高效热管传热工质的热力学研究

用精密绝热量热法测量了高效热管传热工质在78～320 K温区内的热容.结果表明，在78.41～245.19 K， Cp/(J•K－1•g－1)=0.5369T＋0.07279.在274.08～318.51 K， Cp/(J•K－1•g－1)=3.403±0.020.在245～274 K， 高效热管传热工质发生固液相变.其相变温度、相变焓和相变熵分别是271.21 K、353.6 J•g－1，和1.304 J•K－1•g－1.根据热容与温度的定量关系和热力学函数之间的关系，得到了以标准温度298.15 K为基准的高效热管传热工质的热力学函数.     

配合物Zn(Met)SO4·H2O(s)的低温热容和标准摩尔生成焓

利用精密自动绝热热量计直接测定了配合物Zn(Met)SO4·H2O(s)在78～370K温区的摩尔热容.通过热容曲线的解析得到该配合物的起始脱水温度为T0=329.50K.将该温区的摩尔热容实验值用最小二乘法拟合得到摩尔热容(Cp,m)对温度(T)的多项式方程,并且在此基础上计算出了它的舒平热容值和各种热力学函数值.依据Hess定律,通过设计热化学循环,选择体积为100cm3、浓度为2mol·L-1的盐酸作为量热溶剂,利用等温环境溶解-反应热量计,测定和推算出该配合物的标准摩尔生成焓为?fHms=-(2069.30±0.74)kJ·mol-1.     

配合物Zn(His)SO4·H2O(s)的低温热容和热力学性质

通过精密自动绝热热量计测定了配合物Zn(His)SO4*H2O(s)在78～390K温区的摩尔热容,由热容曲线得到其起始脱水温度328.90K;用最小二乘法拟合得到摩尔热容(Cp,m)对温度(T)的多项式方程,并在此基础上计算了它的各种热力学函数.此外,研究了其在惰性气氛下的热分解过程.     

右旋布洛芬的低温热容

在80～370 K温度范围内, 用精密自动绝热量热计准确测量了右旋布洛芬的摩尔热容.其固态右旋布洛芬测量值对折和温度X[X=f(T)]的拟和方程为:Cp,m(S)=－39.483X4－66.649X3＋95.196X2＋210.84X＋172.98;相应的液态的拟和方程为 :Cp,m(L)=7.191X3＋4.2774X2＋56.365X＋498.5.并计算得到右旋布洛芬相对于室温(298.15 K)的摩尔焓和摩尔熵.右旋布洛芬的熔点为(324.15±0.02) K.基于摩尔热容的测量,还可获得右旋布洛芬的纯度为99.44％.并对右旋布洛芬和消旋布洛芬的热容进行了对比研究.     

2-噻吩乙酸的低温热容和热力学性质

用精密自动绝热量热计测定了2-噻吩乙酸在78～343 K温区内的摩尔热容. 实验结果表明, 在78～314和337～343 K温区内, 该化合物无相变及其他热异常现象发生, 将实验数据拟合得到了该化合物热容随温度变化的多项式方程; 在314～337 K温区内, 该物质发生固-液熔化相变, 其熔化温度、熔化焓、熔化熵及样品纯度分别确定为: 335.745 K, 16.260 kJ•mol^－1, 48.415 J•K^－1•mol^－1和98.555%. 根据热力学函数关系式, 由热容数据计算出了2-噻吩乙酸在80～340 K温区内相对于标准参考温度298.15 K的热力学函数值.     

水合邻苯二甲酸钠的合成、结构表征及热化学性质

选择邻苯二甲酸和氢氧化钠作为反应物,利用液相合成方法合成了水合邻苯二甲酸钠.利用X射线粉末衍射、化学与元素分析等方法表征了它的组成和结构.利用精密自动绝热热量计测定了该化合物在78～366K温区的摩尔热容.将该温区的摩尔热容实验值用最小二乘法拟合得到摩尔热容(Cp,m)对温度(T)的多项式方程,用此方程进行数值积分得到此温度区间内每隔5K的舒平热容值和相对于298.15K时的热力学函数值.另外,依据Hess定律,通过设计合理的热化学循环,利用等温环境溶解-反应热量计分别测量了固相量热反应的反应物和产物在所选溶剂中的溶解焓,从而确定反应的反应焓为:ΔrHm=29.073±1.05kJ·mol-1.最后,利用反应的反应焓和其它反应物和产物已知的热力学数据计算出水合邻苯二甲酸钠的标准摩尔生成焓为:-1493.637±1.11kJ·mol-1.     

