等压试验中平衡过程的理论研究

本文分析了等压实验中温度因素的影响和各种单独过程的平衡方程,理论研究得到了实验设备中的温度差和测定的平衡浓度误差的关系以及平衡方程,平衡方程也表明了各单独过程的平衡速度大小顺序为气相中的水蒸气扩散过程＜气相中的水蒸气循环流动过程＜试样溶液中热传导过程＜热传导体中的热传导过程和试样溶液中由搅拌产生的热传递过程＜溶质在溶液中的扩散过程＜气液相之间的平衡过程和由压强差产生的气相的水蒸气对流过程.同时,研究表明总的平衡方程可以近似由dln|△me,b/m0|/dt=-k·mb2/(ma·wa)描述.此外研究也表明排除等压实验设备中的空气成分可以有效的加快总的平衡速度.并且实验容器与热传导体之间的接触也非常重要.     

修正的Arrhenius方程与过渡状态理论

用过渡状态理论导出了修正的Arrhenius方程.该方程与Eyring方程是等价的,但仅适用于参数n为负数的情况.     

Pitzer-Simonson理论和Pitzer-Simonson-Clegg理论在离子液体PMIBF4水溶液中的应用

在278.15～343.15 K温度范围内, 测定了在浓度范围从摩尔分数0.09的四氟硼酸-1-甲基-3-戊基咪唑(PMIBF₄)离子液体水溶液到纯离子液体的密度, 计算了离子液体PMIBF₄水溶液的表观摩尔体积^fV, 讨论了Pitzer-Simonson (PS) 理论和Pitzer-Simonson-Clegg (PSC)理论的适用性. 以纯离子液体为参考态, 用实验数据分别拟合了Pitzer-Simonson (PS)方程、Pitzer-Simonson-Clegg (PSC)方程和简化PSC方程, 得到了这些理论模型的体积参数值. 从拟合偏差来看, PSC方程比PS方程有更好的适用性. 同时还可看出, PSC方程比只有三个参数的简化PSC方程有更小的拟合标准偏差和更好的相关系数.     

Pitzer-Simonson理论和Pitzer-Simonson-Clegg理论在离子液体PMIBF4水溶液中的应用

在278.15～343.15 K温度范围内, 测定了在浓度范围从摩尔分数0.09的四氟硼酸-1-甲基-3-戊基咪唑(PMIBF₄)离子液体水溶液到纯离子液体的密度, 计算了离子液体PMIBF₄水溶液的表观摩尔体积^fV, 讨论了Pitzer-Simonson (PS) 理论和Pitzer-Simonson-Clegg (PSC)理论的适用性. 以纯离子液体为参考态, 用实验数据分别拟合了Pitzer-Simonson (PS)方程、Pitzer-Simonson-Clegg (PSC)方程和简化PSC方程, 得到了这些理论模型的体积参数值. 从拟合偏差来看, PSC方程比PS方程有更好的适用性. 同时还可看出, PSC方程比只有三个参数的简化PSC方程有更小的拟合标准偏差和更好的相关系数.     

定标粒子理论研究HPLC分子间相互作用对K'的影响

本文以统计热力学的观点, 对流动相和固定相分别采用定标粒子理论和点阵模型研究HPLC过程中溶质分子与流动相分子、固定相分子之间的相互作用, 得到了描述分子间相互作用与K'之间定量关系的关联方程, 并通过实验对该方程加以验证。     

萤火虫生物发光中加氧反应机理的理论研究

萤火虫生物发光是最常见的生物发光,在生物和医药等领域已得到重要应用.发光过程涉及到其活体内的一系列复杂的化学反应.引起发光的起始反应是单重态荧光素分子与三重态氧气的加成反应.这是一个自旋禁阻的酶催化反应,通常效率很低,但萤火虫是目前将化学能转化为光能最高效的系统.这个自旋禁阻的反应为什么能高效率发生?实验研究认为该反应由单电子转移（SET）诱发而发生,但对反应的详细过程和机理并没有完整的描述.本工作通过理论计算,描述了该反应的完整过程,解释了这个自旋禁阻反应高效发生的原因.     

