胶束催化作用及其在动力学分析中的应用
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2002年第l期综述与专论 江 西 化 工
胶束催化作用及其在动力学分析中的应用
陈达 (福建漳州师范学院化学系 漳州 363000) 陈虹 (南昌大学化学东 南昌330047) 摘要:研究表明,适量的胶柬可催化化学反应,在动力学分析中走有潜力。本文介绍了肢柬催 化作用,并就其在动力学分析中的最新研究进展及时予以评连。 关键词:胶柬催化 动力学分析 综述
1 引言 胶束是以表面活性剂分子(单体)为基础的 聚集态,无论在水溶液或非水体系,表面活性刹 都以其特有的“两面性”而左右逢源。胶束体系 的一个重要特征是它们能改变反应速率,胶束催 化有些类似于酶催化反应,台理选择表面活性剂 可以导致反应速率大幅度增加(约为1000倍)。 胶束催化在动力学分析中的突出作用是提高方 法的灵敏度,加快反应速度,缩短分析时问,从而 提高采样频率,使分析更方便,价格更低廉。 2胶束催化 胶束直径一般为3~5nm,类似于球形酶的 大小,因而胶束催化反应的模型能用近似于球形 酶催化反应模型来处理。至今已提出了各种关 于胶束催化的动力学模型,这些理论对于胶柬的 催化和抑制作用进行了分析,对于双组分反应认 为反应是发生在胶束的表面而不是在胶核内,胶 束的催化效率主要取决于拟胶束相内反应物的 浓度和反应物由水相迁移到胶束相时其反应活 性的改变,而前者最为重要,因此胶束表面反应 物的浓集直接导致分析灵敏度的提高。 浓集效应是影响胶束催化的重要因素,在催 化反应中,催化荆和一个或多个反应物分子(反 应物分子可以是反应的底物或活化剂)形成的络 合物如能很容易地固定到胶束表面上,从而使得 催化剂局部地浓集到胶束上,如果这样形成的络 台物足够稳定,则能有效的提高催化剂在胶束表 面上的浓度,从而提高方法的灵敏度。如在溴代 十二烷基三甲铵(DTAB)存在下,也可加快Pb (Ⅱ)催化焦锫酚红(PR)和过硫酸根离子的反应 速率,通过在胶束表面形成PR~Pb(Ⅱ)络台物 而局部浓集,从而提高方法的灵敏度和选择性。 当一个指示反应含有两步或多个步骤,而催 化剂只催化其中的一步,则可通过胶束催化另一 步骤而被间接提高方法的灵敏度。如在动力学 测定钒(V)的过程中,钒(V)仅催化溴酸盐氧化 儿茶酚的反应,而( c胶束只加速儿茶酚和对 氨基苯乙醚偶联产生醌亚胺的反应,由于胶束的 存在增大了醌亚胺的摩尔吸光系数。灵敏度可 提高1个数量级,间接提高了测定钒的灵敏度。 3应用 郑肇生等人在锰(Ⅱ)一氨三乙酸一十二烷 基硫酸钠一高碘酸钾一罗丹明B催化体系中采 用十二烷基硫酸钠作为增敏剂,由于添加了表面 活性剂,灵敏度提高3 4倍,用于测定水样和酒 样中的锰。他们还分别采用N一十二烷基二衅f 基乙酸铵,十六烷基三甲基溴化铵,TritonX一 100作为增敏剂,分别测定痕量的锰,铬(VI),
维普资讯 http://www.cqvip.com .12.综述与专论 江 西 化 工 2002年第1期 银,灵敏度大大提高。 黄厚评等人发现Brij~35对流动注射法分 析维生索c的偶合反应具有增敏作用。他们还 研究了反相胶束介质对2,3一二氨基吩嚎的荧 光增敏作用。 Panadero,S.发现Trit0rIx一100对分析胭脂 红酸具有增敏作用。 方国桢等人发现钴(Ⅱ)和铬(1lI)对鲁米诺 一过氧化氢化学发光反应具有催化作用,加入 CIMAB能明显提高发光的信噪比,可测定纳克 量的钻(Ⅱ)和铬(Ⅲ),实现钴(II)和铬(Ⅲ),实 现钴(Ⅱ)和铬(1lI)的不经分离而流动注射连续 测定,再现性好,工效高。另外他们还发现胶束 对于流动注射~化学发光~微波溶样测定人发 中痕量镍和钴具有增敏作用。 李建平等发现十六烷基三甲基溴化铵对苯 酚抑制溴酸钾氧化荧光素褪色反应具有增敏作 用,加入十六烷基三甲基溴化铵以后测定的灵敏 度明显提高。 