粒度对多相反应动力学参数的影响

以纳米氧化锌与硫酸氢钠溶液为反应体系, 研究反应物粒度对动力学参数的影响规律. 讨论了表观活化能降低的原因. 结果表明：当反应物粒径、反应温度和搅拌速率一定时, 纳米氧化锌与硫酸氢钠溶液的反应速率仅与反应物的浓度有关；反应物粒度对多相反应的反应级数、速率常数、表观活化能和指前因子均有较大的影响；随着反应物粒径的减小, 表观活化能和指前因子减小, 而反应级数和速率常数增大, 并且速率常数和表观活化能与反应物粒径的倒数呈线性关系；反应物粒度是通过摩尔表面积、摩尔表面能和摩尔表面熵三个方面影响多相反应的动力学参数的.     

染料与表面活性物质间的相互作用—在胶束形成前的能量转移

近年来,在胶束体系中的能量转移问题由于人们对胶束研究的兴趣增长而受到重视^[1].胶柬的独特组成使它能在分子水平上组织反应物进行化学反应.把胶束研究中得到的数据和在均相体系中的结果相比较就可对所进行的反应的分子细节有更多的了解.胶束,作为一种荷电粒子,还可在某些要求实现电荷分离的场合起到作用,这在光能一电能转换的太阳能利用上是极为重要的^[2].对胶束体系能量转移的研究可对反应物和胶束间的相互作用以及胶束结构等问题提供许多有用的资料,有助于更好地了解和利用胶束.从七十年代起,Shinitzky^[3],Almgrensup>[4]和Gratzel^[5]等对此进行了大量研究,取得了进展.但是对胶束形成前或形成过程中,即体系中表面活性物质浓度低于临界胶束浓度(cmc)时的能量转移现象迄今还报道较少.最近Kusumoto^[6]等曾在胶束形成前的区域(premicellar region)内对罗丹明-6G染料和一种菁染料间的能量转移进行了研究,指出:由于染料的存在,有可能在表面活性物质浓度达到cmc之前形成了一种富染料的混合胶束,因而促进了能量转移的进行.这种“预胶束”的概念,Ghosh^[7]在研究染料和表面活性物质溶液的荧光光谱时曾于1970年提出过,但未正式公布所得结果.本工作对十二烷基硫酸钠(简称SLS)溶液胶束形成过程中几种阳离子染料间的能量转移进行了研究.     

阳离子表面活性剂溴代十六烷基吡啶胶束对2,4-二硝基氯苯水解反应的影响

阳离子表面活性剂溴代十六烷基吡啶(CPB)胶束对水中OH^-和2, 4-二硝基氯苯的反应有催化作用.随CPB浓度的增大, 反应速率常数开始时迅速增大, 然后趋于常数.OH^-浓度的增大使胶束催化水解的二级速率常数减小.CPB胶束对此反应的速率提高作用比十六烷基三甲基溴化扶胶束更有效.对这两种胶束催化作用的差异进行了讨论.     

Ni(Ⅱ)与吡啶偶氮染料络合物形成的胶束催化

本文用停止流动法研究了水溶液中十二烷基硫酸钠(Sodium dodecyl sulfate,缩写SDS)胶束对Ni(Ⅱ)与吡啶偶氮染料(5-Bromopyridylazo diethylaminophenol and 3.5-dibromopyridylazo diethylaminophenol缩写为5-BrPADAP和3,5-2BrPADAP)络合物形成的动力学和胶束催化效应。动力学分析表明,胶束对于金属—配体络合物形成的催化作用主要是由于反应物在胶束表面区域的浓集效应;胶束的微环境既没有改变此络合反应的活化能,也没有改变反应途径。应用假相模型和的胶束催化概念,引入了配体有效反应浓度系数,从理论上定量地解释了SDS腔束对此络合反应的催化作用。     

在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)溶液中水杨酸酯水解反应动力学 研究

应用UV-vis法,在不同温度条件下,对水杨酸酯(丁酯、苯酯)在CTAB溶液中的水解反应进行跟踪,测定了不同浓度的表面活性剂存在下的反应速率常数,得出CTAB对其反应是禁阻作用。通过温度对其反应速率影响,计算它们的反应活化能。并用^1HNMR方法,确定了反应物在CTAB胶束中的增溶位置,对禁阻的机理进行了探讨。     

粒度对纳米氧化镍与硫酸氢钠水溶液反应动力学的影响

以纳米氧化镍与硫酸氢钠水溶液为反应体系,研究了不同粒度反应物反应的动力学参数,并讨论了粒度对动力学参数的影响.结果表明,反应物粒度对该反应的速率常数、指前因子和表观活化能均有显著的影响;随着反应物粒径的减小,速率常数增大,指前因子和表观活化能减小,且指前因子的对数和表观活化能分别与反应物粒径的倒数呈线性关系.     

