硅酸聚合作用理论与_W_轨迹的发现_缅怀戴安邦教授

第14卷　第4期大学化学1999年8月硅酸聚合作用理论与“W”轨迹的发现———缅怀戴安邦教授陈　荣　三(南京大学化学化工学院　江苏210093)　　1999年4月17日,我国著名化学家、化学教育家戴安邦教授因病不幸逝世。在悲痛之余,我们情不自禁地回忆起他亲自领导的南京大学硅酸科研组40多年的漫长历程,缅怀这位把毕生精力奉献给祖国科学教育事业的世纪老人。他的科研思想和治学精神永远值得我们学习和借鉴。1　来自实际的课题　　1955年,中国科学院在我国西北黄土高原土壤加固研究工作中,要求找出硅酸钠(俗名水玻璃)胶凝材料作用的影响因素和最佳条件。大家知道,硅酸钠遇酸成为硅酸,硅酸及其盐有自行聚合而成凝胶的特性。这种聚合作用的研究虽然已进行了一个多世纪,但是当时还没有一个圆满的理论足以说明硅酸聚合而成溶胶和凝胶的反应机制,也就无法弄清硅酸胶凝材料的性质和影响因素。南京大学化学系戴安邦教授欣然接受了这项从生产实际中来的基础研究课题,他说:“基础科学是技术科学的后盾,是经济发展的支柱,只有拥有基础科学的实力,才能站在现代科学的前沿,对社会主义建设作出更大的贡献。”他先后带领一批批学生和助手,对这一课题进行了系统、深入、长期的研究工作,直到目前,该课题还不断有进展和收获。2　一个说明硅酸聚合作用的理论　　戴安邦教授一方面从自己扎实的化学基础理论出发,对该课题作了若干理论预测;另一方面设计了只需使用简单仪器和设备,就可以测得说明硅酸聚合性质数据的研究方法。这样,经过了从理论到实验,实验又回过来验证理论的反复过程,于1963年发表“硅酸聚合作用的一个理论”一文[1]。以后,又经过大量实验,并利用现代化仪器,对理论进行了验证,通过这样的多次修改,使理论逐步完善,形成体系。　　该理论应用胶凝速度、电泳、吸光度、离子选择电极、激光散射、核磁共振、电镜、色谱、微机量化等方法,研究了硅酸酸度、酸种类、外加盐、硅酸浓度、温度等因素对各种聚合度硅酸聚合作用的影响。重点研究了那些硅酸胶凝时间2溶液pH的“N”形曲线。戴安邦教授以敏锐的洞察力注意到曲线最高峰两边硅酸的聚合速度、反应活化能以及凝胶性质等皆不相同,先推测了硅酸分子在充分质子化以后,产生硅酸正离子,继而指导助手用电泳法予以证实,最后提出硅酸聚合而成凝胶的两种不同机制:在碱性和微酸性溶液中,主要是硅酸分子与一价硅酸负离子四配位的氧联作用;在强