中红外光谱结合向量夹角直接定量三氯蔗糖

多组分复杂体系的红外光谱由于成分多样、谱带严重重叠、背景干扰等导致谱图特征减弱,且体系中的红外光谱往往不是各组分光谱的简单叠加,需要借助于化学计量学技术以实现解析。基于朗伯-比尔定律（Lambert-Beer law）并且随着衰减全反射（ATR）技术取样普及,结合偏最小二乘回归法（PLS）、人工神经网络（artificial neural network, ANN）等化学计量法将数据进行累积、特征提取以及校正建模等工作解决红外光谱中严重重叠和非线性等问题,再采用二次测量定量分析已初步具有应用成效,而有效增强信息量表达,降低背景、噪声干扰,减少复杂的计算过程,进而保证定量分析结果的可靠性,则成为研究的主要方向。通过讨论光通道和背景对光谱强度变化的影响,结合向量角度转换提出一种新的近似线性定量方法。经初步理论计算,发现多组分混合物与该混合物中待测组分的相对含量二者间的向量夹角值存在一定的关系,而该关系并不受批次制样的影响,进一步通过高斯曲线模拟混合信号,充分说明选择合适的波长范围,二者在一定范围内存在线性相关性,相关性不受测量条件变化的影响。采用KBr压片法,向待测样品中逐步加入待测组分得到混合样本,分别得到待测组分光谱与混合样本光谱信号,先将其进行一阶求导,消除加性误差后,再将其转化为空间向量角度,消除批次制样中光程差异,再以百分比定义待测物样品的含量,所得到混合样的夹角值与其中所含参照品含量成简单线性关系,即以计算结果夹角值与含量作标准曲线,实现定量分析。本测量方法用于三氯蔗糖（Sucralose, TGS）与三氯蔗糖-6-乙酸酯（4,1,6-trichloro sucrose-6-acetate, TGS-6-A）二者进行一定比例混合（双组分体系）,以及TGS-6-A的脱酰产物（多组分体系）中的TGS的含量定量分析,在两种体系中定量均得到令人满意的结果,所建立标准曲线的相关系数r均达到0.995 0以上,相对误差均低于8.0%,所建立的分析方法对利用中红外透射光谱分析研究多组分样品具有重要的参考价值。     

侧链含有不同电子受体的聚咔唑衍生物的合成及其WORM型存储性能

利用Suzuki偶联反应合成了3种侧链含有不同电子受体的可溶性D-A型聚咔唑衍生物:聚[(9-(2-己基葵基)-9 H-咔唑)-(9-(4-硝基苯基)-9 H-咔唑)](PCz-NO_2)、聚[(9-(2-己基葵基)-9 H-咔唑)-(4-(9 H-咔唑-9-基)苯甲醛)](PCz-CHO)和聚[(9-(2-己基葵基)-9 H-咔唑)-(4-(9 H-咔唑-9-基)苯甲腈)](PCz-CN)。基于这3种聚合物的存储器件(器件结构:Al(200nm)/高分子(90nm)/氧化铟锡(ITO)均表现出典型的电双稳电子开关效应和非易失性一次写入多次读出(WORM)型存储性能。随着共轭聚合物光学带隙的增加[2.26eV(PCz-NO_2)→2.79eV(PCzCHO)→3.20eV(PCz-CN)],相应器件的启动阈值电压逐渐增大(-1.70V→-1.81V→-1.89V);而电流开关比(ON/OFF)则依次减小(6.63×10~4→4.08×10~4→5.68×10~3)。含氰基的聚咔唑衍生物需要的开启电压最大,展现出来的电流开关比在3种聚合物中则最小。     

计算分子二阶超极化率的基组选择

设计和使用了扩展的6-31G,D95, ANO,aug-cc-pVDZ基组以及Hypol基组,用各种相关能级别的方法SCF,MP2,MP3,MP4D,MP4DQ,MP4SDQ,MP4, CCSD,CCSD(T),计算了H2O,CO,HF,H2,N2等分子的二阶超极化率.分别以4-aug-cc-pVTZ基组在不同方法下的二阶超极化率结果,和CCSD(T)/4-aug-cc-pVTZ水平上的结果作为标准,求得各水平计算相对应的平均相对偏差.结果发现:MP2/aug-cc- pVDZ+是计算二阶超极化率最优的水平.综合讨论认为:可在MP2/aug-cc-pVDZ+水平上计算分子的二阶超极化率,其结果是可靠的.而且如果同时要计算分子极化率和一阶超极化率,其结果也是可靠的.     

共轭链对具有特殊电荷转移结构分子超极化率的影响

近年来实验发现扭曲型分子内电荷转移（TICT）分子具有独特的分子内电荷转移机理和不同寻常的NLO响应系数。本文在MP2/6-311++G(d,p)水平上,结合有限场方法系统探讨了不同共轭链及共轭链长度对TICT分子一阶超极化率β的影响,并与传统D-π-A分子相比较。研究表明,共轭链对TICT分子与传统D-π-A分子β影响不同,且随着共轭链增长,TICT分子β提高更为显著。特别是共轭链为苯环的P4分子,当苯环重复单元数n=3时,其β远远大于其它具有不同共轭链的分子。     