纳米氧化铜的粒度对多相反应动力学参数的影响

本文提出了纳米体系多相反应动力学活化能的模型，并以纳米氧化铜与硫酸氢钠溶液的反应为体系，研究了反应物粒度对动力学参数的影响规律，讨论了表观活化能降低的原因。结果表明：反应物粒度对多相反应的反应级数、速率常数、表观活化能和指前因子均有较大的影响；随着反应物粒径的减小，表观活化能和指前因子减小,而反应级数和速率常数增大，并且速率常数和表观活化能与反应物粒径的倒数呈线性关系；这些影响规律与理论模型是一致的。另外，还发现反应物粒度是通过摩尔表面积、摩尔表面能和摩尔表面熵影响多相反应的动力学参数的。     

胶束催化的假相理论模型

介绍并比较了胶束催化的理论模型：假阳离子交换（Ｐｓｅｕｄｏｐｈａｓｅ ｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ,ＰＩＥ）模型和Ｐｏｉｓｓｏｎ－Ｂｏｌｔｚｅｍａｎｎ方程（ＰＢＥ）模型,ＰＩＥ模型通过计算各反应物在两相间的分配,成功地解释了总一级反应速率常数ｋ１随各参数的变化和胶束表面的反离子竞争结合。ＰＢＥ模型完善了ＰＩＥ模型,考虑了胶束的尺寸和分布,胶束与离子间的静电作用和其它特殊作用,可解释一些ＰＩＥ模型无法解释的实验现象。     

非离子表面活性剂存在下流动注射催化光度法测定痕量硒 Ⅱ.有关机理的探讨

本文研究了上文提出催化光度测定硒的有关机理。非离子表面活性剂(NSF)对硒催化S~(2-)还原亚甲基蓝(MB)退色产生胶束催化作用。首先,MB与NSF形成带阳电的混合胶束(NSF-MB)。在此,MB增溶于NSF胶束的栅状层和聚氧乙烯外壳,然后,〔S…Se°〕~(2-)被吸附于此混合胶束的界面。由于增溶和吸附的双重富集作用,使胶束界面反应物的浓度大大提高,从而促进了反应速率。反应速度增加的大小,决定于形成NSF-MB混合胶束的难易(这又决定于NSF的憎水基的结构)及〔S…S°〕~(2-)和〔S…Se°〕~(2-)在此混合胶束界面吸附能力的大小。     

数码成像比色法探究反应物浓度对化学反应速率的影响

利用数码成像比色法探究反应物浓度对化学反应速率的影响,采用紫红色溶液互补光"绿"通道的亮度值-时间的曲线变化表征反应物浓度与化学反应速率的关系。同时也利用分光光度计研究反应物浓度与反应速率的关系,测出透光率-时间的曲线变化。从实验结果比较分析,用数码成像比色法探究反应物浓度对化学反应速率的影响是非常简便可行的方法,同时让学生使用随身所带的电子产品开展实验研究,不仅使实验教学具有趣味性和科学性,而且能更好地培养学生的创新潜质。     

反相胶束中辣根过氧化物酶的停流光谱研究

用停流光谱法研究了HRP在AOT、CTAB和SDS反相胶束中的吸收光谱和反应动力学，实验结果显示在AOT反相胶束中，HRP的吸收峰位置与水相中相同；而另外两种反相胶束对HRP的分子结构产生了较大影响，快速反应动力学研究显示在反相胶束中HRP形成化合物Ⅰ的速率常数远远高于化合物Ⅰ形成HRP—Ⅱ的反应速率常数，推测这是反相胶束的特殊性质造成的结果。     

USHY分子筛催化剂上2-甲基戊烷异构化反应机理

根据实验观察, 以C6正碳离子基元反应为基础定量地描述了2-甲基戊烷在USHY分子筛上异构化反应机理, 以及反应温度对其的影响. 实验结果表明, 在400 ℃下, C6正碳离子从反应物分子提取氢离子反应的速率是C6正碳离子释放质子氢给表面Brфnsted碱基反应速率的10倍, 导致反应物的异构体C6烷烃产物的生成大大快于C6烯烃产物的生成. 同时发现, C6正碳离子释放质子反应比从反应物分子提取氢离子反应要求更高的活化能, 因此在高温下, C6烷烃产物的生成量比C6烯烃产物的生成量少. 描述了各种C6正碳离子的反应途径和相互转变机理, 定量地比较了它们的反应活性和选择性, 得出了某些烃催化裂化中异构化反应选择性变化的普遍规律.     

