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硕士学位论文
溴酸盐-亚硫酸盐-高锰酸钾反应体系温
度和 pH 双耦合效应
Coupling Effect of Temperature and pH
on the Reaction between
Bromate-Sulfite-Permanganate
作 者：任兴蜂
导 师： 石 美 副教授
中国矿业大学
二○一八年五月
中图分类号 O64 学校代码 10290
UDC 544 密 级 公开
中国矿业大学
硕士学位论文
溴酸盐-亚硫酸盐-高锰酸钾反应体系温度和 pH
双耦合效应
Coupling Effect of Temperature and pH on the
Reaction between Bromate-Sulfite-Permanganate
作 者 任兴蜂 导 师 石美
申请学位 理学硕士 培养单位 化工学院
学科专业 物理化学 研究方向 化学反应及其动力学
答辩委员会主席 评 阅 人
二○一八年五月
论文审阅认定书
研究生任兴蜂在规定的学****年限内，按照研究生培养方案的要
求，完成了研究生课程的学****成绩合格；在我的指导下完成本学位
论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文
撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专
家评审。
导师签字：
年 月 日
致谢
在本论文即将完成之际，谨此向我的导师高庆宇老师及石美老师致以衷心的
感谢和崇高的敬意！本论文的工作是在高老师和石老师的悉心指导下完成的。高
老师以他敏锐的洞察力、渊博的知识、严谨的治学态度、精益求精的工作作风和
对科学的献身精神给我留下了刻骨铭心的印象，这些使我受益匪浅，并将成为我
终身献身科学和献身事业的动力。
在攻读硕士的这三年里，导师不仅为我创造了优越的科研和学****环境，使我
得以在非线性化学动力学领域中自由翱翔，同时在思想上、人生态度和意志品质
方面给予了谆谆教诲，这些教益必将激励着我在今后的人生道路上奋勇向前。
感谢课题组的刘洋、袁玲老师、刘孟飞、周文秀、管飞、王帅等同学，大家
无私的关爱和帮助使我很受感动，在一起讨论学****的经历使我永远难忘。尤其感
谢袁玲老师、石美老师、刘洋师兄，他们在学术上给我指引，从他们身上我学到
很多知识。感谢课题组所有的老师以及曾经朝夕相处已毕业了的同学，和你们在
一起的时光已经成了一份美好的回忆。
衷心的感谢我的父母和其他亲朋好友对我的关心、支持和理解，没有他们对
我的关心、鼓励和支持，我无法完成现在的硕士学业。
最后，感谢曾经教育和帮助过我的所有老师。衷心地感谢为评阅本论文而付
出宝贵时间和辛勤劳动的专家和教授们！
摘 要
地球上的生命体系是振荡现象相互作用的结果，每个有生命的组织都包含上
百种化学振荡反应，有些生物大分子，如 DNA、RNA、蛋白质等在自组装过程
中不仅需要 pH 变化还要温度变化。以此为出发点本文从实验、机理分析和模拟
等方面对溴酸盐-亚硫酸盐-高锰酸盐反应体系的动力学行为进行了系统的研究
和分析。该反应体系中质子与溴离子自催化过程和高锰酸盐负反馈剂引发的负反
馈过程决定了其非线性动力学行为。实验中采用亚硫酸盐-硫酸溶液预混合的方
法有效减弱局部酸化。本文从三个方面即均相封闭体系动力学、CSTR（Continuous
flow Stirred Tank Reactor）动力学和模拟开放体系动力学，分别使用封闭反应器、
CSTR 反应器和 Berkeley Madonna 程序软件对溴酸盐-亚硫酸盐-高锰酸盐反应体
系的动力学行为进行了系统的实验研究和模拟。
首先，在均相封闭体系中依次改变各个反应物浓度对体系动力学曲线都有相
应的影响。实验中随着反应物浓度的增加，温度和 pH 曲线达到稳态的