实验与理论研究G-四链体中鸟嘌呤自由基阳离子脱质子反应

G-四链体传输空穴的特殊性质使其有望应用于发展分子电子器件.由于鸟嘌呤自由基阳离子（G^·+）脱质子反应会中断空穴传递,影响传递效率,我们对G-四链体AG₃（T₂AG₃）₃中G^·+脱质子过程展开了理论与实验的研究.根据瞬态紫外可见吸收光谱,确定了脱质子产物是G（N（2）-H）^·;通过测量不同温度下G^·+脱N（2）-H质子的速率常数,得到脱质子活化能为20.0±1.0 kJ/mol.进而,采用显性水和连续溶剂化模型相结合的方法模拟G-四链体中G^·+脱质子环境,在M062X/6-31G（d）水平上得到了脱质子势垒（26.4 kJ/mol）.结合实验值,理论计算的势能面描述了G-四链体中G^·+脱N2-H的过程.这些结果为G-四链体在电子器件方面的应用提供了重要依据和指导.     

某类群的增广理想的基底及其商群的结构

本文研究了一类具有完全正规子群的有限群之增广理想及增广商群结构的问题.利用完全群的一些性质及数学归纳法,得到了此类群任意次增广理想的一组基底,并且解决了增广商群的结构问题.     

自然状态下水泥路面温度与其发射率耦合关系研究

地表发射率是地表温度遥感反演中不可缺少的参数之一。常规获取地表发射率的遥感方法中,存在温度和发射率病态反演的问题;而实验室实测方法在恒定的自然条件下测定,对于遥感实用有一定的局限性。为解决上述问题,本研究利用温度和发射率相互耦合的关系,剔除温度效应的影响,提高发射率的精度,进而提高遥感反演地表温度的精度。对于不同地表物质而言,发射率和温度耦合关系又不同,本研究针对典型的城市人造地表类型之一——水泥路面,基于合理的自然状态下水泥路面发射率和温度观测实验,筛选理想大气环境下实测数据;利用最优发射率与温度分离算法取代光谱仪自带算法,提取精度较高发射率数据;分析时序水泥路面温度和发射率数据的耦合关系,建立耦合模型,并进行验证。研究结果表明：水泥路面的发射率二阶导数与温度相关性最高,相关系数为-0.925 1。以发射率二阶导数为自变量的逐步回归模型为最佳关系模型,判定系数R2达到0.886,验证结果的均方根误差RMSE为0.292 1。水泥路面温度与其发射率耦合关系模型的建立为提高遥感反演地表温度的精度提供了一种途径。     

傅里叶变换红外光谱应用于乳腺癌临床诊断的探索

应用了ATR探头测定了10例正常乳腺组织块和8例乳腺癌组织块的傅里叶变换红外(FTIR)光谱,用统计学的方法详细比较了乳腺癌组织与正常乳腺组织的13条谱带的19个红外光谱指标的差异。结果表明：乳腺癌组织的红外光谱中与蛋白质、脂类、碳水化合物和核酸相关的谱带同正常乳腺组织之间存在明显的差异：(1)N—H的相对强度明显增高,蛋白质酰胺Ⅰ带显著红移。(2)—CH₂基团的对称伸缩振动和反对称伸缩振动以及CO的伸缩振动明显减少;(—CH₂)_n变角振动的相对强度降低。(3)1 160 cm-1谱带与1 120 cm-1谱带的相对强度明显降低。(4)1 080 cm-1谱带红移。这些差异是应用红外光谱诊断乳腺癌的基础。FTIR光谱在乳腺癌的临床诊断和治疗方面有着十分美好的前景。     

理论研究8-氮杂鸟嘌呤自由基阳离子脱质子反应

由于8-氮杂鸟嘌呤（8-AG）的氧化还原电势比鸟嘌呤（G）更低,所以单电子氧化嵌有8-AG的DNA后,空穴最终会被8-AG捕获形成8-氮杂鸟嘌呤自由基阳离子（8-AG^·+）.因为酸性的急剧增强,8-AG^·+一般会发生脱质子反应.在本工作中,在M06-2X/6-31+G（d）理论水平,使用显性水分子和连续溶剂化模型模拟8-AG^·+的溶剂化效应,对其脱亚氨基质子（N（1）-H）反应进行了研究.发现位于8-AG^·+中N（1）-H、O（6）、N（2）-H附近以及在O（6）水分子附近稍微远离8-AG^·+的4个水分子会对8-AG^·+脱质子反应产生重要影响,质子从8-AG^·+传递到溶液中具有方向性;最后,通过进一步在N（2）-H、N（3）、O（6）、N（7）和N（8）等位点附近添加水分子（9H₂O）得到了更加精确的8-AG^·+脱质子反应能垒（19.5 kJ/mol）.     

