胶束溶液中四(4-N-乙基吡啶基)卟啉铁催化H_2O_2氧化降解2,4,6-三氯苯酚的动力学研究

合成了四(4-N-乙基吡啶基)卟啉铁[Fe(TEPyP)],并用紫外-可见分光光度法研究了Fe(TEPyP)分别与表面活性剂正月桂酸肌氨酸钠(LSS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和聚氧乙烯(23)十二烷基醚(Brij35)形成的金属胶束催化H2O2氧化2,4,6-三氯苯酚(TCP)反应的动力学,探讨了体系酸度、H2O2与催化剂的摩尔比以及温度对催化降解反应速率的影响,提出了催化氧化机理,建立了反应的动力学数学模型。结果表明,Fe(TEPyP)和胶束形成的金属胶束表现出过氧化物酶的催化氧化特性,其中阴离子表面活性剂LSS形成的金属胶束的催化作用最显著。     

咪唑衍生物金属胶束模拟过氧化物酶研究

咪唑衍生物铜配合物Cu(biap)·Cl2及其与胶束形成的金属胶束模拟过氧化物酶成功地用于催化H2O2氧化苯酚反应,反应遵循酶催化的动力学规律.过氧化氢/催化剂物质的量比和酸度对反应的影响符合生物催化剂条件影响的一般规律.讨论了不同类型表面活性剂胶束对该氧化反应的影响.     

草酰胺桥联双核铜配合物金属胶束催化BNPP水解的动力学和机理研究

合成了草酰胺桥联双核铜配合物(RCu2(H2O)2(ClO4)2)(A)和(R′Cu2(H2O)2(ClO4)2)(B)。研究了A、B与表面活性剂LSS和CTAB形成的金属胶束催化二(对硝基苯酚)磷酸二酯(BNPP)水解机理,建立了动力学模型。结果表明在25℃、pH=7的条件下,该类金属胶束对BNPP水解有催化作用,BNPP催化水解速率比其自水解速率提高1×106倍,这是由于双核铜配合物中两个铜离子的协同作用、表面活性剂胶束的浓聚效应和pH效应所致。因此含双水的草酰胺桥联双核铜配合物金属胶束是一较好的磷酸二酯水解酶的模拟模型。     

一种双核铁配合物金属胶束作为模似过氧化物酶催化苯酚氧化的动力学研究

本文合成和表征了配合物Fe2EDTB。配合物Fe2EDTB与非离子表面活性剂B rij35组成的金属胶束作为模拟过氧化物酶催化H2O2氧化苯酚反应表现出了良好的催化活性。根据本文所提出的Fe2EDTB配合物催化H2O2氧化苯酚反应的机理可以较好地解释过氧化氢/催化剂物质的量比、反应体系的温度、反应体系的酸度对反应的影响。     

Schiff碱配合物催化过氧化氢氧化苯酚的动力学研究

按照文献方法合成了钴(Ⅱ)和铁(Ⅱ)Schiff碱配合物,研究了它们作为模拟过氧化物酶在缓冲溶液中以及在三种不同的表面活性剂(CTAB,Brij35,LSS)胶束中催化过氧化氢氧化苯酚的反应,结果表明：过氧化氢／配合物物质的量比和胶束微环境对金属配合物催化过氧化氢氧化苯酚的反应有明显的影响;本文所提出的Schiff碱金属配合物催化苯酚氧化反应的机理和动力学数学模型是合理的。     

用温度跃升法研究胶束催化

用温度跃升快速反应动力学测试仪器,研究了合成表面活性剂SDS胶束水溶液体系与生物表面活性剂脱氧胆酸钠(NaDC)胶束水溶液体系中,金属离子Ni~(2+)-2,2′-Bipyridine(Bipy)络合物形成的动力学。实验结果表明,生物表面活性剂同样表现出程度不同的胶束催化作用。又采用假相模型处理SDS胶束体系中上述反应的动力学,由动力学结果计算出可供发生反应的胶束体积。结果表明,此体积比不加电解质的胶束溶液中的反应体积增大,此现象被认为是由无机电解质的存在所造成。     

