Theoretical studies on the influence of molecular interactions on the mechanism of electron transfer in photosynthetic reaction center of Rps.viridis

Based on the QM/MM optimized X-ray crystal structure of the photosynthetic reaction center (PRC) of purple bacteria Rhodopseudomonas (Rps.) viridis, quantum chemistry density functional method (DFT, B3LYP/6-31G) has been performed to study the interactions between the pigment molecules and either the surrounded amino acid residues or water molecules that are either axially coordinated or hydrogen bonded with the pigment molecules, leading to an explanation of the mechanism of the primary electron-transfer (ET) reactions in the PRC. Results show that the axial coordination of amino acid residues greatly raises the ELUMO of pigment molecules and it is important for the possibility of ET to take place. Different hydrogen bonds between amino acid residues, water molecules and pigment molecules decrease the ELUMO of the pigment molecules to different extents. It is crucial for the ET taking place from excited P along L branch and sustains that the ET is a one-step reaction without through accessory bacterioc     

鲁米诺-二甲亚砜-氢氧化钠体系化学发光机理的理论研究

用密度泛函理论(DFT) B3PW91/6-31G**方法研究了鲁米诺-二甲亚砜-氢氧化钠化学发光反应体系中反应物、中间体和产物的分子结构和振动频率, 用B3PW91/6-311＋G(3df,2p)方法获得反应能量以及用时间相关(Time Dependent, TD)的B3PW91/6-311＋G(3df, 2p)方法进行电子激发能态分析. 研究结果支持了下列化学发光反应通道: LH₂(¹A)＋OH^－ →LH₂•OH^－(¹A)→LH^－(¹A)→L^·－(²A)→TS₁(³A)→LO₂^2－(³A)→TS₂(³A)→AP^2－*(?³A)→AP^2－(X³A)＋hν, 最后即AP^2－*回到基态发光; 或AP^2－*(?³A)→AP^2－*(?¹A)→AP^2－(a¹A)＋hν, 即激发态势能面交叉后的单重态跃迁发光. 它们在可见光区域主要有400～460和500～530 nm的强吸收谱带, 与实验结果符合. 研究还表明, 质子化的鲁米诺能量将大幅度降低, 说明酸性溶液导致鲁米诺的反应活性降低, 从理论上解释了鲁米诺化学发光体系的溶液须呈碱性, pH值影响发光反应的实验事实.     

定域片断轨道基组的对称化

片断的UHF运算不能保证每个片断轨道具有确切的电子占据数,故Kost定域化是必需的.当片断产生于多键断裂时,在确保目标轨道单占据性的同时,Kost定域破坏了轨道基组的对称性.为此,在Kost定域化后,必须对单占据轨道作2×2对称化旋转后,再作有条件的RHF运算.以乙烯基片断CHCH(波二烯分子中的一个片断)为例,详述了对称化的方法、原理和计算程序.以C-H片断为例,细述三单键片断轨道基组对称化的特殊性.介绍C-HR参考键长选择的判据,探讨键长与选择Gaussian基组大小的关系.     

基于双吡啶脲类Cd(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)配合物的合成及晶体结构

间苯二胺和3-吡啶异氰酸酯在甲苯中加热回流得到双吡啶脲类配体L,然后将配体分别与CdSO₄·8H₂O,ZnI₂,HgI₂,HgCl₂进行配位反应,得到4个配合物{[Cd（L）（SO₄）（H₂O）₃]·H₂O}_n（1）,{[Zn（L）I₂]·2C₂H₅OH}_n（2）,{[Hg（L）I₂]·C₂H₅OH}_n（3）,[Hg（L）Cl₂]·H₂O（4）,并用元素分析、FT-IR、X射线单晶衍射、粉末衍射对其进行了表征。配合物1形成一维螺旋链结构,配合物2和3形成一维“之”字链结构,配合物4形成32元环状结构。     

空心球状碘氧化铋的制备及其对染料的吸附降解性能

通过溶剂热法制备出空心球状的碘氧化铋,采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和物理吸附仪等技术手段对样品的结构和性能进行了表征。选用阳离子型染料罗丹明B和阴离子型染料活性蓝KN-R来研究BiOI的吸附性能和光催化活性。结果表明,在不同的溶液初始pH值下BiOI对不同结构和类型的染料表现出不同的吸附性和光催化降解性。BiOI对罗丹明B和活性蓝KN-R均有较高的吸附性和降解率,且光催化降解效率可以达到96.2%和92.5%。捕捉实验表明,h+在光催化降解中起主要作用。     

基于双吡啶脲类Cd(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)配合物的合成及晶体结构

间苯二胺和3-吡啶异氰酸酯在甲苯中加热回流得到双吡啶脲类配体L,然后将配体分别与CdSO_4·8H_2O,ZnI_2,HgI_2,HgCl_2进行配位反应,得到4个配合物{[Cd(L)(SO_4)(H_2O)_3]·H_2O}n(1),{[Zn(L)I_2]·2C_2H_5OH}n(2),{[Hg(L)I_2]·C_2H_5OH}n(3),[Hg(L)Cl_2]·H_2O(4),并用元素分析、FT-IR、X射线单晶衍射、粉末衍射对其进行了表征。配合物1形成一维螺旋链结构,配合物2和3形成一维"之"字链结构,配合物4形成32元环状结构。     

