表面化学反应体系中非线性问题的理论研究*

本文综述了表面化学反应体系中若干重要非线性问题的研究现状及作者所取得的研究成果, 其中包括表面催化反应体系中的非平衡动力学相变, 分形表面反应体系中的非线性动力学行为, 表面反应体系中噪声诱导的时空有序结构及其转变规律, 表面反应体系中的随机共振等。     

高碘酸盐-亚硫酸盐反应体系的复杂动力学

研究了KIO4-Na2SO3-H2SO4 反应体系的复杂动力学，在酸性条件下（pH<3），发现碘电位、Pt电极电位和pH在封闭体系中显示单峰振荡以及半封闭体系和开放体系中的振荡现象.振荡现象受[Na2SO3]0/[KIO4]0比值以及体系的酸度影响.实验结果表明该体系可能为I2生成和I2消耗所驱动的振荡反应；所拟的反应机理解释了体系所显示的复杂动力学现象.     

介观化学体系中的动力学尺度效应

以生命和表面催化体系为对象,研究了介观化学体系中内涨落对体系非线性动力学行为的调控作用。内涨落可以诱导随机振荡,其强度在体系处于最佳尺度时会出现一个甚至多个极大值,并且在耦合体系中会得到进一步增强,表现为尺度共振效应、尺度选择效应和双重尺度效应,揭示了介观化学体系中尺度效应的新机制。     

介观化学体系中的动力学尺度效应

以生命和表面催化体系为对象,研究了介观化学体系中内涨落对体系非线性动力学行为的调控作用。内涨落可以诱导随机振荡,其强度在体系处于最佳尺度时会出现一个甚至多个极大值,并且在耦合体系中会得到进一步增强,表现为尺度共振效应、尺度选择效应和双重尺度效应,揭示了介观化学体系中尺度效应的新机制。     

介观化学体系中的动力学尺度效应

以生命和表面催化体系为对象,研究了介观化学体系中内涨落对体系非线性动力学行为的调控作用.内涨落可以诱导随机振荡,其强度在体系处于最佳尺度时会出现一个甚至多个极大值,并且在耦合体系中会得到进一步增强,表现为尺度共振效应、尺度选择效应和双重尺度效应,揭示了介观化学体系中尺度效应的新机制.     

复杂化学模式群的非线性映射及其应用

提出新的非线性映射算法，并分别采用传统非线性映射算法和新的非线性映射算法，将8维橄榄油样本映射于平面。其中新的非线性映射算法获得更好保留样本模式拓扑结构的映射平面，映射平面清晰地反映模式的类别关系，即同类模式都清晰地聚集在一起，实现聚类。     

凝聚态化学研究中的动力学振动光谱理论与技术

化学变化的本质是化学键的形成与断裂。凝聚态化学的主要特征是分子内的物理与化学过程与周围环境之间的动态相互作用和动力学耦合,不仅会影响化学键形成与断裂的化学反应平衡与反应速率,还会改变化学反应的走向。动力学振动光谱技术是探测凝聚态体相中与表面上各种微观分子细节最为有力的当代谱学表征技术之一。与脉冲核磁技术类似,科学家们使用一组精心设计的激光脉冲在凝聚态体系中激发复杂的光学响应,所产生的信号中包含了比传统吸收光谱丰富得多的反应机理、分子与溶液结构、分子运动、电荷与能量传递等微观信息。近年来,各种动力学振动光谱被运用于凝聚态化学的各个领域,尤其是在溶液态和表界面态领域,获得了一系列突破性进展,并且处于不断发展的过程之中。在本文中,我们将回顾及展望动力学振动光谱技术的基本概念、实验方法和理论框架,以及它们在凝聚态及表面态化学中的重要应用。     

化学中的非线性问题

在最近20多年间,国内外出现了一个研究非线性问题的热潮。尽管我国的大多数化学工作者对非线性一词还较陌生,但化学和非线性的关系并不疏远。事实上,化学的基本规律是非线性的。     

化学子体系相互作用理论的键表方法

本文应用作者最近提出的多电子体系键表方法研究化学子体系的相互作用理论. 提出了两种构造子体系对称性匹配分割波函数的方法, 即置换群非标准基投影算子的方法和键表耦合的方法. 在此基础上研究子体系相互作用能的计算. 应用本文的方法可在价键(VB)结构相互作用或组态相互作用(CI)水平上处理各种化学上重要的多电子体系(原子或分子)的分割及其相互作用问题, 如分子间的或分子内的基团或壳层的相互作用。     

复杂体系溶剂化电子的研究进展

溶剂化电子是一类限域于溶剂或环境介质中不同于核实及价态电子的弱束缚电子,其主要结构特点就是电子以个体的形式被溶剂分子或微环境介质所溶剂化,是一类新型物种和特殊的量子点体系.其具有非常独特的结构、性质及动力学,且展现了很有希望的应用前景.本文综述了本课题组关于复杂体系溶剂化电子计算与动力学模拟研究系列进展,其中包括特殊介...     

