Fe(Ⅲ)-邻菲啰啉配合物光还原的研究及其在铁分析中的应用

实验发现,在散射光中Fe(Ⅱ)-phen配合物能发生显著的光还原反应,当向体系中加入EDTA后则可阻止Fe(phen)_3~(2+)的生成,用汞灯液内照射Fe~(3+)-phen及Fe~(3+)-phen-EDTA体系,6分钟内能将100μgFe~(3+)还原成Fe(phen)_3~(2+)。这种光化学还原法已用于水及合成氨触媒的铁价态分析。触媒分析结果与推荐值一致。     

在甲苯选择性氧化反应条件下铁钼催化剂的物化性能

采用原位穆斯堡尔谱、XRD、XPS、IR和UVDRS等对Fe/Mo=0.67的Fe_2(MoO_4)_3和Fe/Mo=0.29的Fe_2(MoO_4)_3-4MoO_3样品进行了研究。实验结果表明,在甲苯氧化反应条件下,样品中一部分Fe_2(MoO_4)_3相还原为β-FeMoO_4。在反应温度(450℃)下通空气氧化,生成的β-FeMoO_4又氧化为Fe_2(MoO_4)_3。在甲苯选择性氧化中,易还原为β-FeMoO_4的样品,其甲苯选择性氧化活性较高。样品中的Fe~(3+)起着稳定Mo~(6+)的作用而Fe~(3+)还原为Fe~(2+)。在氧的作用下,Fe~(2+)再氧化为Fe~(3+),并使表面上吸附的氧转化为晶格氧。Fe_2(MoO_4)_3中的Mo~(6+)吸附甲苯分子,反应时,钼酸铁的表面晶格氧和甲苯反应使之生成苯甲醛和水。     

氢还原下铁钼催化剂的表面性质

用XPS对H_2还原下的铁钼催化剂的表面性质进行了研究。实验表明:H_2还原使表面钼离子由Mo~(6+)还原为Mo~(5+)和Mo~(4+),并与Fe~(3+)作用氧化为Mo~(6+);Fe~(3+)则由于与Mo~(5+)和Mo~(4+)作用以及H_2还原而变为Fe~(2+),从而形成了一个没有O_2存在,仅有H_2作用下的Mars-Krevelen氧化还原循环过程。在催化剂表面上生成的FeMoO_4,其Mo~(6+)的3d3/2和3d5/2的结合能值比Fe_2(MoO_4)_3中的Mo~(6+)的3d能级结合能值低。Mo(或Mo和Fe)离子键合的O~(2-)与H_2作用生成的Mo(Fe)-OH,其Os结合能的测定值低于键合于Mo(Fe)离子中的O~(2-)的Os结合能值,并且该结合能峰由于-OH间的相互作用结合成的水的脱附而消失。此外.给出了还原过程中H_2与催化剂表面O~(2-)相互作用的反应图式。     

阳离子第Ⅲ组分离条件的改进

在分析化学定性分析教学中,按硫化氢系统分组法将阳离子分为V个组。第Ⅲ组阳离子的分析方法甚多,Tenbusch等曾总结了13种分离法,但最常用的组内分离一般有两种方法即氨法和碱法。按氨法分离时,部分Mn~(2+)生成MnO(OH)_2而留在沉淀中,部分Co(OH)_2发生共沉淀,造成Mn_(2+),Co~(2+)两边跑,即一部分随Fe(OH)_3,Al(OH)_3,Cr(OH)_3共沉淀下来,一部分留在溶液中,使分离不完全,检出有一定困难。按碱法分离时,部分Zn(OH)_2被带下共沉淀,因而在检出时易丢Zn~(2+)。我们在近几年的实验课教学中,改进了阳离子第Ⅲ组组内分离条件。分离效果好,克服了碱法和氨法分离的缺点。     

CHEMSPEC模拟铀在塔木素地下水中的种态分布

本文使用CHEMSPEC软件模拟了铀在塔木素地下水中的种态分布,并讨论了p H、Eh、离子浓度以及温度对铀种态分布的影响.结果表明,铀在强酸性条件下,主要以UO_2~(2+)(aq)的形式存在;在弱酸性、中性以及弱碱性条件下,主要以UO_2(OH)_2(aq)的形式存在;在强碱性条件下,主要以UO_2(OH)_3~-的形式存在,可能会生成Ca UO_4沉淀. Eh33 m V时, U(OH)_4(aq)为优势种态;而Eh33 m V时, U(VI)更为稳定.不同阴离子的引入对铀的种态分布影响的大小顺序为HCO_3~-F~-SO_4~(2-)Cl~-. UO_2~(2+)浓度的增加促进了Ca UO_2(CO_3)_3~(2-)和Ca_2UO_2(CO_3)_3(aq)的生成.温度升高使塔木素地下水中UO_2OH~+的浓度显著提高.     