八元瓜环与常山碱的相互作用模式

利用紫外吸收光谱、 荧光光谱、 核磁共振氢谱及红外光谱等方法考察了八元瓜环(Q[8])对常山碱(Feb)的包结作用; 采用紫外吸收光谱法研究了Q[8]对Feb理化性质的影响及不同pH条件下Q[8]/Feb包合物溶液中Feb的释放及Q[8]/Feb包合物在人工肠液和人工胃液中的释放. 结果表明, 在pH=1.2的盐酸介质中, Q[8]与Feb可形成摩尔比1∶1的稳定主客体包合物, 结合常数为4.20×10 ⁴ L/mol. 在pH=1.2(人工胃液的pH值)时, Feb可与Q[8]形成稳定包合物; 在pH=6.8(人工肠液的pH值)时, Q[8]/Feb包合物可释放出单纯的游离Feb. 因此, Q[8]可作为Feb的一种潜在药物载体为减轻Feb呕吐副反应提供借鉴.     

一种用于水中次氯酸根检测的高选择性裸眼比色探针

实时检测和监测水中的次氯酸根离子（ClO-）是极富挑战性的研究工作。报道了一种光学性能优异、“裸眼”可分辨的比色型探针分子（PAH）。首先利用高分辨质谱,核磁共振氢谱和核磁共振碳谱等方法对目标探针分子（PAH）的结构进行表征。随后,利用紫外-可见吸收光谱考察了不同pH缓冲溶液条件下探针PAH与次氯酸根离子的相互作用。结果显示,水溶性的探针分子PAH在pH值为2.0~5.0的磷酸盐缓冲液中为黄色溶液,其最大吸收峰在424 nm处;在pH值为6.0~12.0的磷酸盐缓冲液中PAH为紫色溶液,最大吸收峰在532 nm处;在不同pH缓冲液体系中分别加入次氯酸根离子,肉眼可观察PAH溶液颜色褪去,紫外-可见吸收光谱显示在424 nm处的特征吸收峰逐渐降低并在532 nm处出现新的吸收峰,溶液颜色从黄色到紫色然后到无色,特征峰明显消失。进一步优化了实验条件,发现在pH 5.0的磷酸盐缓冲液中,探针分子PAH对ClO-离子具有特定的选择性和灵敏度,并且具有较低检出限等优点;在优化的条件下,探究了常见的金属离子、阴离子等共存条件下,对探针分子PAH检测次氯酸根离子的干扰影响。实验发现,常见的金属离子（Li+,Co2+,Cr3+,K+,Cd2+,Pb2+,Ca2+,Hg2+,Ba2+,Cu2+,Mg2+,Ni2+,Zn2+,Al3+和Fe3+）,阴离子（NO-₂,I-,AcO-,ClO-₄,SO2-₄,CN-,Br-,CO2-₃和F-）,活性氧（ROO·,·OH,H₂O₂,·O-₂,tBuOOH,tBuO·和1O₂）,和活性氮（ONOO-和NO·）等33种物质对探针分子检测ClO-离子的干扰较小。同时,探针PAH可以定量检测次氯酸根离子（y=1.586 78-0.524 51x,R2=0.998 52）,检出限为5.39 μmol·L-1。此外,对水体系（84消毒剂和自来水）中的次氯酸根离子浓度进行分析,三次平行试验测得自来水中次氯酸根离子的平均浓度为7.96 μmol·L-1,平均加标回收率高,表明探针PAH还可用于定量检测实际水体系中的次氯酸根离子。     

磷酸铝分子筛[Al3P3O12F][C5H5NH]•0.2H2O的蒸气相合成与结构表征

采用蒸气相合成法以吡啶作为蒸气源, 在吡啶气氛下磷酸铝固态凝胶被转化为一种三维骨架结构的磷酸铝微孔化合物, 用X射线单晶衍射法测定了其晶体结构, [Al3P3O12F][C5H5NH]•0.2H2O微孔化合物属三斜晶系, 空间群P-1(2), 晶胞参数a＝9.127(2) Å, b＝9.185(3) Å, c＝9.346(2) Å, α＝85.563(14)°, β＝77.346(6)°, γ＝89.628(17)°, V＝762.2(4) Å3, Z＝2, Dc＝2.074 Mg/m3, Mr＝468.09, F(000)＝474, μ＝0.64 mm－1. 其和以前报道的磷酸铝分子筛UT-6具有相同的骨架结构, 起始凝胶组分中的氟离子参与了骨架生成(Al—F—Al), 骨架中有三种相互独立的8元环孔道互相交叉最终形成类似于AlPO4-CHA型沸石的笼型结构. XRD, TG-DTA研究结果表明, 合成的样品具有较高的热稳定性, 400 ℃煅烧后, 其骨架结构保持不变.     

稀土掺杂钒酸镧微球的制备及其光催化降解抗生素

采用水热法合成稀土元素(Er~(~(3+))、Y~(3+)、Pr~(3+)、Yb~(3+)、Ce~(3+))掺杂的钒酸镧(LaVO_4)。结果表明,2%(n/n)Yb掺杂的LaVO_4(LaVO_4∶2%-Yb)光催化效果最佳,500 W氙灯照射(λ400 nm)5 h后,磺胺甲恶唑(20 mg·L~(-1))的最大降解率可达到99%。与m-LaVO_4微球相比,LaVO_4∶2%-Yb降解磺胺甲恶唑的催化效果明显提升。光催化性能的提升可归因于稀土元素离子的引入拓宽了催化剂的可见光吸收范围,降低了光生电子与空穴的复合率。