AaDd型氢键流体的统计理论(Ⅱ): 氢键网络的统计特征

基于A_aD_d型氢键体系中氢键簇合物数量分布函数的不变特征, 给出临界点后溶胶相和凝胶相的平衡自由能的解析形式. 进而利用分布函数的渐近形式研究了凝胶自由能和凝胶相中的氢键数在临界点附近的标度行为, 给出二者所满足的标度律. 进一步分析凝胶网络结构中的分子间氢键和分子内氢键的相关特征, 给出体系分子内氢键的数量与体系氢键度之间的定量关系.     

_f-A_aD_d型氢键体系的网络结构参数

利用溶胶-凝胶分配理论对氢键溶液的模型体系进行研究,给出了凝胶点后氢键网络中各结构参数的计算方案,并进行相应的数值计算.结果表明,因受体基团本身的性质及两类质子受体基团的数量比不同,受体基团的竞争作用对网络结构有明显影响,这提供了控制氢键网络结构特征的可能方法.     

缩聚反应的统计力学和反应动力学理论

以两类典型的缩聚反应为例,研究了缩聚反应的统计理论和反应动力学理论之间的内在联系,给出反应程度与平衡反应动力学常数以及聚合反应自由能之间的关系.在此基础上,借助于聚合反应平衡常数使一些平均高分子物理量的表征得以简化.从热力学角度进一步研究了温度和压力等热力学量对反应体系的影响.     

Af-AaDd型氢键体系的网络结构参数

利用溶胶-凝胶分配理论对氢键溶液的模型体系进行研究, 给出了凝胶点后氢键网络中各结构参数的计算方案, 并进行相应的数值计算. 结果表明, 因受体基团本身的性质及两类质子受体基团的数量比不同, 受体基团的竞争作用对网络结构有明显影响, 这提供了控制氢键网络结构特征的可能方法.     

Af-AaDd型氢键体系的网络结构参数

利用溶胶-凝胶分配理论对氢键溶液的模型体系进行研究, 给出了凝胶点后氢键网络中各结构参数的计算方案, 并进行相应的数值计算. 结果表明, 因受体基团本身的性质及两类质子受体基团的数量比不同, 受体基团的竞争作用对网络结构有明显影响, 这提供了控制氢键网络结构特征的可能方法.     

Aa1Dd1-Aa2Dd2型氢键体系的网络结构参数

利用溶胶-凝胶分配理论对氢键溶液的模型体系进行研究, 给出了体系的凝胶化条件以及凝胶点后氢键网络中各类结构参数的计算方案, 并进行了相应的数值计算. 结果表明, 当两类质子受体基团的活性不同时, 质子受体基团的竞争作用对网络结构有一定影响. 这为控制氢键网络结构特征提供了可能的理论线索.     

_(a_1)_(d_1)-A_(a_2)D_(d_2)型氢键体系的网络结构参数

利用溶胶-凝胶分配理论对氢键溶液的模型体系进行研究,给出了体系的凝胶化条件以及凝胶点后氢键网络中各类结构参数的计算方案,并进行了相应的数值计算.结果表明,当两类质子受体基团的活性不同时,质子受体基团的竞争作用对网络结构有一定影响.这为控制氢键网络结构特征提供了可能的理论线索.     

La1-xCaxMnO3团簇薄膜的生长机制和应用研究

利用溶胶-凝胶法制备La1-xCaxMnO3薄膜。利用X射线衍射实验以及偏光显微镜对其结构和形貌进行表征。XRD结果表明,薄膜为钙钛矿结构。经不同的温度退火后,结构发生微小偏离。显微图像显示薄膜样品的表面形貌为菊花状团簇,这是因为在热处理过程中,由于溶胶蒸发,在基底表面形成气泡,表面张力和扩散迁移使气泡破裂后的碎片最终形成菊花状团簇。这一发现对纳米薄膜团簇自组装制备具有一定的应用价值。     

丙烯酸聚醚聚氨酯合成反应中的氢键效应及其反应动力学研究

以红外光谱法研究了丙烯酸聚醚聚氨酯合成反应(其中有氢键效应存在)及其反应动力学。结果表明:由于丙烯酸聚氨酯分子链结构中含有-CO-O-;-NH-和-O-三种主要极性基因,导致在反应中存在明显的氢键变化。在第一步聚氨酯预聚体合成中,氢键距离R随反应进行而逐渐减小,反映出-NHCO-O-结构增加,聚集加强,氢键作用加强,并趋向稳定;其中不同结构聚氨酯预聚体氢键距离R不同:R_(MDI)>R_(HDI)>R_(TDP),链段结构中有序程度依次降低。在第二步丙烯酸聚氨酯合成中,存在明显键效应,其链段结构中有序程度较原来预聚体稳定或略有下降。在二步合成反应过程中,1/1-P_(NCO)和t之间呈现很好的线性关系,表明这两步合成均属二级反学动力学。其区别在于第一步反应速率常数(k_1)较第二步反应速率常数(k_2)小一个数量级。     

29Si NMR研究St(o)iber反应的化学动力学

Stoiber反应以低分子量的醇为溶剂,由正硅酸乙酯(TEOS)在氨催化下水解缩聚形成高度分散的尺寸为5～2000 nm的球形SiO2颗粒,是溶胶-凝胶过程的典型反应.通过液体29Si NMR研究Stoiber反应水解和缩聚的动力学过程,确定了反应过程的中间体是Q10,而不是文献所说的Q61.得到了TEOS碱性条件下决速步的水解速率方程r=kh[TEOS][NH3]0.457·[H2O]0.051,其速率常数为kh＝7.32×10-3 mol-0.5·dm1.5·min-1 (T=25 ℃),利用过渡态理论得到决速步以外的反应方程的速率常数.同时得到了反应活化能Ea和指前因子A的值.结果表明,温度升高,所有反应的速率均增大,决速步的反应速率增大得较多,说明升高温度更有利于Q10的生成;水量的改变对所有反应速率几乎没有影响;催化剂的用量对其水解和缩聚速率影响较大.     

