论文部分内容阅读
碱性硼氢化钠溶液性质和结构对于直接硼氢化燃料电池设计及水解副产物偏硼酸钠的循环再利用有着重要的意义。本文测量了在291,298,303K下硼氢化钠-氢氧化钠混合溶液密度和粘度。首次用Ezrokhi公式计算了参考态下硼氢化钠极限偏摩尔体积。根据扩展Jones-Dole公式计算了硼氢化钠的粘度B系数.其结果表明,硼氢化钠在溶液中是结构促进型离子。文章中简单讨论了粘度B系数与温度的关系。探索了三电极体系循环伏安法定量分析溶液中硼氢化钠溶液的浓度。由实验结果表明,Au电极是最适合电极,在10-4-10-2mol·L-1浓度范围内,线性关系比较好。拉曼光谱结果得到硼氢化钠特征峰在1200和2300cm-1处,分别代表B-H键的弯曲振动和伸缩振动。
本文用北京正负电子对撞机同步辐射装置Huber五圆衍射仪X射线散射法测定了298K下NaBH4水盐摩尔比分别为4与8碱性溶液的时空平均结构。数据处理给出了溶液的结构函数和径向分布函数。几何模型计算结果表明,在高浓溶液中BH4(H2O)n水合距离与配位数分别为0.342nm和2~3。DFT计算与上述结果相一致。尤其是DFT计算表明,水合BH4(H2O)n中存在着二氢键结构BH-H2O,即水分子中带正电荷的H原子键合到BH4-离子中带负电的H原子上.在高浓NaBH4溶液中BH4-和Na+存在两种缔合结构,其一是通过O桥连的Na-Na二聚体(H2O)4Na(H2O)2Na(H2O)4,其二是通过H桥连的Na-Na二聚体(H2O)4Na(BH4)2Na(H2O)4。前者Na-Na距离和配位数分别为0.362nm与0.8;后者分别为0.421nm与0.4。上述数据都是现有文献尚未报道的新结果。上述结构信息对于从分子水平上解释水溶液中硼氢化钠水解反应进程和机理具有重要的意义。