谈化学教学过程中生成性教学资源及利用

课堂生成性教学资源是教学活动前不能预设的、在教学过程中动态生成的有利于教学目标实现的各种因素。化学生成性教学资源产生于动态的化学教学过程;学生是化学教学资源的重要构成者和动态生成者;教师是化学生成性教学资源的开发者和课堂教学资源的重组者。化学教学过程中教师应对生成性教学资源加以识别、开发和利用。     

二阶超极化率γ的Hartree-Fock极限值的再研究

用有限场(FF)方法,在ROHF/x-aug-cc-pVXZ(x=1～5或7,X=T,Q)水平上计算了C,N,O,F,OH和OH⁺等开壳层原子和分子、离子的二阶超极化率γ.与闭壳层原子和分子的计算结果相类似,γ随基组的增大出现一个拐点.拐点对应的γ值与数字轨道计算的γ值符合得较好,其平均相对误差分别为1.79%(x-aug-cc-pVTZ)和1.91%(x-aug-cc-pVQZ),故计算二阶超极化率γ不需使用g函数.进一步研究表明,用x-aug-cc-pVTZ系列基组不仅可以得到γ的Hartree-Fock极限值,而且可以用来作较准确的二阶超极化率相关效应的计算.     

白藜芦醇顺反异构体及第一三重激发态结构的理论研究

在B3LYP/6-311++G(d,p)水平对白藜芦醇顺反异构体及第一三重激发态进行了结构优化、频率计算和自然键轨道(NBO)分析。在MP2/6-311++G(d,p)//B3LYP/6-311++G(d,p)水平比较了白藜芦醇顺反异构体的能量。反式白藜芦醇整个分子呈现平面结构,顺式白藜芦醇两苯环之间存在约30º扭角。第一三重激发态中两苯环几乎处于互相垂直的关系,C7-H5与C8-H6键也是几乎互相垂直的关系。顺式和反式白藜芦醇C7-C8的σ键成键情况分别为sp1.53-sp1.53和sp1.59-sp1.60,C7与C8各自提供p轨道形成π键,即形成C7=C8双键。三重态中,C7-C8的成键情况为sp1.92-sp1.89,没有p-p π键,C7、C8均还有一个2p轨道未参与杂化,NBO分析证实C7、C8的各自剩下的2p轨道均几乎独立形成了高能量的反键轨道,分别垂直于单羟基和双羟基苯环,C7-C8键长明显长于白藜芦醇顺反异构体。顺式白藜芦醇比反式白藜芦醇的自由能高约1.3-2.5kcal/mol,反式构型是热力学稳定构型。TD/DFT方法,B3LYP/6-311++G(d,p)水平计算得反式和顺式白藜芦醇最强紫外吸收峰分别在330nm和319nm。     

卤素离子与卤代苯气相SNAr反应理论研究

采用B3LYP/6-311+G**和MP2/6-311+G**方法,研究了卤素离子与卤代苯气相SNAr反应(Ar Y+X-=Ar X+Y-,X,Y=F,Cl,Br和I)。结果显示,气相里除了X=Y=F反应为分步路径外,其余反应通道都是协同SNAr机理;F离子进攻卤苯SNAr反应无论从动力学(总能垒ΔGb=9.0~17.3 k J/mol)还是热力学上来说都很容易进行,然而Cl、Br和I离子进攻的反应,其MP2吉布斯自由能垒(ΔGb)高达91.3~202.5 k J/mol,因此在气相里很难发生;另外,标题反应的反应性可以通过卤素离子质子亲和能(PA)、最高占据轨道能(EHOMO)、Mulliken电负性(χ)以及Wiberg键级(BO)与NPA电荷(Q)来分析,其中,过渡态里C─Y键的断裂是引起反应能垒升高的主要因素,亲核试剂的亲核能力主要由EHOMO控制,而卤素离子的离去能力由其PA或χ决定。     

淡水鱼中隐性孔雀石绿的快速提取和检测

基于向量-子空间夹角判据,建立了淡水鱼中隐性孔雀石绿(LMG)的快速提取和紫外光谱检测方法。首先采用高效液相色谱-紫外可见光谱仪联用,建立不含待测组分LMG的淡水鱼本底数据库;然后采集LMG的标准光谱数据库,即可建立快速分析的数学模型。运用该模型,直接采集市售淡水鱼的紫外可见光谱即可快速计算LMG的含量。实验结果表明:快速分析法和高效液相色谱法结果接近,加标回收率在92～120%之间;乙腈提取法的提取率高于国标法,相对标准偏差小于5%,重现性好,解决了现有隐性孔雀石绿提取方法繁琐的问题;实现了淡水鱼中隐性孔雀石绿快速提取和检测。     

扫描隧道显微镜针尖调制的薄膜表面的原子扩散

采用原子尺度的模拟方法,探讨了在零偏压下扫描隧道显微镜(STM)针尖调制的金属表面岛上原子运动及岛边的层间质量输运. 研究结果显示STM的移动对岛上及岛边的原子扩散有重要的影响. 针尖与吸附原子的交互作用及岛和基体中强的形状变化影响了岛上吸附原子的跳跃扩散及岛边的跳下扩散和交换扩散过程. 研究发现,通过调节针尖与基体的垂直距离及针尖与吸附原子的水平距离,可以降低岛上吸附原子的跳跃扩散能垒及岛边的跳下扩散和交换扩散能垒,从而实现薄膜由三维生长模式向二维生长模式的转变. 关键词： 扫描隧道显微镜 原子运动 质量输运