一类多能级Rosen-Zener模型的精确解

本文利用代数动力学方法研究了一类Rosen-Zener模型及其多能级推广系统的精确解.不同于以往将二能级系统薛定谔方程转化为超几何方程的方法,本文证明这类特殊的Rosen-Zener模型可以通过引入正则变换或规范变换予以解析求解,并进一步揭示该方法可以推广求解其多能级系统.在此基础上详细刻画了随时间演化系统各能级间的跃迁几率,讨论了这类体系所具备的动力学不变量,以及这类模型存在的对偶系统及其可解性.     

溯源辨析“活化分子”概念在化学教材中的角色定位*

“活化分子”作为国内化学教育领域广为人知的科学概念,在各类相关化学教材中都有介绍。然而在国外多种经典化学教材中却完全没有“活化分子”的概念,反映出国内外化学教育领域对化学反应速率理论相关知识点的处理上存在明显的差异与分歧。通过溯源关键历史文献,回顾了“活化分子”概念的形成及其在化学反应速率理论发展过程中的角色演变,指出“活化分子”概念已经退出反应速率理论的舞台,在教材中应更多地呈现其在科学史方面的价值,而不是科学价值。     

光致驱动聚醚的主/侧链结构设计及光致形变性能调控

报道了一种通过开环聚合与点击化学侧基修饰制备的后功能化光敏性聚醚材料.以烯丙基缩水甘油醚(AGE)为前驱体,通过新戊酸铯催化可控阴离子开环聚合(ROP)获得聚烯丙基缩水甘油醚(PAGE),并通过巯基-烯(Thiol-ene)点击化学和酯化两步反应将光敏基团肉桂酰氯引入到PAGE侧链上,合成了具有光敏特性的聚醚. PAGE的主链长度与肉桂酰氯侧基接枝率可分别通过调控单体/引发剂比例与反应时间灵活调控.将所得侧链修饰后的PAGE预聚物进行光固化成型,获得的光敏性聚酯薄膜具有较低的玻璃化转变温度(T_g),同时可在365和254 nm波长紫外光照下发生可逆[2+2]环加成反应,展现出快速可逆的变形特征.本工作通过开环聚合与点击化学反应设计优化了聚醚主侧链结构,为拓宽光功能性聚醚的使用温度窗口、提升其光致变形灵敏度提供了思路,有望使所得材料进一步在药物可控释放、柔性智能机器人等领域得到更加广泛的应用.     

Bi–O–Si键作为热电子传输通道增强SiO2@Bi微球的等离子体光催化效率

具有等离子体效应的贵金属Au和Ag等常被用于修饰半导体光催化剂.非贵金属Bi成本低,来源丰富,最近被报道可以直接作为等离子体光催化剂应用于空气中NO净化.为了进一步提高Bi单质的光催化活性,需对其进行改性.SiO2的禁带宽度过大,不能单独作为光催化剂,但它的稳定性好,比表面积大,因而常作复合材料用于提高光催化剂的反应效率、稳定性及对反应物的吸附能力.目前,尚未见SiO2修饰Bi单质的相关报道.本文通过溶剂热法制备了SiO2@Bi微球,并对其微结构进行了表征,对光催化氧化NO的反应过程进行了原位漫反射红外光谱(DRIFTS)分析,揭示了Bi–O–Si键在提升SiO2@Bi光催化氧化NO性能中的作用机制.结果显示,用SiO2纳米颗粒修饰Bi球,形成的Bi–O–Si键作为热电子传输通道,能显著提高Bi单质光催化氧化去除NO的能力.扫描电镜、透射电镜、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱等表征结果表明,SiO2纳米颗粒负载于Bi球上,且SiO2@Bi内形成了Bi–O–Si键.作为光生热电子的传输通道,Bi–O–Si键能促进光生电子的转移和载流子的分离,提高活性自由基?OH和?O2?的产量,增强SiO2@Bi在紫外光下等离子体光催化氧化NO的能力.自由基捕获测试(ESR)表明,SiO2@Bi在光催化反应中产生的?OH和?O2?数量均明显高于单质Bi在反应中形成自由基的数量.原位DRIFTS发现,Bi–O–Si键能快速转移光生电子,从而有利于NO→NO2→NO3?反应的进行.此外,SiO2@Bi的比表面积变大,因而对NO的吸附能力增强,同时促进了光催化反应.本文揭示了SiO2@Bi等离子体光催化性能增强的微观机制和光催化氧化NO的反应机理,为Bi基光催化剂的改性和应用提供了新的认识.     

