对流扩散传质滞后的电极过程中之非Poisson涨落与非Nernst浓度极化

根据对流扩散传质滞后的恒稳电极过程中边界层的物理图像, 提出了该类电极过程的简化随机模型, 建立了相应的浓度极化的随机热力学理论, 揭示了非Nernst浓度极化来自于随电流密度增大电极化学反应体系涨落分布的非Poisson化与对中心极限律的偏离, 进一步阐明了与滞后的扩散步骤共存的对流传质对非Nernst浓度极化的效应及其规律. 同时, 给出了对流引起的非Nernst浓度极化的随机热力学算例.     

一个纳入活化络合非平衡效应的TST公式体系

在唯象理论的层次上评述了活化络合体系的非平衡性引起的非平衡统计问题;通过分析活化络合过程的耗散与涨落对反应速度的影响,提出了一个纳入了活化络合过程非平衡效应的TST公式体系代替活化络合平衡常数,建立了活化络合耗散函数与反应速度的关系.同时讨论了影响反应活化络合进程耗散-涨落的诸因素所导致的速度常数统计漂移     

非平衡定态化学反应体系对细致平衡偏离的不可逆性之随机热力学量度

在随机描述的层次上,成功地构筑了非平衡定态化学反应体系对细致平衡偏离的不可逆性之随机热力学判据.基于Fokker-Planck方程建立了连续Markov过程系统的随机熵平衡方程,发现在随机态空间中随机熵的时间变率亦可分为源项和流项两部分贡献.对于化学反应体系,作为态空间源项的随机熵产生可作为偏离细致平衡不可逆性的合适度量,此泛函量的零值标志着细致平衡.进一步借助按系统广度量的Ω展开法,通过对随机力及共轭的随机流的分析揭示态空间中的随机熵产生仅源于状态对细致平衡的偏离,并主要来自非Poisson涨落的贡献,因而可作为随机热力学量去判别和量度化学反应体系对细致平衡的偏离.     

8-羟基喹啉铍及其衍生物电子光谱性质的含时密度泛函理论研究

运用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法和abinitioHF单激发组态相互作用(CIS)法分别优化了有机金属配合物8-羟基喹啉铍(BeQ₂)及其3种衍生物分子的基态及最低激发单重态几何结构.系统分析了分子结构、前线分子轨道特征和能级分布规律以探索电子跃迁机理.应用含时密度泛函理论(TD-DFT)计算分子的电子光谱,揭示了BeQ₂及其衍生物的发光源于配体中π→π^*电子跃迁,指出通过配体修饰可以有效地影响配合物前线分子轨道分布,调整发光波段,并有效提高电荷转移量.     

二(2-苯基-8-羟基喹啉)锌及其衍生物的电子光谱性质的含时密度泛函理论研究

采用从头算(ab initio)和密度泛函理论(DFT B3LYP)方法。对二(2-苯基-8-羟基喹啉)锌(Zn(qPh)₂)及其衍生物的基态结构进行优化，同时用ab initio HF单激发组态相互作用(CIS)法在6-31G基组上优化其最低激发单重态几何结构，用含时密度泛函理论(TD-DFT/B3LYP)及6-31G基组计算吸收和发射光谱。计算表明，该类物质电子在基态与激发态间的跃迁，主要是电子云分布由定域化向离域化的转变。吸收及发射光谱的计算值与实验值基本符合。该类化合物的电子亲和能较大，都是优良的电子传输材料，改变中心金属原子对配合物光谱性质影响不大。而羟基氧被硫原子取代后，化合物的吸收光谱产生明显红移。     

8-巯基喹啉阴离子的锌配合物及其衍生物的电子光谱性质的含时密度泛函理论研究

采用从头算(ab initio)和密度泛函理论(DFT B3LYP)方法, 对配合物8-巯基喹啉锌Zn(tq)₂及其5种衍生物基态结构进行优化, 用含时密度泛函理论(TD-DFT/B3LYP)及6-31＋G(d)基组计算吸收光谱; 同时用ab initio HF 单激发组态相互作用(CIS)法在6-31G(d)基组上优化其最低激发单重态几何结构, 用含时密度泛函理论计算发射光谱. 结果表明, 电子在基态与激发态间的跃迁, 主要是在配体8-巯基喹啉(tq)环内的电荷转移, 电子从含S的苯硫酚环转移至含N的吡啶环上; 吸收光谱和发射光谱的计算值与实验值基本符合. 该类配合物都是优良的电子传输材料, 改变金属离子和取代基均可以调控发光材料的光谱波段.     

