HEH[EHP]萃取Fe(Ⅲ)的动力学研究

用两相充分混合法,在298±1K下研究了HEH[EHP]-正庚烷-1.0mpL·L^-1(Na,H)NO₃体系中萃取Fe(Ⅲ)的动力学过程。认为界面慢反应为速率控制步骤。     

三丁基氧化膦-离子液体体系萃取UO2(NO3)2的机理和选择性

研究了三辛基氧化膦(TOPO)和三丁基氧化膦(TBPO)在离子液体(ILs) 1-烷基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐(C_nmimNTf₂, n=2, 4, 6, 8)中萃取分离UO₂(NO₃)₂. TOPO-C₂mimNTf₂和TOPO-C₄mimNTf₂体系萃取UO₂(NO₃)₂时会出现三相, 而TBPO萃取UO₂(NO₃)₂的萃合物可以很好地溶解在所有离子液体中. 论文也考察了萃取过程中的萃取剂浓度效应、酸效应、盐效应. 水相加入HNO₃会降低萃取效率. 盐效应证明了萃取是一种阳离子交换机理. 水相中加入NO₃^-能够提高U的萃取, 这说明NO₃^-参与萃取. 选择性研究表明: 除了在高酸度下对Zr 的显著萃取, TBPO-C₄mimNTf₂萃取体系在低酸度下对U呈现较好的选择性; 去除U后, 在低酸度下该体系对三价Nd 仍保持较好的选择性. 通过定量比较离子液体中NO₃^-进入量, 电喷雾质谱(ESI-MS)和紫外光谱表征确定了TBPO-C_nmimNTf₂中萃取机理的差异性. 萃取中存在两种萃合物, 即UO₂(TBPO)₃(NO₃)⁺和UO₂(TBPO)₃²⁺, 其中UO₂(TBPO)₃(NO₃)⁺的比例从C₂mimNTf₂体系到C₈mimNTf₂体系逐渐增加.     

具有丰富晶界的铜催化剂在气-液平衡扩散电极上高效电还原CO2制C2H4(英文)

电催化二氧化碳还原反应(CO₂RR)可以将二氧化碳转化为具有高经济价值的碳氢化合物,被认为是实现碳中和并缓解能源危机的一种有潜力的技术.铜(Cu)作为一种最有应用前景的非贵金属催化剂之一,表现出较高的催化CO₂RR转化为多碳产物(C₂₊)的活性.然而,电催化CO₂还原成C₂₊产物涉及一个动力学过程缓慢的C-C偶联反应,这导致C₂₊产物的选择性较低,电流密度低,阻碍了其在工业电解槽中的实际应用.同时,CO₂RR产物的选择性不仅取决于热力学速率决定步骤,还取决于传质控制动力学.CO₂RR发生在固-气-液三相反应界面,气-液的平衡扩散可以有效抑制析氢竞争反应,进而提高CO₂RR的反应效率.本文设计合成了一种富晶界的Cu纳米带催化剂,并构建了气-液平衡扩散的电极结构,用于高效电催化二氧化碳还原制备乙烯(C₂H₄).以一种碱式碳酸铜(Cu₂     

EHEHPA萃取Co(Ⅱ)的动力学和机理的研究

本工作研究了2-乙基己基膦酸单2-乙基己基酯(即EHEHPA)从醋酸醋酸钠缓冲介质中萃取Co(Ⅱ)的动力学和机理。萃取反应在改进的恒界面池中进行,并建立了连续、自动测量萃取动力学数据的研究系统。在动力学坪区测定了一系列初始萃取速率和反萃速率,比界面积和表面活性剂等对萃取速率的影响表明化学反应发生在液液界面,低于30℃时的表观活化能为82kJ·mol^-1,高于30℃时为31kJ·mol^-1,宽的组分浓度变化也会引起传质控制过程的转变。由此可以认为:EHEHPA萃Co(II)的动力学过程在萃取速率较低时为化学反应控制,随着反应速率的加快转变为组分在界面膜的扩散控制。     

HDEHP萃取钙的动力学研究

近几年来萃取化学基础理论方面的研究不断深入,在广泛的热力学研究的基础上,萃取动力学的研究也日益增多。前文对HDEHP(二-(2·乙基已基)磷酸,用HA表示)萃钙的平衡与机理进行了研究,本文拟对Ca²⁺,NO₃⁼/HDEHP-萃体系萃取过程动力学加以探讨。     

