稀土-水楊酸酯與NOx的反應(yīng)研究及應(yīng)用.pdf

1、氮氧化物（NOX）是一種主要的工業(yè)污染物，也是生命過程中的重要信息分子和治療心腦血管疾病的小分子藥物。因此，有關(guān) NOX在生命體內(nèi)的產(chǎn)生、傳輸及藥學(xué)功能，以及在大氣環(huán)境中的含量監(jiān)測(cè)和高效凈化等已經(jīng)成為近二十年來持續(xù)的熱門研究領(lǐng)域。本研究重點(diǎn)關(guān)注在稀土及水楊酸酯構(gòu)成的弱配位體系中NOX的反應(yīng)性，探討氮氧化物與稀土和水楊酸酯之間的相互作用對(duì)其反應(yīng)特征的影響規(guī)律及其機(jī)理。
　　首先，系統(tǒng)研究了稀土水楊酸酯配合物與NOX（包括NO、NO2

2、及NO-NO2摩爾比為1：1的混合氣體）之間的反應(yīng)規(guī)律。采用紫外-可見、紅外、核磁共振光譜、質(zhì)譜及單晶衍射等手段分析了反應(yīng)產(chǎn)物的組成及結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：在有氧條件下，稀土水楊酸酯配合物能夠催化NO的氧化并促進(jìn)三氧化二氮（N2O3）的形成與穩(wěn)定。該產(chǎn)物具有典型的藍(lán)色，而純的N2O3一般只有在低溫時(shí)才顯藍(lán)色，稀土的配位則可以使其在常溫甚至100℃以上穩(wěn)定顯色。這種配合物與NO2并不發(fā)生與 NO類似的顯色反應(yīng)，只是直接形成少量硝化產(chǎn)物。采用低濃

3、度的NO-NO2混合氣體則可以使上述顯色反應(yīng)顯著提高，但高濃度NO-NO2混合物則會(huì)導(dǎo)致大量亞硝化產(chǎn)物的形成。
　　其次，以高氯酸鐿水楊酸酯配位體系為例，采用初始速率法確定了該顯色反應(yīng)在95℃時(shí)的動(dòng)力學(xué)方程為ν=13.07[Yb3+]2[MS]1[NO]1.5，用變溫法測(cè)得的反應(yīng)活化能為27.42 kJ/mol。顯色反應(yīng)的機(jī)理為：稀土離子首先與水楊酸甲酯配位形成具有還原功能的弱配位化合物，NO在有氧條件下轉(zhuǎn)化為 N2O3而不被進(jìn)一

4、步氧化，RE3+、MS、N2O3三者在配位能力相當(dāng)?shù)那闆r下，形成了穩(wěn)定的藍(lán)色絡(luò)合物?；谶@一特征反應(yīng)，發(fā)展了針對(duì)NO的顯色識(shí)別方法，其摩爾吸光系數(shù)為1273 L·mol-1·cm-1，最低檢測(cè)限為1.54×10-4mol/L。與此同時(shí)，還建立了以摩爾比為1：1的高氯酸釔與水楊酸甲酯的乙酸丁酯溶液吸收凈化工業(yè)尾氣中氮氧化物的基本方法。吸收液用水萃取得到含稀土的NOX的混合溶液，該水溶液可以用于硝化和亞硝化反應(yīng)而得到利用，而有機(jī)溶劑可循環(huán)用