TiO2光催化降解苯和甲苯的动力学研究

利用溶胶-凝胶法制备了粒径约为13nm、晶型为锐钛矿相和金红石相混晶的TiO2光催化剂,并利用此催化剂对挥发性有机污染物苯和甲苯进行了光催化降解研究,对不同的催化剂用量、光源、污染物的初始浓度以及氧气对光催化反应速率的影响进行了研究。结果表明,光催化降解甲苯和苯的反应均符合假一级动力学方程,光强与光催化降解甲苯的反应的速率常数之间呈指数关系,光波长对光催化降解苯的影响也很显著;随着甲苯和苯初始浓度的增加,光催化反应速率常数降低;氧气加快了光催化降解甲苯和苯的速率;对于光催化降解初始浓度为37.6μmol/L的甲苯而言,催化剂的最佳使用量为0.30g,对于光催化降解初始浓度为9.0μmol/L的苯来说,催化剂的最佳用量为0.10g。     

浅池型TiO2/ACF光催化降解水中苯酚的研究

为了提高光催化过程的降解速率，本文以涂覆法制得的二氧化钛/活性炭纤维（TiO2/ACF）为光催化剂，300 W(365 nm)高压汞灯为光源，研究了浅池型反应器中苯酚在TiO2/ACF上的光催化降解动力学；探讨了光强度、高压汞灯滤光以及光源种类对降解反应的影响，并对光氧化，光催化和吸附过程进行了比较。结果表明：光氧化对苯酚的降解无效果，光催化降解速率常数与吸附速率常数之比为3.35/1；光强越大，光催化降解速率越快；高压汞灯不滤光时光催化降解速率明显加快，但光催化反应仍遵循准一级反应动力学方程；波长为254 nm紫外杀菌灯的降解效果高于波长为365 nm高压汞灯滤光后的降解效果。     

气相苯在TiO2光催化剂上吸附常数和光催化反应常数测定

采用溶胶-凝胶法制备TiO2光催化剂以及掺杂Fe3 和Ce3 的TiO2光催化剂,进行间歇式光催化降解气相苯动力学实验,基于光催化Langmuir-Hinshelwood反应动力学模型(L-H模型),测定气相苯在3种光催化剂上的降解动力学常数和吸附平衡常数.根据光催化降解气相苯实验动力学曲线和L-H模型,估算出TiO2、Fe3 /TiO2和Ce3 /TiO2光催化剂光催化降解苯的反应速率常数k和Langmuir吸附常数K分别为0.5247g/m3·min、1.523g/m3·min、1.010g/m3·min和8.605×10-2m3/g、2.390×10-2m3/g、3.928×10-2m3/g.掺杂Fe3 和Ce3 可明显提高光催化剂光催化降解苯的反应速率常数k,其中Fe3 /TiO2,的反应速率常数k最大.     

离子交换树脂吸附乙酰丙酸的动力学研究

研究了大孔弱碱性树脂D310对乙酰丙酸的静态吸附动力学特征.采用批式离子交换法,考察了树脂粒径、溶液浓度、搅拌速率、温度对交换过程的影响,并用动边界模型对乙酰丙酸的离子交换过程进行了描述..结果表明,离子交换过程的控制步骤为颗粒扩散控制,搅拌速率和反应温度对交换速率无显著影响,吸附速率随乙酰丙酸初始浓度的增加而升高.交换过程的反应速率常数k0为0.8315,反应级数n为0.5313,表观活化能Ea为9.504kJ/mol,并得到了动力学总方程式.     

钛酸锌高温煤气脱硫剂再生行为的研究

在热天平装置上研究了再生反应温度、反应气体中氧气体积分数、脱硫剂颗粒粒径对钛酸锌高温煤气脱硫剂再生行为的影响。实验结果表明,较高的反应温度和氧气体积分数,较小的颗粒粒径有利于提高脱硫剂的再生反应速率。由于二次反应的影响,脱硫剂再生过程中有硫酸盐生成,提高反应温度或降低反应气体的氧气体积分数可以减少硫酸盐的生成。利用收缩核模型对其动力学行为进行了分析,结果表明,脱硫剂的再生过程存在动力学控制步骤的转移。脱硫剂再生转化率较低（<65%）时,再生过程主要受化学反应控制;再生转化率较高（>75%）时,再生过程主要受颗粒内扩散控制。表观化学反应速率常数的指前因子为8.01×10－2 m/s,活化能为19.11 kJ/mol;有效扩散系数的指前因子为3.12×10－4 m2/s,扩散活化能为48.84 kJ/mol。     

