离子特异性 — 从水到非水溶剂 -- 大研结题报告
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离子特异性 — 从水到非水溶剂 -- 大研结题报告. 答辩人 : 刘畅 导师 : 刘光明. 目录. 背景简介 实验 方法 数据分析 总结 后续工作. 背景简介. Hofmeister 序列和离子特异性. 背景简介. Hofmeister 序列和离子 特异性 对离子特异性解释的尝试 从体相解释的尝试 表 , 界面机理解释的尝试. 背景简介. Hofmeister 序列和离子 特异性 对离子特异性解释的尝试 从体相解释的尝试 表 , 界面机理解释的尝试 水 - 有机溶剂混合体系的离子特异性 遗留 的问题 离子 特异性的分子层面解释 - PowerPoint PPT Presentation
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离子特异性—从水到非水溶剂--大研结题报告
答辩人 : 刘畅导师 : 刘光明
目录
背景简介实验方法数据分析总结后续工作
背景简介
Hofmeister序列和离子特异性
Hofmeister series
稳定性
反应活性
光学活性
生物活性
背景简介
Hofmeister序列和离子特异性 对离子特异性解释的尝试
从体相解释的尝试 表 ,界面机理解释的尝试
离子 -高聚物直接作用
水化层极化
表面张力增加
背景简介
Hofmeister序列和离子特异性 对离子特异性解释的尝试
从体相解释的尝试 表 ,界面机理解释的尝试
水 -有机溶剂混合体系的离子特异性 遗留的问题
离子特异性的分子层面解释 水 -有机溶剂混合体系放大效应的起因 …
实验方法
研究对象 • 双氧水 -水 , 乙二醇 -水混合体系
聚合物 • PNIPAM(聚 (N-异丙基丙烯酰胺 ))
测试仪器• 控温浊度仪测量相转变点• 拉曼光谱表征结构
内容• LCST随溶剂比例的变化• 盐对混合体系结构的影响
数据分析
LCST随溶剂比例的变化 乙二醇 双氧水
-15
0
15
30
SCN-
Salt-free
ClO4
-
Br-
NO3
-
Cl-
HCO3
-
CH3COO-
SO4
2-
(b)
LC
ST
/ o C
(a)
0 5 10 15 20
-30
-20
-10
0
T /
o C
xEG
% / (mol/mol)
-15
0
15
30
Salt-free
ClO4
-
Br-
NO3
-
Cl-
HCO3
-
CH3COO-
SO4
2-
LC
ST
/ o C
(a)
0 5 10 15
-20
-10
0
10
T /
o C
xH
2O
2
% / (mol/mol)
(b)
-15
0
15
30(a)
LC
ST
/ o C
0 5 10 15
-10
-5
0
5 (b)
Salt-free
NH4
+
Cs+
Rb+
K+
Na+
Li+
T /
o C
xH
2O
2
% / (mol/mol)
-10
0
10
20
30
LC
ST
/ o C
(a)
0 5 10 15 20
-15
-10
-5
0(b)
Salt-free
NH4
+
Cs+
Rb+
K+
Na+
Li+
T /
o C
xEG
% / (mol/mol)
数据分析
LCST随溶剂比例的变化 乙二醇 双氧水
盐对混合体系结构的影响
3220 3290 3360 3430 3500
21
22
23
24
0% EG 3% EG 6% EG 9% EG 12% EG 15% EG 20% EGI
/ (10
-16 a.
u.)
Wavenumber / cm-1
(a)
3185 3250 3315 3380 3445
19
20
21
22
23
0% H2O
2
3% H2O
2
6% H2O
2
9% H2O
2
12% H2O
2
16% H2O
2I / (
10-1
6 a.u.
)
Wavenumber / cm-1
(a)
3550 3600 3650 3700
4
8
12
16
0% EG 3% EG 6% EG 9% EG 12% EG 15% EG 20% EGI
/ (10
-16 a.
u.)
Wavenumber / cm-1
(b)
3620 3640 3660 3680 3700
2
4
6
8 0% H2O
2
3% H2O
2
6% H2O
2
9% H2O
2
12% H2O
2
16% H2O
2I
/ (10
-16 a.
u.)
Wavenumber / cm-1
(c)
3450 3500 3550 3600
8
12
16
20
0% H2O
2
3% H2O
2
6% H2O
2
9% H2O
2
12% H2O
2
16% H2O
2
I / (
10-1
6 a.u.
)
Wavenumber / cm-1
(b)
数据分析
LCST随溶剂比例的变化 乙二醇 双氧水
盐对混合体系结构的影响 氢键结构与放大的关系
总结
乙二醇 -水和双氧水 -水体系的离子特异性仍可以用Hofmeister序列描述 .
双氧水 -水体系没有放大效应 , 而乙二醇有 . 放大效应来源于非水分子 -水分子复合物氢键强度和结构的不同 .
后续工作
通过其他手段来研究水 -非水混合体系中溶剂的结构
将混合体系变成无水体系研究离子特异性 发展可以推测出离子特异性的统计方法
致谢
感谢刘光明老师在思路和实验方法上给我们的指导
感谢学姐刘吕丹带领我完成了之前所有的研究 感谢胶体与高分子溶液实验室所有其他的老师和师兄师姐在我大研期间给予我的帮助
参考文献 Yanjie Zhang and Paul S Cremer, Interactions between macromolecules
and ions: the Hofmeister series, Elsevier M. G. CACACE," E. M. LANDAU AND J. J. RAMSDEN$, The Hofmeister
series: salt and solvent effects on interfacial phenomena, Quarterly Reviews of Biophysics 30, 3 (1997), pp. 241–277
Wang, T.; Liu, G. M.; Zhang, G. Z.; Craig, V. S. J. Langmuir 2012, 28, 1893-1899.
Chumaevskii, N. A.; Rodnikova, M. N.; Barthel, J. J. Mol. Liq. 2004, 115, 63-67.
THE END
THANK YOU
