2021年磁场在化学化工中的应用
数理基础科学在化工工程中的应用

数理基础科学在化工工程中的应用数理基础科学是一门研究数学、物理和化学等基础科学的学科,它在化工工程领域中发挥着重要的作用。
本文将从数学、物理和化学三个角度探讨数理基础科学在化工工程中的应用。
1. 数学在化工工程中的应用数学是化工工程中不可或缺的基础科学,它在化工过程的建模和优化中扮演着重要角色。
首先,数学中的微积分和方程求解等方法可以帮助工程师建立数学模型,描述化工过程中的动态变化。
例如,在流体力学中,数学模型可以描述管道中流体的流速分布和流量等参数,从而指导化工工程师设计和优化管道系统。
其次,最优化理论和线性代数等数学方法在化工工程中有着广泛的应用。
通过数学模型的求解,工程师可以找到化工过程的最优操作条件,从而降低生产成本、提高生产效率。
此外,数学方法还可以辅助进行风险评估和决策分析,帮助化工企业制定科学合理的生产计划。
2. 物理在化工工程中的应用物理学是研究物质及其运动规律的科学,而化工工程正是以物质的转化为核心目标。
因此,物理学在化工工程中的应用广泛而深入。
首先,热力学是化工工程中重要的物理学分支,它研究能量、热量和化学反应等相关原理,为工程师设计和控制化工过程提供理论基础。
通过热力学分析,工程师可以确定化工过程中的能量平衡、热力学参数和反应速率等重要参数,从而指导工程实践。
其次,电和磁学在化工工程中也有重要应用。
例如,电解池和电化学反应是一些重要的化工过程,电学理论可以帮助工程师设计合适的电极和电解质体系,实现电化学反应的高效进行。
此外,磁性材料和磁场对化工工程中的某些过程也具有重要影响,物理学的磁学理论可以帮助化工工程师理解和利用磁性材料的特性。
3. 化学在化工工程中的应用化学作为化工工程的基础学科,对于探索和开发新的化工过程和产品具有重要地位。
化学的知识和方法可以帮助工程师理解和掌握化工过程中的化学变化和反应机制。
例如,化学反应动力学理论可以帮助工程师预测化学反应速率和选择合适的催化剂,从而提高化工过程的效率和选择性。
强磁场下NH4Cl水溶液结构的拉曼光谱研究

第41卷,第1期2021年1月光谱学与光谱分析Spec/roscopyandSpec/ralAnalysisVol.41,No.1,pp116-121January,2021强磁场下NH b CI水溶液结构的拉曼光谱研究陈帅】,王旭阳】,李非12,袁俊生1.河北工业大学化工学院,天津3001302.河北工业大学海水资源高效利用化工技术教育部工程研究中心,天津300130摘要迄今为止,国内外存在很多关于强磁场处理对水溶液结构影响的争议,并且关于强磁场对无机盐水溶液结构的研究也相对较少。
运用拉曼光谱法,测定了在外加强磁场1.8T强度下,高纯水与质量分数分别为1%,5%,10%,20%和28%的NHCl水溶液在不同磁化时间下的拉曼散射数据,为拉曼光谱法探究强磁场对水溶液结构的影响提供了一个新的可行方式,丰富了拉曼光谱的研究领域。
由实验结果可知,随着磁化时间的增加,水分子中氢键的伸缩振动峰值逐渐升高,经过一定的磁化时间后可以达到饱和。
高纯水与不同质量分数的NH^Cl水溶液的饱和效应时间均不同°高纯水与质量分数为1%,5%,10%,20%和28%的NH^Cl水溶液峰值饱和时间分别为150,120,120,100,80和80min。
随着NH^Cl水溶液质量分数的增加,达到磁效应饱和的时间呈现减少的趋势。
磁场移除后,测定高纯水与不同质量分数NH^Cl水溶液的去磁记忆时间。
高纯水与质量分数为1%,5%,10%,20%和28%的NH^Cl水溶液的去磁记忆时间分别为30,40,50,60,80和80min。
随着NH^Cl水溶液质量分数的增加,去磁记忆时间呈现增加的趋势。
利用去卷积拟合的方法对磁化2h后不同质量分数的NH^Cl水溶液进行处理。