王晓菊等发现在邻菲罗啉存在下Fe3 对 H2 氧化次甲基蓝褪色反应有催化作用。而体 系加入表面活性剂后,对该体系测定的灵敏度有 明显提高,使测定Fe3 的线性范围变宽。 戚文彬等利用非离子表面括性剂存在下的 胶束催化作用,改进了硒催化s 一还原亚甲基蓝 的褪色反应,提出了在线动力学分光光度法测定 痕量硒的方法,并已将该法用于人发中微量硒的 测定,获得满意结果。 Nelson等研究了非离子表面活性剂TritonX 一100和离子表面活性剂十二烷基硫酸钠对采 用高效液相色谱法分析吗啡的作用,发现Tri— tonX一100可以提高分析的灵活灵敏度。 Yarnada等发现十六烷基三甲基演化铵对于 化学发光具有增敏作用,他们采用化学发光法分 析纳克级锰(1I)。 杨代菱等发现在碱性介质中,钴(Ⅱ)对过氧 化氢氧化鲁米诺桑兰素褪色反应有强烈的催化 作用,加入CTMAB对该催化反应有明显的增敏 作用,还可以提高测定的选择性,并探讨了 CTMAB增敏机理。该法可用于测定VB.2中的 钴量,结果满意。 SankarajaI等发现SEkS对二烷基硫醚氧化铬 (VI)的反应起催化作用,十六烷基三甲基氯化铵 则起阻抑作用。 Sic[1ia,D等发现Triton X一100在测定锑时 具有明显的增敏效果,使灵敏度大幅度提高,比 相应水溶液介质的灵敏度提高7倍。他们还利 用混合胶束提高反应速率对洗发剂和牙膏中的 表面活性剂十二烷基硫酸钠进行了分析。另外, 他们发现TritonX一100和SDf5的混合胶柬可提 高Fe(II)和1,1O一邻菲绕啉的反应速率,而 TritonX一100对该反应无催化作用,并可使S[kq 的浓度大大降低,该法用于测定药物中的SUS。 Favaro,Y.L.等在阳离子一阴离子表面活性 剂混合胶束介质中,引入SI S增加Nt2 (aq)与 吡啶一2一偶氮一对一二甲基苯胺反应速率,且 研究了混合胶束的作用。 CTMAB胶束增敏效应还可用于酚类化台 物的动力学光度测定,流动注射荧光分析及流动 注射一停流动力学光度法中测定药物(如异烟肼 等),亚硫酸根离子,5一磷酸吡哆醛和农药。 4结束语 胶束催化作用的特性与酶催化的相似,我们 若能深入研究胶束催化和酶催化的异同,参考酶 法在催化动力学分析法中的应用及借鉴胶束催 化在其它方面的应用,相信胶束催化作用必将在 动力学分析法中获得更广泛的应用。 参考文献 1谢增鸿,郑肇生,王丹.傅彦斌+分析化 学,1999,27(3),350 2 Sicflia D,Rubio S,Preze—Bend ̄to D.
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The effects of micellar catalysis and their application in kinetic analysis
Chen Da (Department of chemistry,Zhangzhou Teacher’s College.Zhangzhou,363000) Chen Hong (Department of chemistry,Nanchang University,Nanehang,330047) Abstract:The catalytic effects of micelles and their application in kinetic analysis are reported The mechanism of the micdlar catalysis is also discus. ̄M Keywords:mieellar catalysis Kinetic analysis revi
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