化学反应动力学研究论文

化学反应工程的早期研究主要是针对流动、传热和传质对反应结果的影响，如德国G.达姆科勒、美国O.霍根和K.M.华生以及苏联Α.Д.弗兰克－卡曼涅斯基等人的工作。当时曾取名化工动力学或宏观动力学,着眼于对化学动力学作出某些修正以应用于工业反应过程。1947年霍根与华生合著的《化工过程原理》第三分册中论述了动力学和催化过程。50年代，有一系列重要的研究论文发表于《化学工程科学》杂志，对反应器内部发生的若干种重要的、影响反应结果的传递过程，如返混、停留时间分布、微观混合、反应器的稳定性（见反应器动态特性）等进行研究，获得了丰硕的成果，从而促成了第一届欧洲化学反应工程讨论会的召开。50年代末到60年代初，出版了一系列反应工程的著作，如S.M.华拉斯的《化工动力学》，O.列文斯比尔的《化学反应工程》等，使学科体系大体形成。此后，一方面继续进行理论研究，积累数据，并应用于实践；另一方面，把应用范围扩展至较复杂的领域，形成了一系列新的分支。例如：应用于石油炼制工业和石油化工中，处理含有成百上千个组分的复杂反应体系，发展了一种新的处理方法，即集总方法（见反应动力学）；应用于高分子化工中的聚合反应过程,出现了聚合反应工程;应用于电化学过程，出现了电化学反应工程；应用于生物化学工业中的生化反应体系，出现了生化反应工程；应用于冶金工业的高温快速反应过程，出现了冶金化学反应工程等。

较低能量下化学反应中的量子几何相位效应 近日，中科院大连化学物理研究所研究员孙志刚、院士杨学明和中国 科技 大学教授王兴安合作，在H+HD→H2+D反应中的几何相位效应研究取得新进展。相关研究发表于《自然—通讯》。 几何相位效应是一种量子力学现象，是系统的哈密顿绝热沿着闭合的参数回路周期性变化时，在波函数上引入的附加相位。几十年来，该现象在凝聚态物理研究领域被广泛关注，其与量子霍尔效应以及拓扑绝缘体的研究，都有密切关系。 在分子体系中，几何相位效应在势能面间的锥形交叉区域附近产生。在过去的研究中，研究人员对几何相位效应对于分子光谱的影响已有了比较充分的认识。但是在反应动力学领域，由于化学反应的复杂性，长期以来，研究人员对几何相位效应对于化学反应的影响并没有确切的认识。 孙志刚介绍大连化物所研究团队和王兴安团队合作，在2018年首次观测到了能量为2.77电子伏时H+HD→H2+D反应中的几何相位效应，其反应能量高于锥形交叉点（锥形交叉产生于2.5电子伏能量左右），因而几何相位效应相对比较明显。 此次研究工作则侧重于反应能量低于锥形交叉点的几何相位效应的研究。能量越低，几何相位效应越微弱，因而研究难度也更大。研究人员通过进一步发展离子成像交叉分子束技术和基于超球坐标的反应动力学理论，在2.28电子伏反应能量的地方，成功观测到了H+HD→H 2 +D反应中的几何相位效应。研究发现和之前2.77电子伏反应能量处的几何相位效应不同，在较低能量处，几何相位效应不仅仅体现在前向散射振荡上，而且也较多地体现在后向散射振荡上。 研究团队采用经典轨线理论分析，揭示了几何相位效应来自于直接反应途径和漫游反应途径的干涉效应。充分证实了在采用波恩奥本海默近似之后，化学反应中的几何相位效应是真实存在的。几何相位效应对于化学反应的影响，是以影响微分截面的角分布样式而体现的。（刘万生 黄寅） 相关论文信息：