液相扩散系数测定方法的近期研究进展
超高效液相色谱(Ultra Performance LC )
主讲人：芮雯
ACQUITY UPLC™
超高效液相色谱（Ultra Performance LC™） 是分离科学中的一个全新类别，它借助于 HPLC的理论及原理，涵盖了小颗粒填料、非 常低系统体积及快速检测手段等全新技术，增 加了分析的通量、灵敏度及色谱峰容量。
今天的HPLC
Minutes
恒定柱长时；UPLC™的灵敏度提高1.7倍（170%）！ 恒定L/dp时；UPLC™的灵敏度提高三倍（300%）！
0.050 0.040 0.030 AU
0.020 0.010
0.000 0.050 0.040 0.030
5.0 µm
0.020 0.010 0.000 0.00 0.024 0.020
2 d p
填料颗粒尺寸的演变 70年代早期
40µm薄壳非多孔基质上涂布 100~500 psi 1000塔板数/米 1m长色谱柱
10 min
70年代末期 10µm不规则微多孔填料 1000~2500 psi 25,000塔板数/米 3.9×300mm
10 min
从80年代到现在 3.5~5µm球形微多孔填料 1500~4000 psi 50,000~80,000塔板数/米 3.9×300mm
%
5.22 5.43
15.40 22.61 20.51 2.60 0.62 9.39 11.13 13.75
23.86 33.22 32.78 18.21
44.46 45.79 48.06 43.88 34.96 35.89 42.52 36.99 39.51 52.14
56.48 59.42 61.06 61.54 65.85 53.99
HPLC 3.5µm
实验四填料塔液相传质系数的测定lun
实验四填料塔液相传质系数的测定环工021 伦裕旻15号一、实验目的：吸收是传质过程的重要操作，应用非常广泛。
为强化吸收过程，必须研究传质过程的控制步骤，测定传质膜系数和总传质系数。
本实验采用水吸收CO2，测定填料塔的液相传质膜系数、总传质系数和传质单元高度，并通过实验确定液相传质系数和各项操作条件的关系。
通过本实验，学习并掌握研究物质传质过程的一种实验方法，并加深对传质过程原理的理解。
二、实验原理：三、根据双膜模型的基本假设，气相和液相的吸收质A的传质速率方程可分别表达为气膜D A=KgA(P A—P A i) (1)液膜G A=K1A（C Ai—C A）(2)公式中G A——A组分的传质速率，kmol．S-1;A——两相接触面积，m2;P A————气相A组分的平均分压，paP A i——相界面A组分的分压，paC A————液相A组分的平均浓度，kmol.m-3Kg——以分压表达推动力的气相传质膜系数，kmol.m-3K1————以物质的浓度表达推动力的液相传质膜系数，m.s-1以气相分压或以液相浓度表示传质过程推动力的相际传质速率方程又可分别表达为：D A=K G A(P A—P A*) (3)G A=K L A（C A*—C A）(4)式中P A*为液相中Ａ组分的实际浓度所要求的气相平衡分压，paC A*为气相中Ａ组分的实际分压所要求的饿液相平衡浓度，kmol.m-3K G 为以气相分压表示推动力的总传质系数或 简称为气相传质总系数，kmol.m -２.S -1. pa -1K L 为以液相浓度表示推动力的总传质系数或 简称为液相传质总系数，m ．S -1; 若气液相平衡关遵循亨利定理：A A HP C =，则 ：1111Hk K k g G += （５）111k K H k g L += （６） 当气膜阻力远大于液膜阻力时，则相际传质过程受气膜传质速率控制，此时，g L K K =；反之，当液膜阻力远大于气膜阻力时，则相际传质过程受液膜传质速率控制，此时l L K K =。
全息干涉法在液相扩散系数测定中的应用
Ａｐ ｉ ａｉ ｎ ｆＨｏｏ ｒ ｐｈ ｃ Ｉ ｅｒｅ ｏ ｔｙ ｉ ｈｅ ｐｌ ｔｏ ｏ ｌｇ ａ ｉ ｎｔ ｆ ｒ ｍｅ ｒ ｎ ｔ ｃ
Ｍ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｏ ｑ ｉ ＇ｕ ｉ ｉ ｅ ａ ｕ ｅ ｎ ｆＬｉ ｕ ｄ Ｄｈ ＇ｓｖ ｔ ｓ ｉ ｉ