由去卷积拟合结果可知,质量分数为20%的NH^Cl水溶液比质量分数为10%的NH^Cl水溶液增加了一个N—H峰,该信号峰随着NH^Cl水溶液质量分数的增大逐渐增强。
DDAA型氢键结构整体上随磁化时间增加而减少,磁化时间的增加对四面体水结构具有破坏作用。
核磁共振波谱仪在化学专业实验教学中的应用探索

核磁共振波谱仪在化学专业实验教学中的应用探索作者:马润恬许卫兵郭锦秀李贵琛蒲陆梅年芳来源:《赤峰学院学报·自然科学版》2023年第09期摘要:本文以核磁共振波谱法监测(N-羟丙基)甲基丙烯酰胺聚合过程中单体转化率的变化为例,探索将核磁共振波谱仪应用于化学专业的本科实验教学,为学生提供从理论知识到科学实践的切身体验,激发其探索科学的积极性。
此探索旨在提高学生参与实验的意识的同时,培养他们分析问题、解决问题的,并提高动手能力。
该实践既能促进大型精密仪器与本科实验教学的有机结合,也是化学专业本科实验教学中研究性学习和教学方式改革创新的探索。
关键词:核磁共振波谱法;实验教学;化学专业;聚合度中图分类号:O6-33 文献标识码:A 文章编号:1673-260X(2023)09-0052-031 核磁共振波谱仪概述核磁共振是磁矩不为零的原子核在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂,共振吸收某一定频率射频辐射的物理过程,其共振频率在射频波段,相应的跃迁是核自旋在核塞曼能级上的跃迁[1]。
核磁共振波谱(Nuclear magnetic resonance spectroscopy, NMR)由于具有迅速、准确、分辨率高和不破坏样品等优点,被广泛地应用于有机合成化合物、植物天然产物和细胞次级代谢产物的结构鉴定分析以及农产品和食品中水分含量、分布及存在形态的测定[2],已成为化学、食品、生物和医学学科中结构测定和表征的有力工具[3]。
核磁共振波谱仪作为各高校大型仪器平台必不可少的精密仪器,多被应用于高校的科研工作,但由于其价格昂贵,操作和维护复杂,在本科生仪器分析实践教学中涉及较少。
化学专业学生虽然必须主修有机化学及仪器分析等课程,但多数学生认为教材对核磁共振波谱法的基本原理、化学位移、自旋耦合等基本知识内容介绍过于抽象,理解困难,常有学生反馈其对核磁共振波谱仅有粗浅的认识,基本识图和解图能力都较为薄弱[4,5]。
核磁共振技术在石化检测中的应用现状

核磁共振技术在石化检测中的应用现状核磁共振(NMR)技术已成为当今石化领域的一种重要分析手段,具有稳定性好、快速分析、分析项目全面、操作简单和安全环保等优点。
可以快速分析原油、汽油、石脑油、煤油、柴油和蜡油等多个物料的物性,减少炼化企业馏出口的分析工作量,为企业增效。
本文主要介绍核磁共振技术在国内炼厂的应用现状。
标签:核磁共振技术;石化领域;应用1 概述核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,简称NMR)是指原子核处于外磁场中,在能级之间共振跃迁的现象。
该分析技术源于20世纪50年代,是一种非接触式的分子结构测量技术,最初主要是应用于核物理方面的研究。
历经60多年的发展,NMR研究领域和应用范围从物理学延伸到化学、生物学、医学、材料學、信息学等多个学科领域。
由于NMR技术具有分析速度快、精确度高、稳定性强、样品处理简单等众多优势。
因此,近年来在石化领域的发展十分迅速。
2 核磁共振在石化检测中的应用为提高生产水平和经济效益,国内石化行业大力推广集中控制和先进过程控制(APC)技术以及实时优化(RTO)技术,以期实现资源的合理利用、产品质量“卡边”控制以及装置平稳操作。
特别需要在线测量分析快速、准确、可靠和及时提供质量信息。
