液固界面上酯化反应的动力学研究

关于酯化反应的动力学,前人已经做了大量工作。在研究痕量分析技术时,作者发展了界面衍生法,适合于ppm级的有机酸,酚类以及黄腐酸类物质。此法回收率较高而重复性好,且操作手续简单。为了进一步探讨界面衍生化技术,本文研究液固界面上的酯化反应动     

应用极化水分子模型研究单分子层受限水的介电性质

受限条件下水的介电性质因测量极具挑战,其在诸多电化学过程与反应输运过程中如何扮演关键角色从未被定量地澄清.本工作利用平衡态分子动力学模拟和受限体系介电性质计算方法,系统性地探索了0.65 nm限域尺寸、5×10⁸ Pa限域压强、不同温度条件下单分子受限冰和受限水的介电性质.详细比较了恒定偶极矩SPC/E水分子模型和可极化的SWM4-NDP水分子模型在描述受限冰、水结构与介电性质上的优劣势,包括统计分析SWM4-NDP模型模拟的单分子层受限水和受限冰的瞬时分子偶极矩概率密度分布,计算每个模拟体系的静态结构因子、静态偶极空间关联函数、静态介电常数、体系偶极时间关联函数和德拜弛豫时间.首次发现了极化水分子模型描述的低维度受限水和受限冰的奇异分子极性变化,并观察到两种模型描述静态结构性质的效果相当, SWM4-NDP模型对于静态介电常数描述的优势会因受限条件的增强而被大幅削减.但在受限水介电极化弛豫动力学性质描述上SWM4-NDP模型明显优于SPC/E模型.我们推断SWM4-NDP模型在探索受限水结构相变动力学以及受限体系离子输运和溶剂化动力学等过程的模拟研究中是比SPC...     

纳米受限水的研究进展

水是生命之源,在人类生存和社会生产中扮演了极其重要的角色,然而水的反常性质及在物理、化学、生物过程等领域中的作用和机理却仍存在很多谜团。近年来,水科学研究已逐渐成为科学研究的热点之一。地球上的水大部分是体相水,但在自然界和科学研究中,水同样会以界面/受限水的形式参与到物理、化学过程中。纳米受限水普遍存在于自然及合成的纳米环境中,受限水与体相水的差异主要体现在水的动力学及热力学性质的改变,受限水的存在对材料在生物、环境、地质和传感器等领域的应用也具有深远的影响。本文对纳米受限水的结构进行分析,并归纳了纳米受限水的动力学、热力学以及电学特性,对纳米受限水的研究手段及发展历程进行分类总结,举例介绍了纳米受限水在环境和能源等领域的潜在应用,最后对受限水研究进展及存在问题进行了总结,并对其后续发展进行展望。     

限域单分子层冰-水两相平衡体系的分子动力学模拟

限域水因有极其丰富的结构物相变化而成为近年来水科学研究的一个热点.然而,不同相限域水之间的相平衡结构与性质却鲜有报道.论文提出一套分子动力学模拟技术,可实现纳米尺度限域条件下冰和水的不同结构相间形成的低维固-液界面（线）的平衡态模拟.应用此模拟技术,我们探索了0.65 nm限域尺寸、5000 bar限域压强条件下,单分子层厚度的冰-水（固-液）两相平衡,计算了该平衡体系一系列热力学量在界线附近的分布.平衡态的分子模拟结果直观地展示了粗糙型固-液界线的热毛细涨落、界线固-液结构转变的微观机制、以及缺陷在固-液相变区附近的形成与输运.各种热力学量分布函数呈现了二维限域冰-水共存界面（线）的特殊性质,如：相平衡区域的尺寸异于块体材料固-液界面,固-液界线处于切向压缩状态等.     