2-肟基丙二腈与羟胺反应合成1,3-二氨基-1,2,3-三肟基丙烷反应动力学研究

2-肟基丙二腈与羟胺反应合成1,3-二氨基-1,2,3-三肟基丙烷是合成呋咱衍生物的关键步骤. 利用紫外光谱法对该反应的动力学进行了研究. 实验结果表明反应为二级反应, 分反应级数各为一级. 10 ℃时, 该反应速率常数为0.0679 L•mol^－1•min^－1|提高2-肟基丙二腈、羟胺的浓度和反应温度, 可以加快反应速率.     

非元反应速率方程初探

将化学动力学与数学分析相结合,探讨了非元反应经验速率方程和速率方程的积分形式;以H2+Br2=2HBr及一些单分子气相反应为目标反应,讨论了浓度、压强对反应速率常数的影响。研究表明:对于非元化学计量反应aA(aq)+bB(g)+…→…+yY(aq)+zZ(g),经验速率方程为:vA=-dcA/dt=k(cA)cnA(pB/p)nB…(cY/c)nY(pZ/p)nZ;速率常数k的单位为mol·m-3·s-1,与反应级数无关;浓度、压强对非元反应速率常数影响显著。     

挥发性有机污染物光催化氧化动力学中的L-H模型*

挥发性有机污染物的光催化氧化（PCO）过程反应动力学多数符合L-H模型。本文综述了近年来在L-H模型基础上提出的改进的动力学模型的研究进展。除流速、污染物的初始浓度外,光强度、相对湿度、反应器系数、对流传质系数、电子-空穴对的结合速率以及中间产物等因素对PCO反应同样起不可忽略的作用;分析了通过反应动力学模型判断光催化反应速率控制步骤的方法;总结了适用于L-H模型的实验条件如反应器类型、催化剂、光源、污染物类型等。     

丙烯的臭氧化反应动力学研究

使用自行研制的烟雾箱实验装置, 研究了模拟实际大气环境臭氧浓度下(最小浓度6.6×10−8)臭氧与丙烯的反应动力学. 结合Model 49C-O3 Analyzer与GC-FID对臭氧与丙烯在282~314 K温度范围内的速率常数进行了测定, 得到臭氧初始浓度为6.61×10−8、温度为282 K时臭氧与丙烯的反应速率常数为6.73×10−18 cm3•molecule−1•s−1. 并根据不同温度下测得的反应速率常数, 求得该反应的阿仑尼乌斯方程为k2=(5.8±1.2)×10−15e(−1907±53)/T. 对比前人结果, 我们测得的速率常数偏小, 活化能偏高, 但速率常数的最大误差仅为11%, 活化能的最大误差为5%. 说明我们的研究设备在实际大气条件下是可靠的, 可用于进一步深入研究臭氧有关的反应.     

释放显影抑制剂型成色剂在彩色影像形成过程中的动力学研究 Ⅰ.在明胶层中DIR和DIAR成色剂与QDI反应的动力学

采用实验与数学模拟相结合的方法,研究了明胶层中释放显影抑制剂型成色剂与彩色显影剂氧化产物(QDI)的反应动力学,由实验测量的反应动力学结果与模拟动力学结果基本吻合,证明了明胶层中释放显影抑制剂型成色剂与QDI的反应,主要是发生在油-水界面上,反应速率与油珠大小、比速率常数、成色剂在油相中的浓度以及QDI的扩散系数有关。通过数值分析得到明胶层中DIR(Ⅰ)和DIAR(Ⅱ)分别与QDI反应的表观速率常数和比速率常数。     

Pt(111)单晶电极上乙二醇解离吸附反应动力学

运用电化学循环伏安和程序电位阶跃方法研究了乙二醇在Pt(111)单晶电极上的解离吸附过程.动力学研究的定量结果指出,乙二醇解离吸附反应的平均速率随电极电位变化呈火山型分布,其最大值在0.10 V(vs SCE)附近.测得在含2×10－3 mol•L－1乙二醇的溶液中,最大初始解离速率vi为4.35×10－12 mol•cm-－2•s－1.     

