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《西北师范大学》 2007年
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几种非线性化学反应的理论分析与数学模拟

任杰  
【摘要】: 第一部分非线性化学现象及其数学模拟的研究进展 对非线性化学现象,如化学振荡、化学混沌、化学波、液膜振荡和油/水界面的宏观运动概念、研究简史及分析应用进行了总结;对各类现象发生的条件,研究方法以及数学模拟的进展作了较为详细的综述。 第二部分对Belousov-Zhabotinskii(BZ)化学振荡反应的模拟 利用微分动力学方法对Belousov-Zhabotinskii(BZ)化学振荡反应进行了计算机模拟,讨论了这种方法在非线性多组分体系模拟中的应用。根据Field-Koros-Noyes(FKN)反应机理和Oregonator模型,模拟了中间产物亚溴酸、溴离子和四价铈离子浓度的变化,模拟结果与实验结果非常吻合。同时,详细讨论了初始变量(如反应物的初始浓度)和反应的动力学参数(各步反应的速率常数)对模拟结果(振荡曲线)的影响。通过模拟反应体系中关键组分的浓度变化,将模拟结果与实验结果进行对照,然后逐步修正模拟参数,所得模拟结果与实验结果基本吻合,最后利用模拟参数计算、确定了反应速率常数。该方法具有简便、快速的特点。 第三部分Bray-Liebhafsky化学振荡反应体系的非线性行为 研究了酸性介质中碘酸根离子催化过氧化氢分解的化学振荡体系在不同条件下所表现出的非线性化学行为,发现在不同的反应初始条件下分别出现了规则的化学振荡和化学混沌现象。利用最大李雅谱诺夫指数(largest Lyapunovexponentλ_L)、功率谱以及功率与频率的对数(logP-logf)关系考察了体系的非线性特征。研究了反应物初始浓度对体系的非线性行为类型及初始电位(E_o)的影响,对该体系的反应机理进行了详细的讨论。 第四部分Bray-Liebhafsky(BL)化学振荡反应体系的数学模拟 利用微分动力学方法实现了对Bray-Liebhafsky(BL)化学振荡反应的计算机模拟,根据Treindl和Noyes提出的一个涉及10个独立步骤的反应机理,模拟了体系中I_2和O_2浓度的变化。结果表明,当控制参数α=0.55,δ=0.2882,β<0.6时,微分方程有周期解,而且在150分钟内虽然体系逐步衰减,但仍然可以观察到振荡现象;分别以α、δ和β作为控制参数,在控制参数的变化过程中,都可以观察到分岔现象存在;它们各自作为控制参数时,分岔存在的临界值分别为:α=0.55,δ=0.2882,β=0.6;另外本文详细讨论了溶液的酸度对体系的非线性行为的影响。 第五部分表面活性剂参与的油/水界面的宏观运动 研究了在表面活性剂存在条件下油/水界面自我维持的宏观界面运动现象。研究体系的水相为表面活性剂溴代十六烷基吡啶(cetylpyridinium bromide CPB)的水溶液,油相为包含四乙基溴化铵(tetraethylammonium bromide TEAB)和乙醇的硝基苯溶液。当油水两相接触后,界面处会发生如下三种类型的宏观运动:(1)界面发生顺时针方向或逆时针方向的旋转运动,而且运动过程中旋转方向能够发生改变,顺时针(或逆时针)旋转数圈后又按逆时针(或顺时针)方向旋转相同的圈数;(2)界面发生跷跷板状运动;(3)界面发生随机运动,无任何规律。这种界面运动一般可以持续30-120分钟,运动的周期和运动时间(寿命)与体系中各组分的初始浓度有关。关于这种宏观运动现象的机理可以从化学反应和流体力学两个方面进行解释。
【学位授予单位】:西北师范大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O643.12

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 杨武;王明强;高锦章;任杰;;Phenol-KBrO_3-H_2SO_4非催化振荡体系的非线性特征[J];西北师范大学学报(自然科学版);2013年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 刘晓伟;酿造食醋原汁含量检测方法研究[D];中南林业科技大学;2010年
2 牛秀丽;B-Z化学振荡体系的非线性行为及其应用[D];西北师范大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐济德;倪诗圣;汪明华;;别洛索夫—扎鲍京斯基(B-Z)振荡反应——一个中级无机化学实验[J];大学化学;1986年01期
2 贺占博;;液膜振荡器[J];大学化学;1992年06期