~(29)SiNMR研究Stber反应的化学动力学

St ber反应以低分子量的醇为溶剂 ,由正硅酸乙酯 (TEOS)在氨催化下水解缩聚形成高度分散的尺寸为 5～ 2 0 0 0nm的球形SiO2 颗粒 ,是溶胶 -凝胶过程的典型反应 .通过液体2 9SiNMR研究St ber反应水解和缩聚的动力学过程 ,确定了反应过程的中间体是Q10 ,而不是文献所说的Q61.得到了TEOS碱性条件下决速步的水解速率方程r =kh[TEOS] [NH3 ] 0 .457·[H2 O] 0 .0 51,其速率常数为kh=7.3 2× 10 -3 mol-0 .5·dm1.5·min-1(T =2 5℃ ) ,利用过渡态理论得到决速步以外的反应方程的速率常数 .同时得到了反应活化能Ea 和指前因子A的值 .结果表明 ,温度升高 ,所有反应的速率均增大 ,决速步的反应速率增大得较多 ,说明升高温度更有利于Q10 的生成 ;水量的改变对所有反应速率几乎没有影响 ;催化剂的用量对其水解和缩聚速率影响较大 .     

AB_g型超支化高分子反应的统计力学和反应动力学研究

以AB_g型超支化高分子反应为例,对该反应体系的反应动力学和统计力学进行了研究,并探讨了二者之间的关系.进一步给出反应体系的反应程度与体系的Gibbs自由能等热力学量间的解析表达式以及反应程度与浓度和时间等物理量之间的关系.     

Monte Carlo模拟研究抗体-抗原复合物生长的标度行为

通过Monte Carlo模拟方法对抗体-抗原复合物在等活性和非等活性条件下生长的标度行为进行了研究. 模拟所用算法的有效性通过在等活性条件下的模拟结果与解析结果之间的一致性得以证明. 在模拟中, 主要考察了抗体-抗原复合物的数量分布函数、重均聚合度以及特征关联长度在临界点附近的标度行为, 给出相应的标度指数, 并以其检验溶胶-凝胶相变的广义标度律. 研究结果表明, 非等活性对抗体-抗原复合物的生长具有显著影响, 可为临床免疫分析提供相应的理论线索.     

1,4-二氧六环和氨分子氢键团簇的从头算

在不同基组水平上,对１,４－二氧六环和氨分子氢键团簇体系进行了从头算分子转道法研究,优化得到中性团簇,离子团簇和碎片离子（质子化团簇离子和非质子化团簇离子）平衡几何构型,研究结果表明：中性团簇最稳定构型为Ｒ－ＨＮ２－ＨＮＮ２（Ｒ：１,４－二氧六环）,离子团簇由于发生质子转移,其构型与中 团簇有较大的淡同,两类碎片离子Ｒ（ＮＨ３）＋和Ｒ（ＮＨ３）Ｈ＾＋与中性团簇Ｒ（ＮＨ３）的结构也有所不同     

激光溅射下原子团簇生长的非平衡动力学

以激光溅射的方式,可以产生不同尺寸与组分的原子团簇．但是对这些团簇的生长过程,却一直缺少比较深入和细致的研究．本文结合激光真空溅射石墨的实验条件,考虑了激光能量、体系膨胀、环境压力、热量辐射等诸多因素,建立了在该条件下碳原子团簇生长的物理模型,得出了相应的动力学方程的数值解．计算结果表明：每个激光脉冲溅射出约8×10－9mol（5×1015个）粒子,它们产生时的初始压力约为2×105Pa．由于扩散等因素,团簇的形成反应在785μs后已不可能进行,但是各团簇产物的产率在反应开始后0．4μs左右已达到最大值,在约1．5μs内反应即已基本完成,因为此后原子团簇的尺寸分布不再有显著的差异．     

分子内氢键促进的大环合成:动力学和热力学控制途径

氢键诱导的线性芳酰胺寡聚体骨架可以采取折叠、螺旋、直线或"之"字型构象.这一结构预组织特征可以被应用于促进大环的合成.在芳酰胺骨架的两端引入适当反应基团,骨架的预组装构象可以诱导它们形成不同的空间取向和距离.当成环反应涉及到不可逆共价键、碳-金属键或配位键的形成时,前体的结构预组织构象可以促进目标大环形成的产率.当成环反应涉及亚胺及腙等可逆共价键时,在反应达到热力学平衡后,可以高产率或定量地形成大环.     

Si4+Si3反应动力学：振动激发态对反应的影响

用准经典轨线方法研究了处于振动激发态的硅原子团簇与硅原子团簇碰撞的反应动力学，计算表明，对于Ｓｉ４＋Ｓｉ３反应，当反应物团簇处于振动激发态时，有利于生成更小团簇的碎片，而对生成Ｓｉ６＋Ｓｉ及Ｓｉ５＋Ｓｉ２的影响不大。     

_f-A_aD_d氢键体系的统计特征

基于氢键的形成和缩聚反应机理在统计意义下的相似性,利用高分子反应统计理论和反应动力学理论对氢键溶液的一个模型体系进行了相关讨论.给出了体系的溶胶分数和发生溶胶-凝胶相变的条件,指出质子受体基团间的竞争作用对溶胶凝胶相变点的影响,进而讨论了体系的数量分布函数和相关问题.