离子交换法从钾长石提钾

我国非水溶性含钾岩石储量丰富 ,其中钾长石矿总量达百亿吨[1 ] 。国内开展钾长石提钾的研究工作由来已久 ,对机理方面的研究较少。郭峰等[2 ] 对炭还原高炉冶炼钾长石进行过热力学分析和动力学研究 ;邱龙会等[3,4] 对钾长石体系热分解进行了热力学分析与计算 ,并对钾长石 石膏 碳酸钙体系加入硫酸钠时的热分解反应动力学进行了实验研究。本文研究了温度、添加剂对钾长石中钾离子交换度的影响 ,对原矿焙烧前后及与添加剂共焙烧后的水不溶物进行了物相分析 ,实验结果与理论推测皆表明 ,添加剂与钾长石共烧结提钾机理为离子交换反应 ,并得出…     

双核铕-苯甲酸-邻菲咯啉三元络合物非等温热分解动力学研究

采用TG-DTG和DTA技术研究了Eu2(BA)6(PHEN)2 (BA苯甲酸根离子;PHEN1,10-邻菲咯啉)在静态空气中的热分解过程,根据TG曲线确定了热分解过程中的中间产物及最终产物,运用Acher法、Madhusudanan-Krishnan-Ninan (MKN)法和Flynn-Wall-Ozawa法对非等温动力学数据进行分析,推断出第一步热分解反应的动力学方程为dα/dt=Aexp(-E/RT)(1-α)2, 第一步热分解反应的活化能为135 kJ/mol, 活化自由能ΔG为149 kJ/mol, 活化焓ΔH为129 kJ/mol, 活化熵ΔS为-33 J/(mol·k), 同时用等温TG法得到失重10%为寿终指标的寿命方程为lnτ=-22.66+1.646×104/T.     

大孔树脂对茄尼醇吸附行为的研究

从6种大孔树脂中筛选出用于茄尼醇分离较好的树脂NKA,并进一步研究了其对茄尼醇吸附行为,结果表明,吸附等温线服从Langmuir方程和Freundlich方程,且吸附过程表现为优惠吸附.在温度为283～313K,吸附量为15～35mg/g的条件下,吸附焓变为-16.20～16.57kJ/mol,自由能变为.3.142～3.459kJ/mol,吸附熵变为-47.43～41.17J/mol.K.NKA树脂对茄尼醇吸附速率较快,吸附过程符合一级吸附动力学方程,吸附过程主要受液膜扩散控制.     

ZnCl2/粘土-SA01催化合成二苯甲烷反应动力学研究

在ZnCl2/粘土-SA01催化剂上合成了二苯甲烷,考察了负载量、苯/苄基氯摩尔比、催化剂用量、反应温度和时间对该反应的影响,研究了以ZnCl2/粘土-SA01为催化剂合成二苯甲烷的反应动力学,为探讨其反应机理和研究烷基化反应动力学提供了依据.结果表明,温度在303-318K时,本征动力学方程为r=k[ZnCl2/粘土-SA01]0.8[C6H6][C6H5CH2Cl],属二级反应,表观反应活化能为88.6kJ/mol;在328-353K时,其本征动力学方程为r=k[ZnCl2/粘土-SA01]0.1,反应属零级反应,表观活化能为52.8kJ/mol.     