2-甲基-2-丁醇的低温热容和热力学性质

本文用精密自动绝热量热仪测定了2-甲基-2-丁醇在80～305 K温区的热容,从热容曲线(Cp-T) 发现三个固－固相变和一个固－液相变, 其相变温度分别为T = 146.355, 149.929, 214.395, 262.706 K。从实验热容数据用最小二乘法得到以下四个温区的热容拟合方程。在80～140K温区, Cp,m = 39.208 + 8.0724X - 1.9583X2 + 10.06X3 + 1.799X4 - 7.2778X5 + 1.4919X6, 折合温度X = (T –110) / 30; 在 155 ～ 210 K温区, Cp,m = 70.701 + 10.631X + 12.767X2 + 0.3583X3 - 22.272X4 - 0.417X5 + 12.055X6, X = (T –182.5) /27.5; 在220 ～ 250 K温区, Cp,m = 99.176 + 7.7199X - 26.138X2 + 28.949X3 + 0.7599X4 - 25.823X5 + 21.131X6, X = (T – 235)/15; 在 270～305 K温区, Cp,m =121.73 + 16.53 X- 1.0732X2 - 34.937X3 - 19.865X4 + 24.324X5 + 18.544X6, X = (T –287.5)/17.5。从实验热容计算出相变焓分别为0.9392, 1.541, 0.6646, 2.239 kJ×mol-1; 相变熵分别为6.417, 10.28, 3.100, 8.527 J×K-1×mol-1。根据热力学函数关系式计算出80～305 K温区每隔5 K的热力学函数值 [HT –H298.15]和 [ST –S298.15]。     

纳米氧化锌的低温热容和热力学性质

用扫描电子显微镜(SEM)测定了纳米氧化锌试样的粒径, SEM结果表明ZnO试样平均粒径为30 nm. 在83～350 K温区, 用精密低温绝热量热计测定了ZnO的等压摩尔热容, 拟合出其等压摩尔热容与热力学温度的函数关系式: C_p＝－3.249＋0.2400T－3.413×10^－4T ²＋4.485×10^－7T ³. 根据热容与热力学函数关系, 计算了以298.15 K为基准的纳米ZnO的热力学函数, 并与粗晶ZnO和18 nm ZnO热容文献报导值进行了比较, 从能量角度分析了不同粒径ZnO热容曲线差别产生的原因.     

纳米铁的低温热容和热力学性质研究

用扫描电子显微镜(SEM)测定了纳米铁试样的粒径, SEM结果表明Fe试样平均粒径d为25 nm. 在84～350 K温区, 用精密低温绝热量热计测定了该纳米铁试样的等压摩尔热容, 拟合出其等压摩尔热容与热力学温度的函数关系式: Cp=36.831+14.772x−5.4968x2−0.7099x3−1.3188x4, 其中x=(T−234)/156. 根据热容与热力学函数关系, 计算了以298.15 K为基准的纳米Fe(d=25 nm)热力学函数, 并与文献报导的粗晶Fe及粒径87 nm Fe的热容进行了比较, 从能量角度分析了不同粒径Fe热容曲线差别产生的原因.     

水-乙醇二元体系共沸混合物的热力学研究

用全自动低温绝热量热计测定了水、乙醇以及水和乙醇组成的共沸混合物在不同温区的摩尔热容Cp,m. 建立了共沸混合物Cp,m与温度T的函数关系.结果表明,水和乙醇组成的共沸混合物在98.496 K发生玻璃态转化,在158.939 K 和270.95 K发生固-液相变.获得了其相应的相变焓和相变熵.计算了以298.15 K为基准的该共沸混合物的热力学函数和超额热力学函数.     

稀土脯氨酸配合物[RE2(L-Pro)6(H2O)4](ClO4)6的标准生成焓测定

合成了两种稀土高氯酸盐与L 脯氨酸配合物的晶体.经热重、差热、化学分析及对比有关文献,知其组成是[Pr2(L Pro)6(H2O)4](ClO4)6和[Er2(L Pro)6(H2O)4](ClO4)6,质量分数为99.24％和98.20％.选用RE(NO3)3•6H2O(RE=Pr,Er)、L Pro、NaClO4•H2O和NaNO3作辅助物,使用具有恒温环境的反应热量计,以2 mol•L－1 HCl作溶剂,分别测定了[2RE(NO3)3•6H2O＋6L Pro＋6NaClO4•H2O]和{[RE2(L PrO)6(H2O)4](ClO4)6＋6NaNO3}在298.15 K时的溶解热.设计一热化学循环求得化学反应的反应焓ΔrHm分别是：63.904 kJ•mol－1和91.017 kJ•mol－1,经计算得配合物[RE2(L Pro)6(H2O)4](ClO4)6(s)在298.15 K时的标准生成焓ΔfHm(298.15 K)分别是－6 594.78 kJ•mol－1和－6 532.87 kJ•mol－1.     