咪唑衍生物的过渡金属配合物催化对硝基苯酚吡啶甲酸酯水解动力学研究

25 0±0 01℃时,研究了带有咪唑基团的配体与二价过渡金属离子生成的配合物在三种不同的表面活性剂(CTAB,Brij35和LSS)中催化对硝基苯酚吡啶甲酸酯(PNPP)水解的动力学。运用金属胶束催化的三元复合物动力学模型对所得的实验结果进行定量处理,得到了相关的动力学和热力学参数。结果表明:pH7 00时,在任何一种配合物与不同的表面活性剂生成的金属胶束溶液中,PNPP的水解速率都有较大的增加,尤其是铜(Ⅱ)配合物与两性离子表面活性剂(LSS)以及非离子表面活性剂生成的金属胶束对PNPP的水解反应表现出较高的催化活性,而在阳离子表面活性剂中,配合物催化PNPP水解反应的效率却并不高,这可能归因于阳离子表面活性剂带正电的极性头与金属离子之间的静电相斥作用;在所研究的三种配合物中,尽管Cu(Ⅱ)配合物具有最低的pKa值,但是在弱碱性条件下,Zn(Ⅱ)配合物却表现出更高的催化活性,这可能与催化剂在胶束溶液中的离子化状态以及不同配合物中活性物种的不同亲核能力有关。     

金属胶束催化: 二氧环胺Ni(Ⅱ)配合物催化羧酸酯水解

 合成了单核二氧大环四胺镍(Ⅱ)配合物,对该配合物在不同胶束体系中催化对硝基苯基α-吡啶甲酸酯(PNPP)的水解进行了动力学研究,用三元复合物动力学模型处理得到了相关的动力学和热力学参数. 结果表明,该配合物对PNPP水解反应有显著的催化作用,配合物在两性离子表面活性剂正月桂酸肌氨酸钠(LSS)和非离子表面活性剂聚氧乙烯(23)十二烷基醚(Brij35)胶束溶液中对PNPP水解的催化活性高于在阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)胶束溶液中的催化活性; 配合物的空间构型对反应速率有较大影响,具有四面体结构的配合物更有利于PNPP的水解.     

胶束催化2-氯乙基苯的氯甲基化

采用胶束催化,在油水两相体系中,进行了2-氯乙基苯的氯甲基化反应．通过比较阴离子、阳离子和非离子三种类型表面活性剂的催化效果,探索了2-氯乙基苯氯甲基化反应的机理及胶束催化的作用机理．研究结果表明,胶束催化是实现2-氯乙基苯氯甲基化的有效途径,且阳离子表面活性剂胶束催化的效果最为显著,阳离子表面活性剂的疏水链越长,其催化性能越好;在水相中加入无机电解质,能显著促进胶束催化作用．     

不同离子影响下UV/Fenton试剂协同降解曙红B的研究

近年来,利用光催化氧化法降解难处理有机物是环境科学研究的热点问题之一。其中UV/Fenton反应已经被证明是一种有效处理有机废水的方法[1-3],其反应机理[4-7]和动力学研究[8]也被国内外广泛研究。紫外光和Fe2 对H2O2的催化分解具有协同效应,使H2O2的分解速率远大于Fe2 或紫外(UV)催化H2O2分解速率的简单加合,同时Fe2 在反应中得以再生,降低了Fe2 的用量,并保持了H2O2较高的利用率,与其他高级氧化技术(AOPs)相比,因其操作简单,反应快速,可产生絮凝,无二次污染等优点而倍受青睐。染料废水不仅具有水量大、成分复杂、COD值高、可生化…     

草酰胺桥联双核铜配合物金属胶束催化PNPA水解反应动力学

研究了草酰胺桥联双核铜配合物和不同表面活性剂胶束组成的金属胶束催化PNPA水解的动力学特征。结果表明：金属胶束催化PNPA水解为双分子反应；不同配体结构的配合物的催化活性不同；三种不同类型表面活性剂胶束对催化PNPA水解的影响也不同。     

Schiff碱Co(Ⅱ)配合物在胶束中催化BNPP水解

合成和表征了两种对称的带冠醚环或吗啉环的Schiff碱Co(Ⅱ)配合物,将此配合物和表面活性剂形成的金属胶束,用于模拟水解金属酶催化BNPP水解。通过分析反应体系的特性吸收光谱,提出了BNPP催化水解反应的机理,据此建立了金属胶束催化BNPP水解的动力学数学模型。本文还讨论了配合物结构、反应体系温度以及胶束对催化BNPP水解的影响。     

