芳香族硝基化合物电化学还原机理的研究

【摘要】本文对芳香族硝基及对硝基化合物的还原以及电化学还原的研究方法进行了总结,回顾了近些年来的研究进展,并结合循环伏安法,红外光谱电化学循环伏吸法和红外光谱电化学导数循环伏吸法分别开展了4-甲基硝基苯和二硝基均四甲苯在惰性质子溶剂中的电还原电子转移机理；同时设计并制作了一种新型低温红外薄层电解池,该电解池既可以用于常温下水体系,也可用于低温下非水体系中电化学还原反应的研究。主要工作概括如下：1.探究了4-甲基硝基苯(PNT)在乙腈中的电化学还原的电子转移机理。PNT循环伏安图呈现一对可逆的氧化还原峰,在还原过程中表现为一步单电子转移反应。现场红外光谱电化学表明,1349cm-1、1518cm-1、1226cm-1、1056cm-1处的红外特征峰可分别追踪电化学过程PNT、PNT的变化。结合循环伏吸图(CVA)和导数循环伏吸图(DCVA)以及重构i-E曲线,可直观的得到4-甲基硝基苯电化学还原机理,即4-甲基硝基苯得到一个电子变为负离子：FNT(?)PNT-。2.对乙腈中二硝基均四甲苯(DNT)的电子转移机理进行了探究。DNT的CV图表观上是一对准可逆的氧化还原峰,通过进一步分析,得出其电子转移过程是两步两电子转移过程。通过观察现场红外3D图,可以得到各特征吸收峰的吸光度随时间的变化情况。反应物的特征吸收峰1533cm-1吸光度在75s(-1.152V)开始下降,到150s(-1.320V)完全消失,达到稳定值,吸光度不再随时间发生改变；当时间到275s(-1.152V),吸光度又开始生成,时间到340s(-1.320V)吸光度达到稳定值。同时生成物的特征吸收峰1133,1195,1433cm-1吸光度随时间变化情况如下：在75s(-1.152V)开始生成,到到150s(-1.320V)达到最大值,吸光度不再随时间改变；当时间到275s(-1.152V),吸光度又开始下降,时间到340s(-1.320V)吸光度达到稳定值。观察导数循环伏吸图可以发现,在还原过程中,反应物的特征吸收峰1533cm-1消失时,还原终产物的特征吸收峰1133,1195,1433cm-1同时生成,而在氧化的过程中,还原产物的特征吸收峰1133,1195,1433cm-1开始消失时,反应物的特征吸收峰1533cm-1也随着开始生成。结合红外及红外光谱图可以确定,在乙腈体系中,DNT还原经过两步两电子的转移过程,最终形成终产物,其机理可能为如下：DNT——DNT——DNT2-。3.设计制作了一种新型的低温红外反射薄层电化学池,并对该电解池进行了相关电化学、光谱电化学表征。该电化学池采用低温氮气作为冷却介质,操作简便,光通量大,信噪比高,阻抗效应和边缘效应均得到了有效的抑制。氧化过程(亚铁氰化钾水溶液)的相关电化学谱图中可见,Fe(CN)64-中CN-的特征峰与Fe(CN)63-中基团CN-的特征峰,跟前人研究成果相符合。同时也研究了对苯醌在低温下的电化学行为,也获得了信噪比较好,谱图清晰的现场红外谱图。
【作者】龚岳；
【导师】金葆康；
【作者基本信息】安徽大学，分析化学，2014，硕士
【副题名】红外光谱电化学法
【关键词】现场红外光谱；循环伏吸；导数循环伏吸；4-甲基硝基苯(PNT)；二硝基均四甲苯(DNT)；低温红外反射薄层电化学池；

【参考文献】
[1]王克宏,刘广天,康小强,胡蓬,石纯一.知识的系统化组织与管理问题[J].自动化学报,1994,02:254-256.
[2]李荣峰,蔡妙珍,刘鹏,徐根娣,陈敏燕,梁和.Al~(3+)对大豆根边缘细胞程序性死亡诱导的生理生态作用[J].植物生态学报,2008,03:690-697.
[3]王琛.基于利益相关者视角农业转移人口市民化研究[D].中共中央党校,政治经济学,2014,博士.
[4]苑博.两种手术方法治疗不稳定型桡骨远端骨折的临床疗效分析[D].大连医科大学,外科学,2012,硕士.
[5]彭学仕.工艺装备对铸锭裂纹倾向的影响[J].轻合金加工技术.1990(02)
[6]章敏.送粉式和送丝式的钛合金激光增材制造特性研究[D].哈尔滨工业大学,材料加工工程,2013,硕士.
[7]廖洁.武汉市酸雨地区分布规律的研究[D].武汉理工大学,环境工程,2004,硕士.
[8]杨哲.论我国对证券内幕交易的法律规制[D].内蒙古大学,法律,2013,硕士.
[9]会国涛,张化光,汪刚,解相朋,吴振宁.模糊双曲正切模型研究综述[J].自动化学报,2013,11:1849-1857.
[10]郑军,林钟高,彭琳.货币政策、内部控制质量与债务融资成本[J].当代财经,2013,09:118-129.
[11]丰军华.船体典型板架结构焊接变形规律研究[D].大连理工大学,船舶与海洋结构物设计制造,2013,硕士.
