首页 | 本学科首页   官方微博 | 高级检索  
     

NH4Cl水溶液的微观结构和宏观物性研究
引用本文:张宇,李非,费莉婷,纪志永,赵颖颖,郭小甫,刘杰,王士钊,汪婧,毕京涛,张盼盼,张丁予,袁俊生. NH4Cl水溶液的微观结构和宏观物性研究[J]. 盐湖研究, 2022, 30(4)
作者姓名:张宇  李非  费莉婷  纪志永  赵颖颖  郭小甫  刘杰  王士钊  汪婧  毕京涛  张盼盼  张丁予  袁俊生
作者单位:河北工业大学化工学院/海水资源高效利用化工技术教育部工程硏究中心 天津,河北工业大学化工学院/海水资源高效利用化工技术教育部工程硏究中心 天津,河北工业大学化工学院/海水资源高效利用化工技术教育部工程研究中心 天津,河北工业大学化工学院/海水资源高效利用化工技术教育部工程硏究中心 天津,河北工业大学化工学院/海水资源高效利用化工技术教育部工程硏究中心 天津,河北工业大学化工学院/海水资源高效利用化工技术教育部工程硏究中心 天津,河北工业大学化工学院/海水资源高效利用化工技术教育部工程硏究中心 天津,河北工业大学化工学院/海水资源高效利用化工技术教育部工程硏究中心 天津,河北工业大学化工学院/海水资源高效利用化工技术教育部工程硏究中心 天津,河北工业大学化工学院/海水资源高效利用化工技术教育部工程硏究中心 天津,河北工业大学化工学院/海水资源高效利用化工技术教育部工程硏究中心 天津,河北工业大学化工学院/海水资源高效利用化工技术教育部工程硏究中心 天津,河北工业大学化工学院/海水资源高效利用化工技术教育部工程硏究中心 天津
基金项目:河北省自然科学基金项目,教育部创新团队发展计划项目,河北省现代海洋化工技术协同创新中心项目,基于工学并举的“海水提钾”一体化教学资源构建,基于科教融合的海洋技术专业教学资源构建及应用探索,,“喜迎二十大,科创向未来”2022年大学生创新创业训练计划项目
摘    要:通过拉曼光谱、同步辐射X射线散射和密度泛函理论(DFT)模拟,研究了质量分数为1.0 %-28.0 %的NH4Cl水溶液的微观结构变化。同时在室温下测量了粘度、接触角和电导率。由拉曼光谱和密度泛函理论模拟结果可知,当溶质浓度升高至10.0 %时,在2900 cm-13100 cm-1附近出现了明显的N-H作用峰,且随着质量分数的升高,NH4Cl水溶液中的氢键类型发生了转变。X射线散射结果表明,当NH4Cl水溶液质量分数升高至10.0 %时,差值对分布函数G(r)在2.98 ?附近出现明显双峰,表明在该浓度下溶液中NH4+-Cl-接触离子对开始成为主要微观作用形式。对NH4Cl水溶液的宏观物性研究表明,粘度、接触角和电导率均随着NH4Cl水溶液质量分数的增加而增大。作者推断,NH4Cl水溶液中氢键类型的转变、O-H...N键占比增多以及逐渐增加的NH4+-Cl-接触离子对,是粘度和接触角随溶质浓度增加而增加的微观本质因素;电导率的增加与溶液中有效导电离子数量增加有关。

关 键 词:NH4Cl水溶液  拉曼光谱  X射线散射  密度泛函理论
收稿时间:2022-08-10
修稿时间:2022-09-15

Study on the Microstructure and Macroscopic Physical Properties of NH4Cl Aqueous Solution
Zhang yu,Li fei,Fei li ting,Ji zhiyong,Zhao yingying,Guo xiaofu,Liu jie,Wang shizhao,Wang jing,Bi jingtao,Zhang panpan,Zhang dingyu and Yuan junsheng. Study on the Microstructure and Macroscopic Physical Properties of NH4Cl Aqueous Solution[J]. Journal of Salt Lake Research, 2022, 30(4)
Authors:Zhang yu  Li fei  Fei li ting  Ji zhiyong  Zhao yingying  Guo xiaofu  Liu jie  Wang shizhao  Wang jing  Bi jingtao  Zhang panpan  Zhang dingyu  Yuan junsheng
Abstract:Through Raman spectroscopy, synchrotron radiation X-ray scattering, and density functional theory (DFT) simulations, the microstructure changes of NH4Cl aqueous solution with mass fraction of 1.0 %-28.0 % were studied. Viscosity, contact angle, and conductivity were also measured at room temperature. From the simulation results of Raman spectroscopy and density functional theory, when the solute concentration increased to 10.0 %, there was a significant N-H peak near 2900 cm-1 and 3100 cm-1, and with the increase in mass fraction, the hydrogen bond type in the Aqueous NH4Cl solution changed regularly. X-ray scattering results showed that the reduced pair distribution function G(r) showed a clear double peak near 2.98 ? when the mass fraction of aqueous NH4Cl solution was increased to 10.0 %, indicating that the NH4+-Cl- contact ion pair started to become the dominant microscopic interaction in the solution at this concentration. The macroscopic physical properties of aqueous NH4Cl solutions showed that viscosity, contact angle, and conductivity increased with the increasing mass fraction of aqueous NH4Cl solutions. The authors inferred that the shift in the type of hydrogen bonding in aqueous NH4Cl solutions, the O-H...N bonding occupancy, and the progressively increasing NH4+-Cl- contact ion pairs are the microscopic essential factors for the increased viscosity and contact angle with increasing solute concentration; the increase in conductivity is related to the increase in the number of effective conducting ions in the solution.
Keywords:NH4Cl aqueous solution  Raman Spectroscopy  Synchrotron radiation X-ray scattering  Density functional theory
点击此处可从《盐湖研究》浏览原始摘要信息
点击此处可从《盐湖研究》下载免费的PDF全文
设为首页 | 免责声明 | 关于勤云 | 加入收藏

Copyright©北京勤云科技发展有限公司  京ICP备09084417号