Fe2O3-Cr2O3的SOOI效应及其对(Fe,Cr)3O4催化性能的影响

用 XRD,TPD MS,SEM,LRS,Mossbauer谱和流动法 TPD 等技术,研究了Fe_2O_3-Cr_2O_3间的SOOI效应,发现这一效应的存在会导致(Fe,Cr)_3O_4催化剂相和表面相结构的变化。当Cr_2O_3>17%时,有新相生成;(Fe,Cr)_3O_4表面结构随Gr_2O_3从4.6增至21.2%时,由氧化性转变为还原性;当(Fe,Cr)_30_4表面的Fe~(3+)与Fe~(2+)表面浓度相当时,水煤气变换反应的比活性最好。     

碳钢钝化膜在碳酸盐溶液中的阴极还原机理

本文采用动电位和恒电流技术研究了pH8.31-11.37的酸盐缓冲溶液中, 低碳钢钝化膜的阴极还原机理。认为钝化膜的还原与溶液pH值密切相关, 当8.31≤pH≤9.80时, Fe~2O~3还原为Fe用FeOH^+;当9.80相似文献   

NaHCO3溶液与FeCl3溶液反应的实验探究

1　研究起因理论上,Fe3+与HCO3-的水解因相互促进而彻底进行:3HCO3- +Fe3+ =Fe(OH)3↓ +3CO2↑。Fe(OH)3在强酸性或强碱性溶液中才可以溶解:pH<4. 1 [1]时开始溶解,反应为Fe(OH)3 +3H+ =Fe3+ +3H2O;pH>14 [1]时开始溶解,反应为:Fe(OH)3 +6OH- =Fe(OH)63-或Fe(OH)3 +OH - =Fe(OH)44 -。[1~3]然而在一次探究性学生实验中,却出现如下现象:将NaHCO3溶液逐滴加入到FeCl3溶液中,生成无色气泡和絮状沉淀,而沉淀又逐渐溶解于溶液中,直至NaHCO3溶液达到一定量后,生成的沉淀才不再溶解;将FeCl3溶液逐滴加入到NaHCO3溶液中,溶液…     

氧化铁在γ—Al2O3上的分散状态及对反应性能的影响

采用(NH_4)_3[Fe(C_2O_4)_3]·XH_2O的水溶液含浸,Fe(NO_3)_3·9H_2O水溶液饱和浸渍以及Fe(AcAc)_3的甲苯溶液热吸附三种方法制备了在γ-Al_2O_3上分散的氧化铁体系。用多种物理化学手段对用不同方法制备的分散体系进行了细致的表征和比较,结果表明用第一和第三种方法制备的样品中Fe~(3+)是充分分散或单层分散的,但用饱和浸渍法制备时即使在低的载量时(3wt％Fe_2O_3)仍有氧化铁微晶。对于Fe_2O_3/γ-Al_2O_3,分散的结构状态还强烈地依赖于制备条件(参数)的选择。单层分散的Fe~(3+)处于高自旋态,具有正交畸变的局部配位对称性。单层分散的Fe~(3+)在氢气氛中即使升温至973K也只能被还原为Fe~(2+)状态。与单层MoO_x,VO_x,WO_x物种不同,单层分散的FeO_x物种既不能用XRD也很难被FTIR-DRS以及LRS所检测,丁烯脉冲反应表明单层的Fe~(3+)已可满足反应要求,但与晶相α-Fe_2O_3具有不同的选择性。CO脉冲实验表明与充分分散Fe~(3+)相关的晶格氧数目是少的而且较不活泼,流动态的CO+H_2反应结果表明,对于甲烷及其它低碳烃的生成主要取决于铁的价态而与分散的结构变化关系较小。在合成气中的程序升温反应结果进一步证实了这一结论。     