苯酚的敞开体系化学振荡反应动力学法测定

利用KBrO3-Ce(SO4)2-Ch2(COOH)2-H2SO4敞开体系研究测定黄河水中苯酚污染物的新方法,在连续搅拌反应器（CSTR）中,当[KBrO3]=0.0625mol/L,[CH2(COOH)2]=0.187mol/,[Ce(SO4)2]=0.002mol/,[H2SO4]=0.8mol/L,蠕动泵单路流速为1.2mL/min时,苯酚的质量浓度在0.10-25mg/L范围内与振幅的改变、周期的改变呈线性关系,检出限为0.05mg/L;苯酚的加标回收率为95%-102%。     

分析化学中非线性多元函数拟合的遗传算法

本文提出分析化学中非线性多元函数拟合的遗传算法，并以一组试验数据为对象，尝试了遗传算法的效果。结果表明，遗传算法性能良好，可望成为分析化学中各类非线性函数拟合，曲线校正的有效方法。     

气候变化中的化学问题

气候变化是一个复杂体系中的科学问题。探讨大气中化学组分及化学过程的气候效应是目前这一研究的活跃领域。大气氧化剂和颗粒物是我国城市和区域大气中的关键污染物,在气候变化中也具有不容忽视的作用,分析和估算其直接和间接的气候效应,有助于丰富和完善对气候变化过程的科学认识。     

正庚烷复杂化学框架与全局简化机理构筑

基于误差传播的直接关系图法(DRGEP), 针对正庚烷复杂化学, 成功地进行了指定精度的不同水平框架机理简化研究. 精确地查明了指定组分的依赖关系, 构造出仅包含重要化学路径的动力学机理. 分别给定阈值ε为0.01和0.001, 获得的框架机理分别包含690和398个反应、涉及69和52种组分, 虽然给定阈值的精度并不高, 但所得框架机理和原复杂化学关于火焰结构的计算吻合很好. 为了进一步增加简化度, 采用了全局简化机理构筑的延伸算法, 增加了算法的通用性, 同时基于CSP分析, 确定了QSS组分, 在已建立的框架机理的基础上, 进一步构筑了30和20组分全局简化机理, 计算结果表明, 2个全局简化机理仍具有很高的模拟精度.     

化学计量体系的特点及实现有效化学测量的途径

叙述了有效化学测量的意义、化学计量体系的组成和特点,介绍了实现有效化学测量的途径以及标准物质在化学测量中的作用。     

大黄的非线性化学指纹图谱研究

通过别洛索夫-扎鲍京斯基(B-Z)振荡反应对不同来源大黄进行定性分析,将大黄粉末加入H2SO4-MnSO4-CH3COCH3-NaBrO3中,组成化学振荡体系,用电化学工作站记录数据,并对化学试剂的浓度、反应温度、大黄用量等条件进行了考察,确定体系的最佳实验条件,获得了不同来源大黄的非线性化学指纹图谱.通过对大黄非线性化学指纹图谱的研究,发现不同来源的大黄的指纹图谱主要参数有较大区别.该方法简便,准确,可靠,可方便地用于不同来源大黄的定性分析.     

对环境放射化学学科体系的探讨

环境放射化学是一门新兴的边缘学科，对其学科体系进行探讨十分必要。本文简述了这门新学科产生的背景和发展的历史；论述了环境放射化学的定义，并按不同方法对这门学科的研究内容作了分类和阐述；提出了环境放射化学研究的５个特点，并对该学科当前需研究的若干问题进行了讨论。     

一类基于模糊神经元的复杂非线性化学模式识别方法

针对模式类别边界曲折而模糊的复杂化学模式分类问题,提出一种化学模式模糊分类方法,并给出其模糊神经元分类器设计和网络训练算法,使模糊神经元分类器具有学习功能.以一个应用实例检验了该方法的实效.