[12]苏薇.SaaS高校信息服务移动模式的研究与设计[D].大连海事大学,计算机技术,2014,硕士.
[13]祝华.《五号屠场》的荒诞艺术研究[D].河北师范大学,英语语言文学,2012,硕士.
[14]李曙光.DT发电集团集中采购的供应商评价研究[D].北京交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[15]王浩.挡土墙地震土压力的拟动力分析[D].兰州理工大学,结构工程,2014,硕士.
[16]何月.配网电压互感器损坏机理及其影响因素研究[D].重庆大学,电气工程,2014,硕士.
[17]景阿馨.浅丘地区城市内自然山体保护与利用研究[D].西南大学,园林植物与观赏园艺,2014,硕士.
[18]左海红.妇科腹部手术后早期的中医证型分析[D].浙江中医药大学,中医妇科学（专业学位）,2014,硕士.
[19]张大勇,甘霖,曹阳,王青,郭雪峰,齐利民.PbS修饰的石墨烯光响应器件的制备及性质研究[A].中国材料研究学会.2011中国材料研讨会论文摘要集[C].中国材料研究学会:,2011:1.
[20]张德华,刘士海,任少强.高地应力软岩隧道中型钢与格栅支护适应性现场对比试验研究[J].岩石力学与工程学报,2014,11:2258-2266.
[21]钟玲,许壮志,薛健.粗糙集理论在数据挖掘中的应用[J].沈阳工业大学学报,2003,04:313-316.
[22]李登辉.Mg、Sn合金化Al-Ga-Mn-Bi系阳极材料的研究[D].河南科技大学,材料学,2014,硕士.
[23]代宁.《理解布迪厄》（节选）翻译项目报告[D].安徽大学,翻译,2014,硕士.
[24]张胤超.政策执行主体视角下吉林省风电政策执行研究[D].吉林大学,公共管理,2014,硕士.
[25]乔木.九嶷琴派两首琴曲之研究[D].天津音乐学院,音乐学,2013,硕士.
[26]汪子莲1,丁珂2.一类弹性梁方程单调正解的存在性和迭代方法[J].宁夏大学学报(自然科学版),2015,01:.
[27]赵晓西,李军华,李煦阳,刘伟,李永池.硅掺杂对石墨烯薄膜拉伸力学性能的影响[J].中国科学技术大学学报,2014,03:238-243.
[28]阙晋园.港城互动发展研究：北部湾港口群与城市群的实证[D].广西师范大学,区域经济学,2013,硕士.
[29]盖方媛.纳米TiO_2在重金属离子检测及固废物用于光催化降解有机污染物的研究[D].烟台大学,分析化学,2014,硕士.
[30]肖小玲.分布式智能视觉监控系统关键技术的研究[D].武汉理工大学,2008.
[31]曹丽霞.从姚斯的接受理论看现阶段儿童文学翻译[D].四川外国语大学,英语语言文学,2013,硕士.
[32]李思默.女性主义视域下王蕙玲影视作品的女性形象研究[D].西北大学,戏剧与影视学,2014,硕士.
[33]汤文娟.成都市农民专业合作组织知识管理研究[D].西南交通大学,行政管理,2013,硕士.
[34]周宗丽.三转基因Alzheimer症模型小鼠的社会行为学和一种新型M1受体激动剂对该小鼠的影响[D].华东师范大学,基因组学,2013,硕士.
[35]黄西士,吴沧浦.精确求解一类动态规划问题的神经网络[J].控制与决策,1996,02:261-265+271.
[36]王昊昊,薛禹胜,刘俊勇.启动电源服务的市场化[J].电力系统自动化,2007,23:10-14.
[37]彭沁沁.魏晋南北朝山水诗画关系研究[D].南京大学,文艺学,2013,硕士.
[38]任子途.基于协商民主理念的高校教代会建设研究[D].浙江工业大学,2014.
[39]狄静思.亚纳切克两部钢琴小品集和声技法研究[D].山东师范大学,音乐学,2013,硕士.
[40]程锡礼.计算机仿真在物流系统管理中的应用[D].广东工业大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[41]肖媛.性格特征对手风琴学习及演奏的影响[D].湖南师范大学,音乐学,2014,硕士.
[42]何德峰,宋秀兰,黄骅.优先级多目标稳定化约束模型预测控制[J].控制与决策,2013,12:1831-1836.
[43]马慧民.基于GoogleWebServices的搜索优化研究[D].华东师范大学,2005.
[44]方世明,吴冲龙,刘刚,汪新庆.地质图切剖面计算机辅助编绘系统设计与实现[J].煤田地质与勘探,2004,01:11-13.
[45]毕建国,王良书,梁绍波.辽河拗陷深层地震采集技术[J].石油地球物理勘探,2006,03:313-318+362+17.
[46]袁晓明.试论大型跨国公司R&D国际化[D].东北财经大学,国民经济,2003,硕士.
[47]蔡霞,张森.基于自然语言理解的个性化Web挖掘及其系统设计[J].计算机系统应用,2003,06:41-43.
[48]王昱.XX企业仓库改进及物流节点优化研究[D].西南交通大学,工业工程,2014,硕士.
[49]李彩凤.绿色重点镇规划相关技术指标研究[D].内蒙古工业大学,建筑设计及其理论,2013,硕士.
[50]张梦蝶.县级职教中心投资问题研究[D].河北师范大学,职业技术教育学,2012,硕士.