一种对Fe2+和Fe3+识别的显色试剂合成与应用研究

以罗丹明6G、水合肼及邻香兰素为原料设计合成了一种新型光学探针(P1),其结构经~1H-NMR,~(13)C-NMR,MS及元素分析进行表征。通过紫外-可见光谱法研究了探针对金属离子的识别能力。结果表明,探针P1在甲醇/Tris-HCl缓冲(V/V=3∶7,pH 8.34)溶液中无色,随着Fe~(2+)或Fe~(3+)的加入,溶液由无色转变为红色,其最大吸收波长为526 nm。最佳测量条件下,在1×10~(-6)～1×10~(-5) mol·L~(-1)范围内,Fe~(2+)或Fe~(3+)的浓度与吸光度线性关系良好(Fe~(2+),R~2=0.950;Fe~(3+),R~2=0.992)。探针与Fe~(2+)或Fe~(3+)形成1∶1型配合物,络合常数分别为K_(Fe)~(2+)=1.834×10~(5 )M~(-1)、K_(Fe)~(3+)=1.457×10~(5 )M~(-1),识别过程均不可逆。除了高浓度Cu~(2+)对探针识别Fe~(2+)或Fe~(3+)有影响外,其它常见金属离子没有干扰。P1有望发展成为裸眼识别Fe~(2+)和Fe~(3+)的高选择性探针。     

甲苯选择性氧化制苯甲醛—Fe-Mo系催化剂的组成、结构及催化性能研究

制备了一系列Fe/Mo原子比不同的Fe-Mo系催化剂,测定了甲苯选择性氧化制苯甲醛的活性和选择性,采用XRD、比表面积测量、SEM、XPS、UVDRS等测试技术,考察了该系列催化剂的有关物理化学性质。结果表明,在催化剂中不生成固溶体,当 Fe/Mo原子比低于0.67时,催化剂为MoO_3和Fe_2(MoO_4)_3两相组成,当Fe/Mo原子比高于0.67时,物相为Fe_2O_3和Fe_2(MoO_4)_3,在催化剂表面上,Mo以 Mo~(6+)价态存在,并含有少量由于失氧而产生的 Fe~(2+)离子,当催化剂中Fe/Mo原子比为0.29时,催化活性和选择性最好,比表面积也较大,对影响该系列催化剂性能的有关因素进行了详细的讨论。     

宽pH条件下运行的太阳光催化钨酸铋降解抗生素诺氟沙星

抗生素污染对水生和陆地生态环境系统造成严重的威胁.在世界各地的水性环境中普遍检测到第二代合成氟喹诺酮类抗生素—诺氟沙星.因此,水环境中残留诺氟沙星的去除成为当今研究热点.在现有去除方法中,光催化技术因其采用太阳光作为能源、污染物完全矿化及不产生二次污染等优点而被认为是非常有效的方法,在水处理工业中得到了广泛的关注.已有研究表明,pH值是影响光催化降解污染物的一个重要因素,大多数半导体光催化剂的最佳pH被限制在较窄的近中性范围内.当p H变为酸性或碱性时,污染物的降解速度显著降低.我们研究发现,在太阳光下钨酸铋(SSL/Bi_2WO_6)催化降解诺氟沙星时,在pH=5.0–10.8表现出较快的去除速率,其中pH=8.6时效果最佳,目前优化降解效果多通过酸碱调整初始溶液的pH至最佳值.进一步研究发现,即使将反应初始溶液pH值调整到最佳,随着诺氟沙星的不断降解,反应溶液的pH值持续降低直至3.0.溶液不断酸化导致偏离最佳条件,从而减缓诺氟沙星的降解.这说明通过简单的酸碱滴定优化溶液初始p H值不能阻止反应过程中溶液的酸化,也不能解决酸化导致的降效问题.基于上述问题,本文提出针对溶液pH值改变对体系效率影响的新方法.本文以钙钛矿结构的Bi_2WO_6为光催化剂,诺氟沙星为探针化合物,详细研究了在不同pH值下SSL/Bi_2WO_6体系催化性能.为描述SSL/Bi_2WO_6反应的合理性,首先提出了OH~–富集Bi_2WO_6模型,并考察了Mg~(2+)和Ca~(2+)两种离子对反应的影响.在预吸附阶段pH值明显降低,说明溶液中的羟基离子被吸附到Bi_2WO_6表面.光催化反应开始后,pH值以较低的速率持续降低,说明在降解过程中溶液中的羟基离子可能由于低分子有机酸和二氧化碳的形成而逐渐被消耗.因此,在Bi_2WO_6表面及其附近维持较高浓度的羟基离子是改善或保持探针快速分解的关键途径.我们在极碱pH环境中引入NH_4~+缓冲体系,以持续提供羟基离子生成·OH自由基,同时可防止溶液酸化,从而使诺氟沙星的去除率和矿化率在碱性条件下均达到更好的效果.另一方面,在酸性pH条件下,通过加入铁盐(即形成替代的SSL/Fe~(3+)/Bi_2WO_6过程)显著提高了SSL/Bi_2WO_6去除诺氟沙星的效率.这主要归因于SSL/Fe~(3+)提供的均匀光敏化机制;同时,Fe~(3+)在SSL/Bi_2WO_6过程中对电子传递起到辅助作用.SSL/Fe~(3+)/Bi_2WO_6工艺可以在较宽的酸性pH(2–4)范围内使用,且pH=3.0时性能最好.在SSL/Fe~(3+)/Bi_2WO_6过程中,诺氟沙星的降解速率随着[Fe3+]的增加而增大,过剂量时降解趋于平稳.     