液-固吸附体系中计量置换吸附模型的热力学研究

研究了液-固吸附体系中溶质计量置换吸附过程中的自由能变,推导出了新的表示溶质种类、溶质浓度和溶剂对Gibbs自由能变贡献的数学表达式,并阐明了该表达式中各种参数的物理意义.将用通常方法测定的自由能变分为与溶质吸附和溶剂解吸附有关的两个独立的自由能变,推导出了液-固吸附体系中溶质计量置换吸附模型的两个线性参数β_a和q/Z对绝对温度倒数的线性关系,又将吸附过程中溶质的焓变和熵变分成两个独立的分量.用文献中的实验数据,对本文推导出的公式进行了检验,理论结果与实验结果一致.     

Pb-Al二元体系液-固界面自由能的热力学理论计算

以复杂的Warren二元及赝二元常规系统下的液-固界面自由能理论为基础, 借助Pb-Al二元体系为例对其进行简化, 获得了二元非混溶体系液-固界面自由能物理模型, 然后对其热力学公式进行推导, 得出只含两个参变量的理论公式, 并对几种温度下液-固界面自由能(γSL)计算值及用多相平衡(MPE)法得到的实验值作了对比. 结果表明, 改进的物理模型及理论公式易于理解、计算简便, γSL的计算值取决于温度及Al原子分数的两个参变量, 与实验值较好地吻合, 证明了该模型具有结构简单、精度较高的优点, 并可作为其它非混溶体系γSL的计算模型, 为其推广应用奠定基础.     

态定(线性响应)-极化连续模型/含时密度泛函方法研究一种有机发光材料的吸收和发射光谱

3-(二氰亚甲基)-5,5-二甲基-1-(3-[9-(2-乙基-己基)-咔唑基]-乙烯基)环己烷(DCDHCC)是一种用于光电器件中的有机染料,它具有良好的发光特性.我们使用含时密度泛函方法(TD-PBE0,TD-BMK和TD-M06)以及极化连续模型(PCM)计算了该材料在溶剂中的吸收和发射特性.计算中使用了线性响应(LR)、态定(SS)两种溶剂模型和6-31G(d)、6-31+G(d,p)两种基组.计算了DCDHCC在苯、四氢呋喃和丙酮溶剂中的吸收和发射光谱,并与实验观测进行了比较.结果表明:对于吸收光谱的计算,杂化函数的影响大于基组和溶剂模型,在三种函数中BMK更适于研究DCDHCC的吸收光谱;而对于发射光谱,基组的影响最大,基组通过影响激发态构型从而影响发射光谱,对于激发态构型的优化需要使用6-31+G(d,p)基组.我们希望这些研究能对今后设计类似的发光分子有帮助.     

3-苯基-6-芳基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑的电子结构和光谱性质的含时密度泛函理论研究

对3-苯基-6-芳基-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑(PATT)用量子化学密度泛函方法(DFT)在B3LYP/6-31G(d)水平上进行了几何构型的全优化, 探讨了分子电荷转移、前线轨道能量和电子光谱等性质的变化规律, 在此基础上采用含时密度泛函方法(TDDFT)计算了分子激发态的电子跃迁能. 将其与实验所得激发态的电子跃迁能结果相比, 理论计算最大相对偏差为0.071, 最小相对偏差为0.041.     

超微电极上恒电位法苯胺的电化学聚合研究

本文对超微盘电极上苯胺的恒电位电化学聚合进行了研究，对聚合电流随时间的关系进行了详细的讨论，提出了径向聚合计时电流方程式并进行了验证，实验结果与理论相符。     

钯(II)配合物和氯化锌在DMF中阴极还原的动力学

烯丙基化合物在钯催化下与碳亲核试剂的反应已成为碳一碳键合成的手段.1989年王志勤等研究报导,在DMF溶液中和氯化锌存在下,钯催化醋酸烯丙酯与羰基化合物电化学还原生成高产率的醇.我们对此反应的机理进行了研究,首先用线性电势扫描法确定各电还原反应的还原电势,得出在实验条件下,氯化锌比π-烯丙基钯配合物容易还原,然后     

Electrochemical Determination of Cu(II) Ions by 4‐Formylphenylboronic Acid Modified Gold Electrode

A self‐assembled monolayer (SAM) modified by 4‐formylphenylboronic acid was formed on the gold electrode, which was applied for the determination of trace concentrations of Cu(II). The formation of advanced SAM on the gold electrode was evidenced by electrochemical impedance spectroscopy, atomic force microscopy and contact angle measurements. Electrochemical determination of Cu(II) ions was performed by square wave voltammetry. Some mutual interferences caused by Cd(II), Co(II), Fe(II), Ni(II) and Pb(II) ions were investigated and it was demonstrated how the negative effects of these interfering ions could be eliminated by adjustment of proper parameters of square wave voltammetry.     

