N溴代丁二酰亚胺氧化醇反应的热动力学研究

氧化反应是有机化学中的一种重要反应类型,也是有机化学、化学工程和生物学家们研究的重点之一.但因其机理复杂,至今未见到用热动力学理论探索氧化反应体系的报道. N溴代丁二酰亚胺(NBS)是良好的溴化试剂,在不同反应条件下,它既可和不饱和键发生加成反应,也可在水溶液中作为次溴酸的来源,还可作为有效的氧化剂和脱氢剂.Reich和Reichstein首先报道了用N溴代乙酰亚胺将仲醇缓慢氧化为酮,Fieser等人报道了NBS的氧化作用.本文用RD-1型热导式自动量热计研究了35℃下NBS氧化异丙醇及环己醇2个反应体系,计算了反应速率常数,对反应的动力学及其机理提出了较合理的解释.     

Numerical model of non-isothermal pervaporation in a rectangular channel

A numerical model of non-isothermal pervaporation was developed to investigate the development of the velocity, concentration and temperature fields in rectangular membrane module geometry. The model consists of the coupled Navier–Stokes equations to describe the flow field, the energy equation for the temperature field, and the species convection-diffusion equations for the concentration fields of the solution species. The coupled nonlinear transport equations were solved simultaneously for the velocity, temperature and concentration fields via a finite element approach. Simulation test cases for trichloroethylene/water, ethanol/water and iso-propanol/water pervaporation, under laminar flow conditions, revealed temperature drop axially along the module and orthogonal to the membrane surface. The nonlinear character of the concentration and temperature boundary-layers are most significant near the membrane surface. Estimation of the mass transfer coefficient assuming isothermal assumption conditions can significantly deviate from the non-isothermal predictions. For laminar conditions, predictions of the feed-side mass transfer coefficient converged to predictions from the classical Lévêque solution as the feed temperature approached the permeate temperature.     

总气压与Ar/O2流量比对直流对向靶磁控溅射TiO2薄膜光催化性能的影响

采用对向靶磁控溅射法在不同气压和Ar/O₂流量比条件下, 以氟化SnO₂ (FTO)导电玻璃为基底制备了多晶TiO₂薄膜. 台阶仪测量结果显示所制备TiO₂薄膜的平均厚度约为200 nm. 随着溅射气压的升高, TiO₂薄膜由锐钛矿与金红石混晶结构转变为纯锐钛矿结构. 分别采用场发射扫描电镜(FESEM)和原子力显微镜(AFM)分析了不同气压和Ar/O₂流量比对TiO₂薄膜表面形貌的影响, 结果显示TiO₂薄膜的表面粗糙度随溅射总气压和Ar/O₂流量比的增加而增大. 以初始浓度为100×10^-6 (体积分数)的异丙醇(IPA)气体为目标物检测所制备TiO₂薄膜的光催化性能, 并分析该气相光催化反应的机理, 在紫外照射条件下异丙醇先氧化为丙酮再被氧化为CO₂.当总溅射气压为2.0 Pa、Ar/O₂流量比为1:1时, 溅射所得TiO₂薄膜具备最优光催化活性并可在IPA降解反应中保持较高的催化活性和稳定性.     

异丙醇的O-H伸缩振动泛频光谱和分子构像

使用高灵敏的光腔衰荡光谱(CavityRingDownSpectroscopy)技术测出了异丙醇的O-H伸缩v=4、5振动泛频光谱,每个振动能级都有三个吸收峰,被归属为分子构像的O-H伸缩泛频吸收.给出了光腔衰荡光谱的振动泛频吸收的谱带强度公式,并求得分子不同构像在不同振动能级的O-H伸缩泛频吸收的谱带强度;同时利用局域模理论,求得分子各O-H伸缩局域模振子的机械频率(X1)、非谐性(X2)以及解离能(D).用密度泛函(DFT)B3LYP/6-31+G*理论方法优化了分子的各种可能构像,验证了分子存在反式(trans)和偏转(gauche)两种稳定构像,计算的分子的O-H伸缩频率及构像稳定性同实验结果是一致的.     

异丙醇的O-H伸缩振动泛频光谱和分子构像

使用高灵敏的光腔衰范光谱（Ｃａｕｉｔｙ Ｒｉｎｇ Ｄｏｗｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）技术测出了异丙醇的Ｏ－Ｈ伸缩ｖ＝４、５振动泛频光谱,每个技动能级都有三个吸收峰,被归属为分子构像的Ｏ－Ｈ伸缩泛叔汲收,给出了光腔衰范光谱的振动泛频吸收的振动谱强度公式,并求得分子不同构在不同振动能级的Ｏ－Ｈ伸缩局域模振子的机械频率（Ｘ１）、非谐性（Ｘ２）以及解离能（Ｄ）,用浓度泛函（ＤＦＴ）Ｂ３ＬＹＰ／６－３１＋