量子力学和分子力学组合方法

量子力学和分子力学(QM/MM)组合方法结合了量子力学的精确性和分子力学的高效性,在研究凝聚态中的化学反应及生物大分子的结构和活性等方面发挥着重要作用。本文主要介绍了QM/MM组合方法的基本原理及国内外有关QM/MM组合方法的研究进展。     

环己烷超临界裂解性能分析

详细研究了超临界条件下环己烷的热裂解性能,其中气相产物采用气相色谱分析,液相产物通过气相色谱-质谱联用仪进行分析,主要裂解产物为甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、丁烯、己烯、环己烯和苯等。研究发现,温度、压力和流体的湍动程度显著影响裂解反应,裂解转化率和裂解深度随温度升高均增加,压力和流体的湍动程度对裂解的影响是通过改变停留时间产生的。根据液相产物的主要成分,推测了可能的裂解过程。     

碳氢燃料的蒸发焓与1H NMR结构参数

用500MHz超导核磁共振仪测定了36个碳氢燃料油的^1HNMR谱，获得各类氢的相对含量。假设碳氢燃料由直链烷烃和直链烷基苯两种模型化合物构成，^1HNMR结果和相对分子质量计算了相应的基团组成数。采用斜式沸点计测定燃料在不同温度下的泡点蒸气压，根据Clausius-Clapeyron方程计算了燃料的蒸发焓和蒸发熵。以基团贡献法为桥梁，把微观的^HNMR结构信息与宏观的蒸发性质联系起来，给出一个预测碳氢燃料蒸发焓的基团贡献表达式，检验结果表明偏差为 5.4％- -5.9％（平均2.1％）。用此表达式预测了17个纯烃和石油馏分的蒸发焓，偏差为 8.5％- -10.1％（平均3.3％）。     

燃料馏分油气－液相平衡常数的测定与关联

实沸点蒸馏原油获得燃料馏分油。采用拟静态法测定不同沸程的22种燃料馏分油在系列温度下的泡点蒸气压，用Antoine方程关联蒸气压与温度的关系。在泡点压力分别为10 kPa、30 kPa、50 kPa、80 kPa和101.325 kPa时，按虚拟组分处理法计算了燃料宽馏分油中各虚拟组分的气-液相平衡常数，关联了气-液相平衡常数与虚拟组分的沸点以及相平衡温度、压力的关系，得到的表达式可以计算常压沸点范围在348.15 K至623.15 K间燃料宽馏分油的气-液相平衡常数，经180个数据点回归检验，平均误差为4.5%。     

直链烷烃的超临界热稳定性研究

本文考察了正辛烷、正壬烷、正癸烷、正十一烷和正十二烷等5种直链烷烃在超临界条件下的恒容热裂解,采用一级反应动力学简化描述其热裂解过程。跟踪裂解气液产物分布,探讨了液体产物中芳烃含量与热稳定性的关系。在相同反应条件下,奇数碳和偶数碳烷烃热裂解速率、转化率和液体组分中芳烃含量分别随碳数的增加而增加。芳烃产物含量随裂解转化率增加呈指数形式增加,表达了烷烃类化合物热稳定性和裂解变化的规律。     

亲油性纳米ZSM-5分子筛的制备及其对碳氢燃料的催化性能

采用不同链长的有机硅烷作为表面修饰剂,在正庚烷/正丁醇中利用溶剂热合成法制备得到亲油性纳米ZSM-5分子筛.通过有机硅烷与氧化物晶种表面的羟基作用,其长链化学键合到晶种表面,形成保护层,既抑制了氧化物颗粒间的团聚,又控制了纳米ZSM 5的粒径.所制备的纳米ZSM-5平均粒径为20～70 nm,且粒径随着有机硅烷碳链长度的降低而逐渐减小.添加一定量的该纳米ZSM-5到碳氢燃料模型化合物正十二烷中,在管式反应器中（550 ℃,4 MPa）考察催化裂解行为,结果表明该亲油性纳米ZSM-5分子筛能有效催化正十二烷裂解,其裂解转化率相对于热裂解明显提高,且转化率的提高随着有机硅烷碳链长度的降低而逐渐增大,其中丙基三甲氧基硅烷修饰的ZSM-5使正十二烷的裂解转化率相对于热裂解提高了115%.     

超疏水固体表面的制作及形成机理的探讨——介绍一个新实验

以三棕榈酸甘油酯为原料,采用熔融-凝结法制备超疏水表面,对其形成机理进行了研究。采用接触角测量、差示扫描量热和扫描电镜等技术,对超疏水表面的形成过程进行了跟踪、监测和分析。     

基础化学教学中科学理解“化学平衡常数”的几点看法

在高中化学和大学普通化学等基础化学教学中,常常基于化学反应速率引入经验平衡常数,也有基于热力学理论引入标准平衡常数。经验平衡常数比较具体、形象,标准平衡常数比较抽象,但2者本质是一致的。经验平衡常数因存在多种形式及量纲等问题,相对复杂;标准平衡常数严格、规整,数值唯一,具有“大道至简”的特征。建议在教学中更多地从热力学角度来理解、概括化学平衡和平衡常数,在定量计算中尽可能统一使用标准平衡常数。     

石油馏分恒压比热容与焓的研究

用差示扫描量热计（ＤＳＣ）测定５个国产原油馏分在系列温度下的恒压比热容，给出比热容与温度的关联式。经标准物质α－Ａｌ２Ｏ３和正庚烷的恒压比热容测定表明，与文献数据的平均偏差在±２％以内。由恒压比热容计算馏分相应温度下的焓，与落入式铜量热计直接量热所得的结果比较，符合良好。还考察８个恒压比热容计算方法的这些馏分的适用性。     

甘氨酸在多元醇-水混合溶剂中的体积性质

利用精密数字密度计测定了甘氨酸分别在不同组成的乙二醇 水和丙三醇 水混合溶剂中的密度,计算了甘氨酸的表观摩尔体积、极限偏摩尔体积和理论水化数.根据结构水合作用模型讨论了迁移偏摩尔体积的变化规律,并与乙醇 水体系作了比较. 结果表明,甘氨酸分子在醇 水混合溶剂中增体积效应的大小与醇分子所含OH基数目的多少有关,但最直接也是最重要的影响因素是其水合壳层的结构形态. 乙醇 水体系中的增体积效应特别显著与该溶剂结构变化上的微观不均匀性和不连续性有关.