锂电池中的“锂键”效应

由于广泛存在,氢键在化学领域备受重视。“锂键”具有类似于氢键的一些性质,但锂的金属性和相对较大的原子半径,又使得“锂键”具有自己独特的一些特征。在氢键的基础上,介绍了“锂键”的概念、结构特点及其在锂电池中的应用,有助于人们深刻理解和应用“锂键”。考虑到“锂键”的新概念目前在化学教学中还较少涉及,期望今后可以适当增加“锂键”化学的相关知识,紧跟科技发展的潮流,进一步培养学生的科研创新意识。     

“化学游戏教学”的“学教评产”混合式教学模式实践

基于师范类专业认证理念与毕业要求的教学前端分析,建构“学教评产”混合式教学模式,通过整合教学内容、重构教学安排与优化教学评价,对“化学游戏教学”课程进行创新性改革,并从学生学习成果、教学目标达成与学生满意度等3个方面评价教学成效。结果表明:该教学模式有助于学生学习成果质量的提升,能够有效促进教学目标的达成,并取得较高的学生满意度。     

双官能单萜氧杂二环二醇乙酸酯类衍生物的合成及其除草活性

以(3R,4R)-4,7,7-三甲基-6-氧杂二环[3,2,1]辛烷-3,4-二醇(1)和乙酰氯(2)为原料,经"一锅法"制得混合物Ⅰ;Ⅰ经分离纯化得4个新型的双官能单萜氧杂二环二醇乙酸酯类衍生物(3a~3d),其结构经1H NMR,13C NMR,FT-IR和HR-MS表征。考察了物料比r[n(2)∶n(1)]和反应时间对3a~3d相对浓度的影响。结果表明,在反应条件[1 5 mmol,r=7,回流反应7 h]下,3a~3d的相对浓度分别为21.6%,15.6%,37.9%和24.9%;在反应条件[1 5 mmol,r=4,回流反应7 h]下,3a~3d的相对浓度分别为50.7%,36.6%,7.84%和4.86%。用培养皿法测试了1和3a~3d的除草活性。实验结果表明,1和3a~3d均能显著抑制一年生黑麦草胚根与胚芽生长;在用药浓度为5 mmol·L-1时,1和3a~3d对根长抑制率分别为55.1%,86.0%,84.2%,91.3%和97.5%;对芽长抑制率分别为55.1%,76.5%,92.8%,94.8%和98.4%。     

可实现防碰撞通信的新型声表面波温度传感器

针对多声表面波传感器系统中各传感器信息读取时会产生通信碰撞的问题,提出了一种可实现防碰撞通信的新型声表面波温度传感器;通过分析声表面波温度传感器的回波脉冲信号,将沃尔什码作为编码内容实现了多声表面波温度传感器系统中各传感器的正交编码;将传感器对应的匹配信号与系统回波信号进行互相关运算,提取了系统中各传感器的感测温度信息,达到了防碰撞通信的目标;该传感器兼顾编码效率和加工工艺两方面要求,简化感测信息提取的复杂程度;仿真实验验证了上述理论的正确性。     

套管磨损三维表面形貌恢复及其机理分析

在DCWT-1000型套管摩擦磨损试验机上进行了套管摩擦磨损试验,研究深井、超深井中"冲击-滑动"复合磨损对套管磨损行为的影响,采用三维表面形貌测试仪、光学显微镜及扫描电子显微镜观察分析了在不同载荷条件下套管磨损表面的微观结构和表面形貌,在此基础上对套管磨损表面进行了三维恢复并计算套管磨损表面的主要形貌参数,探讨了套管磨损表面的磨损机理.结果表明:套管的磨损性能与载荷有关;在不同载荷条件下,套管磨损表面的三维形貌具有不同特点,且主要的表面形貌参数与载荷呈现出较好的相关性,证明了三维形貌分析方法能够真实反映套管磨损表面的情况;当冲击载荷和频率不大时,套管的磨损机制以磨粒磨损为主,兼有粘着磨损,随着冲击载荷和频率增加,套管磨损表面出现明显粘着剥落和疲劳剥落迹象,并出现疲劳裂纹扩展和连通,套管的磨损机制向粘着磨损和疲劳磨损转化,磨损趋向严重.     

