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1、第14卷第6期化 学 进 展Vol.14No.62002年11月PROGRESSINCHEMISTRYNov.,20023超临界水理论研究的进展陈晋阳(中国科学院广州地球化学研究所 广州510640)33郑海飞 曾贻善(北京大学地质学系 北京100871)摘 要 通过计算模拟、拉曼光谱、NMR以及衍射分析对超临界水静态结构进行了广泛的研究,氢键结构是这些研究的重要内容。研究结果显示在临界点附近水的氢键结构受到了很大的破坏,只有相当于常温下29%左右的氢键存在。利用微波波谱法、NMR法以及准弹性不连续中子散射方法对超临界
2、水动力学进行了研究。结果发现,在临界点附近,水分子的动力学重排时间急剧缩短,这就使得以超临界水为介质的化学反应速率大大增加。由于微波的周期比较长,可能大大地超过了超临界水结构的动力学重排时间,因此微波波谱法不适合于高温低密度超临界水的动力学研究。今后需要加强超临界水氢键结构变化的机理和动力学的实验与模拟的研究。关键词 超临界水 氢键 结构 分子重排中图分类号:O64113;O64311文献标识码:A文章编号:10052281X(2002)06204092063RecentProgressinSupercriticalW
3、aterTheoreticalResearchChenJinyang(GuangzhouInstituteofGeochemistry,ChineseAcademyofSciences,Guangzhou510640,China)33ZhengHaifeiZengYishan(DepartmentofGeology,PekingUniversity,Beijing100871,China)AbstractSimulativecomputation,Ramanspectroscopy,NMRanddiffractiona
4、retheimportantmethodstostudythestaticstructuresofsupercriticalwater.Theresultsshowthatthehydrogenbondofsupercriticalwaternearcriticalregionisonly29%ofthatofambientcondition.Microwavespectrum,NMRandquasielasticincoherentneutronscatteringmethodsareadoptedtostudyth
5、edynamicsofsuper2criticalwater.Theresultsindicatethatthetimeofrearrangementdecreasesgreatlynearcriticalregion,whichaccountfortheincreaseofreactionrateinsupercriticalwater.Thisisthebasisforstudyofthemechanismofreactionrateinsupercriticalwater.Themicrowavespectrum
6、methodisnotappropriateforsupercriticalwaterathightemperatureandlowdensityconditonsbecausetheperiodofmicrowaveislongerthantheperiodofrearrangement.Theexperimentalandsimulativestudiesofmechanismanddynamicsofhydrogenbondinsupercriticalwaterarethemainresearchareasin
7、thenearfuture.Keywordssupercriticalwater;hydrogenbond;structure;moleculerearrangement收稿:2001年9月,收修改稿:2002年3月3国家自然科学基金(No.40073025)、国家重大自然科学基金(No.10032040)资助项目33通讯联系人 e2mail:chenjy@gig.ac.cn©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·410·化 学 进
8、 展第14卷一、引 言必然与实际的情况存在很大的误差。超临界水由于具有一些特殊性质,近10年来受为了解决水分子偶极矩的变化问题,Yoshii[18]到了广泛的关注。在临界态时,水的性质发生涨落突等采用了一个可极化的模型,进行每一步模拟时变,如密度、介电常数、比热、压缩系数、粘度、热扩散都重新确定水分子的电荷分布状态,这种计算虽然[
