投影实验之十三——离子迁移

在电场作用下,电解质溶液中的阳离子向负极移动,阴离子向正极移动。本实验用硫酸铜和重铬酸钾（或硫酸铜与高锰酸钾）的混合溶液能同时看到阴阳两种离子发生迁移,现象明显,比一般只用硫酸铜或高锰酸钾一种溶液作离子迁移实验的效果好。     

2—羟基—4—邻苯二甲酰亚胺基丁酸的氢迁移反应

在甲烷为反应气的化学电离质谱条件下，质子化的２－羟基－４－邻苯二甲酰亚胺基丁酸的单分子质谱碎裂产生了ｍ／ｚ１４８的碎片离子，表明其碎裂过程发生了氢迁移反应，ＡＭ在分子轨道的理论计算结果为可能的质子化位置提供了理论依据；建立在氘代同位素标记和碰撞诱导解离实验的基础上，我们提出此离子的形成可能同时存在单氢迁移和双氢迁移，一些质谱图中的物征碎片中离子为可能的ＭｃＬａｆｆｅｒｔｙ重排和离子／中性（碎片）复     

离子迁移谱技术及其在化学战剂侦检中的应用

简要介绍离子迁移谱的基本原理、离子迁移率理论,以及离子迁移谱仪的最新研究进展;阐述了离子迁移谱技术在化学战剂侦检中的应用,如在神经性毒剂、糜烂性毒剂方面的应用。     

物理化学教学中希托夫法计算离子迁移数的新策略*

希托夫法计算离子迁移数是大学物理化学教学中的重点和难点知识,也是实际教学过程中学生提问较多的内容之一。一些经典物理化学教材中只给出一两个相关例题,却并未介绍希托夫法计算离子迁移数的步骤和思路,导致学生难以深刻理解和掌握希托夫法计算离子迁移数的教学内容。提出采用希托夫法计算离子迁移数的新策略,并用实例进行详细阐述。通过提出的新策略,用希托夫法计算离子迁移数将更加方便、快捷且不易出错,有利于学生对离子迁移数知识的掌握及增加学习物理化学知识的兴趣。     

希托夫法求离子迁移数计算通式

在研究电解质溶液理论时,通过计算离子迁移数,可以求出电解质溶液中离子电导、离子淌度、电位梯度等一系列重要物理量。离子迁移数常用的实验室测定方法有:希托夫(Hittof)法、界面移动法和电动势法。其中希托夫法在目前物理化学教材中没有简便统一的计算公式可循。笔者结合教学实践,根据离子迁移数定义与不同情况下离子在阴、阳极区电解前后浓度变     

迁移管的电场强度对真空紫外电离-离子迁移谱仪性能的影响

离子迁移管是离子迁移谱仪的核心部分,它用来产生均匀的电场,以使不同迁移率的离子进行分离。本研究以丙酮为例,详细研究了本课题组所研制的真空紫外电离源-离子迁移谱仪中迁移管的电场参数对离子的灵敏度和分辨率的影响,发现电压的增大灵敏度增大,但是分辨率存在一个最佳的电压,这些结果可用于迁移谱的优化设计。     

一种基于离子迁移谱的气相色谱检测器及其应用

离子迁移谱作为气相色谱的检测器,兼有色谱的高分离能力和离子迁移谱的高灵敏度,有利于实现复杂混合物的实时在线监测。基于在色谱、离子迁移谱方面的研究基础,本实验室搭建了一套以离子迁移谱为检测器的气相色谱仪,分别对检测器的温度、总电压、尾吹气流速等参数进行了系统优化,并用于碘甲烷、1,2-二氯乙烷、四氯化碳和二溴甲烷4种卤代烃化合物的检测。实验结果表明,参数优化后的离子迁移谱检测器对碘甲烷、1,2-二氯乙烷、四氯化碳和二溴甲烷的检出限可分别达到2、0.02、1和0.1 ng,线性范围有两个数量级。离子迁移谱与气相色谱联用,其二维的分离能力可以为复杂混合物的准确定性提供更多的信息,还可以实现不同化合物的选择性检测。     