核磁共振分析技术恰好满足以上需求,将该分析技术应用于石化企业,极大地补充和完善了石化企业实时在线分析数据的空缺,并带来极其重要的经济社会效益。
2.1 核磁共振在独山子石化的应用2002年,根据催化裂化装置的工艺现状和条件,Invensys Software System 向独山子石化公司炼厂提供了多物流核磁共振在线分析仪,主要用于炼厂催化装置的进料和产品质量的在线分析,大大提高了整个装置的平稳操作运行,并为先进控制和优化系统OPT 提供了及时可靠的信息,改善先进控制和优化系统的性能,提高经济效益。
独山子石化采用的Invensys核磁共振在线分析系统的测量参数如表1。
磁场对聚苯胺结构、掺杂行为及热稳定性的影响

电导率较高 的聚 苯胺 , 是 溶 解性 能 和环 境 稳 定性 较 但 差; 有机 大分子 磺 酸 的熔 点 和 沸 点 较 高 ,在 环 境 稳 定 性 方 面优 于无 机 酸 , 既 含 非 极 性 基 团, 它 又含 极 性 基 团 , 掺杂态 P 使 AN不 仅 电导率较 高 , 而且 环境 稳 定性
摘 要 : 在 恒定磁 场 ( . T)和无 磁 场 环境 下 , 用 08 采
理论上磁 场对 苯 胺 聚 合 有取 向作 用 , 它通 常 可 以使 聚 苯 胺分 子链排 列更 加有 序 , 而提高 聚苯胺 掺杂 率 , 进 电 导率 , 晶度 , 结 环境 稳 定 性 及其 溶 解 性 能 , 因此 可 以 改
定性 更好 , 杂程度 以及 结晶性 能也有 所提 高; 红 外 掺 从
光谱 分析 中可知 , 磁场取 向作 用使 分子链 更 加伸 展 , 分 子链 离域程度 更 大 , 磁 场 没有 明显 地 改 变聚 苯 胺 的 但
基 本单元 结构 。
衍 射 ( R ) 热重 分析 ( GA) X D , T 等手 段研 究 了磁 场对 聚 苯胺结构 、 杂行 为及 热稳定性 的影 响 。 掺
结构 、 杂行 为及 热稳 定性 的 影 响 。结 果表 明在 合 成 掺 聚苯胺 的过程 中, 为表 面活 性 荆 的十 二 烷基 苯磺 酸 作
钠 在无机 酸存 在条件 下转 变成十 二烷基 苯 磺 酸并 与无
机 酸共 同掺 杂进入 聚 苯 胺链 ; 场 环 境 下 合成 的聚 苯 磁
胺 盐 比无 磁 场 下 合 成 的 聚 苯 胺 盐
1 引 言
聚 苯胺 以其单 体成本 低 , 于合成 , 杂 态和 掺杂 易 掺 的环境 稳定性好 , 电致 变色 , 电导 率 等 优 点 , 二 次 高 在
磁场在化学化工中的应用

态 一 极子对机理 和 三重态机 理等 。 偶 2 磁场在 化学化 工 中的应用 磁化 学分为无 机磁 化学 、有机 磁化 学 、生 物磁 化学 和医疗磁化 学等 。本文 仅介绍 应用 磁效 应较多 的一些具 体 的化 工过程 。
21 无 机 磁 化 学 合 成 .
结果 。
22 有机 磁化 学 . 221 酯 化反 应 ..
广 泛应 用 , 流 、 流 、 动 磁 场 的实 施 , 高磁 场 直 交 脉 超 (0 以上 ) 的建 立 ,开辟 了控 制 化 学 过 程 的新 途 4T
起 负作用 。磁 场 除了对 前线 轨道 伸展状 态施加 影响 外 ,还 可能 由于变 形产 生极 化效 应 ,影 响其解 离 的 快 慢和程 度 ,从 而影 响 化学反 应速 度 。
F 大小 与磁 感 应 强 度 成 正 比 ,但 方 向总是 的
与带 电粒 子运动 方 向垂 直 ,说 明它不 能改 变带 电粒
子 的运动速 率和 动能 。
1 磁 场影 响化 学反应 的机 理 . 2
因素 、一个 熵 因素 。由 于磁 场对 反应 体 系能量的影 响一般 较小 ,主要 是 影响分 子 、原子 及 电子 的 自旋 方式 和 自旋 取 向 ,即影 响反应 体 系的熵 ,从 而影响 反应 速率 。