3 刘秀辉,杨华,高锦章,马永均,卢小泉;氟对别洛索夫-扎鲍京斯基振荡反应的影响[J];分析化学;2001年11期
4 金利通,毛煜,刘彤;味觉电化学传感器的研究──黄连素对模拟生物膜的响应[J];分析科学学报;1994年02期
5 金利通,宋丰斌,柏竹平;味觉电化学传感器的研究──甜味物质对模拟生物膜电位振荡的影响[J];分析试验室;1994年04期
6 金利通,孙文梁,柏竹平;味觉电化学传感器的研究──模拟生物膜对甜味物质的响应[J];分析试验室;1994年06期
7 梁逸曾,俞汝勤;化学振荡反应用于分析测试——测定铊及汞离子的B-Z反应体系[J];高等学校化学学报;1988年09期
8 姜厚理,宋占军,周晓,刘世杰,江泉观;镍、镉对生物膜损伤机理的FTIR研究[J];光谱实验室;1997年04期
9 王文军,王文华,张学林,王东红;生物膜及其各种组分对4-氯酚化合物的吸附特征[J];环境科学;2001年02期
10 贺占博,阎喜龙,聂玉敏,赵著禄;新型液膜振荡器(Ⅱ)[J];化学工业与工程;2001年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许志强;赵祥大;倪诗圣;谢复新;;Curtis环镍(Ⅱ)配合物参与的新型振荡化学反应[J];安徽大学学报(自然科学版);1993年01期
2 刘海燕;胡刚;胡林;;化学振荡的间接扰动法测定磷酸苯酯[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年01期
3 王勤;胡刚;孟敏;;龙胆酸对B-Z化学振荡反应的影响及其分析测定[J];安徽大学学报(自然科学版);2012年03期
4 许志强,张悠金,赵亮,鲁传华,倪诗圣;十三员四氮杂大环镍(Ⅱ)配合物参与的新型振荡化学反应[J];安徽大学学报(自然科学版);1994年01期
5 白先群;谢艳霞;刘汉甫;沈雪松;;B-Z振荡反应在VitB_1含量测定中的应用[J];安徽农业科学;2009年09期
6 秦益霖;史国栋;;农业科技服务系统中的基于复合混沌系统加密的图像信息保护算法[J];安徽农业科学;2010年27期
7 胡德银,许志强,谢复新,鲁传华,陈自诚;四氮杂大环四烯镍(Ⅱ)参与的连续振荡化学反应[J];安庆师范学院学报(自然科学版);1992年02期
8 王秉文;吴燕;夏萍;衣守志;;表面电势在水分蒸发抑制剂中的研究[J];环境科学与管理;2008年10期
9 雷惊雷,蔡生民,杨迈之,罗久里,李凌杰;电化学振荡研究概况[J];北京大学学报(自然科学版);2001年06期
10 张蕊,徐世英,曾庆轩,冯长根;双分子反应扩散系统中化学波的数值模拟[J];北京理工大学学报;2000年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘润杰;申金媛;穆维新;;SCTP流量的混沌控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 李爽;李佼瑞;徐伟;;时滞网络系统周期间歇耦合控制同步[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
3 刘振泽;田彦涛;徐斌;;超混沌系统脉冲同步及其应用[A];2005年全国自动化新技术学术交流会论文集[C];2005年
4 王美春;马维海;盖如栋;;基于Δ调制动力系统在语音加密方面的研究[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
5 赵国虎;张浩波;符建国;;甲胺磷对别洛索夫-扎鲍京斯基振荡反应的影响[A];甘肃省化学会第二十五届年会、第七届甘肃省中学化学教学经验交流会论文集[C];2007年
6 赵国虎;李玉双;赵军;陈明凯;马明广;;杀菌剂戊唑醇对B-Z化学振荡体系的影响及其分析检测[A];甘肃省化学会二十六届年会暨第八届中学化学教学经验交流会论文集[C];2009年
7 赵国虎;赵象禄;尚琼;汪淼;朱彦荣;;牛奶中的三聚氰胺对B-Z振荡体系的影响及其分析测定[A];甘肃省化学会第二十七届年会暨第九届甘肃省中学化学教学经验交流会论文摘要集[C];2011年
8 许皓;刘同栓;关新平;;基于T-S模糊模型的Lur’e混沌系统弹性控制与同步[A];第二十四届中国控制会议论文集(上册)[C];2005年
9 刘同栓;许皓;关新平;;基于变结构理论的混沌控制与参数辨识[A];第七届青年学术会议论文集[C];2005年
10 刘云;郑永爱;莫丽丽;;基于超混沌系统的图像加密方案[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第六分册)[中南大学学报(增刊)][C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王栋;随机与混沌神经放电节律的时间序列分析[D];陕西师范大学;2010年