酸洗Pt-Fe和Pt-Co催化剂在CO氧化反应中的对比研究

负载型纳米催化剂表面结构与其催化性能之间关系的研究一直受到广泛关注.由于其结构复杂使得人们在研究催化剂构效关系时遇到了很多困难.近年来,大量研究发现反转催化剂在众多反应中表现出优越的催化性能.反转催化剂是将过渡金属氧化物负载于其它金属表面.和传统金属/氧化物催化剂相比,反转催化剂更能突出氧化物在催化反应中的重要作用.众多研究表明,在氧化物-金属界面处存在特殊的作用,这种作用可以改变氧化物的电子特性和化学性质,进而产生较高的催化性能.傅强等人创建了金属氧化物负载于Pt表面的反转催化体系,其表现出了高的低温CO氧化反应性能.在氧化物和Pt之间的界面限域效应可以稳定氧化物中配位不饱和的金属阳离子.这种配位不饱和的氧化物提供了活化O2的活性位.目前,反转催化剂的研究主要集中在单晶模型体系中,在负载型催化剂中的研究还较少.我们以炭黑(CB)为载体,将还原后的Pt-Fe和Pt-Co催化剂经过酸洗制备了一种表面富Pt核为合金的结构.考察了酸洗后的Pt-Fe和Pt-Co催化剂经过不同温度氧化后的结构变化,并讨论了其结构与CO完全氧化反应(COOX)和CO选择氧化反应(CO-PROX)性能的关系.X射线粉末衍射(XRD),电感耦合等离子体发射光谱(ICP),透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)表征结果表明,还原后的Pt基催化剂经过酸洗可以选择性去除纳米粒子表面的3d过渡金属,形成表面富Pt体相为合金的结构.将酸洗后的Pt-Fe和Pt-Co催化剂在不同温度下空气中氧化,发现近表层的Fe(Co)会扩散到粒子表面上,形成过度氧化的Fe2O3(Co3O4)表面结构.氧化后的催化剂在COOX和CO-PROX反应中表现出截然不同的催化性能.酸洗后的Pt-Fe(Pt-Co)催化剂经过不同温度氧化后在COOX反应中活性都较差,室温下的CO转化率只有不到30%,CO完全转化的温度超过100oC,相当于纯Pt催化剂的活性.这说明Pt表面过度氧化的Fe2O3(Co3O4)对CO氧化反应的促进作用不明显.而氧化后的催化剂在CO-PROX反应中表现出较高的活性,250oC(或350oC)氧化后的酸洗Pt-Fe催化剂室温下的CO转化率接近100%,250oC(或350oC)氧化后的酸洗Pt-Co催化剂室温下的CO转化率也达到了70%.结合表征和反应结果,我们认为氧化处理形成的表面过度氧化的金属氧化物(Fe2O3,Co3O4)在COOX的催化性能较差.通入CO-PROX反应气后,气氛中大量H2的存在和Pt表面的氢溢流效应可以使得表面Fe2O3,Co3O4在室温下被还原成配位不饱和的FeO,CoO.这种配位不饱和的氧化物在表面Pt的限域作用和大量H2气氛下比较稳定,并且具有较强的活化解离O2的能力,进而提高了CO-PROX反应的活性.为了进一步证实催化剂表面氧化物与其催化性能的关系,我们在室温下进行了两种反应气的循环实验测试.测试结果表明,对于氧化后的酸洗Pt-Fe催化剂,COOX反应中的表面Fe2O3和CO-PROX反应中的表面FeO可以通过变换反应气氛实现两种氧化物的相互转变,并表现出完全不同的催化性能.对于氧化后的酸洗Pt-Co催化剂,CO-PROX反应中形成的CoO表面结构在COOX反应中也比较稳定,在两种反应气中表现出相似的催化性能.     