Eco‐friendly Sensors Developed by Herbal Based Silver Nanoparticles for Electrochemical Detection of Mercury (II) Ion

In our study, the single‐use & eco‐friendly electrochemical sensor platform based on herbal silver nanoparticles (AgNPs) was developed for detection of mercury (II) ion (Hg²⁺). For this purpose, the surface of pencil graphite electrode (PGE) was modified with AgNPs and folic acid (FA), respectively. The concentrations of AgNPs and FA were firstly optimized by differential pulse voltammetry (DPV) to obtain an effective surface modification of PGE. Each step at the surface modification process was characterized by using cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedence spectroscopy (EIS). The limit of detection (LOD) for Hg²⁺ was estimated and found to be 8.43 μM by CV technique. The sensor presented an excellent selectivity for Hg²⁺ against to other heavy metal ions such as Ca²⁺, Cd²⁺, Cr³⁺, Cu²⁺, Mg²⁺, Ni²⁺, Pb²⁺, Zn²⁺, Co²⁺ and Mn²⁺. Moreover, a rapid, selective and sensitive detection of Hg²⁺ was successfully performed in the samples of tap water within 1 min.     

pH Effect on Oxidation of Hydrogen Peroxide on Au(111) Electrode in Alkaline Solutions

The hydrogen peroxide oxidation reaction (HPOOR) on Au(111) electrode in alkaline solutions with pH values ranging from 10 to 13 was examined systematically. HPOOR activity increased and the slope of the \begin{document}$i$\end{document}-\begin{document}$E$\end{document} curve decreased with increasing pH. HO\begin{document}$_2$\end{document}\begin{document}$^-$\end{document} is suggested to be the main reactive intermediate for HPOOR in alkaline media. The fast kinetics for HPOOR in alkaline solution is facilitated by the electrostatic interaction between the positively charged electrode and the reactive anions (i.e., HO\begin{document}$_2$\end{document}\begin{document}$^-$\end{document} and OH\begin{document}$^-$\end{document}), which increases the concentration of these reactants and the thermodynamic driving force for HO\begin{document}$_2$\end{document}\begin{document}$^-$\end{document} oxidation at the reaction plane.     

Determination of Aluminum by Adsorptive Cathodic Stripping Voltammetry with 1,2‐Dihydroxyanthraquinone‐3‐Sulfonic Acid (DASA): Effect of Thin Mercury Film Electrode

An analytical technique for aluminum (Al) based upon the complexation reaction between Al and the ligand – DASA (1,2‐dihydroxy‐anthraquinone‐3‐sulfonic acid) has previously been implemented successfully at the hanging mercury drop electrode (HMDE). There are several advantages of using mercury film electrodes (TMFE) over the HMDE, particularly if disposal of mercury is of concern. The novelty of using TMFE for adsorptive cathodic stripping voltammetry (ACSV) of Al – DASA is demonstrated in this paper. The peak potential used for the detection of Al in this system was at ?1.15 V (vs. Ag/AgCl). The method produced a limit of detection (LOD) of 1 μM (n=5) and a linear working range of 1–20 μM Al. Atomic force microscopy methods were used to investigate the nature of the TMFE and its interaction with DASA. The mercury droplets on the TMFE have a limited volume and this may lead to overloading of the electrode at relatively low concentrations of DASA. Interferences from Fe, Ca, Zn and Mg were investigated with only Fe appearing to interfere with the Al‐DASA system. Two masking agents (o‐phenanthroline and 2,2′‐bipyridyl) were shown to be effective at preventing the Fe interference.     

纳米PbO2修饰电极安培检测器流动注射法快速测定化学需氧量

采用以纳米PbO₂修饰电极为工作电极的安培检测器,用流动注射法快速检测水体中的化学需氧量(COD).根据纳米PbO₂修饰电极催化氧化电流的大小测定样品的COD值,在50-1 200 mg/L COD的范围内,电流响应与标准水样中的COD_Cr值呈线性关系,检出限为20 mg/L.该法不需对水样进行预处理,不使用有毒试剂,无二次污染,具有快速、简便、进样量少及工作电极使用寿命长等优点,与COD_Cr国家标准分析法对比具有较好的相关性.