固液界面吸附及火災(zāi)物證鑒定中新分析方法的研究.pdf

1、本學(xué)位論文由三部分構(gòu)成：化學(xué)計量學(xué)方法在界面吸附與混合表面活性劑溶液平衡研究中的應(yīng)用、壓電傳感器實時檢測蛋白質(zhì)、表面活性劑的吸附過程以及密度波效應(yīng)研究、縱火案中物證分析數(shù)據(jù)的計算機輔助鑒定,具體內(nèi)容如下：1) 表面活性劑在固/液界面上的吸附在許多工業(yè)應(yīng)用中起重要作用,如洗滌劑、三次采油、表面潤濕、乳化劑、腐蝕與防腐、泡沫及其控制、分離過程、礦物浮選等。表面活性劑具有在界面定性吸附的特點,從而顯著改變界面的物理化學(xué)性質(zhì)。在實際應(yīng)用中,通常

2、使用復(fù)配表面活性劑而很少應(yīng)用純品,因為混合表面活性劑價格便宜,性能更佳。本論文從分析方法的改進(jìn)為出發(fā)點,將化學(xué)計量學(xué)的數(shù)據(jù)處理方法引入吸附研究中,找出了文獻(xiàn)報道中吸附量重現(xiàn)性較差的原因,利用多元線性回歸、Kalman濾波法方法,成功地消除了殘留在溶液中的粒子的光散射對光度法測定吸附量的干擾,實現(xiàn)了混合表面活性劑吸附體系中吸附量的同時測定。實際測量了十二烷基苯磺酸鈉和Triton X-100在納米三氧化二鋁表面；氯代十六烷基吡啶和Trit

3、on X-100在納米二氧化硅表面上吸附特性.如果不扣除粒子散射的影響,Triton X-100在納米三氧化二鋁表面上的吸附量為負(fù)值,變化不定的散射影響可以用化學(xué)計量學(xué)方法簡便、準(zhǔn)確的予以消除,展示該方法在吸附研究中的實用性。并結(jié)合壓電傳感器對混合吸附過程進(jìn)行了檢測,獲得有關(guān)吸附動力學(xué)和熱力學(xué)的參數(shù)。2) 陰、陽離子表面活性劑之間存在強烈的相互作用,在溶液中存在較為復(fù)雜的平衡關(guān)系,本文應(yīng)用主成分分析方法研究了氯代十六烷基吡啶與十二烷基苯

4、磺酸鈉的混合體系,提出了一套數(shù)據(jù)處理方法,通過解析溶液的光譜數(shù)據(jù)分析,確定了體系中的組分?jǐn)?shù)、測定了沉淀的Ksp、形成締合物的平衡常數(shù)、溶解度以及不能直接測量的吸收光譜,展示計量學(xué)方法萃取有用化學(xué)信息的能力。3) 壓電傳感器是一種高靈敏的質(zhì)量型化學(xué)傳感器,它在液相中振蕩時其響應(yīng)參數(shù)也受溶液性質(zhì)的影響,測試池的設(shè)計是壓電傳感器實驗中一個重要的方面。本文首次報道一種由液體密度變化引起的縱波效應(yīng),用山東大學(xué)博士學(xué)位論文阻抗分析法詳細(xì)研究了這種密

5、度波對壓電石英晶體響應(yīng)值的影響,發(fā)現(xiàn)傳感器響應(yīng)值的精細(xì)結(jié)構(gòu),在對密度波全面考察的基礎(chǔ)上,提出了一個等效電路模型擬合傳感.器的響應(yīng)特性,推導(dǎo)出在密度波存在時傳感器的響應(yīng)關(guān)系式,對等效電路參數(shù)之間存在的相位差、密度波中出現(xiàn)二次諧波和三次諧波進(jìn)行了理論分析。此外還觀測到一個目前還難以解釋的奇異阻抗頻譜曲線,在阻抗頻譜曲線中觀察到位置隨密度周期性變化的小肩峰。作為潛在誤差源的密度波,如果沒有得到有效消除,傳感器會產(chǎn)生預(yù)料不到的響應(yīng),造成實驗假相

6、。在改進(jìn)型的檢測池設(shè)計中得到了有效的消除,改善了液相中壓電石英晶體的響應(yīng)穩(wěn)定性。 4)蛋白質(zhì)吸附特性研究對基礎(chǔ)理論與實際應(yīng)用具有重要的意義。本文利用液隔電極式壓電傳感器實時監(jiān)測了纖維蛋白原在石英表面的非特異性吸附,提出一個包括吸附、脫附和從可逆吸附向不可逆吸附轉(zhuǎn)化的動力學(xué)模型,并推出一套疊代算法求解較為復(fù)雜的動力學(xué)方程,得出纖維蛋白原在石英表面吸附過程中的吸附速率常數(shù)、脫附速率常數(shù)和轉(zhuǎn)化速率常數(shù)分別是、。==(5.03士0.92)xlo

7、3 mol一l.L.s一1,無d二(6.76士0.76)xlo一35一’和無r=(5.32土0.21)x 10一45一’。并對本模型與Langumir吸附模型之間的聯(lián)系和區(qū)別進(jìn)行了討論。 5)縱火是一種人為的故意用火來毀壞財產(chǎn)的行為,通常用助燃劑來增加燃燒的速度和強度,分析工作者的挑戰(zhàn)之一是檢驗從火災(zāi)現(xiàn)場搜集到的物證,達(dá)到能夠準(zhǔn)確區(qū)分或低或高濃度的助燃劑。因此,在嫌疑縱火案中,確定是否含有助燃油,如果含有助燃油,對其種類進(jìn)行判別和區(qū)分,