含氟硫酸介质中伯胺N1923对Ce(Ⅳ)的萃取

铈(Ce)在轻稀土矿物中常与诸如F等多种其它元素伴生,针对矿物处理过程中得到的同时含有Ce(Ⅳ)和F^-等多组分复杂体系硫酸浸出液,从铈氟综合回收并丰富理论依据的角度出发,对伯胺N1923在含氟硫酸介质中Ce(Ⅳ)的萃取及反萃过程进行了研究。考察了酸度、萃取剂浓度、盐析剂浓度及温度对萃取过程的影响,采用斜率法初步讨论了反应机理。研究表明,预先质子化处理后的伯胺N1923在硫酸介质中可同时萃取Ce(Ⅳ)和F^-,H₂SO₄浓度对Ce(Ⅳ)和F^-的萃取过程无显著影响。Ce(Ⅳ)的萃取率随水相中F^-浓度的增加而增大,萃取过程符合加合机理,其萃合物可表示为CeF(SO₄)_1.5(RNH₃·HSO₄)_1.5。通过考察不同温度下N1923对Ce(Ⅳ)的萃取分配比并计算相应的反应平衡常数及热力学参数,表明萃取过程为自发进行的、熵焓双驱动的放热反应。在含氟体系中,体积...     

CO2矿化反应基础研究 II．有机胺介质中碳酸化反应热力学研究

对有机胺介质中CaCl₂与二氧化碳的碳酸化反应进行了研究,在二氧化碳压力为2MPa~5MPa、CaCl₂浓度为1.31mol/L~2.44mol/L下考察了压力和浓度对该多相反应体系碳酸钙收率和有机胺萃取效率的影响。结果表明,碳酸化反应过程中碳酸钙收率和有机胺萃取效率随二氧化碳压力和CaCl₂初始浓度的增大而增加。结合Pitzer电解质溶液模型、二氧化碳溶解模型对该多相反应进行热力学平衡分析。有机胺的萃取平衡决定了HCl在有机相和水相的分配平衡,水相中H⁺浓度限制H₂CO₃解离,制约碳酸钙沉淀反应。CaCl₂浓度大小影响了HCO₃^-和CO₃²-的活度系数,对沉淀/溶解平衡也有一定影响。热力学平衡转化率与实验结果接近,表明该反应受化学反应平衡控制。     

神木半焦粉末萃取物的组成特征

依次用石油醚、CS₂、CH₂Cl₂、丙酮和甲醇在索氏萃取器中萃取了神木半焦粉末,得到了五级萃取物(E_1-5)和最终的萃余物,总萃取率为1.76%。分别用气相色谱/质谱联用仪(GC/MS)、大气压固体探针/飞行时间质谱仪(ASAP/TOF-MS)和电喷雾电离/飞行时间质谱仪(ESI/TOF-MS)分析了各级萃取物。用GC/MS分析的结果表明,在E₁中C_15-24的直链烷烃和E₂中3与4环的芳烃比较丰富,在E_3-5中含杂原子有机化合物较丰富,特别是E₄和E₅中含氧有机化合物的含量最高。与用GC/MS分析的结果相比,用ASAP/TOF-MS和ESI/TOF-MS从E_3-5中检测出更多的含杂原子有机化合物。     

绝缘氧化物包覆对钙钛矿太阳电池性能及界面电荷复合动力学的影响

采用浸渍法对钙钛矿太阳电池的介孔层TiO₂纳米颗粒进行了SiO₂、ZrO₂、Al₂O₃几种绝缘氧化物包覆,研究了其对电池光伏性能以及界面电荷复合动力学的影响。结果表明, SiO₂包覆之后,电池的填充因子(FF)从67.6%提高到72.3%,光电转换效率提升到13.7%, ZrO₂和Al₂O₃包覆导致电池开路电压提升约50mV,但是短路电流(J_sc)和填充因子略有下降。采用纳秒时间尺度的瞬态吸收光谱技术,从时间分辨的角度分析了钙钛矿电池界面的电子和空穴的复合寿命,对电池性能的变化给出了合理的解释。     

在ADC(2)水平上通过从头算非绝热动力学方法模拟硝酸甲酯的光解（英文）

在ADC(2)水平上通过轨线面跳跃方法模拟了硝酸甲酯的非绝热动力学.结果证实该体系存在快速的非绝热动力学过程,导致了体系回到电子基态.当动力学从S₁和S₂电子态开始时,光解产物是CH₃O+NO₂,这个发现与实验研究的结果以及更高精度的XMS-CASPT2水平上模拟出的结果一致.在ADC(2)水平上,当动力学从S₃态开始时,光解产物依然是CH₃O+NO₂.该研究表明:ADC(2)方法可用于研究硝酸甲酯在长波下的光解机理,然而无法用于理解其在短波段下的光解动力学.本文为在ADC(2)水平上处理类似化合物的光诱导过程提供了有价值的信息.     

