单重态氧的气固化学反应发生体系的热力学分析

 采用Gaussian程序软件包，在RHF/Lanl2dz计算水平上，计算了由4类无机固体反应物(包括碱金属的过氧化物或超氧化物、碱土金属的过氧化物或超氧化物)与3类气体反应物(包括卤素气体、卤化氢气体和卤化氘气体)所组合的12种可产生单重态氧(O2(1Δg))的气固化学反应体系的热力学参数(如反应焓变、Gibbs反应自由能变化值以及化学反应平衡常数)。计算结果结合O2(1Δg)在氧碘化学激光器(COIL)中的实际应用，分析比较了不同固体反应物和不同气体反应物对气固化学反应体系产生O2(1Δg)的影响。分析结果表明：大部分的上述气固化学反应体系的Gibbs反应自由能变化值为负值，反应可自发进行；但在所有的气固化学反应体系组合中，由碱金属超氧化物与F2或Cl2组成的气固化学反应体系的反应生成热是比较少的，这有利于气固化学反应体系产生的O2(1Δg)用于COIL中。分析同时表明由碱金属超氧化物(如LiO2，NaO2或KO2)与卤素气体(如F2或Cl2)所组成的气固化学反应体系能更高效地产生O2(1Δg)，较适合用于COIL中。     

单重态氧发生器出口气流中O2(1△)及水汽绝对浓度的测量

单重态氧发生器是氧碘化学激光器的核心部件．O2(^1△)和水汽的粒子数密度(绝对浓度)是单重态氧发生器的两个重要参量，其中O2(^1△)是氧碘化学激光器的能源，而水汽对氧碘化学激光器的发光介质-I^ 有强烈的淬灭作用。如何简单准确地测量这两个参量，一直是氧碘化学激光器研究中的一个难题。利用体光源模拟标定法，得到了O2(^1△)和水汽的绝对浓度，并且成功地用一套实验装置对射流式单重态氧发生器的上述两个参量进行了实时测量，得到了两个参量的变化曲线，同时还提供了O2(^1△)的产率以及水汽体积浓度等参量的变化曲线，通过大量实验结果，给出了各参量的变化规律，为射流式单重态氧发生器研究提供了有力的参考依据。     

气固化学反应体系产生单重态氧的初步实验研究

 介绍了一种新的产生单重态氧（O₂（¹△g）的气固化学反应体系，即在固定床式反应器中采用固体过氧化钠粉末与氯气（Na₂O₂/Cl₂）进行反应的气固化学反应体系。实验分别通过用对近红外敏感的光谱仪和锗探头监测了反应产生的（O₂（¹△g）的发射光谱和1 270 nm的光信号，同时通过数据采集系统监测了反应池固体反应层和测试池中气体的温度的变化曲线。实验测得了（O₂（¹△g）在1 270 nm附近的特征发射光谱，此光谱表明该体系是一个很好的产生（O₂（¹△g）的体系，同时，实验现象表明该反应是强放热反应。     

O2（^1△）发生器溶液预混及反应换热系统设计

通过采用离心泵与换热器进行的换热系统设计，缩短了溶液预混时间，增强了O2(^1△)发生器的反应换热效率，同时使发生器在反应中具备了动态传质性能，改善了氧碘化学激光器的输出功率。     

利用喇曼光谱测量氧碘激光器氧发生器的O2（a^1△）产率

利用自发喇曼成像技术实时监测氧碘激光器O2（a^1△）发生器流场组分，得到了发生器气流中O2（a^1△）和O2（X^3∑）以及N2的自发喇曼散射光谱，由此得到了不同条件下的O2（a^1△）产率。测量误差不超过8%。     

喷射型单重态氧发生器性能研究

单重态氧发生器作为氧碘化学激光的核心部件,为化学激光器提供化学能。通过对工业喷射器及旋风分离器的研究,结合产生单重态氧的化学反应环境,进行了大量模拟及设计改进工作,研制了一种新型喷射型单重态氧发生器,并进行了相关实验研究。喷射型单重态氧发生器利用喷嘴能够产生比传统发生器类型更多的气液表面,获得足够的反应效率,可以大幅度降低发生器液体使用量,从而减小发生器辅助系统,提高体积效率。为满足O2（1）停留时间短及分离效率高的要求,利用气液两相喷射的高初速度以旋风分离器完成气液分离。新型发生器氯气利用率可达97%~99%,其O2（1）产率为40%~50%。     

