溶液结构的同步辐射反射法研究——径向分布函数解析

报道由硫酸钠水溶液实验径向分布函数通过理论模型计算,解析溶液结构参数的方法。其中包括建立理论结构模型的基本依据,专用KURLVR程序使用和结构参数最小二乘精修,以及高斯多峰拟合等实用方法,最终给出能够阐述溶液本质的微观结构参数。结果表明,硫酸钠溶液中水合Na+有2个水合层,第一水合层Na+-OH2(I)距离为0.243 nm,配位数6.0;第二水合层距离为0.448 nm,配位数为13.3;SO2-4存在第一水合层,SO2-4-H2O距离为0.374 nm,配位数为9.1;水合硫酸根原子团中氧原子与水分子的作用距离和配位数按OS-W(1)、OS-W(2)、OS-W(3)、OS-W(4),距离依次为0.283、0.322、0.375和0.486 nm,配位数除OS-W(2)为12.9,其余都在8左右;除此之外溶液中还存在NaOSO-3接触离子对,Na-S距离为0.348 nm,配位数0.20,与晶体结构比较证实SO2-4以单齿形式配位到Na+;水共享离子对Na+-W-SO2-4中Na-S距离精修为0.491 nm,配位数0.62。精修的R因子为0.16,表明获得了很好的精修结果。     

LiBr溶液从低浓度到高浓度的分子动力学模拟

在 L i Br与水的物质量比分别为 1∶ 64、1∶ 32、1∶ 16、1∶ 8、1∶ 4和 1∶ 3的情况下 ,对 L i Br溶液从低温到高温的分子动力学模拟进行了研究。随浓度增加 ,锂离子的水合数量呈减少趋势但同时又从 L i+- Br-接触离子对的数量增加中得到补偿 ,而 L i离子的第一配位壳层的配位数量保持不变。在高浓度 Li Br溶液中 ,Br- O之间的距离有所增加 ,Br-- O的径向分布的形状更趋于非对称 ,从而很好地确定了 Br离子水合壳层 L i+- Br-接触离子对可以在更稀的溶液中产生 ,但随浓度增加而增加。L i+- Br-距离明显短于溶液中 Li离子与 Br离子的离子半径之和 ,也短于 L i Br晶体中两者离子半径之和。高浓度溶液中水分子的结构几乎被破坏 ,水分子间的氢键明显增加 ,但没有消失。对 L i+、Br-和水的扩数系数计算值与实验值进行了比较     

浓硫酸钠水溶液中的离子对

不同浓度的Na2SO4水溶液的拉曼光谱显示了SO42-的四个拉曼活性带:980 cm-1处的SO42-的对称伸缩振动模式v1带,1 106 cm-1处的反对称伸缩振动模式v3带,448 cm-1处的变形振动模式v2带和617 cm-1处的变形振动模式v4带。482 cm-1处的肩膀峰是由于NaSO4-离子对的形成对448 cm-1的v2带的影响而形成的SO42-的一个新的振动峰。浓Na2SO4水溶液中,水共享离子对[Na+.H2O.SO42-]-是主要的离子对物种。随着Na2SO4水溶液浓度的增加,Na+和SO42-的相互作用增强,NaSO4-离子对所占的摩尔分数增加。     

三元体系MgSO4—CH3CONHCONH2—H2O及Mg（NO3）—CH3CONHCONH2—H2O的研究

本文研究了三元体系ＭｇＳｏ４－ＣＨ３ＣＯＮＨＣＯＮＨ２－Ｈ２Ｏ（Ｉ）和Ｍｇ（ＮＯ３）２－ＣＨ３ＣＯＮＨＣＯＮＨ２－Ｈ２Ｏ（Ⅱ）在３０℃的相平衡，测定了饱和溶液溶解及其折光指数，绘制了相应了溶度力和折光指数一组成关系图。两个体系为简单截饱型。溶度曲线及折光指数曲线均由两支组成，分别与ＭｇＳＯ４．７Ｈ２Ｏ（Ｉ）或Ｍｇ（ＮＯ２）２．６Ｈ２Ｏ和ＣＨ２ＣＯＮＨＣＯＮＨ２相对应。共饱点的组成分别为（Ｉ）中Ｍｇ     

NiSO4溶液的DFT和EXAFS研究

由密度泛函理论(DFT)和扩展X-射线吸收精细结构(EXAFS)光谱研究硫酸镍溶液的微观水合结构。对硫酸镍水合团簇[NiSO4(H2O)n]0 (n=1-12) 的结构优化和能量计算采用DFT计算中的B3LYP方法进行。对于每一个团簇尺寸尽可能考虑所有初始构型,并以此确定能量最低结构。 DFT计算结果表明,在[NiSO4(H2O)n]0团簇中六配位结构的Ni2+为稳定构型. 水合能计算结果表明,当水合团簇尺寸较小时(n≤5),六配位直接接触离子对(CIP)为稳定构型;而当6≤n≤10时, 溶剂共享离子对 (SSIP)为稳定结构。随着团簇尺寸的增加,当n≥11时,x个水分子分割离子对 (xSIP, x是Ni2+和SO42-之间的水分子数目,且x≥2)为稳定构型。对 NiSO4溶液和NiSO4?6H2O进行EXAFS实验,结果证实Ni2+第一水合层是由六个水分子形成的稳定八面体结构,且当 NiSO4溶液浓度从0.70 mol/L到2.22 mol/L(近似饱和溶液)并未发现CIP构型。Ni-O距离和配位数(CN)分别是 2.040±0.020 ? 和6.0±1.0,这些结论与[NiSO4(H2O)n]0水合团簇的DFT计算结果一致。     