ｍｏｃＪｏｔ ｍｅ ｕｅ ｅ ｔＴ ｉ ａｔｌ ｉｔｄ ｏｓｔｅａｐｉ ｔ ｎａｄ ｐｏｒｓｅ ｆｈｌ－ ｄｒ ｐｉ ｉ ｓ ａ ｒｍ ｎ ．ｈｓ ｒｃ ｎｒ ｕｖ ｐｌａ ｏ ｎ ｒｇｅｓｓ０ ｏｏ ｉｅ ｏ ｈ ｃｉ
ｇ ａ ｈ ｃ ｉｔ ｄｅ ｏ ｔ ｔ ｅ ｍｅ ８１ｅ ｔ ｆｌｑ ｒ ｐ ｉ ｎ ｅ ｒ ｍｅ ｘ ｏ ｔ ａ １ ｍｅ ｔ ｏ ￣ｄ ｔｕ ｉｉｉｓ． ｙ ｈ ｒ ｔ ｉ ｄｉ ｓｖ ｔ Ｔ ｅ
扩散系数比固体及气体扩散 系数 的研究更 困
难， 尚难 从 基 本 分 子 数 据 或 系 统 物 理 性 质 方
收 蔷 日期 ： ０ — ４ ０ ２ １ ０—４ ０ 基盒项目： 国家教委博士点基盒资 助项 目（ ０ ０ ０ ） ２０００５６８ 。 作者简介： 马友 光（９４一）男 ， １６ ， 安徽五 河人 ， 天津 大学化工研 究所 耐研 究员 ， 主要从事气 灌传质理 论研 究。
维普资讯
２Ｏ 年 ２ ０２ 月
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化
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学
工
业
与
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程
第１ ９卷 第 １ 期
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全 息 干 涉 法在 液 相扩 散 系数 测 定 中的 应 用
用。
铜氨配合物还原动力学研究--硫酸四氨合铜
化学研究与应用Chemical Research and Application Vol.33,No.1 Jan.,2021第33卷第1期2021年1月文章编号:1004-1656(2021)01-0162-06铜氨配合物还原动力学研究——硫酸四氨合铜王慧婕，陈志萍*,杨晓峰，孙振豪,刘海清(中北大学理学院，山西太原030051)摘要:氨(或胺)常被用作液相还原法镀铜或制备铜纳米线的还原剂，但氨(胺)对铜离子还原过程及动力学的影响缺乏系统的研究。
本研究通过计时电量法测定了硫酸四氨合铜溶液中不同温度下在不同阶跃电位时Cu(NH3)42+还原为Cu的反应速率常数，进而求得标准速率常数^0(4.12xl0-5m•s"~7.33xl05m•s")及表观活化能(23.60kJ•mo「)。
所得参数为研究氨(胺)对铜离子还原反应影响规律提供基础数据，并可为铜纳米线制备过程中长径比的调控提供参考。
关键词:硫酸四氨合铜;计时电量;扩散系数;反应速率常数;活化能中图分类号:0646文献标志码:AReduction kinetics of copper-ammonia complex------tetraamminecopper sulfateWANG Hui-jie,CHEN Zhi-ping*,YANG Xiao-feng,SUN Zhen-hao,LIU Hai-qing(College of Science,North University of China,Taiyuan030051,China)Abstract:Ammonia(or amine)is often used as a reducing agent for liquid-phase reduction copper plating or preparation of copper nanowires,however,the research on the effects of ammonia(amine)on the reduction process and kinetics of copper ions are not sufficient and systematical enough yet.In this study,the rate constants of the reduction of Cu(NH3)42+to Cu at different step potentials were measured by chronocoulometry at