V_OH_2_Mg_OH_2体系络合还原N_2成NH_3和N_2H_4

沈阳 农业大学学报 , 一� � ! ∀ 一# ∃一# 圣, %& � # ∋( ) ∗ + , − ( . / 0 1 + 了, + 2 3 2 ∗ 41 ) −5) ∗ , − 6 + 47 1 ∗ 8 ∀ 5 丁 9 �: ; ! ∀一< 2 �: ; !=体系络合还原> ∀ 成> ; ∃和> ?; 乔 淑 文 微生物 , 尤其是豆科植物的根瘤菌 , 在常温常压 的条件下 , 能从空气 中直接固氮 , 其原 因在于根瘤菌的酶系统的活性中心 含有过渡金属 �≅ 1 及< ( 或有时为 9 ! 催化氮还原为> ; ∀ 、 然后用Α来合成氨基酸和蛋 白质 。 近年来 , 国内外生物固氮和模拟生物固氮的研究已取得 了许多重要进展 。 苏联的804 −( Β 最先用 9 �: ; ! ∀ 一< 2 �: ; ! ∀ 体系络合活化> ∀ 并还原得到了> ; ∃和 > ∀ ; ‘ 。 美国/ Χ 0 ∗ ,) Δ 1 ∗ 用 9 �工Ε! 一邻苯二酚体系得到了> ; ∃ 和 > ∀ ; 、 。 本实验利用 过渡 金属 凯的 低氧 化态 9 �工工! 在一定碱性条件下和< 2 �工%! 络合形 成的 9 �: ; ! ∀一< 2 �: ; ! ∀ 体系 , 络合活化 > ∀ 并还原 > ∀ 成 > ; ∃ 和> ∀ ; ‘。 % Φ 7� −−! 的制备 以 > , ∃ 9 : 、 ·%= ; ∀ :和 < 2 / : ‘ · #; ? :为 原料 , 用 自行 的 隔膜 电解槽 , 以汞作阴极 , 铂丝作 阳极 , 在Γ Φ /> ; ∀ Η Γ 和 ; 。Ι: Β 各一半的介 质中 , 在氮 气流 保护下进行 电还原的 。 溶液经过黄 、 天蓝 、 绿等颜 色的变化 , 最后生成紫 �红 ! 色的 9 �工%! 一< 2 �%%! 。 < 2 �Ε工! 是无色的 , 溶液的颜 色是 9 �% % ! 的颜色 。 = Φ 活性试验 以钢瓶高氮 �&& Φ && ϑ ! 作氮源 , 并进行 了净化。 由该体系合成 > ; ∃ 和 > ∀ ; ‘的活性试验 , 采用静态法 , 将 > , : ; 水溶液%Η 毫升倒入一定容积的玻璃器皿中 , 通一 定时 间的氮气排除容器中的空气 , 在氮气流保护下 迅速 将紫 �红 ! 色的 9 �; !一< 2 �; !溶 液 Η 毫升倒入上述器皿中 , 用胶塞盖紧容器口 , 形成褐色的悬浊液 , 放置一定时间转化后 , 溶液变成深蓝色 , 测定试验体系中的> ; ∃ 和> ∀ ; Β 的产量 。 每个样品转化时都有相同的充满 氮气的气相体积 。 试验在常温常压下进行 。 ∃ Φ 侧定 > ; ∃ 的产量是用奈氏试剂比色法在 # =% 分光光 度计上 ΚΓ 毫微米处测定的 。 > ? ; ‘的产量是用脐试剂在#= %分光光度计上 Η� 毫微米处测定的 。 测定试验体系对氮 的活性 都是采用直接法 , 即等体系悬浮液静置后测上清液中的 > ; ∀ 和 > ? ; ‘ 。 经试 验 , 在高Λ ; 的 碱性条件下9 �Ε ; ! 9 �工9 ! 和 9 �9 ! 对产物的测定无影响 。 Φ 试验所用试剂药品 都是试剂级 和分析纯 。 Φ 实验结果 与分析 经过多次试验 , 9 �: ; ! ∀一< 2 �: ; ! = 体系合 成 > ; ∃和 > ∀ ; ‘的 活性如表 % 。 