司他夫定的热分解机理及动力学

采用TG-DTG-DSC测定司他夫定（STVD）在N2气和空气气氛中的热分解过程及其在热分解过程中不同阶段残留物的红外光谱,运用量子化学GAMESS软件计算STVD分子的键级,探讨了STVD的热分解机理。 采用Ozawa方法计算STVD各阶段热分解反应动力学参数,采用Dakin方程推算了不同使用温度下STVD的预期寿命。结果表明,STVD的热分解过程是一个三阶段过程,起始热分解步骤是联接胸腺嘧啶环与五元环的C-N键的断裂。 在N2气中,第一阶段热分解温度范围为139~173 ℃,失重21.2%,反应活化能Ea=168.9 kJ/mol,指前因子A=2.884×1019 min-1;第二阶段热分解温度范围为173~313 ℃,失重56.2%,Ea=96.4 kJ/mol,A=2.884×108 min-1;第三阶段分解速率缓慢,至880 ℃仍有10.9%残重。 在空气中,第一阶段热分解温度范围为139~166 ℃,失重19.1%,Ea=168.1 kJ/mol,A=2.188×1019 min-1;第二阶段热分解温度范围为166~314 ℃,失重53.9%,Ea=154.9 kJ/mol,A=8.913×1013 min-1;第三阶段热分解温度范围314~550 ℃,失重27%,Ea=116.9 kJ/mol,A=3.548×108 min-1。 STVD在常温下具有较好的热稳定性。     

新型离子交换树脂CG-6对人凝血酶原复合物的吸附行为分析及研究

根据人凝血酶原复合物(Prothrombin Complex Concentrate,以下简称PCC)的性质,对合成的大孔阴离子交换树脂进行静态吸附研究,并与已经商品化的DEAE Sephadex A50、Streamline DEAE凝胶型离子交换树脂进行比较,筛选出吸附性能较优的CG-6树脂.通过静态吸附实验,测定了CG-6对PCC在不同温度下的吸附等温线、考察了吸附过程中的动力学和热力学行为并初步探讨了吸附机理.结果表明,吸附动力学可用拟二级速率方程来描述,计算值与实测值吻合较好.CG-6对PCC的吸附等温线可分为两段,在较低的平衡浓度下,吸附平衡符合Langmuir方程,温度的升高有利于平衡吸附量的增大,表明该吸附反应为一吸热过程.求出反应的焓变△H=115.1kJ/mo1,熵变△S分别为2.37J/mol·K(5℃)、20.97 J/mol·K(15℃)、23.11J/mol·K(20℃)、37.32J/mol·K(30℃),吉布斯自由能变化△G分别为-0.54kJ/mol(5℃)、-5.93kJ/mol(15℃)、-6.66kJ/mol(20℃)、-11.20kJ/mol(30℃).此外,除了离子交换,CG-6对PCC也有物理吸附现象.     

聚芳醚醚酮的热老化寿命研究

本工作用热重法(TG)研究了聚芳醚醚酮(PEEK)在空气和氮气中的热分解反应过程;确定了PEEK在这两种气氛中的热分解反应模型均符合无规引发断裂模型;在空气中PEEK的热分解显示两个过程,由此计算其在空气中第一阶段的热分解和氮气中的热分解反应活化能分别为214.7kJ/mol和232.2kJ/mol;由热分解反应动力学参数推算出热老化寿命曲线,并讨论了实验条件对结果的影响,进而以失重5%作为材料寿终指标估算出PEEK在氮气和空气中使用10年的最高温度分别为307℃和274℃。     

N,N′-二苯胺基己二酰胺β-晶型成核剂的热分解动力学分析

基于热重分析、微商热重分析及示差热分析研究了N,N′-二苯胺基己二酰胺β-晶型成核剂在空气气氛中的热分解动力学;通过利用Friedman方程和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)方程对其热分解过程进行动力学分析求得了其热分解表观活化能;同时利用Achar-Brindly-Sharp方程和Coats-Redfern方程研究了其热分解机理,用等温热重分析法测得了失重10%时的寿命方程.结果表明,N,N′-二苯胺基己二酰胺β-晶型成核剂的表观活化能为138.66kJ.mol-1,其热分解反应的机理函数符合Mample法则,反应级数n=3/2,动力学方程为G(α)=α3/2,寿命方程为:lnτ=-51.877+2.922 2×104/T.     

