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亚临界和超临界二氧化碳-甲醇混合气相及液相区中甲醇核磁弛豫速率比较研究
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O645[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:郑州大学化学与分子工程学院,郑州450001
  • 相关基金:国家自然科学资金(21543009,21073167,J1210060)和国家级、郑州大学大学生创新训练计划(201410459047,201510459046,2016xjxm259)资助项目
中文摘要:

用核磁共振氢谱测量了不同温度(293.15和308.15 K)及压力高达25 MPa下二氧化碳-甲醇混合气相(超临界)及液相区(亚临界)中甲醇(羟基及甲基)的纵向弛豫时间T1,exp。本工作的目的是考察近临界区二氧化碳-甲醇混合物的压力、温度及组成对甲醇弛豫速率的影响,揭示混合物不同相区(气相及液相区)中自旋-晶格弛豫(SLR)过程的机理。此外,还对比研究了等温条件下超临界和亚临界混合气相及液相区中甲醇的SLR速率1/T1,exp随混合物密度的变化规律。研究发现,在本工作所涉及的温度及压力区间,对于纯甲醇或液相区其SLR过程是以偶极-偶极(DD)作用机理为主导,而在气相区SLR过程则是以自旋-转动(SR)作用机理占优势,也即,超临界和亚临界二氧化碳-甲醇混合物的SLR过程在不同相区有不同的作用机理控制。由于甲醇的SLR弛豫速率1/T1,exp是由甲醇分子间及分子内的DD作用和SR作用三部分共同决定的,所以研究超临界和亚临界二氧化碳-甲醇混合物的SLR弛豫速率随压力、浓度及温度的变化规律有助于提供更多该混合物不同相态区分子间相互作用的动态学信息。

英文摘要:

1H NMR longitudinal relaxation times (Tl.exp of the hydroxyl and methyl group) of methanol in supercritical and subcritical gas-like and liquid-like CO2 + methanol mixtures were obtained as a function of pressure up to 25 MPa and at 293.15 and 308.15 K, respectively. This study was designed to investigate the mechanism of the spin-lattice relaxation (SLR) time T1 in different phase regions of CO2 + methanol as homogenous gas-like, and liquid-like mixtures, and the influence of pressure, temperature, and composition on the relaxation rate was examined. Moreover, the density dependent isotherms of the SLR rates 1/T1.exp were comparatively studied between gas-like and liquid-like binary mixtures. There exists an obvious phase dependent SLR mechanism within the temperature and pressure range carried out herein, that is, the SLR process is dominated by the dipole-dipole (DD) interaction mechanism for both liquid-like mixture and methanol, whereas by the spin-rotation (SR) mechanism for gas-like mixture. Measurement of nuclear magnetic relaxation times can offer micro-dynamic and micro-structural information and are very useful for the study of fluids of strongly interacting molecules. Mutual influence of electric dipoles as well as hydrogen bonds helps determine me structure of the fluid and its molecular dynamics. The present work increases our knowledge of molecular dynamics of alcohols in sub- and supercritical CO2.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781