一种活性磷酸酯的分子内亲核取代反应动力学研究

合成和表征了大环过渡金属配合物NiL(L:高氯酸-5,7,7,12,14,14-六甲基-1,4,8,11-四氮杂环十四烷)。配合物NiL与表面活性剂组成的金属胶束作为模拟水解金属酶用于催化BNPP水解。提出了BNPP催化水解的机理;建立了用于计算动力学常数的动力学模型;计算了相关的动力学和热力学常数。结果表明,这种金属胶束表现出较高的催化活性;BNPP催化水解反应是分子内亲核取代反应;所提出的机理和建立的动力学模型是合理的。     

AOT/Triton X-100混合反胶束体系的导电性能

采用聚乙二醇辛基苯基醚(TritonX-100)和二(2-乙基己基)琥珀酸磺酸钠(AOT)双表面活性剂,与正己烷、正己醇和水构成混合反胶束体系;研究了表面活性剂质量比、助表面活性剂含量、水油体积比和温度等因素对反胶束体系导电性能的影响,同时采用循环伏安法研究了K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6在该体系中的电化学行为.结果表明:由两种表面活性剂构成的反胶束体系电导率σ明显大于单一表面活性剂反胶束体系电导率;体系电导率随AOT与TritonX-100的质量比w(w=mAOT∶mTritonX-100)的变化而变化,w为0-0.4时,电导率随w增大而线性增大,之后增加趋势变缓;w=0.96时,σ达到稳定值576μS·cm-1.混合体系电导率随溶水量的增大及温度的上升而提高;而增加助表面活性剂可显著降低体系的电导率.在所研究体系中,Fe(CN)36-/Fe(CN)46-电化学反应对的氧化还原峰电位几乎不随扫描速率变化,峰电位差约为75mV,峰电流的比值约为1,氧化峰电流与扫描速率的平方根成正比,说明K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6在混合反胶束体系中显示出良好的氧化还原可逆性,反应由扩散步骤控制.     

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。     

Na2WO4·2H2O-H2O2催化氧化苯甲醛制备苯甲酸

以30%H2O2为氧源,Na2WO4·2H2O催化氧化苯甲醛制备苯甲酸.考察了H2O2用量,反应时间,催化剂和酸性添加物(硫酸氢钠)对苯甲酸收率的影响和在非酸性环境下,表面活性剂对苯甲酸收率的影响.结果表明,加入非离子表面活性剂能有效的提高苯甲酸的收率,特别是添加β-环糊精,苯甲酸的收率达90.03%.     

人工神经网络阻抑动力学光度法同时测定邻苯二酚和间苯二胺

在硫酸性介质中,Fe(Ⅲ)能够催化H2O2氧化中性红褪色反应,邻苯二酚和间苯二胺都能阻抑该催化氧化褪色反应的速度,研究发现：两者对Fe(Ⅲ)催化H2O2氧化中性红褪色反应阻抑作用不具有加和性,根据这一现象,用人工神经网络处理非线性体系的优势进行数据处理,从而建立了一种新的测定邻苯二酚和间苯二胺混合物的人工神经网络阻抑动力学光度法。对5组混合样品进行测定,回收率均在95%-105%之间。     

Na_2MoO_4催化H_2O_2氧化芥子气模拟剂苯甲硫醚的动力学与产物

以苯甲硫醚(Ph SMe)为化学毒剂芥子气的模拟剂,研究了Na2Mo O4催化H2O2溶液氧化Ph SMe的两阶段反应动力学及产物分布.Ph SMe在Na2Mo O4催化H2O2溶液中生成了苯甲亚砜(Ph S(O)Me)和苯甲砜(Ph S(O)2Me).相对无催化H2O2溶液,Na2Mo O4催化在加快Ph SMe氧化为Ph S(O)Me的同时,也将过度氧化产物Ph S(O)2Me的产率提高了两个数量级.95Mo NMR测试表明,Mo O42-与H2O2反应生成了钼酸盐过氧配合物Mo Ox(OO)(4-x)2-,当H2O2/Mo O42-5时,Mo(O2)42-是主要的活性物种,通过直接氧转移方式导致硫醚→亚砜→砜的氧化.     

冠醚化Schiff 碱配合物金属胶束催化BNPP水解动力学

研究了两种新的冠醚化Schiff 碱过渡金属配合物与表面活性剂Brij35(聚氧乙烯(23)十二烷基醚)形成的金属胶束对BNPP（对硝基苯酚磷酸二酯）的催化水解反应. 探讨了催化反应机理, 建立了一种金属胶束催化BNPP水解的动力学数学模型; 计算了模拟酶催化反应的相关参数和表观活化能. 结果表明, 此类金属胶束作为模拟水解金属酶对BNPP水解反应表现出良好的催化活性.