different temperatures,then the standard rate constant K°(4.12xl0-5m•s_1~7.33xl0~5m •s_1)and apparent activation energy(23.60kJ•mol-1)were obtained.The parameters which have been obtained provide basic data for the study of the effect of ammonia(amine)on the reduction of copper ions,and provide reference for the regulation of the length-diameter ratio in the preparation of copper nanowires.Key words:tetraamminecopper sulfate；chronocoulometry；diffusion coefficient；reaction rate constant；activation energy铜离子还原反应广泛应用于化学镀铜⑴刀、液相还原制备铜纳米线［⑷等表面处理与纳米材料制备领域。
实验填料塔液相传质系数的测定lun
实验四填料塔液相传质系数的测定环工021 伦裕旻15号一、实验目的：吸收是传质过程的重要操作，应用非常广泛。
为强化吸收过程，必须研究传质过程的控制步骤，测定传质膜系数和总传质系数。
本实验采用水吸收CO2，测定填料塔的液相传质膜系数、总传质系数和传质单元高度，并通过实验确定液相传质系数和各项操作条件的关系。
通过本实验，学习并掌握研究物质传质过程的一种实验方法，并加深对传质过程原理的理解。
二、实验原理：根据双膜模型的基本假设，气相和液相的吸收质A的传质速率方程可分别表达为气膜D A=KgA(P A—P A i) (1)液膜G A=K1A（C Ai—C A）(2)公式中G A——A组分的传质速率，kmol．S-1;A——两相接触面积，m2;P A————气相A组分的平均分压，paP A i——相界面A组分的分压，paC A————液相A组分的平均浓度，kmol.m-3Kg——以分压表达推动力的气相传质膜系数，kmol.m-3K1————以物质的浓度表达推动力的液相传质膜系数，m.s-1以气相分压或以液相浓度表示传质过程推动力的相际传质速率方程又可分别表达为：D A=K G A(P A—P A*) (3)G A=K L A（C A*—C A）(4)式中P A*为液相中Ａ组分的实际浓度所要求的气相平衡分压，paC A*为气相中Ａ组分的实际分压所要求的饿液相平衡浓度，kmol.m-3K G 为以气相分压表示推动力的总传质系数或 简称为气相传质总系数，kmol.m -２.S -1. pa -1K L 为以液相浓度表示推动力的总传质系数或 简称为液相传质总系数，m ．S -1; 若气液相平衡关遵循亨利定理：A A HP C =，则 ：1111Hk K k g G += （５）111k K H k g L += （６） 当气膜阻力远大于液膜阻力时，则相际传质过程受气膜传质速率控制，此时，g L K K =；反之，当液膜阻力远大于气膜阻力时，则相际传质过程受液膜传质速率控制，此时l L K K =。
氨基酸在水溶液中扩散系数的预测
液相 扩散 系数 在理 论研 究 和实 际应用 中都 很重 要 ， 目前 液相 扩 散 系 数 实 验 数据 还相 当缺 乏 。然 但
而通 过实 验测 定 液相 扩 散 系 数 往 往 存 在一 些 困难 ，
１ 模 型的 建立
描 述组 分 Ａ、 元混 合 物 扩 散 过 程 的 Ｆｃ Ｂ二 ｉｋ定 律 为
