光,磁场催化化学反应的原理是什么

光,磁场催化化学反应的原理是什么
光,磁场催化化学反应的原理是什么

光,磁场催化化学反应的原理是什么
光、声、磁对化学反应的影响
1 激光化学反应 20世纪60年代初出现的激光,具有亮度高、单色性好、方向性强等突出优点.一台功率较大的红宝石巨型脉冲激光器所发出的激光亮度可达1015W,相当于太阳表面亮度的一百亿倍；氦-氖激光的波长范围能窄到10-15nm,其单色性比普通光源提高了亿万倍以上.激光已在许多领域得到广泛应用,尤其是在化学中的应用引人瞩目.随着经济技术的发展,特别是高功率红外和紫外激光器的研制成功,为激光引发化学元反应,实现分子剪载提供了优良的新型光源,并产生了一门新的边缘应用学科——激光化学.
不同波长范围的激光对化学反应的影响是不同的,可见和紫外波段的激光只起高强度的光源作用,即与普通光源所引起的光化反应机理一致.而红外波段激光则不同,其振动频率范围正好与分子中化学键的振动频率范围大体一致,且由于其高单色性和高强度特性,当一定频率的红外激光照射反应物分子时,可使分子中具有相近频率的某一化学键发生共振而激活,从而仅引起该键破坏,而对分子中其它化学键影响较小.这样,就有可能通过选择红外激光频率来使特定键,而不一定是最弱的键断裂,实现“分子剪载”.
2 超声化学 从广义上讲声波应包括次声波（50Hz）.超声波（ultrasonic wave）是声波中的小部分,由于其特殊的频率范围,与普遍声波相比,具有功率大,束射性好,在介质中的吸收强,声压高等特性.正是由于这些特性,超声波技术已在物理、化学、生物、医学、工农业生产以及测量等许多领域中获得广泛应用.超声波技术与化学的结合已形成了一门崭新的学科——超声化学（ultrasonic chemistry）.
超声波能够在化学反应常用的介质中产生一系列接近于极端的条件,如急剧放电、产生局部的和瞬间的几千K的高温、几千兆珀斯卡的高压等,这种能量不仅能够激发或促进许多化学反应、加快化学反应速度,甚至还可以改变某些化学反应方向,产生一些令人意想不到的效果和奇迹.
超声波在液体介质中的巨大能量除能使介质质点获得很大加速度外,还能引起另一种异常重要的效应——空化作用.空化作用是指在超声波或涡流的物理作用下,液体中某一区域形成局部的暂时的负压区,于是在液体介质中可产生空化气泡.这些空化气泡在声场的正负压强的交变作用下出现形成、溃陷或消失的交替变化状况.许多研究证实超声波对化学反应的影响乃是空化作用所致.
超声波几乎能够应用于化学的各个领域,以下仅介绍在化学动力学中的应用例子.
(1)利用超声波产生微扰以测定快速反应的速率系数
典型的例子是氨水的离
已知该反应的平衡常数为,该反应的驰豫时间 τ= 1/(k1+2k-1xe)-1 .设反应物的初始浓度为co,离解度为α,则有xe=αco.
即驰豫时间的倒数（又称为特征驰豫频率）与co1/2成线性关系.图6是根据实验数据所得到的直线关系,由直线斜率可以求出k-1 = 3.0×1010 dm3?mol-1s-1,进而可得k1 = 4.5×105s-1.
(2)活化参数的确定 对于在理想溶液中发生的1-1型单分子对峙反应
A === B
由上式可知,如果能测出不同温度下的特征弛豫频率,则由对所作的曲线斜率和截距可求的活化参数、和.
3 磁场对化学反应的影响 磁场对化学反应的影响是二十世纪后期物理化学的重要成就之一.多少年来,人们一直在探求通过外加适当的磁场来提高反应效率,以期实现其它手段难以达到的有效控制化学反应速率和产率,改变产物的结构和提高产品性能的目的.苏联科学家(Ю.Η·ΜοЛИН)和布恰钦科(A A ByraveHK)等人在这方面做了开创性的工作.他们以一系列令人信服的理论计算和可靠实验结果,证实了磁场能够影响化学反应,并认为这种影响取决于化学粒子的电子自旋.因为磁场能够影响电子自旋的取向、能量和位相（phasings）,从而改变反应体系的熵值,影响化学反应的进行.
从磁性观点看,一切物质都是磁性体,只是程度不同而已.实验表明,外加磁场对化学反应速度的影响是改变Arrhenius 公式中的指前系数,并且这种改变值因反应体系和磁场强度不同而可正可负,因而,磁场对化学反应有的产生正效应,也有的产生负效应.

提供能量。

光触媒[PHOTOCATALYSIS]是光 [Photo=Light] + 触媒（催化剂）[catalyst]的合成词。光触媒是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，光触媒是利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量，来产生催化作用，使周围之氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子。几乎可分解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质，不仅能加速反应，亦能运用自然界的定侓...

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光触媒[PHOTOCATALYSIS]是光 [Photo=Light] + 触媒（催化剂）[catalyst]的合成词。光触媒是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，光触媒是利用自然界存在的光能转换成为化学反应所需的能量，来产生催化作用，使周围之氧气及水分子激发成极具氧化力的自由负离子。几乎可分解所有对人体和环境有害的有机物质及部分无机物质，不仅能加速反应，亦能运用自然界的定侓，不造成资源浪费与附加污染形成。最具代表性的例子为植物的"光合作用"，吸收对动物有毒之二氧化碳，利用光能转化为氧气及水。
光触媒于1967年被当时还是东京大学研究生的藤岛昭教授发现。 在一次试验中对放入水中的氧化钛单结晶进行了光线照射，结果 发现水被分解成了氧和氢。这一效果作为 “ 本多 · 藤岛效果 " （Honda-Fujishima Effect）而闻名于世，该名称组合了藤岛教授 和当时他的指导教师－－－－东京工艺大学校长本多健一的名字。
纳米二氧化钛光触媒是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学反应的物质，就象植物的光合作用中的叶绿素。光触媒在太阳光或室内荧光灯的照射下能产生抗菌、除臭、油污分解、防霉防藻、空气净化的作用。
磁场对化学反应的影响是二十世纪后期物理化学的重要成就之一。多少年来，人们一直在探求通过外加适当的磁场来提高反应效率，以期实现其它手段难以达到的有效控制化学反应速率和产率，改变产物的结构和提高产品性能的目的。苏联科学家（Ю.Η·ΜοЛИН）和布恰钦科（A A ByraveHK）等人在这方面做了开创性的工作。他们以一系列令人信服的理论计算和可靠实验结果，证实了磁场能够影响化学反应，并认为这种影响取决于化学粒子的电子自旋。因为磁场能够影响电子自旋的取向、能量和位相（phasings），从而改变反应体系的熵值，影响化学反应的进行。
从磁性观点看，一切物质都是磁性体，只是程度不同而已。实验表明，外加磁场对化学反应速度的影响是改变Arrhenius 公式中的指前系数，并且这种改变值因反应体系和磁场强度不同而可正可负，因而，磁场对化学反应有的产生正效应，也有的产生负效应。

收起

崔化剂都是为反应创造条件,而光和磁场都是为需要能量的反应提供动力