NdCl3-AlCl3-H2C2O4体系稀土沉淀热力学研究

稀土矿在浸出过程中杂质离子将随稀土离子一同浸出进入稀土料液中,针对稀土料液中Al³⁺离子杂质对后续萃取过程乃至最终稀土纯度造成不利影响的问题,根据同时平衡原理,对Nd Cl₃-Al Cl₃-H₂C₂O₄体系进行热力学平衡计算,绘制出该体系中各离子lgc-p H图,对其中的计算过程思路与依据进行解释说明,分析了边界条件变化以及各沉淀稳定区形成原因。通过改变草酸浓度,对体系中总钕与总铝含量以及沉淀稳定区域随p H变化的情况进行讨论与分析。研究结果表明,理论上1

11.74条件下均能保证钕沉淀而铝不沉淀析出,结合实际生产情况,着重考察高酸度条件下Nd₂(C₂O₄)₃的沉淀稳定区。草酸浓度超过与钕离子完全结合生成草酸钕沉淀所需浓度时,Nd₂(C₂O₄)₃     

SiO2/MnFe2O4磁性固相萃取-HPLC测定水中喹诺酮类抗生素

通过溶胶-凝胶法制备了SiO₂/MnFe₂O₄复合材料,使用X-射线衍射仪、全自动物理吸附仪、振动样品磁强计、场发射扫描电镜和X射线光电子能谱仪对其进行了表征。将其作为磁性固相萃取材料,建立了SiO₂/MnFe₂O₄磁性固相萃取-高效液相色谱法(MSPE-HPLC)测定水中氟罗沙星(FLE)、氧氟沙星(OFX)、诺氟沙星(NOR)、环丙沙星(CIP)和恩诺沙星(ENR)的新方法。磁性固相萃取的最佳条件为：SiO₂/MnFe₂O₄用量50 mg,萃取20 min后,用4 mL氨水/甲醇(12/88, V/V)混合液洗脱4 min。最佳条件下,SiO₂/MnFe₂O₄对FLE, OFX, NOR, CIP, ENR的富集倍数分别为57.3, 62.5, 53.2, 49.8和51.5倍。MSPE-HPLC测定5种抗生素的线性范围为...     

双功能型吡啶基离子液体的性质及在染料敏化太阳电池中的应用

采用高压釜无溶剂法合成了一种吡啶碘离子液体1-乙基-4-叔丁基吡啶碘(TBEPI), 并将其应用到染料敏化太阳电池(DSC)中. 利用电化学阻抗谱(EIS)、循环伏安(CV)和傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)研究了TBEPI作为碘源的电解质的电化学性质、在TiO₂膜上的吸附特性及抑制TiO₂/染料/电解质界面电子复合的动力学过程. 结果表明, TBEPI作为碘源可提供充足的碘离子, 其电解质的电导率、电化学窗口及氧化还原电对的扩散能力都满足电池工作的需要. TBEPI可有效吸附在TiO₂ 表面形成阻挡层, 抑制TiO₂/染料/电解质界面的电子复合过程, 与传统的以1,2-二甲基-3-丙基咪唑碘(DMPII)作为碘源的DSC相比, 光电转换效率(η)由7.1%提高到7.5%.     

有机磷酸混合萃取体系的界面化学及动力学控制机制研究

研究了D2EHPA(二(2-乙基己基)磷酸)-M₁PA、M₂PA(长碳链单烷基磷酸酯)-Al³⁺和D2EHPA-MEHPA(单(2-乙基己基)磷酸)-Al³⁺混合萃取体系的界面化学和动力学。结果表明,混合体系界面活性下降,D2EHPA-M₁PA萃取Al³⁺的过程为扩散和化学反应共同控制机制。     

诱导期测定法对碳酸锂成核动力学的研究

在288.15～323.15 K温度范围内,采用诱导期测定法研究了碳酸锂(Li₂CO₃)在有无添加NaCl的Li Cl-Na₂CO₃过饱和溶液中的成核动力学.通过OLI电解质与水化学物性分析软件内嵌的全组分模型严格计算Li₂CO₃在溶液中的过饱和度,研究了温度、过饱和度和Na Cl的添加量对Li₂CO₃成核诱导期的影响,并结合经典初级成核理论计算了活化能、固-液界面张力和接触角等成核动力学参数.结果显示,在相同的过饱和度下,Na Cl的添加使得Li₂CO₃的成核诱导期增长;添加Na Cl后Li₂CO₃成核反应的活化能从63.69 k J/mol(溶液中Cl^?的超额含量Y=0)增加到72.85 k J/mol(溶液中Cl^?的超额含量Y=0.5),表明Na Cl的添加抑制了Li_...     