定标粒子理论研究HPLC分子间相互作用对K′的影响

本文以统计热力学的观点,对流动相和固定相分别采用定标粒子理论和点阵模型研究HPLC过程中溶质分子与流动相分子、固定相分子之间的相互作用,得到了描述分子间相互作用与K′之间定量关系的关联方程,并通过实验对该方程加以验证。     

Ne-HCl势能面和振转光谱的理论研究

利用量子化学计算方法CCSD(T)和大基组aug-cc-pVTZ加键函数3_s3_p2_d对Ne-HCl体系的分子间势能面进行了理论研究.结果表明,势能面上有两个势阱,分别对应于线性Ne-ClH和Ne-HCl构型.通过精确求解核运动方程发现,该从头算势能面分别支持5个(对Ne-HCl)和7个(Ne-DCl)振动束缚态.计算得到的振转跃迁频率与实值值吻合.     

嵌入电极反应循环伏安曲线的理论研究

嵌入电极反应的循环伏安图一般具有氧化峰和还原峰间距很大的特点,并且往往要求采用非常低的电位扫描速度。本研究基于嵌入电极反应的热力学方程和电荷传递动力学方程,对其循环伏安曲线进行了理论处理,讨论了嵌入电极反应热力学参数b,动力学参数D和k,电位扫描速度u,及电极和溶液电阻对循环伏安曲线的影响,解释了实验得到的嵌入电极反应循环伏安曲线的特殊性。     

分配色譜中的几个理论问题

1.从电模拟法考察色譜的流出曲綫以及归納前人工作,对物貭在分配色譜柱中的运行規則,提出一般方程。这方程着重进料时間的影响,流出曲綫不对称以及保留时間变化的原因。在各种指定条件下,該一般方程能还原成前人所获得的各种結果,并且該方程計算的結果与电模拟計算的結果一致。 2.从所提出的一般方程出发,导出区域牛寬度和保留时間变化的方程,并用一般方程、实驗、电模拟法等驗証了这些方程。 3.由所得出的区域牛宽度及保留时間变化方程,建立判断色譜柱选择性能及分离程度的指标,并用这指标对色譜操作条件的选择进行討論。     

