基于氨基酸在水溶液中扩散系数的实验及理论研究

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1、天津大学硕士学位论文氨基酸在水溶液中扩散系数的实验及理论研究姓名：朱春英申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：马友光20031201摘要在传递现象的研究中，全息干涉技术已被公认为一种最直观有效的方法。由于其具有精度及灵敏度高，信息量大，无干扰，可进行瞬态测量和整场观察等优点，已被广泛应用于流场中诸如速度，温度，浓度和密度等许多物性参数的定性或定量测量。液相分子扩散系数是描述质量传递的最重要的物性参数之一，由于缺乏精确的理论预测方法，迫切需要开发一种精密测试技术以满足实际应用和理论验证的需要。为此，激光全息干涉法受到了广泛重视。本文在查阅大量文献的基础上，对液相扩散系数的测量方法、激光全息干

2、涉法在液相扩散系数测量中的应用及有机化合物在水溶液中扩散系数的预测进行了综述。氨基酸作为广泛应用的营养及医用药物，其在水溶液中的扩散系数的研究具有非常重要的意义。本文设计并建立了一套用于液相扩散系数测定的激光实时全息干涉及液相扩散模拟系统。为了检验实验装置，首先测定了被广泛作为扩散测量标准的体系：0．33tool-L-1的KCl水溶液及五种浓度的蔗糖水溶液在298．15K下的扩散系数，结果与文献值非常接近，证明了仪器的准确性。利用该装置测定了5个不同浓度的丙氨酸、甘氨酸、精氨酸、丝氨酸、苏氨酸、缬氨酸、异亮氨酸在298．15K水溶液中的扩散系数，并对实验结果进行了分析和讨论，为进一步研究这些氨

3、基酸在水溶液中的微观扩散行为和传质机理打下了基础。以Fiek定律为基础，结合文献中对扩散系数预测公式的分析，本文提出了一个氨基酸在水溶液中扩散系数的半经验模型：D=口叩?(1一蟛)利用该模型对七种氨基酸的实验数据及一些文献中的扩散系数数据进行了模型参数拟和及扩散系数预测，预测值与实验值的平均相对误差均小于0．5％，结果较好。模型中的四个可调参数，增加了该模型的使用范围，并提高了预测的精度。关键词：激光全息干涉法，氨基酸，液相扩散系数，模型ABSTRACTHolographicinterferometerhasbecomeagenerallyacceptedandthemosteffective

4、methodtodayinthestudyoftransportphenomena，ithasbeenwidelyappliedtoprecise，qualitativeandquantitativemeasurementofvariousphysicalparametersinfluidssuchaSvelocity，temperature，concentrationanddensityetc．withtheadvantagesofhighsensitivityandaccuracy，largecapacityofinformation，non—instructiveandfeasiblet

5、omakeinstantaneousmeasurementandvisualizationinoverallinsightintothewholeprocess．Themoleculardiffusivityinliquidphaseisoneofthemostimportantdynamicalparameterfordescribingmasstransfer．Duetothelackofsatisfactorytheoreticalmodeltopredictliquiddiffusivity，itnecessitatestoexploitanovelandaccurateexperim

6、entaltechniqueinordertomeettheneedofpracticalutilizationandvalidatetheory．Thustheholographicinterferencemethodhasbeenpaidmuchattentioninthefield．Basedonalotofreferencesthedevelopmentsofthedeterminationmethods，applicationsofholographicinterferometertodetermineliquiddiffusivityandpredictionofaqueousdi

7、ffusioncoefficientsfororganiccompoundswerebrieflyreviewed．Aminoacidsareusedwidelyasnutrimentandmedicine，SOitisvirtualsignificancetOinvestigatetheirdiffusioninaqueoussolution．Areal—timeholographicinter