阳离子表面活性剂溴代十六烷基吡胶束对2,4—二硝基氯苯…

阳离子表面活性剂溴代十六烷基吡啶（ＣＰＢ）胶束对不中ＯＨ和２，４－二硝基氯苯的反应有催化作用，随ＣＰＢ浓度的增大，反应速率常数开始时迅速增大，然后趋于常数，ＯＨ浓度的增大使胶束催化不解的二级速率常数减小，ＣＰＢ胶束对此反应的速率提高作用比十六烷基三甲基溴化铵胶束更有效，对这两种胶束催化作用差异进行了讨论。     

有机电解质在胶束催化聚苯乙烯氯甲基化反应中的作用

在实施聚苯乙烯氯甲基化反应的胶束催化体系中加入四丁基溴化铵 ((Bu)₄NBr, TBAB), 研究了有机电解质TBAB对胶束催化反应的影响规律. 实验结果表明, 在非离子表面活性剂NP-10及阴离子表面活性剂SDS的胶束催化体系中, TBAB的加入使聚苯乙烯氯甲基化反应的速率明显增大, 前者尤为突出；而在阳离子表面活性剂CTAB的胶束催化体系中, TBAB的加入几乎对反应速率无促进作用. 这种结果一方面归因于加入电解质TBAB会降低SDS的临界胶束浓度, 从而增强对聚苯乙烯四氯化碳溶液的增溶能力；更主要的原因是TBAB的丁基与表面活性剂碳氢链间的疏水相互作用会使季铵离子(Bu)₄N⁺嵌入SDS的胶束之中, 结合到NP-10的胶束表面, 使SDS胶束的阴离子头基对亲核取代反应(控制步骤)的禁阻作用得以减缓, 使NP-10的胶束表面携带了正电荷, 显著促进亲核取代反应的进行, 而对于CTAB的胶束, 由于静电排斥作用, 季铵离子(Bu)₄N⁺不能接近CTAB的胶束, 故TBAB的加入对聚苯乙烯氯甲基化反应不产生作用.     

生物抗氧化剂的研究——维生素C还原氮氧自由基反应中的胶束效应

本文用停止-流动ESR技术研究了在正离子胶束CTAB、负离子胶束SDS及非离子胶束Triton X-100中,维生素C对三种不同亲脂性的哌啶氮氧自由基,即4-羟基TEMPO、4-甲氧基-TEMPO及4-已酰氧基-TEMPO的还原反应动力学,提出了在胶束中该反应的机理并求出了各基元反应的速率常数。发现有氮氧自由基参与的两步单电子转移反应的速率均与胶束的性质及氮氧自由基的亲脂性有关。在TritonX-100中反应速率没有改变,在CTAB中反应速率增大,在SDS中反应速率减小;氮氧自由基的亲脂性愈强,反应速率的改变愈显著,4-已酰氧基-TEMPO在CTAB和SDS中的反应速率之差高达3600倍。通过对氮氧自由基在胶束中的ESR参数及线型的分析,讨论了胶束效应产生的原因。     

溶液反应机理与动力学-2：影响因素与动力学方程的一般形式

对引起溶液反应与气相反应速率差异的因素进行了分析。指出大量溶剂分子的存在,并不会导致反应物分子之间的碰撞频率大幅度降低。除影响反应物活度和起催化作用之外,溶剂化和微观粘度是影响溶液反应速率的主要因素。微观粘度的影响可正可负,可能存在"负粘度"效应。基于简单碰撞理论和过渡态理论,给出了溶液反应速率公式的一般形式,可以综合活化能和微观粘度的影响。该方法可以比较合理地解释一些实验现象。     

浓度对草酸与酸性高锰酸钾溶液褪色反应速率的影响研究

通过比较同体积、不同浓度的草酸溶液与同体积、同浓度的酸性高锰酸钾溶液反应时溶液褪色时间的不同,使学生体会反应物浓度对反应速率的影响。为适应课堂教学,研究了各种反应物浓度对该反应速率的影响,为一线教师配置适合课堂教学的各种反应物的浓度提供了较为准确的数据。     

胶束微观非均相体系与化学发光能量转移

胶束微观非均相体系能提高化学发光的选择性和灵敏度,并且实验操作方便,因此其在化学发光检测技术中的应用已成为研究热点.胶束增敏化学发光是对激发量子效率,荧光量子效率以及反应的速率综合作用的结果.本文综述了正相和反相胶束体系在能量转移型化学发光体系中的应用,同时阐述了胶束与不同发光体系的相互作用.     

有关平衡态近似的一个问题

在平衡态近似中,中间物转变成产物是速率控制步骤,这一步的反应速率可看作复合反应的反应速率。但是速控步和复合反应中相应反应物的消耗速率或产物的生成速率不一定相等。如果忽视了这个问题,有可能导致错误的结果。     

关于反应速率、反应速率常数及指前因子的讨论

针对物理化学动力学中反应速率、反应物消耗速率及产物生成速率,反应速率常数、反应物消耗速率常数及产物生成速率常数,指前因子、反应物消耗指前因子及产物生成指前因子,对它们与化学计量方程的写法及反应组分的选取之间的关系进行了讨论,对其单位中物质的量单位mol作了解释,指明半衰期公式中应该用与反应物对应的速率常数kA。