基于DFT理论的呋喃环双酰肼类似物的QSAR和3D-QSAR研究

蜕皮激素是一类重要的昆虫生长调节剂,因其结构复杂、极性基团较多,在实际应用上遇到很大困难.自从第一个与天然蜕皮激素结构不同,同样具有蜕皮激素活性的双酰肼类化合物RH5849被报道,大量的二苯基双酰肼类化合物被合成.现有的蜕皮激素类拮抗剂的QSAR和3D-QSAR研究主要集中在二苯基模型和叔丁基团上.因此,借助计算机辅助分子设计技术设计一类结构多样的酰肼类化合物是很有意义的研究.而且,现有二苯基双酰肼的QSAR研究主要采用半径验参数,我们以前的研究表明基于DFT方法选用的量化参数和合理的生物活性构象将得到更好的QSAR和3D-QSAR模型.因此,本研究中我们基于DFT方法选取量化参数,优化分子构象用于含呋喃环双酰肼类化合物(无叔丁基团)的QSAR和3D-QSAR研究.采用密度泛函方法(DFT)在B3LYP/6-31g(d,p)基组下对本课题组合成的27个含呋喃环的双酰肼类化合物进行电子结构特征及QSAR研究,得到如下所示的回归模型(1):2O6.62363.70651.28760.0162(0.0710)(0.6447)(0.3703)(0.0072)EX F aμ=+(1)n=27,q2=0.61,spress=0.43,r2=0.72,s=0.37,F=19.34方程(1)表明,靠近呋喃环的羰基氧原子的静电效应对化合物的杀虫活性有重要影响,氧原子上的加权亲电电子密度越大,化合物的杀虫活性值增大.之前的研究发现,化合物的电子极化率(α)不但与摩尔折射率相关,也与化合物的疏水性有很大的相关性.因此,方程(1)中α的系数表明化合物与受体结合时应具有适当的立体效应和疏水效应.为了验证QSAR模型的质量,基于化合物的活性分布和结构特点,我们把27个化合物随机分成训练集22个化合物和测试集5个化合物.采用和方程(1)中相同的参数,得到新的方程(2):2O6.59163.92171.28370.0187(0.0867)(0.8166)(0.4206)(0.0086)EX F aμ=++(2)n=22,q2=0.53,spress=0.50,r2=0.69,s=0.41,F=13.33采用方程(2)建立的回归模型预测测试集中的5个化合物的活性,它们的预测活性与实验活性接近,表明方程(2)有较好的预测能力,同时也表明采用相同参数的方程(1)模型也有较好的预测能力.基于DFT方法优化得到的分子构象和ESP拟合电荷也用于3D-QSAR研究中.CoMFA结果显示,模型的交叉验证系数q2为0.639,最佳主成分数为2,立体场和静电场的贡献分别为46.8%和53.2%,用于非交叉验证的相关系数r2为0.819.用此模型预测了测试集中5个化合物的预测活性,与它们的实验活性值吻合较好,表明获得的CoMFA模型是可靠的,模型中静电场的贡献为主,与我们前面QSAR研究中的结论是一致的.同样也得到了不同场组合的CoMSIA模型,基于不同场的相对贡献,选定EHA组合为最佳模型,其交叉验证系数q2为0.625,最佳主成分数为3,非交叉验证的相关系数为0.893.此模型同样预测了测试集中5个化合物的预测活性,与它们的实验活性值吻合较好.说明得到的CoMSIA模型也是合理、可靠的.此外,我们选取化合物中高活性化合物10和低活性化合物25,分别分析了CoMFA和CoMSIA场中影响它们活性的主要因素,对比发现:苯环上取代基的电负性越强,对活性越有利;苯甲酰基对位取代基的立体效应和亲水性越强,对提高活性越有利.本研究对优化、改造现有双酰肼类化合物提供理论依据,为进一步设计结构多样化的蜕皮激素类似物提供初步理论指导.     

在非平衡态热力学的基础上探索建立催化理论的新途径

平衡态热力学一直被认作多相催化理论的基石之一.但是,它并不能概括工作中的催化剂的状态和行为,这主要是这里还发生一些非平衡过程.催化体系常常处于非平衡状态之下,而非平衡态条件下体系的状态和行为,同时取决于体系的动力学和热力学.联系动力学和热力学最一般的关系式并非原来的DeDonder不等式:Ar≥0,而是新的De Donder方程ln r/ r=A/RT.同时发生的总反应之间的热力学耦合对总反应的作用只是形式上的,远不及催化反应链中各基元步骤之间在动力学上的耦合那么重要.通过在动力学方程中引入反应亲和力(热力学位)得到的动力学-热力学结合近似分析,可以用来分析非平衡态的催化反应和催化剂状态.非平衡态热力学在建立多相催化理论中,较之原来的平衡态热力学将能提供更能采纳的和更有意义的物理化学背景.     

低密度聚乙烯/乙丙烯三元共聚(LDPE/EPO)共混体系的结晶动力学

用DSC方法研究了LDPE/EPO共混体系的等温及非等温结晶动力学,对LDPE/EPO共混体系的等温结晶动力学研究表明,共混物是三维生长的异相成核,共混物在各个结晶温度下的结晶过程都是以方式K_g(Ⅱ)进行的.采用联系Avrami方程和Ozawa方程导出的新非等温结晶动力学方程,处理了LDPE/EPO共混体系,得到了非等温结晶过程的一些基本参数,新方程很好地描述了此共混体系的非等温结晶动力学过程.     

二元无机溶液的折射分析

研究了二元无机溶液的折射分析法,得到了联系二元无机溶液浓度、密度和折射率的方程,并用氯化钠溶液和溴化钾溶液对该方程进行了验证.配制了不同浓度的氯化钠溶液和溴化钾溶液各7种,在20℃下用阿贝折射仪测定各溶液的折射率和密度.将试验测量的折射率值和该方程的计算值进行了比较,发现两者吻合,最大差值在10-4量级上,在仪器的误差范围内.结果表明:该方程是获得不同浓度的二元无机溶液的折射率的简便而快速的方法.     

