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(jì)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(shí)時(shí)檢測(cè)蛋白質(zhì)、表面活性劑的吸附過(guò)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(jì)算機(jī)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(rùn)濕、乳化劑、腐蝕與防腐、泡沫及其控制、分離過(guò)程、礦物浮選等。表面活性劑具有在界面定性吸附的特點(diǎn),從而顯著改變界面的物理化學(xué)性質(zhì)。在實(shí)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?yàn)榛旌媳砻婊钚詣﹥r(jià)格便宜,性能更佳。本論文從分析方法的改進(jìn)為出發(fā)點(diǎn),將化學(xué)計(jì)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(bào)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(duì)光度法測(cè)定吸附量的干擾,實(shí)現(xiàn)了混合表面活性劑吸附體系中吸附量的同時(shí)測(cè)定。實(shí)際測(cè)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(jì)量學(xué)方法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確的予以消除,展示該方法在吸附研究中的實(shí)用性。并結(jié)合壓電傳感器對(duì)混合吸附過(guò)程進(jìn)行了檢測(cè),獲得有關(guān)吸附動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)的參數(shù)。2) 陰、陽(yáng)離子表面活性劑之間存在強(qiáng)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(guò)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(cè)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(cè)量的吸收光譜,展示計(jì)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(shí)其響應(yīng)參數(shù)也受溶液性質(zhì)的影響,測(cè)試池的設(shè)計(jì)是壓電傳感器實(shí)驗(yàn)中一個(gè)重要的方面。本文首次報(bào)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(duì)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(duì)密度波全面考察的基礎(chǔ)上,提出了一個(gè)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(shí)傳感器的響應(yīng)關(guān)系式,對(duì)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(cè)到一個(gè)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(méi)有得到有效消除,傳感器會(huì)產(chǎn)生預(yù)料不到的響應(yīng),造成實(shí)驗(yàn)假相

6、。在改進(jìn)型的檢測(cè)池設(shè)計(jì)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(duì)基礎(chǔ)理論與實(shí)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(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)了纖維蛋白原在石英表面的非特異性吸附,提出一個(gè)包括吸附、脫附和從可逆吸附向不可逆吸附轉(zhuǎn)化的動(dòng)力學(xué)模型,并推出一套疊代算法求解較為復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)方程,得出纖維蛋白原在石英表面吸附過(guò)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(wú)d二(6.76士0.76)xlo一35一’和無(wú)r=(5.32土0.21)x 10一45一’。并對(duì)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(lái)毀壞財(cái)產(chǎn)的行為,通常用助燃劑來(lái)增加燃燒的速度和強(qiáng)度,分析工作者的挑戰(zhàn)之一是檢驗(yàn)從火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)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(duì)其種類進(jìn)行判別和區(qū)分,