程序升温分解对PEEK热分解动力学及其机理的研究

本文以程序升温分解法为主要手段,讨论了PEEK的热分解动力学特征,计算了热分解动力学参数;并辅以红外光谱法,探讨了PEEK样品的热分解交联机理。结果发现：PEEK的热分解并不是简单过程,而是分三个阶段进行;相应阶段的活化能分别为296.0kJ/mol,123.7kJ/mol,153.4kJ/mol,反应级数均为一级;第一阶段与第二阶段具有连串反应的动力学特征,而第二阶段与第三阶段具有平行反应的动力学特征。PEEK的热分解由芳醚键的断裂开始,形成自由基,尔后同时发生分解和交联过程,形成小分子化合物及交联结构。     

二苯甲烷二氨基甲酸甲酯热分解制备二苯甲烷二异氰酸酯的表观动力学研究

在癸二酸二(2-乙基己基)酯溶剂中研究了二苯甲烷二氨基甲酸甲酯(MDC)的分解反应机理,建立了二苯甲烷二氨基甲酸甲酯的分解反应动力学模型。通过实验测定,并对不同温度下体系中各物质的浓度数据进行线性拟合得到反应速率方程。结果表明：MDC的热分解分为两个步骤,均为一级反应。两步反应的活化能分别为：138.82kJ/mol,167.78kJ/mol;指前因子分别为：1.51×1012min-1,5.33×1014min-1。     

明胶/Fe2S3纳米生物复合物形成反应的热力学及明胶构象变化

在pH=7.40条件下,采用一锅化学反应法制得水溶性明胶/Fe₂S₃纳米生物复合物,扫描电镜照片显示Fe₂S₃颗粒为棒状.根据吸光度与Fe₂S₃浓度关系,由Benesi-Hildebrand方程计算了不同温度下反应的形成常数K (293 K: 14.47×10² L·mol^-1; 297 K: 9.24×10² L·mol^-1; 309 K: 1.70×10² L·mol^-1)及对应温度下反应的热力学参数(Δ_rG_m = -17.88/-16.68/-13.09 kJ·mol^-1; Δ_rH_m = -105.57 kJ·mol^-1; Δ_rS_m = -299.28 J·K^-1·mol^-1),结果表明明胶/Fe₂S₃纳米生物复合物的形成反应是自发的放热过程,且为焓驱动.傅里叶变换红外光谱表明,Fe₂S₃主要与明胶大分子肽链中的酰胺键结合;对红外光谱进行去卷积拟合,结果表明:明胶蛋白质的 α-螺旋含量减少,β-折叠含量明显增加.结合紫外和红外光谱测试结果对复合物的形成机理作了初步的推测:首先Fe³⁺与明胶大分子中的酰胺键结合形成明胶/Fe³⁺复合物,然后S^2-与明胶/Fe³⁺中的Fe³⁺形成明胶/Fe₂S₃复合物.     

内消旋和外消旋2,3-二氰基-2,3-二苯基丁二酸二乙酯在苯乙烯中的分解动力学

用膨胀计方法测定了2,3-二氰基-2,3-二苯基丁二酸二乙酯的内消旋体(1)和外消旋体(2),于不同反应温度,分别在泰乙烯中的分解动力学和活化参数。结果表明,2比1更为稳定。用动力学链长综合常数k′来解释了1和2在较低温度时的单体极限转化率X_∞大于较高温度时的X_∞实验结果。     