亚磷酸三苯酯臭氧化合物分解产生单重态氧的研究

现在世界上功率最大的短波长化学激光、氧碘化学激光是以亚稳态的O2 (a1△)作为储能分子,通过近共振碰撞传能给碘原子,使碘原子激发而发射激光,因此,O2 (a1△)的发生是其主要关键技术.目前使用的方法是H2 O2 的碱溶(BHP)与Cl2 气反应[1] .它具有化学效率高的优点,但此方法产生的O2 (a1△)中含有水份,而水对碘原子具有强的猝灭作用;另外,BHP不能长期保存;氯气还有毒性.196 1年Thompson发现,在- 78℃时亚磷酸三苯酯(TPP)与O3加成为亚磷酸三苯酯臭氧化合物(TPPO3) [2 ] ,并在高于- 35℃分解产生O2 (a1△) .　(C6 H5O) 3P +O3-78℃(…     

O2(1△)发生器溶液预混及反应换热系统设计

通过采用离心泵与换热器进行的换热系统设计,缩短了溶液预混时间,增强了O2(1△)发生器的反应换热效率,同时使发生器在反应中具备了动态传质性能,改善了氧碘化学激光器的输出功率.     

以氮气为载气的千瓦极COIL的初步实验研究

首次在氯气流量为110mmol/s、采用方列管型射流式O^2(^1△）发生器（SPJSOG）以及列阵式超音速氧碘混合喷管的COIL装置上，以氮气替代拟气作为载气进行出光实验研究。初步实验获得1.8kW的激光输出功率以及18％的化学效率。     

新兴的高能激光器——氧碘化学激光器

氧碘化学激光器是近年来国际上竞相研究的一种高能激光器．概述了氧碘化学激光器的基本原理、阐明了提高Ｏ_２（～１△）化学发生器的效率是提高氧碘化学激光器性能的关键；展望了氧碘化学激光器可能的应用前景，指出工业应用或许是氧碘化学激光器近、中期应用的重要方面；简单介绍了中国科学院大连化学物理研究所有关氧碘化学激光方面的研究工作．     

以氮气为载气的碘喷管位置计算

当以氮气代替氦气作为COIL载气时，为提高12以及O2（^1△）的利用率，碘喷管的位置应该向气流下游方向移动，文中就碘喷管的最佳位置进行了计算。     

氧-水蒸汽中Sr2GdRuO6纯相的合成及固相反应机理

采用氧 (或空气 ) 水蒸汽混合气氛下的固相反应 ,可合成无任何SrRuO3 杂相的纯相化合物Sr2 GdRuO6.当由Sr2 GdRuO6作先驱物 ,类似的固相反应体系 ,可成功合成无任何SrRuO3 杂相的纯相RuSr2 GdCu2 O8化合物 .此外 ,还讨论了有水蒸汽参与的固相反应合成Sr2 GdRuO6的反应机理 .结果表明 ,水蒸气的作用是抑制SrRuO3 的形成 ,而不是有利于把SrRuO3 杂相转化为Sr2 GdRuO6相 .     

kW级立式氧碘化学激光器的初步实验研究

 实验考察了立式氧碘化学激光器的工作性能。在氯气流量为82 mmol/s,无主稀释气的条件下,输出功率约1.3 kW，化学效率达到16.9％。分别与以氦气和氮气为稀释气的氧碘化学激光器进行了主要参数的比较（He-COIL在氯气流量110 mmol/s时，输出功率为2.4 kW；N_{2-COIL在氯气流量115 mmol/s时，输出功率为2.6 kW；立式氧碘化学激光器在氯气流量115 mmol/s时，输出功率为1.32 kW），结果表明该COIL装置初步实验结果与传统的He-COIL和N2-COIL相比还存在很大差距。但通过对实验结果的深入分析得知，若进一步降低单重态氧发生器的pτres值，缩短超音速喷管中亚音速段的氧碘混合长度或采用超音速段氧碘混合方式，使该立式氧碘化学激光器在无主稀释气的条件下运行且达到与He-COIL和N2-COIL相当的功率水平是可以实现的。}     

大气氧谱带的实验研究

利用流动余辉装置,首次报道了金属镍表面催化基态氧原子O（^3P）复合从而获得大气氧谱带O2（b1∑g^+→X^3∑g^-）的（0,0）电子跃迁光谱。并且对反应管壁去激活O2（b1∑g^+）的动力学过程进行了分析,间接证实了O2（b1∑g^+)的浓度在反应管中非稳态的变化过程。最后对O2(b1∑g^+)的形成机理进行了简单的讨论。     

胆红素—氟化钡体系固相研磨反应的红外光谱研究

本文利用红外光谱法对胆红素－氟化钡体系的固相研磨反应进行了研究。结果表明，该固相研磨反应具有氧参加的自由基反应机制，并且反应产物中胆红素与钡离子的络合形式五液相反应合成的胆红素钡络合物不同。     

方列管型射流式O2（^1△）发生器的COIL出光研究

方列管型射流式O2(^1△)发生器是一种新型高效的氧碘化学激光器(COIL)化学能源供给装置。描述了采用该发生器在COIL上所做的一系列出光实验,这些实验着重于考察该发生器的性能参数及相应的COIL化学效率。结果在Cl2流量为0．25mol／s、无冷阱、稳定腔条件下获得化学效率高达26％。     