液滴在不互溶液体表面上的相对界面自由能曲面及Neumann三角形的导出

根据系统的界面Helmholtz自由能自发地趋于最低的热力学原理,以浮在不互溶液体(2)表面上透镜状液滴(3)在气(1)、液₂、液₃三相交界处,气-液₃、液₂-液₃界面各自和气-液₂界面通过液滴内部的夹角θ₁、θ₂为变量(0°≤θ₁≤180°,0°≤θ₂≤180°),证明出3个界面张力γ₁₂、γ₁₃、γ₂₃各种可能组合情况下液体₃稳定时的θ₁、θ₂值与它们之间的关系,导出Neumann三角形;并按照计算数据绘出几种类型相对于气相中圆球形液滴的界面自由能曲面图。     

表面钒修饰对α-Fe2O3材料光电化学性能的增强作用

对半导体材料进行表面化学修饰或改性,是提高其光催化活性、有效利用光能的一种重要措施.本文结合水热化学法、化学池沉积和后续热处理等,分别制备了未修饰α-Fe₂O₃和钒修饰的α-Fe₂O₃光电极材料.利用X射线粉末衍射(XRD)谱和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)技术分析表征了材料的晶相结构、化学组成和光谱吸收等固体物理化学性能;利用光电流测量和电化学交流阻抗谱(EIS)实验技术,并基于1 mol·L^-1NaOH (pH 13.6)中的光电化学水分解反应,研究了钒修饰对α-Fe₂O₃材料光电化学性能的增强作用.结果表明,与未修饰的Fe₂O₃材料相比,钒修饰α-Fe₂O₃样品出现FeVO₄的XRD特征峰,但临界光吸收波长未发生红移;钒修饰使Fe₂O₃材料的光电流增大4-5倍、光生载流子在电极表面的复合几率降低了3/4-4/5、电极表面电荷传递速率(表观一级速率常数)明显提高.结合Fe₂O₃/溶液界面半导体能带模型和有关研究结果,分析了研究体系的界面电荷动力学传输过程以及钒修饰使α-Fe₂O₃材料光电化学性能增强的原因.     

染料敏化太阳电池中多相接触界面电子转移机制和动力学过程

采用电化学阻抗谱(EIS)研究了染料敏化太阳电池(DSC)中由导电玻璃、 纳米多孔TiO₂薄膜和电解质构成的多相复杂接触界面的电子转移机制和动力学过程. 通过沉积聚合物薄膜简化多相接触界面结构, 根据接触界面结构和电子转移途径的变化, 分析了不同偏压下多相接触界面电子转移机制, 构建与之对应的等效电路, 获得了DSC内部各个主要接触界面的电子转移动力学常数. 结果表明, 通过外加偏压的控制和多相接触界面结构的简化, 可以区别分析多相复杂接触界面电子转移机制与动力学过程.     

染料敏化太阳能电池中Eosin Y在TiO2(101)表面的吸附构型及其对电子注入过程影响的理论研究

基于密度泛函理论计算分析了2种Eosin Y-TiO₂(101)吸附构型下的几何结构、 电子结构及电荷转移性质. 结果表明, Eosin Y以H构型吸附在TiO₂(101)表面时的体系总能量比B构型的高59.7 kJ/mol; Eosin Y以B构型吸附在TiO₂(101)表面时比以H构型吸附时的吸附能更高. 因此, B吸附构型更易形成. 此外, 还对电子注入动力学进行了模拟并对界面间的电荷转移进行了Bader定量分析. 结果显示, 与吸附H构型相比, B构型下的电子注入过程更迅速也更完全.     

锆基金属有机框架与Fe2O3复合材料对砷的吸附及机理研究

利用水热法制备Ui O-66(OH)@Fe₂O₃复合材料，并将其用于As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附。结果表明，Ui O-66(OH)@Fe₂O₃去除As(Ⅲ)的最佳p H=11，平衡吸附时间为180 min，最大吸附量为140.0 mg/g，此时去除As(Ⅲ)的主要形态为H₂As O₃^-；Ui O-66(OH)@Fe₂O₃去除As(Ⅴ)的最佳p H=9，平衡吸附时间为90 min，最大吸附量为260.0 mg/g，在该p H值下去除As(Ⅴ)的主要形态为HAs O₄^2-。进一步探究了此吸附剂对砷的吸附动力学和热力学行为，考察了共存离子对吸附的影响，并评价了吸附剂的重复使用效果。结果表明，此吸附剂对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除均满足拟二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型，并且在不同温度下的ΔG⁰均小于零，表明整个吸附过程属...