软钾镁矾溶解动力学Ⅲ∶NaCl对软钾镁矾溶解转化影响的研究

本文利用合成纯软钾镁矾晶体，研究了不同浓度ＮａＣｌ（１．０２８、３．０５４％）溶液、不同温度（２５、５０、７５℃）对软钾镁矾溶解转化过程的影响。并且采用龙格—库塔微分数值法拟合求解其溶解过程和结晶过程动力学方程。结果表明在一定浓度ＮａＣｌ溶液中软钾镁矾是不相称溶解。ＭｇＳＯ４先于Ｋ２ＳＯ４溶解进入溶液中，温度越高，溶解速度越快，Ｋ２ＳＯ４结晶速度也越快，ＮａＣｌ的盐析作用越明显，软钾镁矾溶解达到Ｋ２ＳＯ４过饱和并析出所需时间缩短，溶解受扩散和表面反应控制，Ｋ２ＳＯ４结晶受扩散控制。     

三元体系MgSO_4─CH_3CONHCONH_2─H_2O及Mg（NO_3）－

本文研究了三元体系ＭｇＳＯ４—ＣＨ３ＣＯＮＨＣＯＮＨ２—Ｈ２Ｏ（Ⅰ）和Ｍｇ（ＮＯ３）２─ＣＨ３ＣＯＮＨＣＯＮＨ２—Ｈ２Ｏ（Ⅱ）在３０℃的相平衡，测定了饱和溶液溶解度及其折光指数，绘制了相应的溶度图和折光指数─组成关系图。两个体系均为简单共饱型。溶度曲线及折光指数曲线均由两支组成，分别与ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ（Ⅰ）或Ｍｇ（ＮＯ２）２·６Ｈ２Ｏ（Ⅱ）和ＣＨ２ＣＯＮＨＣＯＮＨ２相对应。共饱点的组成分别为（Ⅰ）中ＭｇＳｏ４２７．３５％，ＣＨ３ＣＯＮＨＣＯＮＨ２　４．７％；（Ⅰ）中Ｍｇ（ＮＯ３）２４２．７５％，ＣＨ３ＣＯＮＨＣＯＮＨ２１２．２４％。这项工作对开发缓释肥料具有重要意义。     

θ—2θ型粉末衍射仪研究溶液水合结构新进展

介绍了近年来研究开发的０－２０型粉末衍射仪研究溶液结构的实验测量方法，衍射强度数据处理技术，以及多原子离子水溶液体系水合结构研究的最新进展。叙述了定性解释液体衍射强度曲线和结构曲线黄金规则的经验公式。     

含锂盐湖卤水体系相关系的研究

用等温溶解平衡法研究了盐湖卤水体系Ｌｉ＋，Ｎａ＋，Ｋ＋，Ｍｇ２＋／ＳＯ＿４￣２－Ｈ２Ｏ２５℃溶解度，获得了该五元体系２５℃溶解度相图的十个无变量点和十个结晶区．十个结晶区分别对应于原始组份Ｋ２ＳＯ４、Ｌｉ２ＳＯ４·Ｈ２Ｏ、ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ、Ｎａ２ＳＯ４·１０Ｈ２Ｏ、复盐３Ｋ２ＳＯ４·Ｎａ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４·ＭｇＳＯ４·４Ｈ２Ｏ、Ｌｉ２ＳＯ４·３Ｎａ２ＳＯ４·１２Ｈ２Ｏ、２Ｌｉ２ＳＯ４·Ｎａ２ＳＯ４·Ｋ２ＳＯ４·Ｌｉ２ＳＯ４·Ｋ２ＳＯ４和Ｋ２ＳＯ４·ＭｇＳＯ４·６Ｈ２Ｏ，此外没有产生新的复盐或固溶体，用现代电解质溶液理论－Ｐｉｔｚｅｒ模型校验该体系的溶解度测定值，结果令人满意．     

电解质水溶液的结构

本文叙述了盐湖中主要离子Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、Ｍｇ２＋、Ｃａ２＋、Ｃｌ－、ＳＯ＿４￣２－、ＮＯ＿３和纯水的结构，介绍了主要研究方法Ｘ射线衍射．分析了溶液结构研究历史和现状，对溶液结构研究的未来进行了展望．