氧原子簇Oxy (x=2～6, y=-2～2)的结构、能学与光谱性质

在B3LYP／6－311G（d,p)水平上,对氧原子簇O^yx(x=2-6,y=-1-2)的结构,能学与光谱性质进行了量子化学从头计算,对^3O2和^2O^+2的基态和激发 态进行了CASSCF计算。结果表明,氧分子及其离子 的体系总能量大小为^3O2(^3Σ g^-)<^2O2-(2 Ⅱgi)<^1O2(^1△g)<^1O2^-2(^1Σg^+)<^2O2^+(^2Ⅱg)<^1O2^+2(^1Σg^+).活性的二重态氧分子负离子^2O2^-(2Ⅱgi)在相对能量上只比三重态 的中性氧分子^3O2(^3Σ G^-)高25kJ/mol。对于弯曲型（StructrueⅠ)的臭氧分子（O3）及其离子,其体系总能量相对次序为^2O3^-(^2B1)<^1O3(^1A1)<^3O3(^3B2)<^1O3^-2(^1A1)<^2O3^+(^2A1).氧 四聚体（O4）及其离子的体系总能量相对大小为^2O4^-(C8弯曲型,^2A‘)<^2O4(D2v面心三角型,^2A2)<^2O4^-(D ∞h直线型,^2Σg)＜^1O4( Cs弯曲型,^1A‘)<^1O4(F∞h直线型,^1Σg)<^1O4(D4h正方型,^1A1g)<^1O4(C2v面心三角型,^1A1)<^O4^-(D4h正方型,×1A1)<^2O4^+(D∞h直线型,^2Σg)<^2O4^+(C8弯曲型,×1A、）。相对能量最低的氧四聚体物种是呈椅形的带一个负电荷的负离子^2O4^-(C8弯曲型,^2A‘),其和持征振动频率应出现在1179和1349cm^-1。共面三角双锥型的^1O5(C2v ,^1A1)相对能量量最低,其与A 字型（C2v,^1A1) 可能是共振构型,特征振动频率位于1302cm^-1。氧六聚体（O6）的六边型构型的相对能量较低,其振动频率的红外强度很弱,但从其对称性看,应具有较强的拉曼强度。以B3LYP／6－311G（d,p）方法计算、并经0.9614因子校正的氧分子及其离子的O－O的夺动频率与实验值相当吻合。     

2-(2-吡啶偶氮)-5-二甲氨基酚固相萃取光度法测定饮用水中铜

根据2-（2-吡啶偶氮）-5-二甲氨基酚（PADMAP）与铜的显色反应及Waters Porapak^RSep-Park固相萃取小柱对显色络合物的固相萃取，建立了一种测定水样中μg/L级铜的新方法。在Ph=6.0的HAc-NaAc缓冲介质中，溴化十六烷基三甲基铵（CTMAB）存在下，PADMAP与铜反应生成2：1稳定络合物，该络合物可用Waters Porapak^R Sep-Park固相萃取小柱富集，用乙酰洗脱后用光度法测定，可测定水样中μg/L级的铜。方法用于几种饮用水中铜的分析，结果令人满意。     

金属多层膜间固相反应非晶化的机理

通过固相反应将晶态的金属转变为非晶态合金是近年来人们发现的一种新的制备北晶态合金的方法，这种方法原则上完全不受以往限制人们获得大块非晶态合金的因素的约束，因而给我们开发适合于大规模工业应用的非晶态合金生产工艺开辟了新的途径．目前，人们对固相反应非晶化机理的研究可以分为两个方面，一是固相反应的反应驱动力；二是固相反应的动力学过程．本文着重就金属多层膜间固相反应非晶化机理的实验和理论研究作了一些介绍．     

在氧-水蒸气存在下单相Sr2(Gd,Ce)2Cu2RuO10的合成及其电学性质

传统固相反应所合成的锶系钌铜氧化物,通常总伴有少量铁磁性SrRuO3杂相.采用氧(或空气)-水蒸气混合气氛下的新型固相反应,既能成功合成锶系钌铜氧化物的前驱物纯相Sr2GdRuO6(211相), 也能进一步在相对低的温度下成功合成锶系钌铜氧1222纯相化合物RuSr2(Gd,Ce)2Cu2O10 (Ru-1222),使其中SrRuO3杂相含量大大减少.详细讨论了新型固相反应下产物的形成及其机理,并涉及SrRuO3杂相的存在对RuSr2(Gd,Ce)2Cu2O10产物电学性质的影响.结果表明,水蒸气的作用能抑制前驱物合成中SrRuO3杂相的形成,进而控制反应产物Ru-1222相中SrRuO3杂相的存在,而后者又有利于Ru-1222相超导电性的获得.