气相扩散速率对溶菌酶晶体生长的影响

为研究气相扩散速率对溶菌酶晶体生长的影响,特设计了一种可方便调节气相扩散速率的晶体生长样品池,并用动态光散射法对不同气相扩散速率下晶体生长过程进行了研究.实验结果表明,随着气相扩散速率的增加,晶体生长过程中的成核阶段缩短.气相扩散速率通过影响溶菌酶溶液形成过饱和的速率来影响生长出的晶体的数量和大小.     

D2EHDTPA-TOA反协同萃取镉的速率方程

以恒界面池法研究了D2EHDTPA（二（2-乙基己基）二硫代磷酸）-TOA（三辛胺）反协同萃取镉的界面反应速率方程.萃取历程由若干个相转移（在本体相与界面相之间的物质转移）过程和若干个反应组成.萃取的速率方程为 r=1.42*10^-7[Cd²⁺]^0.42[BHA]^0.47/[B]^0.85[H⁺]^0.21 （mol•m^-2•s^-1） 探讨了萃取速率方程中非整数反应物级数的物理意义.Freundlich因子n越大,物质在界面层所受排斥力越大.萃取过程的表观活化能E=44.2 kJ•mol－1,萃取反应的焓变ΔH=72.9 kJ•mol－1.讨论了由不同的界面模型而导致不能通融的萃取动力学机理的问题.     

Pr3＋或La3＋与克拉红霉素对大肠杆菌的协同作用

用LKB-2277生物活性检测系统采用停流法于37 ℃测定了克拉红霉素及克拉红霉素分别与Pr(NO3)3和La(NO3)3混合后,对大肠杆菌生长抑制作用的热效应变化.根据热动力学模型进行了定量解析,得到了各体系的克拉红霉素浓度c与大肠杆菌生长速率常数k之间关系式及其半抑制浓度Ic50. 克拉红霉素:　　 k=0.03106－1.273×10－3c　Ic50=8.81 μg•mL－1　　(0.5～20 μg•mL－1) 克拉红霉素＋Pr3＋: k=0.02967－1.332×10－3c Ic50=7.38 μg•mL－1　　 (1～15 μg•mL－1) 克拉红霉素＋La3＋: k=0.02741－1.194×10－3c　Ic50=6.34 μg•mL－1　 (1～15 μg•mL－1) 微量热结果不仅表征了克拉红霉素的抗菌活性强于红霉素,Pr3＋或La3＋与克拉红霉素协同作用也使抗菌活性增强,而且反映了不同药物作用下细菌的生理、生化和代谢过程热动力学特征的变化.     

抗氧剂亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠氧化反应速率常数的测定

为评价抗氧剂的抗氧化能力, 测定了抗氧剂亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠在水溶液中与氧反应的速率常数. 在溶液中连续通入足量的氧气, 维持溶解氧浓度恒定. 用碘量法测定亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠在水溶液中不同时刻的浓度, 用氧电极测定溶液中溶解氧的浓度, 作出亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠的降解曲线, 计算亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠氧化反应速率常数. 结果表明, 亚硫酸钠、亚硫酸氢钠及焦亚硫酸钠在水溶液中与氧的反应均为零级反应. 由于在溶液中这三种抗氧剂存在解离平衡, 当溶液的pH值相同时这三种抗氧剂实质上是一样的, 其平均表观反应速率常数在25 ℃温度和pH 6.8, 4.0及9.2条件下分别为(1.34±0.03)×10^－3, (1.20±0.02)×10^－3和(6.58±0.02)×10^－3 mol•L^－1•h^－1.     

聚阿魏酸修饰电极的电化学特性及电催化性能

研究了阿魏酸在玻碳电极表面电聚合成膜的方法和条件,测量了应用电化学方法制备不同厚度的阿魏酸修饰电极的循环伏安行为及其它电化学性质.对厚度为0.5 μm的阿魏酸膜,测得的电子转移系数为0.49,表观电极反应速率常数(ks)为6.56 s－1.扩散系数DR为7.9×108 cm2•s－1,Do为4.48×108 cm2•s－1.该修饰电极对烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）氧化具有很好的催化作用.NADH浓度在0.01～5.0 mmol•dm－3范围内与峰电流呈现良好的线性关系.     