ｐｒｄｉｔ ｅ ｍｏ ｅ ｆｄ ｆｕ ｉｎ ｃ ｅ ｃｅ ｔｉ ｉｅ ａｕ ｅ，ａ ｎ ｗ ｅ － ｍｐｉ ｃ ｌｍｏ ｅ ｓｐｒ ｐ ｓ ｄ ｔ ｒ ｄｉｔｔ ｅ ｌ ｉ ｅ ｃ ｉ ｄ ｌｏ ｉ ｓｏ ｏ ｆ ｉｎ ｎ ｌｔ ｒｔ ｒ ｖ ｉ ｅ ｓ ｍｉｅ ｉ ｒ ａ ｄ ｌｗａ ｏ ｏ ｅ ｏ ｐ ｅ ｃ ｈ ｉ ｄ ｑｕ ｄｉ ｕ ｉｎ ｃ ｅ ｃ ｅ ｔ ｆａ ｎ ｃｄｓｉ ｑ ｅ ｕ ｏｕ ｉｎ ．Ｔｈ ｑ ａ ｉｎ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｗｅ ｅ ｆ ｔ ｄ ｂ ｈ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｌ ｆ ｓｏ ｏ ｆ ｉｎ ｓ ｏ ｍｉ ｏ ａ ｉ ｎ ａ ｕ ｏ ｓ ｓ ｌ ｔｏ ｓ ｆ ｉ ｅ ｅ ｕ ｔ ａ ａ ｔ ｒ ｒ ｔｅ ｙ ｔｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ａ ｏ ｉ ｉ
朱春 英 ，马友 光 ，马沛 生 ，余 国琮
（ 天津 大学 化工学院 化学工程联合国家重点实验室 ，天津 ３０ ７ ） ００ ２
摘要 ： Ｆｃ 以 ｉ ｋ定律和不可逆过程热 力学为基础 ， 合文献 中对扩散 系数 预测模 型的分析 ， 出了一个 氨基酸在水溶 结 提
液 中扩 散 系数 预 测 的半 经 验 模 型 。用 实 验 测 定 的 ７种 氨 基 酸 在 水 溶 液 中 的 扩 散 系 数 和 一 些 文 献 中 的 扩 散 系 数 数
式 中√ 为扩 散通 量 ， ｌ（ ・ ） Ｄ ｍｏ ｍ ｓ ； 为 组分 Ａ对 ／ 组分 Ｂ的相 互扩 散 系统数 ，ｍ ／ ； 为组 分 Ａ 的浓 ｃ ｓｃ
液相扩散系数的测定方法及研究进展
１ 扩 散 系数 测 试 原 理
对 于液相体 系中的扩散 系数的测定往往 需要确定 菲克 定律
中的参数 ，如对扩散 时的浓 度梯度 、扩散 时 间、扩 散距离 等 的 测定 ，也 可以在一 定的时间或一定距离 内利用其他 手段进 行测 试 ，根据 相应 测定 的参 数值 计算扩散 系数。一般来 说根据 不 同 的扩散条件 ，分为稳态和非稳态体 系，对 于不 同的体 系测定对 应的参数 ，使 用相关的公式可以计算得到扩散系数 。
摘 要 ：液相扩散系数可以预测一个系统中的扩散行为，它的测定对工业应用具有重要的意义。本文主要从菲克定律和相 关 的扩散 理论出发 ，通过分析当前利用 电、磁 、光等技术手段及其测试 扩散系数 的原理 ，对液相 扩散系数测 定方法 的进 展进行 总 结 ，发现利用 物理 方法测试扩散原理 中的相关参数从而得到扩散 系数 是液相扩散 系数测定 的主要趋势 ，最 后对几种 不同 的扩 散系 数 的测定 方法 进行了对 比和评估 。
激光全息干涉法测量液相质扩散系数数字图像处理的研究
全息干涉条纹 图再现及相位展开等数字 图像处 理
过程 的关键技术 。 最 后 测 量 浓 度 为 ０ ３ ｏ １Ｋ １ 溶 液 在 ． ３ｍ ｌ Ｃ 水 ／ ２８ １ 下 的扩散 系数 ， ９ ．５Ｋ 验证 实验方 法 的准 确性 和
为 了应对 全球 性 的气 候 变 暖 、 态 破 坏 等 现 生
的 Ｒ ２制冷 剂 也 将 在 ２ ３ ２ ０ ０年 淘 汰 ， 即使 是 替 代 Ｒ ２最 理 想 的 Ｒ ０ Ａ仍 然 属 于温 室 减 排 气 体 而 ２ ４４
可靠性 ， 为化工工程 上研究 替代制 冷剂 急需 的质 扩 散 系数测量提供 了有效的方法。
２ 液 相 质 扩 散 系数 的 测 定
，
最终求出 了质扩散系数 Ｄ 。
收 稿 日期 ：０ ８０ ．１ 修 改稿 ） ２ ０ －８１ （ 基 金 项 目 ： 家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目（ ０ ７０ ９ 国 ５６ ６ ６ ）
代 制冷剂 研 究急需 的 主要 参 数 之一 ， 文通 过 研 本
究 数 字 全 息 干 涉 法 测 量 液 相 质 扩 散 系 数 原 理 ，
算 的理论基础 。当扩散被认 为是 一维 时 ， 假设 在 并 扩散开始前 两 溶液 有 明显 的分界 面。 由 Ｆｃ 二 ｉ ｋ第
定律可得 到质扩散系数 Ｄ：
．
ｔ／ｔ ． ．一１
Ｄ
‘ ）
式 中 ： —— 溶 液浓 度 变 化 极 值 点 间 的距 离 ；。 ｔ，
ｔ —前后两张全息图的曝光时间。 ． —
用 Ｃ Ｄ传感 器 取 代 双 曝光 全 息 干 涉 法 和 实 时全 Ｃ
息 干 涉 法 中 的感 光 干 板 ， 光 和 参 考 光 由 分 光 棱 物