稀土发光的视角探讨固体中热致离子迁移行为

固体中离子的热致迁移/扩散行为不仅影响材料制备、加工和性能,而且还是决定器件寿命的关键因素之一,特别是在高功率激光放大和高功率激光显示等领域。固体中离子在器件或激光热效应下的迁移是短程的、无规则运动,并与点缺陷密切相关。现有的分析手段并不能简单快捷、原位地表征光功能材料中热致离子迁移行为。综述了在稀土掺杂的光功能材料中利用稀土离子自身的发光来探索离子的迁移行为和材料微结构的变化。第一部分先概述了Er~(3+)离子变温上转换发光与热激活的离子迁移间的关联及其证据,包括离子迁移的起始温度、离子跳跃距离及发光响应距离的估算;第二部分概述Er~(3+)上转换发光响应热致离子迁移行为的阐释;第三部分探讨了热激活离子迁移导致的材料性质变化如热导等与相应的Er~(3+)发光的变化,以及探测光源热效应对材料的影响;第四部分展示了其相关的潜在应用;最后对本领域作简单总结并展望未来在某些固体化学基础问题研究中的应用。     

电动势法测定硫酸铜的离子迁移数

离子迁移数作为物理化学的重要参数,其测定是大学物理化学实验中的基础内容.以基础物理化学实验中离子迁移数的测定为基础,结合电动势的测定等实验,设计建立了一套电动势法测量溶液中铜离子与硫酸根离子迁移数的实验装置,得到的离子迁移数与文献值基本一致.尝试基于大学生在物理化学实验中已掌握的实验技能,综合电化学学科领域的知识,设计探索电动势测量离子迁移数的新方法,有助于提升学生对知识的综合运用能力.     

NEWS

离子迁移谱(IMS)基于不同结构和质量的离子在均匀电场中的飞行速度差异实现不同化合物的分离分析,常被用于同分异构体的分离检测。除了独立使用之外,也常与质谱联用,例如在生物样品分析时,离子迁移谱可以显著降低背景噪声、提高检测灵敏度;离子迁移谱还被用作色谱检测器,实现复杂样品(特别是同分异构体)的多维分离。然而,     

Cyanex272—Span80—甲苯乳状液膜迁移分离锌,镉及其它元素…

用Ｃｙａｎｅｘ２７２－Ｓｐａｎ８０－甲苯乳状液膜研究了Ｚｎ＾２＋的迁移行为，在适宜条件下，５ｍｉｎ内锌的迁移率达９５％以上，而在此条件下，与锌性质相近的镉、铜、钴、镍、汞等金属离子不迁移或迁移率很低。因此，用此乳状液膜体系可将锌与镉及其它常见离子分离。     

应用模式耦合理论求离子极限摩尔电导率

在模式耦合理论推导的低浓度时离子摩尔电导率与离子浓度的关系式中,引入离子迁移数,提出了求离子极限摩尔电导率的新方法。应用该方法计算了7种锂盐在2种单一有机溶剂和2种混合有机溶剂中正、负离子的极限摩尔电导率。计算结果与文献中采用经验公式计算迁移数得出的结果和文献中根据电化学电池法测定迁移数得出的结果相符。     

Hittorf法测定离子迁移数实验的改进

以不同浓度的CuSO4溶液为电解质,Pt电极和Cu电极分别为电解电极,通过观察通电前后电解质溶液阳极区和阴极区颜色的变化,定性分析离子的电迁移现象.通过电极上产生/溶解Cu的变化量以及CuSO4溶液浓度的变化,计算了不同浓度CuSO4溶液中离子的迁移数,并对浓度等因素对迁移数的影响规律进行了探讨.本文对传统离子迁移数的实验进行了改进,旨在加深学生对离子电迁移现象的认识及对迁移数概念的理解.     

电喷雾离子迁移谱检测氨基酸及多肽的研究

建立了氨基酸及多肽的电喷雾离子迁移谱检测方法.采用自制的电喷雾离子迁移谱装置,在室温条件下以甲醇为溶剂,空气为漂移气体,流速为1000 mL/min,电喷液流速为2 mL/min,测试了甘氨酸、胱氨酸、组氨酸、精氨酸4种氨基酸及缓激肽片段(1~7)和P物质2种多肽的离子迁移谱,计算出上述化合物的约化迁移率.离子迁移谱图反映出化合物的结构信息,具有指纹谱特征.此装置在1 min的检测时间内对P物质的检测灵敏度达到855 ng/mL.结果表明,电喷雾离子迁移谱可用于氨基酸及多肽类化合物的现场快速鉴定.     