种 .如 自由基对 机 理 ,三 重 态一 重 态机 理 ,i 莺 三
状态 的改变而 发生 的化 学 键 的断裂 和形成 过程 ,每
一
旧键 的断裂 和新键 的形 成都是 轨道 间 的分裂 和叠
维普资讯
化学 教 学
20 0 7年 . 1 期 第 1
的可 能性 和形成 的键 的稳 定性 ,若 变形发 生在有利 于轨道叠 加 的方 向 ,则 可 以加强 对反 应体系 至关重 要 的离 域效果 ,加 速化 学 反应或 降低 活化能 ,若 变
(2021年整理)油液分析

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油液分析技术油夜分析技术又称为设备磨损工况监测技术,是一种新型的设备维护技术,它利用油液所携带的设备工况信息来对设备的当前工作状况以及未来工作状况作出判断,从而为设备的正确维护提供了有效的依据,达到预防性维修的目的。
油液在设备中的各个运动部位循环流动时,设备的运行信息会在油液中留下痕迹,这些信息主要包括以下三个方面:1、油液本身的物理和化学性质的变化2、油液中设备磨损颗粒的分布3、油液中外侵物质的构成以及分布设备润滑与磨损状态监测(以下简称油液监测)是设备开展润滑管理、设备状态维修的重要基础工作,是提高设备可靠性、保证设备安全运行的重要手段。
油液监测技术就是通过对设备在用润滑油的理化性能指标、磨损金属和污染杂质颗粒的定期跟踪监测,及时了解掌握设备的润滑和磨损状态信息,诊断设备磨损故障的类型、部位和原因,为设备维修提供科学依据,指导企业进行设备的状态维修和润滑管理,从而预防设备重大事故发生的发生,降低设备维护费用.油液分析技术,就是抽取在用油油样并测定其劣化变质程度及油液中磨损磨粒的特性,来分析判断机械零部件的磨损过程,部位,磨损机理,失效类型及磨损程度等,得到机械零部件运转的信息.磨损磨粒的特性主要指磨粒的含量,尺寸,成分,形态,表面形貌及粒度分布等。
油样分析技术通常包括油液理化性能分析技术,铁谱分析技术,光谱分析技术,颗粒技术技术,磁塞技术等.对设备故障所作的统计资料表明:设备的失效80%是因为润滑故障导致异常磨损所引起;柴油机中大约70%是因为油品污染引起,而其中50%是磨损造成的;滚动轴承中大约40%的失效与损坏是由于润滑不当而导致;齿轮中大约51%的故障与润滑不良和异常磨损有关;液压系统中大约70%的故障来自于液压介质被污染,污染度等级过高所致;摩擦消耗的能源占总能源消耗的1/3—2/3;油液分析技术的步骤:1.收集设备原始资料、考察设备现场2.制定监测计划和取样规范3.按规范取样4。
磁化技术在化工分离领域中的运用

137磁化技术在化工分离领域中的运用赵宝山 庞秀 王培芬(石家庄化工化纤有限公司,河北,石家庄050026)(河北化工医药职业技术学院,河北 石家庄050026)摘要:磁化技术是对物质进行磁场处理的一种化工技术,在化工分离领域有着非常广泛的应用,而磁化分离主要是利用元素在磁敏感性方面的差异,并借助于磁场的作用对物质进行处理,从而实现强化分离的目的。
本文从磁化分离技术的应用分析入手,然后着重分析了磁化机理,最后总结了磁化分离技术的进展,以供广大读者参考。
关键词:磁化技术;磁化分离;磁化机理一、磁化分离技术的应用 (一)高梯度磁分离技术的应用高梯度磁场最早在上世纪60年代得到利用,由于高梯度磁场可以产生很强的磁场力,并且对那些相对弱的磁性物质产生分离功能,所以被称之为高梯度磁分离技术,英文简称为HGMS。
目前这种技术可以用于各种强弱的磁性物质分离,在化工生产的各个领域都有很广泛的应用。
首先是在工业废水方面,HGMS 可以将工业废水中的各种强磁性污染物清除,并且在处理前只需要将废水流过磁分离器就可以;对于那些反磁性和抗磁性的污染物需要在磁分离前线做某些预处理。