1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯的比热容、热力学性质及绝热至爆时间研究

应用Micro-DSCⅢ微热量仪的两种连续比热容测定模式对1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)比热容进行了测定. 得到298.15 K时FOX-7的标准摩尔比热容分别为176.56和176.02 J•mol^－1•K^－1, 相对偏差为0.31%. 运用Gaussian 03W程序的DFT-RB3LYP/6-311＋＋G**方法对FOX-7在283～353 K温度范围内进行了比热容理论计算, 结果为147.11～170.54 J•mol^－1•K^－1, 与Micro-DSCⅢ微热量仪测定值偏差在13.27%～15.46%之间. 用测得的比热容方程计算了298.15 K为基础的FOX-7的热力学函数并得到了绝热至爆时间.     

CH2SH与NO2双自由基反应机理的理论研究

在B3LYP/6-311＋＋G(2df,p)水平上优化了标题反应驻点物种的几何构型, 并在相同水平上通过频率计算和内禀反应坐标(IRC)分析对过渡态结构及连接性进行了验证. 采用双水平计算方法HL//B3LYP/6-311＋＋G(2df,p)对所有驻点及部分选择点进行了单点能校正, 构建了CH2SH＋NO2反应体系的单重态反应势能剖面. 研究结果表明, CH2SH与NO2反应体系存在4条主要反应通道, 两个自由基中的C与N首先进行单重态耦合, 形成稳定的中间体HSCH2NO2 (a). 中间体a经过C—N键断裂和H(1)—O(2)形成过程生成主要产物P1 (CH2S＋trans-HONO), 此过程需克服124.1 kJ•mol－1的能垒. 中间体a也可以经过C—N键断裂及C—O键形成转化为中间体HSCH2ONO (b), 此过程的能垒高达238.34 kJ•mol－1. b再经过一系列的重排异构转化得到产物P2 (CH2S＋cis-HONO), P3 (CH2S＋HNO2)和P4 (SCH2OH＋NO). 所有通道均为放热反应, 反应能分别为－150.37, －148.53, －114.42和－131.56 kJ•mol－1. 标题反应主通道R→a→TSa/P1→P1的表观活化能为－91.82 kJ•mol－1, 此通道在200～3000 K温度区间内表观反应速率常数三参数表达式为kCVT/SCT＝8.3×10－40T4.4 exp(12789.3/T) cm3•molecule－1•s－1.     

三元配合物Tb(Et2dtc)3(phen)的热化学性质

以铜试剂(NaEt2dtc•3H2O)和邻菲咯啉(o-phen•H2O) 与水合氯化铽(TbCl3•3.75H2O)在无水乙醇中制得了三元固态配合物.化学分析和元素分析确定其组成为Tb(Et2dtc)3(phen).IR光谱研究表明配合物中Tb3＋与NaEt2dtc中的硫原子双齿配位,同时与phen的氮原子双齿配位.用Calvet微热量计测定了298.15 K下液相生成反应的焓变ΔrHmθ(l),为(－21.819±0.055) kJ•mol－1,通过热化学循环计算了固相生成反应焓变ΔrHmθ(s),为(128.476±0.675) kJ•mol－1.改变反应温度,研究了液相生成反应的热动力学.用精密转动弹热量计测得配合物的恒容燃烧能ΔcU为(－17646.95±8.64) kJ•mol－1,经计算其标准燃烧焓ΔcHHmθ和标准生成焓ΔfHmθ分别为(－17666.16±8.64) kJ•mol－1和(－1084.04±9.49) kJ•mol－1.     

纳米CdS与明胶蛋白质的相互作用

利用荧光光谱和紫外-可见吸收光谱研究了pH＝12.0及不同温度下, CdS纳米晶与明胶结合反应的光谱行为, 实验发现在明胶溶液中CdS的生成对明胶的内源荧光有较强的猝灭作用. 用Lineweave-Burk方程处理实验数据, 发现CdS与明胶发生反应生成了配合物, 结合红外和紫外-可见吸收光谱结果, 属于静态荧光猝灭; 计算了不同温度下反应的结合常数K (285 K: 1.07×104 L•mol－1; 292 K: 9.69×103 L•mol－1; 299 K: 8.06×103 L•mol－1)及对应温度下结合反应的热力学参数(ΔrHm＝－14.18 kJ•mol－1; ΔrGm＝－21.98/－22.28/－22.36 kJ•mol－1; ΔrSm＝27.36/27.74/27.36 J•K－1•mol－1), 证明二者主要靠静电作用力结合. 根据Förster的偶极-偶极非辐射能量转移原理计算出结合位置距离色氨酸残基4.09 nm, 发生分子内的非辐射能量转移. 为探讨纳米颗粒与此类生物大分子之间相互作用的化学机制提供了重要的信息.     

