超声波对氯酸钠溶液结晶手性对称破缺影响的研究

论文摘要

氯酸钠晶体是一种无机材料,具有立方晶系结构,空间群为P213,晶胞参数为a=0.657584 nm , Z=4,具有左旋和右旋两种同分异构体。氯酸钠溶液结晶破缺一直是物理、化学、生物界研究的热点,而且超声波对溶液结晶又有独特的作用,但两者相结合的研究还少见报道。本文主要研究超声波刺激下氯酸钠溶液结晶破缺情况,并结合国内外研究现状对其破缺机理进行探讨,提出自己的假设,进一步从循环竞争—自催化机理上解释实验现象。第一章介绍研究背景,综述超声结晶的有关内容,详细介绍氯酸钠溶液结晶破缺的研究现状,提出本论文的研究内容和方向。第二章介绍物质旋光的原理,测量方法及氯酸钠的晶体结构,测量了氯酸钠溶液的性质,为下面工作做准备。第三章研究超声波对氯酸钠溶液在降温结晶过程中的影响,主要研究超声波作用对氯酸钠溶液结晶的诱导期、介稳区及晶体粒度的影响,并与搅拌作用下的结晶做对比。研究结果表明:超声波作用下溶液的成核温度比搅拌情况下的升高了5–7 oC,诱导期缩短了2–3倍,而且晶体更加均匀规则。从热力学角度分析了结果产生的机理。第四章详细研究超声波刺激下氯酸钠溶液结晶对称破缺情况,并与静止情况和搅拌情况下的结晶做对比。共研究超声波作用三种情况下的对称破缺:一是在溶液结晶诱导期初期加入几次超声波,发现破缺不是很明显;二是在降温结晶过程中一直加超声波,发现明显的破缺情况;三是详细研究超声波作用过程中氯酸钠晶体破缺情况,研究表明随着超声波的介入,氯酸钠逐渐发生了破缺,但CEE绝对值很少达到1。参照目前的破缺机理,结合超声波对溶液结晶的特点,提出假设,从自催化—循环竞争机理进一步解释实验现象。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 溶液结晶和超声波的综述
• 1.2.1 溶液结晶简介
• 1.2.2 超声波简介
• 1.3 手性对称破缺研究进展
• 1.3.1 手性的定义
• 1.3.2 对称和对称破缺
• 1.3.3 手性对称性破缺研究现状
• 1.4 本文工作
• 第二章 氯酸钠晶体旋光性及溶液性质的研究
• 2.1 物质的旋光性
• 2.2 旋光的原理
• 2.2.1 尼柯尔棱镜和平面偏振光的产生
• 2.2.2 左旋和右旋圆偏振光
• 2.2.3 旋光原理的宏观解释
• 2.2.4 一种新的旋光原理的微观解释—物质内部螺旋结构导致旋光性
• 2.3 偏光显微镜及物质旋光性的测量方法
• 2.4 氯酸钠晶体结构
• 2.5 实验部分
• 2.5.1 实验样品
• 2.5.2 氯酸钠溶解度的测量
• 2.5.3 判断氯酸钠晶体手性的方法及旋光度的测量
• 第三章 超声波对氯酸钠溶液结晶性质的研究
• 3.1 实验过程
• 3.1.1 氯酸钠饱和水溶液介稳区的测量
• 3.1.2 氯酸钠水溶液结晶诱导期的测量
• 3.2 实验结果
• 3.2.1 氯酸钠水溶液的介稳区
• 3.2.2 氯酸钠水溶液的诱导期
• 3.2.3 实验产品
• 3.3 分析讨论
• 3.3.1 超声波对氯酸钠溶液介稳区的影响
• 3.3.2 超声波对氯酸钠溶液诱导期的影响
• 3.3.3 超声波对氯酸钠溶液结晶晶体尺寸的影响
• 3.4 小结
• 第四章 超声波作用下氯酸钠晶体生长的对称破缺研究
• 4.1 静止实验
• 4.1.1 实验过程
• 4.1.2 实验数据记录及结果
• 4.1.3 讨论分析
• 4.2 搅拌实验
• 4.2.1 实验方法
• 4.2.2 实验数据记录及结果
• 4.2.3 讨论分析
• 4.3 超声实验
• 4.3.1 实验情况一
• 4.3.2 实验情况二
• 4.3.3 实验情况三
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