HGMS 技术运用于净化工业废水方面具有处理效率高、操作简单、费用低、减少化学药品运用等优势。
其次是乳浊液的分离,HGMS 可以使乳浊液分离提高160倍,乳化原油经过磁化后的脱水速度也会提高一倍以上;另外一方面,HGMS 技术还可以用在反应触媒氧化钴的分离回收方面,并且回收率比较高。
最后是磁性制氧,主要利用空气中各种元素磁化率的差异而制定。
氧气是顺磁性物质,其磁化率为正值,而其他抗磁性元素都是磁化率为负值的,所以这些元素不被磁化就随着气流离开辞职,而处于磁场附近的氧就可以被通过一定方式被提取出来,完成磁性制氧。
(二)在物质分离过程中的应用经过试验表明,经过磁场处理后的油扩散系数会拉大,而粘度会随之降低,其半径也会减小所以磁场在传质分离方面也有非常大的潜力。
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磁场在化学化工中的应用冯光宏等进行的磁场处理对微合金钢的相变过程研究表明,磁场处理对微合金钢由奥氏体向铁素体的转变过程产生影响,下面是搜集的一篇探究磁场在化学化工应用的,供大家阅读参考。
:简述了磁场特性及其对化学反应影响机理,介绍了磁场效应在无机合成、有机化学、环境保护等方面的应用,展望了其在化学化工中的应用前景。
磁现象普遍存在于物质世界。
20世纪初,电磁学奠基者法拉第就发现磁场与化学之间有着密切的 ___,并首先提出了磁化学的概念。
经过数十年的努力,磁化学在实验技术上有了很大进步,灵敏度高、分辨率强,大型仪器(核磁、顺磁、磁天平等)的广泛应用,直流、交流、脉动磁场的实施,超高磁场(40T以上)的建立,开辟了控制化学过程的新途径,促进了磁化学的基础理论研究和在化工领域的应用研究。
1.1 磁场的特性(1)磁场的能量较低。
在化学化工中应用的场强一般都在1T以内,其能量一般只是粒子热运动能量的万分之一到百万分之一,与化学键的键能相比,也差2~3个数量级。
(2)磁场能对任何置于其中的磁极或电流施加作用力。
物质的本质是电性的,无论原子、分子,都是由带负电的电子在某种原子核的正的库仑场中运动,所以从微观机理上看,磁场必然要对置于其中的运动的带电微观粒子(电子、质子、各种离子等)产生不同程度的影响,产生影响的作用力是洛仑兹力。
洛仑兹力的计算公式见式(1):F的大小与磁感应强度B成正比,但方向总是与带电粒子运动方向垂直,说明它不能改变带电粒子的运动速率和动能。
1.2 磁场影响化学反应的机理洛仑兹力本身的特性决定不能赋予体系能量,因而不能直接以能量因素影响化学反应,但它可以改变粒子的运动方向。
化学反应是伴随着电子运动状态的改变而发生的化学键的断裂和形成过程,每一旧键的断裂和新键的形成都是轨道间的 ___和叠加的结果,轨道状态及变化趋势直接关系着键交换的可能性和形成的键的稳定性,若变形发生在有利于轨道叠加的方向,则可以加强对反应体系至关重要的离域效果,加速化学反应或降低活化能,若变形不利于反应需要的叠加方向,也可能对化学反应起负作用。
磁场除了对前线轨道伸展状态施加影响外,还可能由于变形产生极化效应,影响其解离的快慢和程度,从而影响化学反应速度。
参加化学反应的物质,根据组成物质分子在分子轨道中的电子配对或未配对,它在磁场中产生的效应不同,可把物质分为顺磁性、反磁性和铁磁性三类物质。
具有磁矩的'分子表现为顺磁性,外磁场会影响磁性分子的取向,亦即影响反应体系的熵。
对于磁矩为零的分子或原子,其反磁性总是存在的,磁场亦可在一定程度上影响其取向;另一方面,类似于非极性分子的“瞬时偶极矩”一样,磁矩为零的分子也有可能存在“瞬时磁矩”,从而使磁场对其取向施加影响。
根据化学反应的过渡状态理论,反应速率常数k的大小见式(2):可见,除了浓度、温度影响反应速率外,还有两个结构因素:活化焓(在液、固态反应时,约等于活化能)和活化熵能影响化学反应,即一个能量因素、一个熵因素。