非等温液-固相酯化反应动力学研究

根据稀土盐催化剂催化的乙二醇单乙醚醋酸酯的液相合成反应的特点,导出了非等温变体积条件下的反应速率方程,并提出了利用一条实验曲线,计算动力学参数的动态方法、以此为基础,对不同实验条件下的多组实验数据进行了动力学处理.大量计算结果表明,该反应服从二级动力学模型,表观反应活化能为213.59kJ·mol~(-1),指前因子为5.903×10~(25)dm~3·mol~(-1)·min~(-1)计算结果的合理性及一致性,进一步证明了动态原理用于液-固相反应体系的动力学研究是简便可行的     

非等温液-固相酯化反应动力学研究

根据稀土盐催化剂催化的乙二醇单乙醚醋酸酯的液相合成反应的特点, 导出了非等温变体积条件下的反应速率方程, 并提出了利用一条实验曲线, 计算动力学参数的动态方法, 以此为基础, 对不同实验条件下的多组实验数据进行了动力学处理。大量计算结果表明, 该反应服从二级动力学模型, 表观反应活化能为213.59kJ·mol^-^1, 指前因子为5.903×10^2^5dm^3·mol^-^1·min^-^1。计算结果的合理性及一致性, 进一步证明了动态原理用于液-固相反应体系的动力学研究是简便可行的。     

聚乙二醇单甲醚(MPEG)/聚乙烯醇(PVA)高分子固-固相变材料的合成与性能

高分子固-固相转变材料是近年来新兴的课题,其主要优点是体积变化小,发生相转变时不出现液态,可以减少对容器的要求,甚至不需要容器即可把相变材料作为结构材料,可简化工艺和降低成本,我们相继合成了系列聚乙二醇／聚乙烯醇高分子固-固相变材料,由于形成交联网络结构,难溶于一般有机溶剂。     

土壤颗粒表面电场作用下固-液界面Mg2+-K+与Ca2+-K+交换动力学的比较研究

通过恒流法研究了不同表面电场作用下Mg2+、Ca2+吸附动力学. 结果发现: (1)实验初期阶段是强静电力作用下的零级动力学过程和一定反应时间后的弱静电力作用下的一级动力学过程, 且零级速率过程和一级速率过程之间存在明显的转折点; (2)不同电解质构成中Ca2+的吸附速率明显快于Mg2+的, 平衡吸附量也大于Mg2+的, 且Ca2+在土壤颗粒表面的覆盖度比Mg2+在土壤颗粒表面的覆盖度高; (3)离子的相对有效电荷系数与土壤颗粒表面电场作用的不同是各体系中Ca2+、Mg2+吸附动力学有差别的根本原因; (4)根据离子吸附的理论模型可以分别计算出速率系数、平衡吸附量、离子在土壤颗粒表面的覆盖度以及固定液的体积, 这些参数可以定量评估土壤颗粒表面电场对离子吸附动力学的影响.     

应用液-液界面合成纳米材料

液-液（油-水）界面合成是近几年发展起来的一种制备纳米材料的有效方法,具有温和、低廉、操作简便且不需要模板等特点。 液-液界面特殊的物理化学性质使其在制备纳米材料和薄膜方面拥有独特的优势。 本文主要就近几年应用液-液界面进行纳米材料的制备及应用研究进行了综述。 所制备的纳米材料包括金属单质、氧化物、硫族化物、聚合物、异质二聚体和金属有机框架材料等。 并特别对新发展的离子液体-水界面可控合成技术进行了评述。 最后,对液-液界面合成在纳米材料制备方面的优点、存在的问题和未来的发展进行了评述和展望。     

土壤颗粒表面电场作用下固-液界面Mg~(2+)-K~+与Ca~(2+)-K~+交换动力学的比较研究

通过恒流法研究了不同表面电场作用下Mg2+、Ca2+吸附动力学.结果发现:(1)实验初期阶段是强静电力作用下的零级动力学过程和一定反应时间后的弱静电力作用下的一级动力学过程,且零级速率过程和一级速率过程之间存在明显的转折点;(2)不同电解质构成中Ca2+的吸附速率明显快于Mg2+的,平衡吸附量也大于Mg2+的,且Ca2+在土壤颗粒表面的覆盖度比Mg2+在土壤颗粒表面的覆盖度高;(3)离子的相对有效电荷系数与土壤颗粒表面电场作用的不同是各体系中Ca2+、Mg2+吸附动力学有差别的根本原因;(4)根据离子吸附的理论模型可以分别计算出速率系数、平衡吸附量、离子在土壤颗粒表面的覆盖度以及固定液的体积,这些参数可以定量评估土壤颗粒表面电场对离子吸附动力学的影响.     