无水钾镁矾类复盐(A＋)2Cd2(SO4)3的热化学

The standard molar formation enthalpies of (A＋)2Cd2(SO4)3[A＋ is NH＋ 4 or K＋] are determined from the enthalpies of dissolution (ΔsHm) of [(A＋)2SO 4(s)＋2CdSO4(s)] and (A＋)2Cd2(SO4)3(s) in twice distilled water or 3 mol•L－1 HNO3 solvent respectively,at 298.2 K,as: ΔfHm [(NH4)2Cd2(SO4)3,s,298.2K]=－3031.74±0.08 kJ•mol－1 ΔfHm [K2Cd2(SO4)3,s,298.2K]=－3305.52±0.17 kJ•mol－1     

百草枯与牛血清白蛋白结合作用的荧光光谱

在模拟动物体生理条件下, 用荧光光谱和紫外-可见吸收光谱法研究了在不同温度下, 百草枯(PQ)与牛血清白蛋白(BSA)结合反应的光谱行为. 试验发现, PQ对BSA有较强的荧光猝灭作用. 用Stern-Volmer和Lineweaver-Burk方程分别处理试验数据, 发现BSA与PQ发生反应生成了新的复合物, 属于静态荧光猝灭, 发生分子内的非辐射能量转移. 根据F?rster的偶极-偶极非辐射能量转移理论计算出结合位置距离212位色氨酸残基2.07 nm. 由Lineweaver-Burk方程求出了不同温度下反应时复合物的形成常数K_LB (297 K: 2.035×10⁴ L•mol^－1; 304 K: 3.256×10⁴ L•mo^－1; 311 K: 2.889×10⁴ L•mol^－1)及对应温度下结合反应的热力学参数(⊿H^Ø＝18.50 kJ•mol^－1;⊿S^Ø＝144.7 J•K^－1/145.2 J•K^－1/141.0 J•K^－1; ⊿G^Ø＝－24.50 kJ•mol^－1/－25.66 kJ•mol^－1/－25.36 kJ•mol^－1), 证明二者主要靠疏水作用力结合. 同时用三维荧光光谱及同步荧光光谱法探讨了PQ对BSA构象的影响, 为预防和医治PQ中毒提供了重要依据.     

Criegee自由基CH2O2与H2O反应机理及动力学的理论研究

在6-311＋G(2d,2p)水平下, 采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 研究了Criegee 自由基CH₂O₂与H₂O的反应. 结果表明反应存在三个通道: CH₂O₂＋H₂O®HOCH₂OOH (R1); CH₂O₂＋H₂O®HCO＋OH＋H₂O (R2); CH₂O₂＋H₂O®HCHO＋H₂O₂ (R3), 各通道的势垒高度分别为43.35, 85.30和125.85 kJ/mol. 298 K下主反应通道(R1)的经典过渡态理论(TST)与变分过渡态理论(CVT)的速率常数k^TST与k^CVT均为2.47×10^－17 cm³•molecule^－1•s^－1, 而经小曲率隧道效应模型(SCT)校正后的速率常数k^CVT/SCT为 5.22×10^－17 cm³•molecule^－1•s^－1. 另外, 还给出了200～2000 K 温度范围内拟合得到的速率常数随温度变化的三参数Arrhenius方程.     

LSmn系列表面化学性质与胶束化作用

通过表面张力的测定, 研究了十二烷基聚氧乙烯聚氧丙烯醚(LSmn)系列表面活性剂LS36、LS45、LS54在溶液表面吸附和形成胶束的热力学函数随温度的变化. 给出了它们在水溶液中的二组分相图.结果表明, LS36、LS45、LS54的表面活性都较高. 在25～50 ℃范围内, 临界胶束浓度(cmc)和平衡表面张力分别在4.44×10－6～17.3×10－6 mol•L－1和30.1～33.5 mN•m－1之间, 表面吸附和形成胶束的自由能分别在－40.0～－49.5 kJ•mol－1和－27.2～－33.1 kJ•mol－1之间.不论是在溶液表面吸附还是形成胶束均为熵驱动过程.其中LS36由于含具有亲水能力较强的聚氧乙烯基团(EO)成分较低, 因此不论其浊点还是其表面吸附和形成胶束的热力学函数均与LS45、LS54具有较大差异.