由于磁场对反应体系能量的影响一般较小,主要是影响分子、原子及电子的自旋方式和自旋取向,即影响反应体系的熵,从而影响反应速率。
除了上述基于量子化学基础上的影响反应速率的过渡态机理外,磁场影响化学反应的机理还有多种,如自由基对机理,三重态-三重态机理,三重态-偶极子对机理和三重态机理等。
磁化学分为无机磁化学、有机磁化学、生物磁化学和医疗磁化学等。
本文仅介绍应用磁效应较多的一些具体的化工过程。
2.1无机磁化学合成2.1.1合成氨朱传征等进行了常压下磁场对合成氨催化反应的影响研究,结果发现,当控制N2与H2流速比为1∶3,预还原合成氨催化剂A体积为3.538mL,磁场能提高合成氨反应的反应速率和转化率,这种关系并非线性,在低磁场下有一个最佳的磁场强度范围(150~300mT),最大转化率可达0.356%。
上述效应的产生,主要是在磁场影响下,还原态的α-Fe晶体Weiss磁畴最小,导致顺磁性的FeO超饱和,磁滞损失增大,饱和磁化减小,致使催化剂活性增加,从而提高转化率。
2.1.2 合成无机功能材料人工晶体是非常重要的电子、光子材料,而生长大尺寸及高质量的晶体材料一直是各类晶体材料制备的关键技术。
1966年Chedzey 和Veh各自 ___地通过磁场阻抑湍流实验表明,外加磁场可提高晶体的微观均匀性。
上世纪70年代末,人们发现磁场对Si单晶生长中引入晶体的氧浓度影响很大。
1982年,Hoshikawa在0.1T的磁场下,从熔体中生长的硅单晶的溶质条纹减少,同时Suzuk与其合___也报道了在侧向磁场下生长出无位错5cm直径的掺硼Si单晶。
梁歆桉、金蔚青等通过实时观察的方法研究了磁场对KNbO3晶体的生长边界层及形貌的影响,发现磁场可部分抑制KNbO3熔体中的浮力与运动对流效应,使得随磁场强度的增大熔体中温度梯度减小,有利于氧化物晶体的生长。
2.1.3 合成性能优异的金属材料磁场能显著影响铁基合金的相变过程,冯光宏等进行的磁场处理对微合金钢的相变过程研究表明,磁场处理对微合金钢由奥氏体向铁素体的转变过程产生影响,一是增加了铁素体的形核率,二是提高了晶粒的长大速度。
由于磁场对铁素体形核率的影响效果显著,缩短了相变时间,最终得到细晶 ___。
稳恒磁场还可使低碳钢的晶粒细化,使材料 ___的均匀度提高。
脉冲磁场处理则是一种新的非热处理型降低焊接结构中残余应力的方法。
低频磁处理能大大提高各种刀具和汽车轮机的使用寿命,这也是由于磁处理降低了工具中残余应力所带来的结果。
2.2 有机磁化学2.2.1 酯化反应外磁场对乙酸乙酯的合成有催化作用:CH3COOH+CH3CH2OH→CH3COOCH2CH3+H2O (3)酯化反应③经0.35T的磁场处理后,乙醇的NMR化学位移发生了变化,乙酸的电导率增加了0.201μs?cm-1,酯净增率超过50%,反应速度加快。
根据此原理,可用磁场催化白酒的老熟。
酒在磁场作用下,酒中的极性分子键受磁场影响,加速了极性分子的定向排列,使得各成分之间的化学反应容易进行,促进了酒中的酯化、氧化和缔合,使酒中的高级醇、醛类的含量降低,酸、酯的含量增加,减少了自由乙醇分子数,使酒迅速达到稳定状态,变得醇和香且杂味减小,从而达到催陈老熟的效果。
经过一次磁化处理的酒,其自然老熟期可缩短3~4个月,使酿酒费用大为降低。
当然,磁化老熟与自然老熟效果还是有一定的区别。
2.2.2 蔗糖转化蔗糖转化为D-葡萄糖和D-果糖的反应一般需要在酸或酶的催化下进行。
金增瑗等研究了磁场对蔗糖转化的影响。
结果发现,不同浓度HCl催化,未经磁化与经过磁化(B=0.30T)的蔗糖在转化反应中旋光度到达零的时间不同,其中以2mol?L-1的HCl效果最好,磁化后到达旋光度为零的时间比未经磁化时间缩短18.25%。
