[科普中国]-活性氢

活性氢即氢原子，活性氢也可通过对水进行电解而得到。活性氢（H‐）被定义为自由基（自由氧）之天生克星。所以在人体内、细胞内，只要有自由基的产生，人体内、细胞内蕴藏的活性氢（H‐）就会自动被吸引而将自由基捕捉，活性氢（H‐）将捐出一电子将之还原中和，将之还原成无害的氧。

概念活性氢即氢原子，大小是0.1纳米。世界上的很多奇迹之水，如法国的卢尔德泉水、德国诺地那天然水、墨西哥托拉克特天然水、印度拿大拿井水，对它们进行科学的分析和考察，最终得出的结论表明，它们都是一种富含活性氢的水。活性氢也可通过对水进行电解而得到。

活性氢的还原作用人类生命的维系，是通过食物在体内燃烧提供能量来实现的。这也是氧化作用。也就是说，人走向“死亡”这个过程，就是自己身体连续氧化的过程。氧化作用的结果是身体积蓄大量“铁锈”，这就是“衰老”或“老化”现象。腰腿酸软及年龄增长后内脏功能减弱的现象，可以说全部是由于氧化作用的“副产品”即“体锈”造成的。

然而，有一种叫做“还原”的作用，它与“氧化”的性质刚好相反。“氧化"是指氧气与该物质发生作用出现的一种现象；而“还原”则是把附着在该物质上的氧化物给清除掉。例如，把生了锈的菜刀加以还原，就可以清除掉菜刀上的锈迹而恢复如新。亦即，只要清除菜刀上附着的氧化物，锈迹就能消除，菜刀就复原了。发挥此作用的就是“活性氢”，这个过程被称为“还原作用”。

活性氢可清除自由基的理由有三点：

（1）其他抗氧化物，也可以捐出一电子去中和自由基，但因物质失去一电子也会变成另外不稳定物质，成为下一代自由基，如此消除自由基又产生出新一代自由基，自由基总数并未减少，故抗氧化能力极弱且不持久。

（2）因（H‐）为质量分子最小的元素，体积只有Q10的1/863，故同质量（H‐）数量也多出Q10的863倍，以每一个活性氢可中和一个自由基，所以其抗氧化能力足足为Q10的863倍。

（3）活性氢还原活性氧自由基之后，并不会允许氧化物留滞在体内，它会捕捉并强制以水合作用，将还原后的氢与氧结合成水（生物水）并借人体肾脏的排毒功能，顺便将有害氧化物质、酸性物质，通过呼吸、汗腺、尿液及粪便排出体外。1

含氢硅油中活性氢的测定研究背景含氢硅油在硅油系列产品中由于具有活性氢基团，应用领域十分广泛。随着我国烯丙醇聚醚的生产技术和产品质量不断提高，与含氢硅油相配套的烯丙醇聚醚已形成了系列产品；这对含氢硅油的改性及改善液体界面性能起到了关键的作用。改性后的含氢硅油在聚氨酯匀泡剂、涂料流平剂、纺织整理剂、化妆品用乳化剂、乳液聚合用消泡剂等领域的应用相当广泛，并具有较高的经济附加值。我厂多年来对丙烯醇聚醚的合成及含氢硅油的改性、应用进行了研究，并对含氢硅油中活性氢(Si —H)的质量分数的分析方法进行了研究，建立了用核磁共振法(1H NMR)测定含氢硅油中活性氢质量分数的分析方法 —实践中发现，与常规化学法相比，用核磁共振法测定含氢硅油中活性氢的质量分数具有操作简单、省时、准确、可靠、所需样品量少等优点。

含氢硅油中活性氢质量分数的测定应用标准试剂苯作为内标基准物，通过经典的内标法对Si—H中的活性氢进行定量计算根据苯的氢质子峰和Si—H中的氢质子峰的积分面积及苯中氢的质量分数。为了说明本方法的准确性和可靠性，我们用一些已知结构的标准化合物和部分含氢质量分数较高的化合物进行了测定。从表1可以发现，采用核磁共振法测定氢的质量分数的实测值与理论值相近，相对误差小于5%，准确性符合要求。

用核磁共振法测定含氢硅油中活性氢的质量分数是一种简单、快速、准确、可靠的方法，对含氢硅油的研究和生产应用可起到积极作用。2

硫在二苯甲烷亚甲基活性氢存在下的热迁移煤中硫是环境污染的重要来源，煤中硫的赋存和脱除研究一直是煤科学领域的重点。一般而言，煤中硫的赋存分为有机硫和无机硫。煤中有机硫和单质硫在煤焦化和液化等热加工过程中也伴随着碳硫键和硫硫键的断裂产生相对稳定的活性含硫自由基，然后再发生进一步的复杂的形态硫的转化和迁移，部分硫以硫化氢、羰基硫、硫醇和硫醚等气体的形式迁出，其他硫转变成更难脱除的杂环硫，造成煤炭产品质量不高，煤洁净利用和环境污染控制的技术障碍。因此，煤中硫的热迁移研究值得高度重视。

煤中硫毕竟属于非主要元素，直接研究煤中硫的热迁移规律非常困难。前期用芴的亚甲基作为活性氢源，研究了温和条件下单质元素硫的热迁移规律。考虑到煤中桥键的复杂性以及亚甲基是煤中桥键的主要形式之一，以二苯甲烷（DPM）亚甲基模拟煤中广泛存在的活性氢源，研究了温和条件下单质硫的热迁移规律。

反应机理探讨元素硫在DPM亚甲基活性氢存在下热迁移反应遵循自由基反应机理，其主要反应与前期报道的芴与硫反应的自由基机理类似，DPM 与硫反应的机理与之类似，其中，二苯甲酮、二苯甲硫酮、TPEA和TPE的生成机理与芴与硫反应对应产物的生成机理相同。所不同的是，本反应的其他副产物较多。芴与硫主要偶联产物为烷（联芴烷）而非烯（联芴烯），而DPM 与硫反应主要是烯（TPE）而非烷（TPEA），是由于联芴烷进一步生成联芴烯要克服平面刚性位阻效应，相对比较困难，而本文中苯环可以自由旋转，无大的位阻效应，并且 TPE 的双键与苯环形成共轭，其结构比TPEA稳定得多，所以TPEA进一步与硫反应生成了更稳定产物TPE。此外，与前期的研究相比，芴与硫反应的活性远大于DPM与硫反应的活性，这是因为反应中间体芴自由基的稳定性与2个苯环平面p-π 共轭，其稳定性远大于二苯甲基自由基。

结论单质硫在二苯甲烷亚甲基活性氢存在下，相对温和条件下的热迁移能够有效地进行，该反应遵循比较复杂的自由基型反应。GC-MS 可检测到的产物有12种，主要产物是热力学稳定的偶联产物四苯乙烯。 此外，还检测到 8 种含硫化合物。单质硫在活泼亚甲基存在的热条件下主要以H2S的形式迁出，随着温度的升高和反应时间延长，有机含硫化合物含量快速增加。需要指出的是H2S在反应中也能有效地提供活性氢，导致其迁出效率下降和有机硫形态的增加，因此，及时将生成的气体H2S从反应体系中释放出去将有利于硫的顺利迁出。3

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学