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氧化还原介体是能够将反应过程中最初电子供体与最终电子受体间的电子转移速率提高几个数量级的化合物。本课题主要对醌类氧化还原介体对还原体系的化学催化影响及其循环伏安特性进行研究。
研究选用三种醌类氧化还原介体:2-磺酸钠葸醌(AQS),2,6-二磺酸钠葸醌(AQDS)和对苯醌(BQ)。以硫化钠还原偶氮染料酸性橙Ⅱ为研究平台,考察了不同浓度介体、不同种类介体以及介体复配后,染料脱色速率等动力学参数的变化情况。在35℃反应20h后,不添加醌类介体的体系脱色率仅为17.14%,添加0.03mmol/LAQS的体系脱色率达到94.29%,随着AQS浓度进一步上升,AO7的脱色率继续提高,增幅明显减小,当浓度增加到0.15mmol/L,时脱色率无增加;三种介体相同浓度下对AO7进行还原脱色,AQDS的促进效果最佳,AQS次之,BQ无任何促进效果;AQS与AQDS复配后,能够更有效地促进AO7的还原脱色;而AQS与BQ的复配,相对于只添加相同浓度AQS的体系,并未起到促进AO7还原脱色的作用。
在电化学体系中研究醌类介体的循环伏安特性。考察了包括溶解氧、pH、扫描速率、介体浓度对体系的影响。研究发现:氧气与醌类物质存在争抢电子的过程;在酸性条件下醌类主要被还原为质子化氢醌,碱性条件下则得到去质子化氢醌;介体的电化学反应可逆;在染料/介体体系中还发现:随着介体投加量增大,染料脱色速率加快,玻碳电极反应过程主要受扩散控制。