Fe(III)与2,3-二羟基苯磺酸钠配位反应的动力学研究

[H⁺]在0.01～0.70 mol•L^－1范围内, 离子强度为1.00 mol•L^－1, [Fe(III)]>>[配体]、[H⁺]>>[配体]的条件下, 研究了Fe(III)与2,3-二羟基苯磺酸钠(Tiron)的配位反应. 发现当[H⁺]≤3.00×10^－2 mol•L^－1时, [Fe(III)]²对反应速率有明显的贡献. 求得了相关反应的动力学参数, 从而揭示了FeOH²⁺和与Tiron配位的解离反应途径及的缔合反应机制, 并提出了该配位反应的可能机理.     

Method of kinetic analysis of photodegradation: nifedipine in solutions

A rate equation for photodegradation was derived from Lambert-Beer's law and Grotthus-Draper's law: -dc/dt=k1(1-exp(-(k2c+k3(c0-c))))k2c/(k2c+k3(c0-c)) where c is the concentration of reactant, c0 is the initial concentration of reactant, t is time, k1 is the rate constant, and k2 and k3 are the absorption coefficient of reactant and its photodegradation product, respectively. In a case where the photodegradation products have no photoabsorption, k3 assumes the value of zero in the above general equation. In a case where the photodegradation products have the same spectrum and molar absorptivity as that of the reactant, k3 assumes the value of k2, and hence the photodegradation is not a first-order reaction; however, the equation itself gives the pseudo-first-order reaction rate equation. In a case where the concentration of reactant is high enough, the equation approaches a zero-order reaction rate equation. The photodegradation rate of nifedipine in solutions under a germicidal lamp, near an ultraviolet fluorescent lamp and a fluorescent lamp was analyzed using the above equation. The photodegradation rate was directly proportional to the amount of light absorbed, and fitted well with the equation. The above theoretical equation was substantiated by the photodegradation of nifedipine, and hence is expected to apply to other photosensitive drugs.     

烟酸对酸性硫酸盐体系铜电沉积的影响

对溶液A: 0.8 mol•L－1硫酸铜,0.6 mol•L－1硫酸,5.0×10－5 mol•L－1氯离子,1.0×10－4 mol•L－1聚乙二醇的溶液,溶液B:在溶液A中加入2.0×10－2 mol•L－1烟酸,pH为0.5,运用循环伏安和计时安培法研究玻碳电极上铜的电沉积行为.结果表明,铜的电沉积过程经历了晶核形成过程,其电结晶按瞬时成核和三维生长方式进行.烟酸的加入对铜的电沉积具有阻化作用,但不改变铜的电结晶机理.沉积层的X射线衍射表明Cu为面心立方结构,在烟酸存在下沉积层出现(220)高择优取向,这可能是烟酸在Cu(220)晶面上发生强烈吸附作用的结果.     

SDS抑制乙酰胆碱酯酶反应的热动力学研究

在37 ℃, pH＝7.4的Tris-HCl缓冲体系中, 利用热焓放大技术和热动力学初始速率法研究了近生理条件下的乙酰胆碱酯酶(AchE)催化溴化乙酰胆碱水解反应及十二烷基硫酸钠(SDS)对反应的抑制动力学. 通过测量实验条件下反应体系的总反应焓及相同条件下的Tris碱的质子化焓, 确定了酶反应的摩尔反应焓ΔH_m,1为0.63 kJ•mol^－1, 米氏常数K_m和底物抑制常数K_S分别为0.85～0.94 mmol•L^－1和0.74～0.83 mmol•L^－1. SDS能够显著地降低反应速率, 但对酶反应的生化常数的影响较小, SDS对AchE的抑制表现为不可逆抑制. 在一定浓度的SDS溶液中, AchE的失活符合一级反应动力学规律, 表观一级失活速率常数与作用时间及SDS浓度的四次方呈线性关系, 失活常数为(2.47～2.69)×10¹³ mol^－4•L⁴•min^－1.