Pressure-induced novel structure with graphene-like boron-layer in titanium monoboride

The recent discovery of the novel boron-framework in boron-rich metal borides with complex structures and intriguing features under high pressure has stimulated the search into the unique boron-network in the metal monoborides or boron-deficient metal borides at high pressure. Herein, based on the particle swarm optimization algorithm combined with first-principles calculations, we thoroughly explored the structural evolution and properties of TiB up to 200 GPa. This material undergoes a pressure-induced phase transition of $Pnma$ $\to $ $Cmcm$ $\to $ $Pmmm$. Besides of two known phases $Pnma$ and $Cmcm$, an unexpected orthorhombic $Pmmm$ structure was predicted to be energetically favored in the pressure range of 110.88-200 GPa. Intriguingly, the B covalent network eventually evolved from a one-dimensional zigzag chain in $Pnma$-TiB and $Cmcm$-TiB to a graphene-like B-sheet in $Pmmm$-TiB. On the basis of the microscopic hardness model, the calculated hardness ($H_{\rm v}$) values of $Pnma$ at 1 atm, $Cmcm$ at 100 GPa, and $Pmmm$ at 140 GPa are 36.81 GPa, 25.17 GPa, and 15.36 GPa, respectively. Remarkably, analyses of the density of states, electron localization function and the crystal orbital Hamilton population (COHP) exhibit that the bonding nature in the three TiB structures can be considered as a combination of the B-B and Ti-B covalent interactions. Moreover, the high hardness and excellent mechanical properties of the three TiB polymorphs can be ascribed to the strong B-B and Ti-B covalent bonds.     

缩醛/缩酮的合成研究进展

醛/酮与醇或原甲酸酯进行亲核加成反应生成的产物缩醛/缩酮,是一类重要的有机化合物。在有机合成中,该反应也广泛用于醛/酮羰基的保护或者乙二醇的保护,因此,缩醛/缩酮的合成研究引起广泛的关注。本文根据反应体系的不同,从酸催化、电催化和光催化三个方面对近年来缩醛/缩酮的合成研究进展进行详细综述。期望该综述作为学生基础有机化学课程的课后拓展阅读内容,能加深学生对基础反应的理解,培养学生的科研创新思维。     

婆罗洲和马达加斯加柯巴树脂红外光谱特征及其与外观相似琥珀的快速鉴别

琥珀是古植物的液态树脂经过多种地质作用后形成的石化树脂。柯巴树脂是形成年代较短且成熟度较低的半石化树脂,其外观与琥珀较为相似。柯巴树脂与琥珀都是天然树脂在石化过程中的产物,两者的化学成分存在过渡、重叠,具有较多的相似性,导致二者的鉴别有一定难度。近期市场上出现两个产地的柯巴树脂,其中棕红色-棕色的婆罗洲柯巴树脂常被误认为缅甸琥珀,淡金色-金色的马达加斯加柯巴树脂常与波罗的海琥珀混淆,已引起较为广泛的注意。为此,以外观相似的婆罗洲柯巴树脂与缅甸琥珀,马达加斯加柯巴树脂与波罗的海琥珀,为研究对象每类选取四块代表性样品,共16块。红外光谱测试在中国地质大学(北京)珠宝学院宝石研究实验室完成。测试仪器为BRUKER TENSOR 27型傅里叶变换红外光谱仪,扫描16次,分辨率为4 cm-1, 扫描范围为4 000~400 cm-1,室温。研究结果显示,外观相似的柯巴树脂和琥珀红外光谱吸收峰位置和吸收强度存在可识别的差异,因此可以利用红外光谱特征对其进行科学有效的鉴别。婆罗洲柯巴树脂的红外光谱主要特征为3 000~2 800 cm-1范围内的4处吸收峰和1 710 cm-1处较强吸收峰,1 730 cm-1处肩峰、887与824 cm-1处弱吸收峰。马达加斯加柯巴树脂的红外光谱主要特征为与CC双键相关的3处组合吸收峰、1 697 cm-1处强吸收峰,1 724 cm-1处肩峰和由1 271与1 176 cm-1吸收峰组成的“W 图形”。与婆罗洲柯巴树脂外观相似的缅甸琥珀可以通过3 000~2 800 cm-1范围内的2处吸收峰、1 724 cm-1处强吸收峰、1 300~1 100 cm-1范围内的一个“W图形”进行快速鉴别。与马达加斯加柯巴树脂易混淆的波罗的海琥珀可以通过“波罗的肩”进行快速区分。另外,婆罗洲柯巴树脂R (A_{1 383 cm-1}/A_{1 464 cm-1})值为0.823~0.860,大于缅甸琥珀0.605~0.643;马达加斯加柯巴树脂R值为0.900~0.985,大于波罗的海琥珀0.704~0.783,该值也可作为区分特征。国内有关琥珀和柯巴树脂的研究主要为气相色谱质谱(GC-MS)划分的Ⅰ类琥珀和柯巴树脂(主要化学成分为半日花烷型双萜化合物的聚合物),柯巴树脂针对新西兰和哥伦比亚这两个产地,缺乏婆罗洲和马达加斯加柯巴树脂的红外光谱分析。该研究对外观相似的婆罗洲柯巴树脂和缅甸琥珀,马达加斯加柯巴树脂和波罗的海琥珀进行红外光谱的对比分析,揭示了婆罗洲和马达加斯加柯巴树脂的红外光谱特征,并为快速区分外观相似的柯巴树脂与琥珀提供科学依据。结合前人研究,认为红外光谱在不同产地柯巴树脂的分类及外观相似的柯巴树脂和琥珀的快速鉴别提供了重要的科学依据。     