应用Polanyi吸附势理论描述超高交联树脂对多环芳烃的吸附

研究了萘、苊、芴三种多环芳烃类化合物在超高交联吸附树脂HC-1上的静态吸附平衡行为,分别采用Langmuir、Freundlich和Poanyi-Dubinin-Manes模型方程对吸附平衡数据进行了拟合分析,并探讨了吸附机理。实验结果表明,基于微孔填充机理的Polanyi-Dubinin-Manes方程能较好地拟合吸附平衡数据,表明树脂的微孔区对吸附起着重要作用。实验结果也表明,吸附质分子尺寸是影响吸附效果的重要因素,吸附质分子越大则吸附量越小;采用吸附质分子尺寸对Polanyi-Dubinin-Manes方程中吸附势密度进行修正,以体积吸附量对修正后吸附势密度作图,可得到一条与吸附质无关的特性曲线,根据该曲线方程可有效预测二、三环的多环芳烃化合物在HC-1上的吸附性能。     

金属化合物价电子结构的多体理论研究

本文发展了一种在量子化学计算得到的分子轨道基础上求解金属化合物价电子体系多电子Scbrdinger方程的方法,利用这种方法对一系列金属化合物的电子光谱进行了计算,所得结果与实验大体符合。     

毛细管色谱理论的统计矩分析

毛细管色谱法随着柱制备技术、检测技术、联用技术和一些辅助设备的不断发展,应用面不断扩大,已成为复杂组分分析测试的一个不可缺少的工具。在毛细管色谱的理论研究中,人们主要对溶质的保留时间、峰宽和理论塔板高度等进行过较深入的研究。但关于毛细管色谱的流出峰是否可用高斯分布函数表示或在何种条件下接近高斯分布等问题尚无人探讨;再者,在高效、快速毛细管色谱中,人们已开始使用细管径和高压降技术。因此,关于压降对有关参数的影响问题不仅有理论上的意义,对实际工作也有重要的指导作用。 (一)毛细管色谱动力学方程     

直链共轭高分子的分子轨道理论(Ⅱ)——共轭体系的同系线性规律

应用差分方程法讨论了一类单连直链共轭高分子的本征方程的分解表达式。提出近似模型,用插入法得到具有交替键长的完整共轭多烯的能级和分子轨道的解析表达式,使许多单连同系列共轭分子的电离势线性关联,包括不同的能级都可用统一的参数处理。对双连体系做了类似研究,并提出了相关系数的严格评定判据。     

多次散射的传输理论及其在脉冲源的地震尾波问题上的应用

本文研究了均匀分布着散射体的无界弹性介质中的弹性波能量分布。研究的散射过程是各向同性的,无波型转换的。导出了能量密度的时间、空间分布方程。假定弹性波能量是在t=0时以短促脉冲的形式由波源各向同性地辐射出来,利用球对称性,可进一步简化方程。由此积分方程出发在三维空间中可以较容易的求出一级近似解,它与Sato用另外的方法所得到的单次散射近似相同;在二维空间中用数学归纳法求出任意M级近似解,据此求出一完整分析解,它说明面波尾波的衰减形态可给出与介质内耗性能有关的品质因数。     

一种研究聚合物非等温结晶动力学的方法

作者基于多年对聚合物结晶动力学方面研究的工作积累,联合Avrami方程和Ozawa方程,提出了一种研究聚合物非等温结晶动力学的新方法.该方法既克服了使用Ozawa方程所获得的数据点过少,常常出现非线性,不能获得可靠的动力学参数的缺点,又克服了使用经Jeziorny修正的Avrami方程所获得的表观Avrami指数无法准确预测非等温过程成核生长机理的缺点.该方法已成功用于多种聚合物体系,被国内外学者引用数百次,已成为研究聚合物非等温结晶动力学一种有效方法.