气相中Fe~(2+)和H_2O_2作用生成OH自由基的理论研究

利用B3LYP方法，在6-311G基组下研究了气相中Fe~(2+)与H_2O_2作用生成OH自 由基的反应途径，探讨了铁离子对生成羟基自由基所起的作用。结果表明反应的途 径为：Fe~(2+)与H_2O_2首先形成中间体（FeO_2H_2）~(2+)，然后能过O-O键的断 裂生成中间体（HOFeOH）~(2+)，再断Fe-OH键生成羟基自由基，Fe~(2+)和H_2O_2 的电荷强烈相互作用以及Fe~(2+)的d轨道上的电子促进H_2O_2中的O-O键断裂，生 成羟基自由基。     

聚乙烯醇在强碱性水溶液中与Fe(Ⅲ)离子间的配位-交联反应

在不断搅拌1×10~(-4)m~3 pH>13的5％ PVA碱性水溶液中,缓慢地添加1×10~(-4)kgFeCl_36H_2O,溶液中即析出红棕色树胶状物.以XPS、ESR和IR等研究该析出物的组分及其形成过程.推定PVA部分羟基在上述条件下发生脱质子反应而提供L~-配位体,Fe(Ⅲ)盐水解生成初生Fe(OH)_3的Fe~(3+),它既有空轨道,又有较强的正电场,故能吸引PVA高分子配位体L~-上的氧而形成O→Fe配位键,从而发生L~-与Fe~(3+)离子间的交联反应,生成多核Fe(Ⅲ)-PVA配位聚合物而析出红棕色树胶状物。     

聚丙烯偕胺肟改性羊毛对氟离子的吸附及机理

针对去除水体中的阴离子污染物F-离子,制备了Fe~(3+)负载的改性羊毛吸附材料(Fe~(3+)/W-g-PAO).具体步骤是首先利用传统的丙烯腈自由基聚合以及羊毛上的巯基作为链转移剂制备聚丙烯腈接枝改性的羊毛材料,进而将腈基转化为偕胺肟基团,最后利用偕胺肟基团优异的配位作用,成功负载Fe~(3+).Fe~(3+)/W-gPAO可以高效快速吸附F-,其吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir热力学模型.通过这种吸附方式,其对F-的饱和吸附量为14.26 mg/g.若将水溶液中的F-与Fe~(3+)先形成稳定的配位化合物,再利用改性羊毛(W-g-PAO)作为吸附剂,可以大幅度的提高其对F-的吸附量,理论值最大可达49.2 mg/g.由于W-g-PAO可以将负载在其上的Fe~(3+)还原成Fe~(2+),因此前者吸附方式的吸附量会减少.通过对其吸附机理的研究表明,F-在Fe~(3+)/W-g-PAO负载时,会形成Fe(III)[F~-]_3[—NH_2]_3的配位结构.所合成W-g-PAO材料具有价格低廉、可循环再生使用、对F-优异的吸附性能等优点.     