超微电极研究—电迁移对准稳态线性扫描伏安法的影响

提出了受电迁移影响且适用于超微盘电极的准稳态线性扫描伏安电流方程，考察了各种价态的离子在不同浓度的支持电解质中电迁移对伏安曲线的影响，并将实验结果与理论进行了比较讨论。     

BaxCe0．8Sm0．2O3—α固体电解质的离子导电性

用高温固相反应法合成了非化学计量组成的Ba1.03Ce0.8Sm0.2O3-x,Ba0.98Ce0.8Sm0.2O3-α固体电解质样品，作为比较，亦用高温固相反应法合成了化学计量组成的BaCe0.8Sm0.2O3-α固体电解质样品。用X射线衍射法对它们进行了晶体结构测定，分别用氢及氧浓差电池方法研究了它们在600-1000℃下的质子和氧离子导电特性。实验结果表明，这些样品均为钙钛矿型斜方晶单相结构，随着样品中的Ba^2 离子含量的增多，样品的质子迁移数增大。这些样品在氧气氛中均为氧离子与电子空穴的混合导体，样品的Ba^2 离子含量对样品的氧离子迁移数无明显影响。     

Ce(III)在辣根体中的迁移

应用放射性同位素示踪法, 即结合放射自显影和液体闪烁器检测及电镜放射自显影技术, 首次定性、定量地研究Ce(III)离子在辣根植物中的迁移. 结果表明: (1) Ce(III)离子能被辣根植物吸收并随时间发生迁移; (2)电镜放射自显影结果显示, Ce(III)离子迁移是通过质外体至共质体进入细胞的. Ce(III)离子在辣根植物体中的行为, 为稀土离子植物环境效应机理及辣根植物安全防护提供借鉴.     

高效液相色谱与纳流电喷雾阵列Chirp Z变换离子迁移谱联用方法研究

利用柱后分流频率调制Chirp Z变换离子迁移谱(IMS),建立了高效液相色谱与纳流电喷雾阵列Chirp Z变换离子迁移谱(HPLC-NanoESI-Chirp Z IMS)联用分析方法,考察了喷雾电压、溶剂组成、溶液流速等参数对NanoESI-Chirp Z IMS信噪比的影响.在此基础上,利用建立的方法对一系列四烷基溴化铵类化合物进行测定,并比较了Chirp Z变换法和FT变换法两种方法的信噪比和分辨率.实验结果表明,最佳实验条件为: 喷雾电压4.5 kV;溶剂组成90%甲醇;ESI溶液流速为8 μL/min. 利用HPLC-NanoESI-Chirp Z IMS联用方法成功测定了四丁基溴化铵、四戊基溴化铵、四己基溴化铵、四庚基溴化铵、四辛基溴化铵烷、四癸基溴化铵组成的混合样品.与传统信号平均离子迁移谱相比,Chirp Z变换离子迁移谱的信噪比更高,其迁移时间的测定精度优于傅里叶变换离子迁移谱.     

Ce(Ⅲ)在辣根体中的迁移

应用放射性同位素示踪法,即结合放射自显影和液体闪烁器检测及电镜放射自显影技术,首次定性、定量地研究Ce(Ⅲ)离子在辣根植物中的迁移.结果表明:(1)Ce(Ⅲ)离子能被辣根植物吸收并随时间发生迁移;(2)电镜放射自显影结果显示,Ce(Ⅲ)离子迁移是通过质外体至共质体进入细胞的.Ce(Ⅲ)离子在辣根植物体中的行为,为稀土离子植物环境效应机理及辣根植物安全防护提供借鉴.     

离子迁移谱研究进展

本文简要介绍了离子迁移谱的基本原理,对近年来离子迁移谱技术的最新进展进行了较为详细的评述,并对未来的发展趋势作了展望.