稀土-水楊酸酯與NOx的反應研究及應用.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、傳輸及藥學功能，以及在大氣環(huán)境中的含量監(jiān)測和高效凈化等已經(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的反應性，探討氮氧化物與稀土和水楊酸酯之間的相互作用對其反應特征的影響規(guī)律及其機理。
　　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的氧化并促進三氧化二氮（N2O3）的形成與穩(wěn)定。該產(chǎn)物具有典型的藍色，而純的N2O3一般只有在低溫時才顯藍色，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，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顯著提高，但高濃度NO-NO2混合物則會導致大量亞硝化產(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在95℃時的動力學方程為ν=13.07[Yb3+]2[MS]1[NO]1.5，用變溫法測得的反應活化能為27.42 kJ/mol。顯色反應的機理為：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而不被進一

4、步氧化，RE3+、MS、N2O3三者在配位能力相當?shù)那闆r下，形成了穩(wěn)定的藍色絡合物?；谶@一特征反應，發(fā)展了針對NO的顯色識別方法，其摩爾吸光系數(shù)為1273 L·mol-1·cm-1，最低檢測限為1.54×10-4mol/L。與此同時，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而得到利用，而有機溶劑可循環(huán)用