2 胡爱花;混沌同步的有关问题研究[D];江南大学;2010年
3 周茜;混沌理论及应用若干问题的研究[D];南开大学;2010年
4 徐玉华;几类新连续混沌系统的基本动力学特性、控制与同步[D];东华大学;2010年
5 张勇;交通流的非线性分析、预测和控制[D];北京交通大学;2011年
6 包浩明;混沌理论在保密通信系统的应用研究[D];大连海事大学;2011年
7 胡志辉;卡尔曼滤波理论及其在混沌通信中的应用研究[D];华南理工大学;2011年
8 朱会宾;复杂动态网络的同步控制及应用[D];江南大学;2011年
9 彭靖;寡头垄断市场价格博弈模型复杂性及其应用研究[D];天津大学;2010年
10 王发强;分段光滑电路中的多尺度分岔与混沌行为及其控制方法研究[D];西安交通大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹永超;超混沌系统的生成及同步控制研究[D];山东科技大学;2010年
2 张莉;n-GaAs中的混沌研究[D];长春理工大学;2010年
3 董涛;生物基因调控系统和钙离子振荡体系的动力学行为研究[D];广西师范学院;2010年
4 陈海艳;分数阶混沌系统的同步控制[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王晓艳;非线性混沌电路的分析与设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 马敏;船舶电力系统混沌控制的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 王林林;基于混沌的密码算法设计与研究[D];大连理工大学;2010年
8 黄金;安全混沌图像加密算法的研究[D];长沙理工大学;2010年
9 李科;基于沙米尔和奇异值分解的小波域数字图像水印算法研究[D];南昌大学;2010年
10 王兰梓;几类混沌系统的同步控制[D];昆明理工大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 雷惊雷,蔡生民,杨迈之,罗久里,李凌杰;电化学振荡研究概况[J];北京大学学报(自然科学版);2001年06期
2 李巧义;冯明义;;醋文化与旅游开发构想[J];边疆经济与文化;2007年10期
3 董小梅;刘剑波;徐功骅;;B—Z振荡反应[J];大学化学;1996年02期
4 石志红,何建涛,常文保;中药指纹图谱技术[J];大学化学;2004年01期
5 高庆宇,赵学庄;非线性化学动力学的进展状况[J];大自然探索;1994年02期
6 王钧,赵曰利;色谱指纹图谱在香精香料质量控制中的应用[J];分析测试技术与仪器;2005年03期
7 ;A NEW CHEMICAL OSCILLATOR WITH A MACROCYCLIC COPPER(Ⅱ) COMPLEX AS THE CATALYST AND MALIC ACID AS THE SUBSTRATE[J];Chinese Chemical Letters;1996年06期
8 李涛;粮食发酵制醋酸技术的研究进展[J];化工进展;2001年12期
9 李如生,万荣;非平衡非线性化学[J];化学进展;1996年01期
10 高庆宇,蔡遵生,赵学庄;非线性化学反应动力学[J];化学进展;1997年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 王志军;中药指纹图谱建立方法的研究及化学计量学的应用[D];同济大学;2007年
2 戴红霞;B-Z化学振荡体系在分析检测中的应用以及液膜振荡的研究[D];西北师范大学;2007年
3 陈华;B-Z化学振荡反应及其在分析检测中的应用[D];西北师范大学;2007年
4 张良圣;高效液相色谱法结合化学计量学研究中药指纹图谱[D];南昌大学;2007年
5 卜凡艳;鸡肉香气特征指纹图谱研究[D];浙江工商大学;2008年
6 阎玉林;酱油和醋香气成分的测定及生产工艺鉴定研究[D];华中农业大学;2008年
7 高俊;黄山毛峰茶指纹图谱的初步研究[D];安徽农业大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 贺占博,黄智,顾惕人;表面活性剂引发的碳水化合物振荡器Ⅰ.溴酸盐体系[J];北京大学学报(自然科学版);1993年04期
2 赵学庄,张一宝,赵鸿喜,王社义,杜子云,臧雅茹;以邻菲罗啉亚铁离子为催化剂的Belousov-Zhabotinskii反应的研究[J];催化学报;1984年01期
3 贺占博;;液膜振荡器[J];大学化学;1992年06期