胞嘧啶-胸腺嘧啶二核苷SP光损伤反应的理论研究

在DNA光损伤产物中,有一种特殊的UV诱导生成的嘧啶二聚体(SP)．尽管胞嘧啶C和胸腺嘧啶T在分子结构上非常相似,在实验中还没有发现DNA相邻的C和T之间形成类似的SP产物．用密度泛函理论,以DNA中的片段CpT为模型分子,在B3LYP/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-31G(d,p)计算水平上从理论的角度揭示 了阻碍CpT生成SP类似物的关键因素． 与生成类似SP产物相比较,CpT更倾向于通过光物理失活途径回到基态反应物     

Reaction of C2HCl2+O2: Combined TR-FTIR Spectroscopy and Electronic Structure

用时间分辨傅立叶变换红外发射光谱(TR-FTIR)和G3MP2//B3LYP/6-311G(d,p)水平的电子结构计算研究了环境化学中重要的二氯代乙烯自由基C₂HCl₂和O₂分子的基元反应通道和机理. 通过0.5 cm^-1高分辨的TR-FTIR发射光谱观察到三种振动激发态产物CO₂、CO和HCl,由光谱拟合得到CO和HCl的振动态分布,结合电子结构计算的反应势能曲线,提出反应机理和能量上最可能的反     

生物分子辅助低成本制备Zn_(0.9)Cd_(0.1)S固溶体及其高效可见光光催化制氢（英文）

如何提高光催化制氢量子产率是太阳能分解水制氢研究的重点和焦点.Zn-Cd-S固溶体因具有窄的带隙宽度及合适的导带和价带位置而显示了广阔的应用前景.然而,两方面的问题限制了其规模化应用:(1)往往需负载Pt,Pd,Ru和Rh等贵金属助催化剂才能获得可观的光催化性能;(2)传统合成技术通常采用硫代乙酰胺、硫脲及硫化钠等昂贵且有毒的化学试剂作硫源.与上述硫源相比,生物小分子L-胱氨酸分子中含有-COOH、-NH_2及-SH基团,这些基团易于与金属阳离子配位,因此能够有效调控硫源释放S~(2-)的速度,硫化物的形貌、尺寸以及取向能够灵活地得到调控.另外,在强碱或强酸性介质中,L-胱氨酸具有良好的水溶性,因此材料的合成可选择在水介质中,这对光催化过程是非常关键的,有利于改善材料在光催化反应过程中的稳定性.基于此,本文以经济环保的生物小分子作硫源,制备了高效、稳定且有可见光响应的纳米硫化物光催化体系,旨在发展环境友好、条件温和、成本低廉、操作简单和易于工业化生产的绿色制备技术,.以L-胱氨酸为硫源和结构导向剂,采用水热合成技术在温和条件下制备了立方相结构的Zn-Cd-S固溶体光催化剂,采用XRD,TEM,HRTEM,XPS,UV-vis及N2吸附等手段表征了其结构和形貌.结果表明,随Zn含量增加,其带隙在2.11–3.19e V间连续可调.在可见光(λ420 nm)照射、无助催化剂和Na2S/Na_2SO_3水溶液为牺牲剂的条件下研究了其光催化制氢的性能.其中Zn_(0.9)Cd_(0.1)S具有最佳的光催化活性,其产氢速率约为4.4 mmol h~(-1)g~(-1)(无助催化剂,远高于CdS),且显示优良的稳定性及抗光腐蚀能力.通过经验公式计算得出了其能带结构示意图,结果表明,Zn _x Cd_(1-x) S固溶体的导带和价带的位置随着Zn含量的增加而向更负的导带和更正的价带移动.固溶体导带电位更负促进更有效的氢产生,电位价带更正导致电荷更容易发生转移.Zn_(0.9)Cd_(0.1)S高的光催化活性可能归因于中等的导带边缘和最合适的带隙.最后利用光电流及交流阻抗阐明了其光生电子-空穴对的分离及迁移机理.与CdS相比,Zn-Cd-S固溶体的形成促进了光生载流子在界面间的传输,抑制了其快速复合,从而大幅度改善了光催化活性及稳定性.该硫化物纳米晶的绿色制备技术期望可推广到其它硫化物可见光光催化体系.     

偶氮异丁腈基态热解的理论研究

应用量子化学方法对偶氮异丁腈(AIBN)在基态下的热分解反应机理进行了系统的理论研究. 首先用AM1方法对AIBN的各种可能解离的势能面(PES)进行详细的优化扫描, 进而运用密度泛函方法B3LYP在6-311G^*水平上对热解反应过程中所涉及的反应物、中间体、产物和过渡态的几何构型、内禀反应坐标(IRC)以及活化能和振动分析进行计算. 结果表明, 在基态下, 偶氮异丁腈仅采取两键(三体)同步解离的模式进行热分解反应, 即Me₂(CN)C—N═N—C(CN)Me₂ → 2Me₂(CN)C• + N₂, 产物形成N₂和Me₂(CN)C• 自由基, 而单键的热分解Me₂(CN)CN═N—C(CN)Me₂ → Me₂(CN)CN═N• + Me₂(CN)C·不能发生, 这主要是由于偶氮异丁腈分子中(—N═N—)的电子收缩效应, 使Me₂(CN)CN═N• 进一步生成能量较低的N2和稳定自由基Me₂(CN)C•的缘故. 按AIBN双键(三体)同步解离获得的活化能与实验结果吻合, 并从理论上计算得到两键(三体)同步解离的反应途径.     

气相中Fe~(2+)和H_2O_2作用生成OH自由基的理论研究

利用B3LYP方法，在6-311G基组下研究了气相中Fe~(2+)与H_2O_2作用生成OH自 由基的反应途径，探讨了铁离子对生成羟基自由基所起的作用。结果表明反应的途 径为：Fe~(2+)与H_2O_2首先形成中间体（FeO_2H_2）~(2+)，然后能过O-O键的断 裂生成中间体（HOFeOH）~(2+)，再断Fe-OH键生成羟基自由基，Fe~(2+)和H_2O_2 的电荷强烈相互作用以及Fe~(2+)的d轨道上的电子促进H_2O_2中的O-O键断裂，生 成羟基自由基。