基于电化学-热耦合模型研究隔膜孔隙结构对锂离子电池性能的影响机制

隔膜孔隙结构对锂离子电池性能具有重要的影响,本文提出了可准确描述充放电过程中锂离子电池内部复杂物理化学现象的电化学-热耦合模型,发现该模型较文献中模型的计算结果更接近实验测试数据.利用该模型探讨了隔膜孔隙率与扭曲率分别对锂离子电池性能的影响规律,发现减小孔隙率或增大扭曲率,电池输出电压、最大放电容量和平均输出功率均不断降低,电池表面温度和温升速度均不断升高;当孔隙率减小或扭曲率增大到一定程度时,放电初期电池输出电压均会出现先下降后回升的现象,且孔隙率越小或扭曲率越大,其下降的幅度越大、速度越快,回升所需时间也越长;要确保其不低于截止电压,隔膜扭曲率必须小于临界扭曲率(其下降至最低点刚好等于截止电压时的隔膜扭曲率).综合分析了放电过程中电池内部各电化学参量和产热量的动态分布规律,发现隔膜孔隙率和扭曲率主要影响放电末期电极膜片内部电化学反应以及其他放电时刻电解液中有效Li~+扩散(传导)系数.     

自制棱镜单色仪光谱定标研究

为了获得分辨率较高的单色光, 通过计算定标和实验验证的方法, 设计了一款新型棱镜单色仪, 通过 理论计算算出步进电机在4 0 0~6 0 0nm应走步数, 拟合得到函数, 然后编程控制步进电机的位置进行定标, 达到了 输入多少波长, 便能移动到相应位置采集的效果. 结果表明输入波长与采集波长的误差仅为1. 1 7 6%, 达到了预期 效果     

溯源辨析国内大学化学教材关于碰撞理论中活化能的定义

目前国内化学基础课教材关于碰撞理论中活化能的定义存在严重分歧,简单总结了目前中文教材中的3种定义。通过对碰撞理论形成过程中部分历史背景的梳理,总结出碰撞理论所具备的2个基本要素即气体分子运动论的应用以及碰撞活化假设,然后溯源3种不同定义来源的历史文献,从2个基本要素的角度分析3种定义。研究发现中文教材广泛采用的Lewis活化能解说不承认碰撞活化假设,采用了辐射活化假说,同时表述笼统不严谨,Tolman活化能解说是单纯的统计力学处理,没有应用气体分子运动论,不属于碰撞理论范畴。而简单碰撞理论提出的有效碰撞的最低能量作为活化能的定义更能承载碰撞理论的基本要素。     

温度响应型酰腙可逆共价键水凝胶的制备及性能

首先,通过可逆加成-断裂转移(RAFT)聚合制备了丙烯酰胺(AM)、双丙酮丙烯酰胺(DAAM)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)的共聚物(PAM-co-PDAAM-co-PNIPAM);然后,使PAM-co-PDAAM-co-PNIPAM与己二酸二酰肼(ADH)反应后,得到了具有温度和pH双重响应性的水凝胶.通过核磁共...     

人工氧缺陷对提高Bi2O2CO3纳米片光催化活性和选择性的关键作用

碳酸氧铋(Bi_2O_2CO_3, BOC)是一种新兴的半导体光催化剂.然而,纯BOC具有较强的紫外光吸收能力和较高的载流子复合率,因而其光催化效率较低.本研究通过添加NaBH_4在BOC表面引入氧缺陷(标记为OV-BOC),以拓宽光吸收范围,提高电荷分离效率.结果表明, NaBH_4的加入改变了BOC的表面结构,产生了更多的氧缺陷作为活化反应物的反应位点,使光催化净化NO的去除率由BOC的10.0%提高到OV-BOC的50.2%.XRD、XPS和EPR的测定结果证明了含有氧缺陷的正方晶系BOC的成功合成.SEM和TEM表征发现OV-BOC为纳米片状结构,并且其表面的确因缺陷而形成了晶格条纹的变化.UV-vis DRS、Mott-Schottky和禁带宽度计算结果发现BOC中的氧缺陷可以减小禁带宽度,而PL和SPV的测定结果表明氧缺陷也促进了电荷转移.根据ESR谱和DFT计算结果, OV-BOC的所有活性氧信号强度大大超过BOC,进一步证明氧缺陷可以促进载流子的生成和运输.此外, OV-BOC的·OH信号强度超过BOC,说明氧缺陷可以驱动电子/空穴的分离,从而促进·OH的产生.因此, O_2和H_2O分子的活化被促进,从而产生更多的活性氧参与光催化反应并极大地提高了NO的去除效率.另外,利用原位红外光谱动态监测了光催化氧化NO反应的中间产物的演化过程.结合原位红外光谱和DFT的结果表明,氧缺陷能促进OV-BOC中间产物和表面氧缺陷之间的电子交换,使反应物更容易被活性自由基氧化,这有利于NO转化为目标产物从而抑制毒副产物的生成.该研究为提高光催化剂活性和选择性提供了新的途径,也为理解气相光催化反应机理提供了新的思路.     

基于智慧教育理念大学化学教学模式探索实践

基于智慧教学理念,借助智慧教学平台进行教学模式改革是实践智慧教育的重要研究内容。本文以公共基础课大学化学为例,针对其中学生学习主动性差和教学过程信息不对称两个问题,利用微助教教学平台对传统直接讲授教学模式进行改革探索,为大学智慧课堂建设总结四点实践经验以及提供有价值的应用案例。