+3]环化反应合成2-喹啉酮衍生物

2-喹啉酮结构单元广泛存在于天然产物和药物活性分子中,并且是重要的杂环合成砌块.建立了一种乙酸酐促进下,环状β-烯胺酮和丙二酸通过[3+3]环合反应构建2-喹啉酮化合物的新方法,产率为70%~87%.该方法具有原料简单易得、操作简便、路线简洁、目标化合物可修饰性强等优点.     

PbMg1/3Nb2/3O3 (PMN)和PbMg1/3Nb2/3-PbTiO3 (PMNT)中几种局域结构与晶格形变的从头算研究

建立了钙钛矿结构铌镁酸铅PbMg1/3Nb2/3O3(PMN)的2×2×3复晶胞模型; 采用ab initio方法讨论了PMN晶体各种可能构型的稳定性; 选取了PMN三种高、中、低稳定性的代表构型, 并对Ti替换B位离子后的结构进行了结构优化. 计算结果表明复晶胞刚性模型的最低和最高能量差约0.74 a.u. (1940 kJ); Pb2＋离子结构框架的形变是PMN晶格发生形变的主要因素; 在不考虑被替换离子电荷差异的情况下, MgO6含量越少越有利于Ti离子替换Nb与晶胞的形变. PMNT材料中构型的分布和局域形变取决于生长PMNT材料的工艺过程.     

消解炉水热法制备超细α-Fe2O3粒子

水热法是制备超细晶粒的一种重要方法。我们以Fe(OH)3凝胶为前驱物,用环境分析测定COD时使用的消解管作反应器,用消解炉水热法制备了超细立方形和球形的α-Fe2O3粒子。该法具有反应时间短、形成的颗粒均匀、便于观察制备过程中反应体系的变化、可平行进行多组试验,试样用量少。     

CO2消除镓氢物种提升Ga2O3/SiO2丙烷脱氢反应性能

丙烯是一种基础石油化工原料,在全球石油化工生产中占有重要地位.以丙烯为原料可生产许多石油化学品,如丙烯腈、环氧丙烷和聚丙烯等.经济快速发展带动了丙烯下游衍生物产业的发展,进而增加了对丙烯的需求量,因此尽管近年来丙烯产能逐年上升,丙烯产量与需求量之间仍存在较大缺口.传统的丙烯生产路径主要是石脑油蒸汽裂解和重质油催化裂化.然而,随着石油资源的短缺和页岩气的发展,丙烷脱氢作为一种直接生产丙烯的技术,成为丙烯生产领域的研究热点.近年来,镓基催化剂由于其较少的积碳和较高的催化活性受到了越来越多的关注.镓基催化剂在丙烷脱氢反应中的活性位点也得到了更多研究.在镓基催化剂中,镓氧化物具有丙烷脱氢活性,而丙烷脱氢反应过程中产生的镓氢(Gaδ+-Hx)物种不稳定,且会造成丙烯选择性降低,导致丙烯产率降低.因此,反应过程中原位消除镓氢物种对于提高丙烷脱氢反应性能具有非常重要的意义.本文将CO2作为温和氧化剂引入Ga2O3/SiO2催化的丙烷脱氢反应中,促进不利的中间产物Gaδ+-Hx的转化,再生丙烷脱氢的活性位点Ga3+-O,从而提高催化性能.原位红外光谱实验结果表明,CO2可有效消除Gaδ+-Hx.在不同反应温度下,引入CO2可显著提高Ga2O3/SiO2催化丙烷脱氢的转化率,特别是选择性.反应4.5 h时,3Ga2O3/SiO2催化丙烷脱氢的选择性从93％降低到89％;引入CO2后,丙烯选择性可提高到并维持在93％.Ga2O3负载量由3 wt％提高到10 wt％时,引入CO2仍可促进反应性能.当CO2:C3H8由0.5增加到3时,引入CO2带来的反应性能提升基本相同.同时,引入CO2大大减少反应过程中产生的积碳.本文对镓基催化剂丙烷脱氢活性中心的认识和提高丙烷脱氢反应性能提供了新方向.