由表 %可见 , 在常温常压下不仅得 到了> ; ∃ �最 高量 为∃ Φ �微摩 尔 ! 而且 同时 得 到了 > ∀ ; 、 �最高量为Γ Φ & ∃微摩尔 ! 。 据 % & � %年文献报道美国/ ( 0 ∗ , ) Δ 1 ∗ 的实验 , 在常温常压下 用 9 “ ΙΜ �Ι Μ为邻苯二酚 ! 体系得到> ; ∃ 的最高量为∃ Φ Η微摩尔 , 而> ∀ ; ‘需要在高的氮压 下才能得到 。 合成产物的转化反应 基本在 %一 =小时 内完成 , 转化长达= = Φ Η小时 , > ; ∃和 > ∀ ; ‘的产量 本文于 % & � #年∃月” 日收到 Φ # 沈 阳 农 业 大 学 学 才文 % �卷 没有明显增加 。 在相同的体积内含跳量较低 , > ; ∃ 的产量较高 , 如 − 号样品 含9 �工工! 的量 为 # 号样品的一半 , 但 % 号 样品的产> ; ∃ 量 �Γ Φ % =微摩尔 Ν 微摩尔 9 �工Ε !! 却是 # 号样品产 > ; ∃量 �Γ Φ Γ“微摩尔 Ν微摩尔 9 �工工!! 的 = 倍 Β > ∀ ; ‘的产量没有明显差别 。 > ∀ ; ‘的产量却 因 为充氮气时气流由大变小至零受到影响 , 而对> ; ∃ 的产量没有明显影响 , 可能因为该体系 能 把空气中的氮转化成> ; ∀ , 见表 % 中样品 # 和 � 气 在相同实验条件下 , 9 �工%! 总量为∃Γ 微摩尔的样品 �% 一 Κ号 ! 其> ; ∃ 和 > ∀ ; ‘的 比值 近 倍 , 其机理还不清楚 。 表 % 9 �: ; ! ∀ 一< 2 �: ; ! ∀ 体 系合成 > ; ∃ 和 > ∀ ; Β 的活 性 样 品 号 9 �%% ! 〔微摩尔! < 2 �%%! �微摩尔! > , Γ ; >; , �微摩尔! > ? ; ‘ 〔微摩尔! >; 8 Ν>忽; Ο �毫摩尔! 转化时间 �小时! % � ∃ : −� � Κ :Η # � 祷 ∃ Κ Κ = Φ Γ Φ Γ Γ ∃Κ Κ %� Φ Γ % Φ Γ 。 Γ Γ Γ Φ % Κ % Φ Η Κ Γ Φ Κ & Φ = Η 。 � # = Φ Γ Γ Φ Γ Γ Γ:Π乙%:6:6Γ+六口内: = = Η = = Η 一合�合遨� !∀ # 在充氮气时 , 气流 由大变小至零 # 其余样品 用的氮气流速均为∃% 毫升 & ∋ 油 。 实验 中加( ) ∗ + 的量相当重要 , 如表 ! 中 和 !∀ 号样品几乎无( + , 产生 。 参 考 文 献 〔幼 中国科学院物构所固氮小组等 , ! ∃ − # 化学模拟生物固氮进展第二集 , ! % # 科学出版社 # 〔. 〕 沈阳农学院固氮组 , ! / . 。 固氮通讯 0 〔1 〕 2 3 0 4 ) 5 6 3 4 、 7 · ( · , 一 % ! 。 8 · 9 ∋ · :;3 ∋ , 2 < 3 # , ! ∀ 1 , . − % 日一. − 3 ∃ # = ; 3 : < ∋ >?3 ≅ Α 3 Β 5 3 Χ Δ< Ε < Φ ( ΔΧ 4 < Γ 3 Ε Δ Ε Χ < ( + 1 ) Ε Β ( Η + ‘ Ι Δ Χ; Χ;3 ϑ Κ∗ + Λ , 一ΜΓ Κ∗ + Λ , 2 ΝΟΧ 3 ∋ Π Δ) < 2 ; 5 Ι 3 Ε