高中化学学业水平考试与课程标准的一致性探究——以吉林省高中化学学业水平考试为例

利用本土化的韦伯一致性分析模式,从知识种类、知识深度、知识广度和知识分布平衡性4个维度对高中化学学业水平考试试题与课程标准的认知性内容进行一致性分析,并结合研究结果进行归因分析和反思建议,以期对学业评价的研究提供些许参考。     

天然石墨负极的改性研究

天然石墨作为锂离子二次电池负极材料得到了广泛关注. 针对天然石墨负极的体积效应和表面活性基团的不利影响, 通过溴化和高温煅烧处理制备石墨插层化合物中间体和适度膨胀的石墨样品以改善其倍率和循环寿命. 样品利用X 射线衍射(XRD)、扫描式电子显微镜(SEM)和比表面积检测(BET)分析其结构特征, 结果表明膨胀石墨样品石墨层剥离晶粒增大. 恒流充放电和循环伏安扫描测试结果表明改性后的石墨样品其倍率性能和循环稳定性均得到明显改善.     

基于灰度关联分析的冬小麦叶片含水量高光谱估测

尝试应用灰色关联分析方法(GRA)分析典型的水分植被指数(WVI)和水分含量(LWC)间的关联度,然后选择对冬小麦叶片水含量敏感的指数,比较SRM-PLS(逐步回归-偏最小二乘)方法和PLS方法估算LWC的精度。首先,对冬小麦WVI与LWC进行灰色关联分析,筛选出对冬小麦LWC敏感的WVI;其次,利用筛选出的敏感WVI,分别用PLS-SRM方法和PLS两种方式估算冬小麦LWC;然后对两种方式进行比较,选择最高决定系数(R2)和最小均方根误差(RMSE)的LWC估算模型来估算冬小麦LWC。结果表明：在整个生育期用PLS和PLS-SRM方法估算LWC, R2和RMSE分别为0.605和0.575,4.75%和7.35%。研究表明：先使用GRA对WVI和LWC进行关联度分析,再用PLS或PLS-SRM方法可以提高冬小麦的LWC估算精度。     

模板剂与ＭＣＭ-22分子筛匹配作用的分子模拟计算

本文用Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ方法和分子力学方法研究了模板剂分子六次甲基亚胺(ＨＭＩ)在ＭＣＭ-22分子筛孔道中的排布与取向。模拟结果表明模板剂分子能够稳定地嵌入在ＭＣＭ-22分子筛的超笼、窗口和正弦孔道中。对这三种位置上模板剂与分子筛骨架之间的主客体非键相互作用能(包括范德华能和库仑能)进行了计算,结果表明模板剂分子与分子筛的骨架之间作用力主要以范德华吸引力为主。本文还进一步讨论了模板剂分子的结构导向作用和对骨架Ａｌ的靶向作用。     

浅议初中数学“自主学习法”

《数学课程标准》(实验稿)指出:数学教学活动必须建立在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上.教师应激发学生的学习积极性,向学生提供充分从事数学活动的机会,帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的数学知     

两类图的符号控制数

图G的符号控制数γs(G)有着许多重要的应用背景,因而确定其精确值有重要意义.Cm表示m个顶点的圈,n-Cm和n·Cm分别表示恰有一条公共边或一个公共顶点的n个Cm的拷贝.给出了n-Cm和n·Cm的符号控制数.     

基于钒酸根与Sm~(3+)荧光强度比的新型温度传感

利用钒酸根电荷迁移态的荧光温度猝灭效应与Sm~(3+)的~4F_(3/2)与~4G_(5/2)能级之间的热耦合特性,设计了基于钒酸根与Sm~(3+)荧光强度比的新型光学测温方案。在310 nm的激发下,通过测量GdVO_4:0.5%Sm~(3+)粉末样品在300～480 K温度范围内的变温发射光谱,研究了钒酸根在450 nm处与Sm~(3+)在535 nm处荧光强度比的温度依赖关系,所得相对温度灵敏度在380 K达到最大值1.6%·K~(-1),在较大的温度范围内,明显优于基于Er~(3+)和Ho~(3+)热耦合能级荧光强度比的测温体系。同时,通过研究GdVO_4:5%Sm~(3+)的变温发射光谱,对发射光谱中位于480～503 nm范围内荧光峰的跃迁来源进行了指认。