4 金利通,宋丰斌,柏竹平,方禹之;味觉电化学传感器的研究——Ⅰ.甜、酸、苦、咸物质对模拟生物膜电位振动频率的影响[J];分析化学;1993年11期
5 金利通,孙文梁,孙星炎,方禹之;味觉电化学传感器的研究 Ⅱ.苦味物质对模拟生物膜膜电位的影响[J];分析化学;1994年01期
6 李铁,叶常明;酚类化合物在水体颗粒物上的吸附实验[J];环境化学;1997年03期
7 王文军,王文华,黄亚冰,张学林;生物膜的研究进展[J];环境科学进展;1999年05期
8 王文军,王文华,张学林,徐盈;水环境中生物膜对污染物环境化学行为的影响[J];环境科学进展;1999年06期
9 刘君利;盖锋;;谈谈如何设计一个化学振荡器[J];化学通报;1986年02期
10 贺占博;;油水界面的自发振荡——设计一个物理化学实验[J];化学通报;1990年02期
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1 高庆宇,蔡遵生,赵学庄;非线性化学反应动力学[J];化学进展;1997年01期
2 刘信安,蒋启华,陶长元,颜红梅,黄力,柳志祥;胞映射技术研究非线性化学系统的性态[J];计算机与应用化学;2000年04期
3 安英莉,白云峰,高庆宇;过氧化氢-硫代硫酸钠-亚硫酸钠-高氯酸反应体系的脉冲波[J];科学通报;2005年09期
4 韩玉民;栗志;;非线性化学研究进展[J];湘潭师范学院学报(自然科学版);2008年03期
5 吴福根,张春华,欧发;具有多重定态的化学反应中的相变及临界点分类[J];化学学报;1999年10期
6 刘信安,王宗笠,蒋启华,肖维平,张环;胞映射基本理论与算法实现[J];计算机与应用化学;2000年05期
7 张春华,詹业宏,吴福根;具有三稳态的化学反应中的慢化现象[J];中山大学学报论丛;2000年04期
8 高庆宇,赵学庄;非线性化学动力学的进展状况[J];大自然探索;1994年02期
9 王体健,李宗恺;不同方案求解非线性化学动力学方程组的比较[J];应用气象学报;1996年04期
10 李梦龙,罗明亮,孙兆林,张晓彤,李志良;新型BP网络用于非线性化学体系的研究[J];抚顺石油学院学报;1996年03期
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1 毕勤胜;;含多时间尺度非线性化学振荡系统的复杂性[A];第二届全国动力学与控制青年学者研讨会论文摘要集[C];2008年
2 张泰铭;方宣启;赵哲;毛鹏飞;;非线性化学指纹图谱技术在鉴别和评价甘草及其临床应用中的作用[A];中药饮片质量分析与中药鉴别技术交流研讨会论文集[C];2009年
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4 辛厚文;侯中怀;;非线性化学现象理论研究中的重要前沿问题[A];中国化学会第九届全国量子化学学术会议暨庆祝徐光宪教授从教六十年论文摘要集[C];2005年
5 刘赵淼;徐世英;冯长根;曾庆轩;许又文;;C_6H_(12)N_4+Mg+KClO_4+SrSO_4系统的振荡燃烧实验研究[A];材料科学与工程技术——中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年
6 赵国虎;赵象禄;尚琼;汪淼;朱彦荣;;牛奶中的三聚氰胺对B-Z振荡体系的影响及其分析测定[A];甘肃省化学会第二十七届年会暨第九届甘肃省中学化学教学经验交流会论文摘要集[C];2011年
7 赵国虎;李玉双;赵军;陈明凯;马明广;;杀菌剂戊唑醇对B-Z化学振荡体系的影响及其分析检测[A];甘肃省化学会二十六届年会暨第八届中学化学教学经验交流会论文集[C];2009年
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1 刘炬 杨梅;湖南成功研发食品真伪检测仪[N];中国食品质量报;2010年
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1 赵哲;利用样本耗散物的食品非线性化学指纹图谱技术及其应用研究[D];中南大学;2011年
2 王艳娜;非线性化学指纹图谱技术在食品药品鉴别评价中的应用[D];中南大学;2013年
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7 郭淼;化学振荡反应及其在药物分析测定中的应用[D];西北师范大学;2009年
8 王文斌;多重定态和化学振荡在分析测定中的应用[D];西北师范大学;2009年
9 戴红霞;B-Z化学振荡体系在分析检测中的应用以及液膜振荡的研究[D];西北师范大学;2007年
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