B=0.30T以下,随场强增加,反应速率常数增加,说明磁场从动力学上影响了反应的进程,但高于0.30T以后反应速率常数趋于一定值。
蔗糖分子的构象见图1:本文为全文原貌未 ___PDF浏览器用户请先下载 ___ 原版全文图1 蔗糖分子的构象蔗糖转化反应的速率常数在适当的磁感应强度下有所增加,原因是1个半缩醛氧原子在磁场的作用下接受H+的能力变强,变强的原因应归结于洛沦兹力改变了电子的运动状态,促使分子磁矩发生旋进,造成1个半缩醛醚氧的轨道伸展状态发生了有利于接受H+变形,促进过渡态半椅式糖苷阳离子的形成,从而加快了反应的进行。
2.2.3基本有机合成磁场主要用来控制反应的路径,从而有选择地获取所需的产物。
如丁基锂与苄基氯在溶液中进行的热化学反应,可按式(4)进行:式(4)中, A,B分别代表丁基和苄基;M为碱金属原子;X为卤素原子;A?、B?为两个自由基,两个自由基上方的横线代表笼,表示两个自由基处于笼中。
此反应进一步进行有两种可能:若发生笼内的重合,则产生化学结构不对称的产物AB,若从笼中逸出,进行笼外反应,则会生成对称产物AA,BB并按一定比例生成AB,在上述反应中施加磁场,就可用磁场来控制笼内与笼外产物的比例。
2.2.4 合成有机高分子材料磁场对聚合反应的作用主要表现在影响聚合物的平均分子量、聚合产率、反应速率和立体构型等方面。
黄骏廉等研究了磁场作用下异戊二烯在四氟乙烯-丙烯共聚物表面的光引发接枝反应。
四丙共聚物是一种具有良好的化学稳定性和热稳定性的含氟聚合物。
将异戊二烯接枝于四丙共聚物表面,可将四丙共聚物的优良性能与含双键聚合物的可反应性结合起来, ___出具有特殊功能的含氟高分子材料,但常规方法接枝,接枝率低,当相同体系的反应在外磁场中进行时,异戊二烯的接枝率提高得很快,且接枝链中3,4-聚合的产物大大增加。
蔡林涛等研究了外加磁场对苯胺电聚合过程的影响,发现当磁场方向垂直电极表面时,在0.58T处聚合速度约为无磁场时的2倍,当磁场方向平行电极表面时,随磁场强度增大至0.7T时,聚合速度约为无磁场影响下的2.4倍。
此外一些液晶型聚合物通过磁场取向拉伸法能使一种聚合物在某一方向上的电导率增加约100倍,且能改变聚合物的光学和机械性能。
2.3 环境磁化学2.3.1 防垢与除垢磁场对水的表面张力和活性、对水溶液中阳离子和阴离子、对水溶液体系中的各种微粒以及溶解结晶平衡等均有不同的影响。
Grutsch J F等研究发现,利用磁处理能成功地控制CaCO3和CaSO4垢的沉积,将磁技术用于供暖系统等许多装置的冷凝器,发现不再形成污垢,早先形成的锅垢,则会溶解而被排出。
Dcren的研究表明,磁处理后的晶核增长受到抑制,成核速率却大大增加,从而能生成更多的不规则的晶体。
Donadson J D等的研究表明,在CaCO3溶液蒸发沉淀过程中,磁处理能使方解石和文石的比例由无磁场作用时的80:20变为20:80,文石结晶较疏松,不易结垢。
2.3.2磁分离技术磁分离技术是利用水中杂质颗粒的磁性进行分离的,对于水中非磁性或弱磁性的颗粒,则可利用磁性接种技术使它们具有磁性而将其分离除去。
如含Cr6+、Ni2+、Zn2+、Co2+、Cu2+、Sn4+、Hg2+、Mn2+、V4+、Ti3+等重金属离子的工业废水,不易分解和自然氧化,可用磁凝聚分离法去除。
先加硫化物使重金属离子与S2-反应生成沉淀,加Fe3+,调节溶液pH,再添加磁种,通过Fe(OH)3胶体的桥连作用与磁种结合,使磁种间静电作用力减少,易于絮凝而形成较大的絮团,最后通过磁滤让重金属组分随磁种滤出。
高梯度磁分离器则以高饱和磁密不锈钢聚磁钢毛或带锐背的薄钢板作为聚磁介质,当水中污染物对钢毛的磁力作用大于其粘性阻力和重力作用时,污染物被截留在钢毛介质上,在切断磁路后,磁力消失,被钢毛介质捕集到的污染物用水或气水反冲洗下来,从而达到从废水中去除污染物的目的。