活性氫

活性氫即氫原子，活性氫也可通過對水進行電解而得到。活性氫（H^‐）被定義為自由基（自由氧）之天生剋星。所以在人體內、細胞內，只要有自由基的產生，人體內、細胞內蘊藏的活性氫（H^‐）就會自動被吸引而將自由基捕捉，活性氫（H^‐）將捐出一電子將之還原中和，將之還原成無害的氧。

基本介紹

• 中文名：活性氫
• 外文名：Active hydrogen
• 實質：氫原子
• 大小：0.1納米
• 作用：還原作用
• 學科：化學

概念

活性氫即氫原子，大小是0.1納米。世界上的很多奇蹟之水，如法國的盧爾德泉水、德國諾地那天然水、墨西哥托拉克特天然水、印度拿大拿井水，對它們進行科學的分析和考察，最終得出的結論表明，它們都是一種富含活性氫的水。活性氫也可通過對水進行電解而得到。

還原作用

人類生命的維繫，是通過食物在體內燃燒提供能量來實現的。這也是氧化作用。也就是說，人走向“死亡”這個過程，就是自己身體連續氧化的過程。氧化作用的結果是身體積蓄大量“鐵鏽”，這就是“衰老”或“老化”現象。腰腿酸軟及年齡增長後內臟功能減弱的現象，可以說全部是由於氧化作用的“副產品”即“體銹”造成的。

然而，有一種叫做“還原”的作用，它與“氧化”的性質剛好相反。“氧化"是指氧氣與該物質發生作用出現的一種現象；而“還原”則是把附著在該物質上的氧化物給清除掉。例如，把生了銹的菜刀加以還原，就可以清除掉菜刀上的銹跡而恢復如新。亦即，只要清除菜刀上附著的氧化物，銹跡就能消除，菜刀就復原了。發揮此作用的就是“活性氫”，這個過程被稱為“還原作用”。

活性氫可清除自由基的理由有三點：

（1）其他抗氧化物，也可以捐出一電子去中和自由基，但因物質失去一電子也會變成另外不穩定物質，成為下一代自由基，如此消除自由基又產生出新一代自由基，自由基總數並未減少，故抗氧化能力極弱且不持久。

（2）因（H^‐）為質量分子最小的元素，體積只有Q₁₀的1/863，故同質量（H^‐）數量也多出Q₁₀的863倍，以每一個活性氫可中和一個自由基，所以其抗氧化能力足足為Q₁₀的863倍。

（3）活性氫還原活性氧自由基之後，並不會允許氧化物留滯在體內，它會捕捉並強制以水合作用，將還原後的氫與氧結合成水（生物水）並借人體腎臟的排毒功能，順便將有害氧化物質、酸性物質，通過呼吸、汗腺、尿液及糞便排出體外。

測定

研究背景

含氫矽油在矽油系列產品中由於具有活性氫基團，套用領域十分廣泛。隨著我國烯丙醇聚醚的生產技術和產品質量不斷提高，與含氫矽油相配套的烯丙醇聚醚已形成了系列產品；這對含氫矽油的改性及改善液體界面性能起到了關鍵的作用。改性後的含氫矽油在聚氨酯勻泡劑、塗料流平劑、紡織整理劑、化妝品用乳化劑、乳液聚合用消泡劑等領域的套用相當廣泛，並具有較高的經濟附加值。我廠多年來對丙烯醇聚醚的合成及含氫矽油的改性、套用進行了研究，並對含氫矽油中活性氫(Si —H)的質量分數的分析方法進行了研究，建立了用核磁共振法(¹H NMR)測定含氫矽油中活性氫質量分數的分析方法 —實踐中發現，與常規化學法相比，用核磁共振法測定含氫矽油中活性氫的質量分數具有操作簡單、省時、準確、可靠、所需樣品量少等優點。

含氫矽油中活性氫質量分數的測定

套用標準試劑苯作為內標基準物，通過經典的內標法對Si—H中的活性氫進行定量計算根據苯的氫質子峰和Si—H中的氫質子峰的積分面積及苯中氫的質量分數。為了說明本方法的準確性和可靠性，我們用一些已知結構的標準化合物和部分含氫質量分數較高的化合物進行了測定。從表1可以發現，採用核磁共振法測定氫的質量分數的實測值與理論值相近，相對誤差小於5%，準確性符合要求。

表 1 核磁共振法的準確性

用核磁共振法測定含氫矽油中活性氫的質量分數是一種簡單、快速、準確、可靠的方法，對含氫矽油的研究和生產套用可起到積極作用。

熱遷移

煤中硫是環境污染的重要來源，煤中硫的賦存和脫除研究一直是煤科學領域的重點。一般而言，煤中硫的賦存分為有機硫和無機硫。煤中有機硫和單質硫在煤焦化和液化等熱加工過程中也伴隨著碳硫鍵和硫硫鍵的斷裂產生相對穩定的活性含硫自由基，然後再發生進一步的複雜的形態硫的轉化和遷移，部分硫以硫化氫、羰基硫、硫醇和硫醚等氣體的形式遷出，其他硫轉變成更難脫除的雜環硫，造成煤炭產品質量不高，煤潔淨利用和環境污染控制的技術障礙。因此，煤中硫的熱遷移研究值得高度重視。

煤中硫畢竟屬於非主要元素，直接研究煤中硫的熱遷移規律非常困難。前期用芴的亞甲基作為活性氫源，研究了溫和條件下單質元素硫的熱遷移規律。考慮到煤中橋鍵的複雜性以及亞甲基是煤中橋鍵的主要形式之一，以二苯甲烷（DPM）亞甲基模擬煤中廣泛存在的活性氫源，研究了溫和條件下單質硫的熱遷移規律。

反應機理探討

元素硫在DPM亞甲基活性氫存在下熱遷移反應遵循自由基反應機理，其主要反應與前期報導的芴與硫反應的自由基機理類似，DPM 與硫反應的機理與之類似，其中，二苯甲酮、二苯甲硫酮、TPEA和TPE的生成機理與芴與硫反應對應產物的生成機理相同。所不同的是，本反應的其他副產物較多。芴與硫主要偶聯產物為烷（聯芴烷）而非烯（聯芴烯），而DPM 與硫反應主要是烯（TPE）而非烷（TPEA），是由於聯芴烷進一步生成聯芴烯要克服平面剛性位阻效應，相對比較困難，而本文中苯環可以自由旋轉，無大的位阻效應，並且 TPE 的雙鍵與苯環形成共軛，其結構比TPEA穩定得多，所以TPEA進一步與硫反應生成了更穩定產物TPE。此外，與前期的研究相比，芴與硫反應的活性遠大於DPM與硫反應的活性，這是因為反應中間體芴自由基的穩定性與2個苯環平面p-π 共軛，其穩定性遠大於二苯甲基自由基。

結論

單質硫在二苯甲烷亞甲基活性氫存在下，相對溫和條件下的熱遷移能夠有效地進行，該反應遵循比較複雜的自由基型反應。GC-MS 可檢測到的產物有12種，主要產物是熱力學穩定的偶聯產物四苯乙烯。 此外，還檢測到 8 種含硫化合物。單質硫在活潑亞甲基存在的熱條件下主要以H₂S的形式遷出，隨著溫度的升高和反應時間延長，有機含硫化合物含量快速增加。需要指出的是H₂S在反應中也能有效地提供活性氫，導致其遷出效率下降和有機硫形態的增加，因此，及時將生成的氣體H₂S從反應體系中釋放出去將有利於硫的順利遷出。