第一性原理计算N掺杂对InNbO4电子结构的影响

宽带隙（3.83 eV）半导体光催化材料InNbO4在紫外光作用下具有分解水和降解有机物的性能。最近实验发现了N掺杂InNbO4具有可见光下分解水制氢的活性。为了从理论上解释这一实验现象，本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算了N掺杂对InNbO4的能带结构、态密度和光学性质的影响。分析能带结构可得，N掺杂后在InNbO4的价带（O 2p）上方形成N 2p局域能级，导致电子跃迁所需的能量减小。吸收光谱表明，N掺杂后InNbO4的光吸收边出现了红移，实现了可见光吸收。     

AuClx (x=1, 3)催化2-炔丙基苯酮与苯炔环化反应机理

对金属元素Au采用LanL2DZ基组,对非金属元素C,H,O,Cl采用6-31G*和6-311++G**基组,用密度泛函理论的B3LYP、B3PW91、UB3LYP方法和二阶微扰理论MP2方法研究了不同氧化态的金催化剂催化2-炔丙基苯酮与苯炔环化反应的机理.结果表明:在AuCl和AuCl3的作用下,反应均能通过[4+2]和[3+2]途径生成产物.但在AuCl催化下,[4+2]反应途径比[3+2]反应途径具有更低的活化自由能,反应主要通过[4+2]途径进行;而在AuCl3催化下,[4+2]反应途径与[3+2]反应途径的活化自由能相近,反应通过两条途径竞争生成产物.比较AuCl和AuCl3的催化效果发现,不同氧化态的金催化剂改变了反应的机理,该反应的活化自由能在AuCl作用下比在AuCl3作用下低11.18 kJ·mol-1.对于该反应,AuCl表现出了更好的催化活性.这些计算结果和实验现象相吻合.     

层内爆炸压裂岩石破碎颗粒尺寸的预测模型

借鉴爆破工程经验,结合层内爆炸压裂实际,应用能量守恒原理,将液体炸药爆炸形成的冲击波能 量分为岩石破碎的表面能和岩石内部的应变能,结合岩石断裂理论建立了粉碎区内岩石破碎粒径的预测模 型。实例计算层内爆炸压裂形成的岩石颗粒直径为1.43mm。计算结果表明:液体炸药层内爆炸后形成的 岩石破碎颗粒与石油工业中水力压裂使用的支撑剂粒径相当,能够支撑形成具有一定导流能力的裂缝。     

弱酸HA与弱碱B-混合溶液缓冲能力分析*

计算了几个常见一元弱酸HA和一元弱碱B-混合溶液的pH,并对其缓冲能力进行了分析。结果表明,HA-B-溶液在一定的浓度条件下,具有一定的缓冲能力。当酸电离常数之比KHA/KHB接近1时,HA-B-溶液中主要存在HA-A-和HB-B- 2个缓冲对。随着KHA/KHB逐渐增大,B-的浓度越来越小,当KHA/KHB大于1 000时,HA-B-溶液主要存在的是HA-A-缓冲对。     

S→N烷基重排反应的机理和溶剂化效应

采用密度泛函理论的B3LYP方法、从头算的MP2方法和自洽反应场极化连续模型(PCM),在6-311++G(2d,2p)基组水平上研究了N,N’-二甲基-S-异苯并呋喃在气相和溶液中发生S→N烷基重排反应的机理、溶剂效应和取代基效应.结果表明:该反应通过四元环机理和双位迁移机理生成产物,在气相和溶剂水中,双位迁移途径的能垒均比四元环途径低,反应主要通过双位迁移途径生成产物.在气相,苯环上发生-Cl,-NO2和-OCH3取代时,双位迁移途径的能垒在MP2/6-311++G(2d,2p)水平上比没有取代时分别低4.18,7.61,4.96kJ/mol,反应的取代基效应不明显.而在溶剂水中,苯环上发生-Cl,-NO2和-OCH3取代时,双位迁移途径的能垒在PCM-MP2/6-311++G(2d,2p)水平上比气相时分别低37.73,39.96和37.17kJ/mol,反应的溶剂化效应非常明显.理论研究结果与实验观察结果一致.