H2XP…SHY复合物中磷键与硫键的理论研究

用从头算量子化学方法MP2 与CCSD(T)研究了H₂XP和SHY (X, Y=H, F, Cl, Br)分子的P与S之间形成的磷键X―P…S与硫键Y―S…P的本质与规律以及取代基X与Y对成键的影响. 计算结果表明, 硫键比磷键强, 连接在Lewis 酸上的取代基的电负性增大导致形成的磷键或硫键增强, 键能增大, 对单体的结构和性质的影响也增大; 而连接在Lewis 碱上的取代基效应则相反. 硫键键能为8.37-23.45 kJ·mol^-1, 最强的硫键结构是Y 电负性最大而X 电负性最小的HFS…PH₃, CCSD(T)计算的键能是16.04 kJ·mol^-1; 磷键键能为7.54-14.65 kJ·mol^-1, 最强的磷键结构是X 电负性最大而Y 电负性最小的H₂FP…SH₂, CCSD(T)计算的键能是12.52 kJ·mol^-1. 对磷键与硫键能量贡献较大的是交换与静电作用. 分子间超共轭lp(S)-σ^*(PX)与lp(P)-σ^*(SY)对磷键与硫键的形成起着重要作用, 它导致单体的极化, 其中硫键的极化效应较大, 从而有一定的共价特征.     

2,2-二甲基-1,3-丙二醇在270～440K间的热容和相变

太阳能及废热等低温热能的储存是能源研究的重要领域之一。经调查和分析,我们认为,某些多元醇及其它物质也基本能满足低温储能的特性。此类物质已有一些零星的DSC研究结果,但系统的绝热量热学研究,特别是其混合物的热力学研究尚未见报道。作为多元醇及其混合物的绝热量热学研究的一部分,本文将报道2,2-二甲基-1,3-丙二醇在270～440K间的热力学性质和相变。     

微量热法研究过氧化氢酶反应

利用微量热法和热动力学方程研究了过氢化氢酶反应.该反应遵循Michaelis-Menten动力学,298.15K和pH7.0时,其米氏常数、酶转换数以及摩尔反应焓分别为2.36×10^-2mol/L、1.20×10⁴s^-1和-83.67kJ·mol^-1.过氧化氢酶反应后期对底物是一级反应,其总反应速度常数和一级速度常数分别为k_o=6.31×10⁵L·mol^-1·s^-1和k₁=6.31×10⁵/[E_o]s^-1.该反应服从Ogura机理,其酶-底物三元复合物的分解速度常数为6.00×10³s^-1.     

一氧化碳分子在Pt/t-ZrO2(101)表面的吸附性质

运用广义梯度密度泛函理论(GGA-PW91)结合周期平板模型方法,研究了CO分子在完整与Pt负载的四方ZrO2(101)表面的吸附行为.结果表明:表面第二层第二氧位和表面第二桥位分别为CO分子和Pt原子在完整ZrO2(101)表面的稳定吸附位,且覆盖度为0.25ML(monolayer)时均为稳定吸附构型,吸附能分别为56.2和352.7kJ·mol-1.CO分子在负载表面的稳定吸附模式为C-end吸附,吸附能为323.8kJ·mol-1.考察了CO分子在负载表面吸附前后的振动频率、态密度和轨道电荷布居分析,并与CO分子和Pt原子在ZrO2表面的结果进行比较.结果表明,C端吸附CO分子键长为0.1161nm,与自由的和吸附在ZrO2表面后的CO相应值(0.1141和0.1136nm)相比伸长.吸附后C―O键伸缩振动频率为2018cm-1,与自由CO分子相比发生红移;吸附后CO带部分正电荷,电子转移以Pt5dCO2π的π反馈机理占主导地位.     