氧化铁在TiO2上的分散状态及其物理化学表征

采用(NH_4)_3[Fe(C_2O_4)_3]·xH_2O稀水溶液含浸,Fe(NO_3)_3·9H_2O水溶液饱和浸渍以及Fe(AcAc))_3的甲苯溶液热吸附方法制备了在TiO_2(锐钛矿)上分散的氧化铁体系。用多种物理化学手段进行了表征,结果表明由含浸和热吸附法制备的样品中,负载组分FeO_x很容易充分分散或单层分散,这些单层物种很难被XRD,FTIR-DRS或LRS所检测,单层分散的Fe~(3+)处于高自旋态,具有较小的正交畸变配位对称性,但不是孤立四面体的配位结构,没有发现置换Fe~(3+)的存在。实验结果还表明,由XPS的电子结合能数据鉴别Fe~(3+)和TiO_2表面相互作用的强弱是困难的,充分分散的FeO_x表面物种在973K的还原温度下其Fe~(2+)尚不能被进一步还原,在TiO_2(锐钛矿)表面上单层分散的Fe—O多面体仍然是丁烯ODH反应的有效活性位。单层型催化剂的选择性不同于晶相a-Fe_2O_3,且与是否存在气相氧密切相关。     

[Cr(NH3)6]3+离子在氨水中能直接形成吗?

通过实验事实和理论推算,说明在含有Cr~(3+)离子的溶液中加入NH_3·H_2O,主要生成的是Cr(OH)_3,而不是[Cr(NH_3)_6]~(3+)离子.     

丙烯选择氧化铋钼铁复氧化物催化剂组成,结构及性能的研究

采用XRD、Raman、XPS及催化剂性能评价等手段,考察了Bi_3(FeO_4)(MoO_4)_2和Fe_2(MoO_4)_3分别存在及两者共存时对Bi-Mo复氧化物体系催化性能的影响.结果表明,这两种含Fe物种的存在都有助于改善Bi-Mo系复氧化物催化剂对丙烯选择氧化反应的催化性能.但两者在作用机理上有所不同.Fe_2(MoO_4)_3本身无催化活性,但在反应条件下可部分还原为FeMoO_4形成Fe~(3+)/Fe~(2+)氧化还原对;且其地结构上与α-Bi_2(MoO_4)_3相匹配,这些因素都有助于促进催化体系中电子和氧物种的传递及催化剂表面活性中心的再生,从而提高催化性能.Bi_3(FeO_4)(MoO_4)_2在反应条件下也可形成Fe~(3+)/Fe~(2+)氧化还原对,但由于其Fe~(3-)所处的化学环境与Fe_2(MoO_4)_3很不相同,且Fe的含量也不及Fe_2(MoO_4)_3,因此它在促进催化体系中电子和氧物种的传递及催化剂表面活性中心的再生等方面的性能较差,但它对提高催化剂表面的活性中心(Bi-Mo对)数目有贡献.     

铬(Ⅲ)离子在水溶液中的状态

Cr~(3+)的水解聚合作用很慢,聚合状态又很复杂,故至今系统研究极少。我们在Cr~(3+)浓度为0.0002—0.32M范围内用平衡静置pH法系统地研究了Cr~(3+)的水解聚合状态。结果表明,在低浓度区,水解多核产物的组成可表示为[Cr_3(OH)_4](OH)_n~((5-n)+)(n=1,2,3);在中等浓度区,产物为Cr[Cr(OH)_2]_n~((3+n)+)(n=1,2,3);在高浓度区,产物为Cr[Cr(OH)]_n~((3+2n)+)(n=1,2);而在中等浓度区和高浓度区之间有一过渡区,其水解产物为[Cr_3(OH)_3]~(6+)和[Cr_3(OH)_4]~(5+)。对同一种水解产物,在不同的Cr~(3+)浓度区和用不同的计算方法所得的水解常数互相符合得较好。根据所得水解常数作出了Cr~(3+)在水溶液中状态的优势面积图。     

按逆向而行的思路研究硫酸溶液中铁的电化学振荡

以发生电化学振荡为导向,设计可能引起振荡的化学与物理环境,由实验反向验证振荡机理,从而揭示金属电化学振荡的本质,这就是逆向而行的思路。本文通过改变Fe/H~2SO~4溶液界面附近溶液的pH,Fe^2^+浓度等因素,人为地促进或阻碍Fe(OH)~2膜或Fe~3O~4膜的生成与溶解,创造可能发生电化学振荡的外界环境,验证了有关Fe/H~2SO~4体系电化学振荡主要归因于铁电极表面Fe(OH)~2膜或Fe~3O~4膜的周期性生成与溶解的机理。这表明用逆向而行的思路研究金属的电化学振荡是可行的。