气液界面上阴离子表面活性剂单层膜的分子动力学模拟

用分子动力学方法研究了阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)在气液界面上的结构和动力学性质. 选择单分子占有面积分别为0.45和0.68 nm²的两个模拟体系, 通过径向分布函数表征了单层膜的厚度, 并根据疏水链中碳原子与极性头中硫原子之间组成的矢量分布和取向函数, 对比了不同界面单层膜的有序排列情况. 结果表明在分子占有面积较小达到饱和吸附的情况下, 界面上的SDS具有较好的有序性. 通过计算气液界面附近水分子的扩散系数发现: 由于氢键和静电作用的影响, 界面区域内的水分子较本体溶液中的水分子有较弱的迁移能力.     

非离子表面活性剂在气液界面的分子动力学模拟

采用分子动力学方法研究了十二烷基醇聚氧乙烯醚系列非离子表面活性剂单分子层在气液界面的微观结构,并通过表面张力的计算考察了表面活性剂分子结构与性能的关系.研究结果表明,随着表面活性剂分子乙氧基基团个数的增加,模拟所得的表面张力的变化趋势与实验一致,所有分子的计算误差在5 mN·m-1以内.同时,随着乙氧基基团数目的增加,...     

受限于不同螺旋性的纳米碳管中水的分子动力学模拟

近年来将纳米碱米碳管引入到与生命过程息息相关的离子通道膜的研究逐渐成 为热点，而其中的关键就是要了解受限于膜孔道（碳管）中水分子的行为。采用分 子动力学模拟在300 K和1.01 * 10~5 Pa下对受限于（6，6）armchair型和（10， 0）zigzag型纳米碳管中的水进行了研究，得到了水分子在碳管中的局部密度分布 等静态性质以及水分子在碳管中的传递等动态性质，并对不同势能模型的模拟结果 作了比较。结果表明选择不同的势能模型并没有改变此体系的固有性质，即水分子 不仅能够进入到憎水性的（6，6）碳管中而且能形成一条稳定的由氢键相连的纵列 （single file），而且在管中以纵列的形式进行同歇传递。此外，碳管螺旋性对 受限水的静态性质影响不大但对动态性质则有一定程度的影响，水分子在（10，0 ）zigzag型碳管中的传递能力要强于在（6，6）armchair型碳管中的能力。     

阴离子表面活性剂在油水界面聚集的分子动力学模拟

用分子动力学方法模拟了油、水和阴离子表面活性剂组成的混合溶液从初始“均相”到“油水两相”分离的动力学过程, 研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)在界面分离过程中的作用. 模拟发现, 油水两相能够在短时间内分离达到平衡, 形成一个明显的油水界面; 在SDBS存在情况下, 油水界面的分离时间随着SDBS浓度的增加逐渐增加, 达到平衡时SDBS会在界面处形成一个明显的界面膜, 并对油水界面处的水分子有限制作用. 模拟表明, 分子动力学方法可以作为实验的一种补充, 为实验提供必要的微观分子结构信息.     

毛细管高效液相色谱-毛细管电泳二维分离接口的优化

对毛细管高效液相色谱－毛细管电泳二维分离的动态脉冲接触式接口系统进行了最优化研究。讨论了它的设计原理,优化了操作条件,并对其性能进行了评价。利用这种接口,使样品在第二维的进样浓度达到第一维流出浓度的８１％,１００次连续进样峰高及迁移时间的ＲＳＤ平均值分别为３．０％、１．８％,进样时间也得以缩短,并对甘草的水提取物实现了高效二维分离。,     

空气/水界面单分子膜的弹性

空气／水界面单分子膜的弹性是与膜应用有关的一个重要力学性质。本文对最近十几年来空气／水界面单分子膜的弹性的研究情况进行了综述,着重介绍X射线衍射法（XRD）、动态振动测量法、表面光散射法（SLS）、电生毛细波衍射法（ECWD）等空气／水界面单分子膜弹性的测量技术。