NO_2对Cu/SAPO-34分子筛催化剂上NH_3选择性催化还原NO性能的影响

主要考察了NO2对Cu/SAPO-34分子筛催化剂在整个温度范围内(100-500°C)NH3选择性催化还原(SCR)NO性能的影响.研究所使用样品为新鲜Cu/SAPO-34催化剂在750°C下水热处理4 h的稳定期样品.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的结构以及形貌进行表征,采用SCR活性评价、动力学实验以及原位漫反射傅里叶变换红外光谱(in situ-DRIFTS)表征催化剂的性能以及催化剂表面物种的变化.活性评价实验结果表明,NO2会抑制催化剂的低温(100-280°C)活性,但其存在会提高催化剂的高温(280°C以上)活性.与此同时,随着反应物中NO/NO2的摩尔比例减少,由于NH4NO3物种的分解,副产物(N2O)的浓度增大.动力学结果表明,Cu/SAPO-34催化剂上快速SCR反应的表观活化能(Ea=64.02 kJ?mol-1)比标准SCR反应的表观活化能(Ea=48.00 kJ?mol-1)更大.In situ-DRIFTS实验结果表明NO比NO2更容易在催化剂表面形成硝酸盐,并且NO2更容易与吸附在Br?nsted酸性位上的NH3物种反应生成NH4NO3.低温下,催化剂表面的NH4NO3物种会覆盖SCR反应的活性位,造成活性降低,但在高温时,形成的NH4NO3物种一部分会被NO还原为N2,而另一部分会直接热分解为N2O,造成催化剂的选择性降低.     

铜催化CO2和1-苯基丙炔的氢羧基化反应机理及区域选择性

采用密度泛函理论(DFT)方法研究了在还原剂(EtO)₃SiH存在下, 铜(I) (Cl₂IPrCuF)催化CO₂插入1-苯基丙炔生成α,β不饱和羧酸的反应机理. 计算结果表明, Cl₂IPrCuF 首先与(EtO)₃SiH 生成活性催化剂Cl₂IPrCuH,然后经历三个步骤完成催化反应: (1) Cl₂IPrCuH 与1-苯基丙炔加成生成烯基铜中间体. 由于炔烃的不对称性,烯基铜中间体有两种同分异构体, 最后可导致生成两种对应的α,β不饱和羧酸衍生物; (2) CO₂插入烯基铜中间体得到羧基铜中间体; (3) (EtO)₃SiH 与羧基铜中间体发生σ转位反应形成最终产物, 同时重新生成催化剂Cl₂IPrCuH. 理论研究还表明, 生成两种α,β不饱和羧酸衍生物的反应路径所对应的决速步骤不同, 在Path a 中炔烃插入反应和CO₂插入反应都可能是整个催化反应的决速步骤, 自由能垒分别为68.6 和67.8 kJ·mol^-1, 而在Path b中, 仅炔烃插入反应是整个催化反应的决速步骤, 自由能垒为78.7 kJ·mol^-1. 此结果很好地给出了实验上两种α,β不饱和羧酸衍生物收率不同的原因. 炔烃与Cl₂IPrCuH的加成决定了反应的区域选择性, 其中电子效应是影响反应区域选择性的主要原因.     

薄层光谱电化学法测定辅酶B12模型化合物的生成速率常数

用薄层光谱电化学方法和单电位-计时吸收光谱法(SPS-CA),测得钴四苯基卟啉(CoTPP)分别与碘甲烷、苄基氯和氯丁烷形成含σ钴-碳键辅酶B₁₂模型化合物的速率常数为11.09、1.62×10²和6.93×10^-2mol^-1·L·s^-1。钴卟啉与这3种卤代烷的反应是二级反应,对各自的反应物Co(Ⅰ)TPP和卤代烷都是一级反应。     

金属离子与卟啉的嵌入反应动力学研究(Ⅳ)──乳酸缓冲体系中四吡啶基卟啉衍生物与铜(Ⅱ)的配位反应

研究了在35±0.1℃、离子强度0.5mol/L(KCI)下,乳酸根催化Cu²⁺离子嵌入溴化间-四(N-乙酸甲酯基-3-吡啶基)卟啉和溴化间-四(N-氰乙基-3-吡啶基)卟啉的反应动力学。根据催化剂浓度、溶液的pH值与反应速率间的关系,得到Cu²⁺离子嵌入该类卟啉的反应动力学方程。实验结果表明,该类反应遵循负离子催化卟啉变形机理,变形的卟啉及其与乳酸根离子的缔合物为可能的活性中间体。