液相色谱手性拆分机理的热力学方法研究

手性识别是分子识别的一个重要组成部分。液相色谱手性拆分机理研究有助于色谱条件的优化和新型手性固定相的设计,也有助于理解手性识别机制。本文就线性色谱与非线性色谱条件下手性拆分过程对应热力学参数的推求方法进行了评述,阐述了相关热力学参数的涵义及其在色谱保留及手性拆分机理探讨中的应用,并展望了该领域的研究前景。     

环境中有机磷污染物碱性的理论研究

有机膦化合物的碱度对深入了解有机膦类污染物的降解有着重要的意义. 发展基于第一性原理的理论方法精确计算有机膦化合物的pKa值有重要意义. 本研究工作发展了精确计算有机膦阳离子化合物pKa值的方法: 用B3LYP/6- 31＋G(d)优化气相结构, PBEPBE计算单点能量, IEFPCM/Bondi (f＝1.0)计算溶剂化能. 理论值与实验值比较, 其平均偏差和均方根差分别为－0.6 pKa单位和0.7 pKa单位. 基于此方法, 我们研究了常见有机膦污染物阳离子的碱性, 定量计算其pKa值. 并进一步讨论了这类化合物的α取代效应和远程取代效应对其碱性的影响, 总结了影响杂环有机膦化合物阳离子酸性的因素.     

线性溶剂-能量关系模型法评价纤维素三(3,5-二甲基苯基氨基中酸酯)涂敷手性固定相的作用力及其对手性拆分的影响

利用线性溶剂-能量关系模型(LSER)对分别以氨丙基硅胶(APS)和硅胶(SiO2)为基质的两种纤维素三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)(CDMPC)手性固定相(CSP)存在的作用力进行研究.利用33种分析物的LSER描述符号及分析物在固定相上的保留时间进行多元线性回归,通过对回归所得到的系统参数的分析来评价固定相存在的作用力.分析表明:两种固定相在正相条件下存在较弱的π-π作用力,较强的偶极-偶极作用力.而氢键作用力的大小受到基质的影响,以APS为基质的固定相给电子能力较强;而以SiO2为基质的固定相给质子能力较强.     

X80管线钢钝化膜内点缺陷扩散系数的计算

X80管线钢;扩散系数;点缺陷模型;钝化膜;电容测试法     

腺苷与人血清白蛋白间相互作用的荧光光谱及分子模型法研究

在模拟人体生理条件下,结合紫外光谱和分子对接模型运用荧光光谱研究了腺苷与人血清白蛋白(HSA)间的键合作用。腺苷有较强的能力猝灭人血清白蛋白的内源荧光,且根据Stern-Volmer方程判断出猝灭机制为静态猝灭。本文运用相应的荧光值和Vant’Hoff热力学方程求得了不同温度下的结合常数(K)以及一些热力学参数,如焓变(ΔH)和熵变(ΔS)。结果表明：键合过程中疏水作用力对新化合物的稳定性起主要作用,这与分子对接模型方法研究的结果基本一致。另外还研究了常见离子对结合常数的影响。     

Protein surface recognition of the novel tetra-carboxylphenyl calix[4]arene to cytochrome c

The interaction of the novel tetra-carboxylphenyl calix[4]arene （TCPC） with the bovine heart cytochrome c （Cc） was first investigated by fluorescence spectroscopy and molecular modeling methods. The formation of a stable 1：1 complex was monitored by fluorescence titration, and its binding constant is 1.916 ×10^7 L mol^-1. Molecular modeling reveals the recognition mechanism of TCPC to the Cc surface, that is, the electrostatic interaction drives TCPC to the Cc surface, and the van der Waals interaction orientates TCPC parallel to the cleft of Cc.     

添加多晶硅废料制备SiC/Si3N4复相结合SiC耐火材料

以碳化硅、多晶硅废料、金属硅粉为原料,纸浆废液为结合剂,采用反应烧结工艺制备SiC/Si3N4复相结合SiC耐火材料.运用热力学分析了利用多晶硅废料代替部分工业金属硅粉和碳化硅细粉制备SiC/Si3N4复相结合SiC耐火材料的理论可行性.系统地分析了单质硅氮化机理,提出Si首先与N2中的微量氧反应形成气态SiO,至体系氧分压降至P(02)/pθ＜1 × 10-18.9,Si直接氮化.研究了多晶硅废料对材料物相组成和微观结构的影响.结果表明:利用多晶硅废料制备的SiC/Si3 N4复相结合SiC耐火材料性能优异;多晶硅废料的添加使反应生成的结合相由原先单一的Si3 N4变为Si3 N4和β-Sic,两结合相发挥各自的性能优势;多晶硅废料中的硅粉粒径小,活性大,与工业金属硅粉共存时能发生逐级氮化作用,增加了纤维状Si3N4含量,优化了材料结构.     

硅晶体生长固液界面形貌研究

结合杰克逊界面理论、分子动力学模拟(MD)和密度泛函理论(DFT),对硅晶体(100)和(111)面生长过程中固液界面形貌进行研究,包括界面自由能变化、结构变化和生长位置吸附能等.通过杰克逊界面理论计算,发现(100)界面晶相原子和流体相原子在表面各占约50;时吉布斯自由能达到极小值,而(111)界面在表面占比约0;或100;时达到极小值,说明当热力学平衡时,(100)面趋向于粗糙面,(111)面趋向于光滑面;分子动力学模拟显示,随着生长的进行,初始光滑的固液界面在(100)面上会逐渐转变为粗糙界面,而(111)面则始终保持光滑界面生长;且在生长过程中,(100)面的生长速率明显高于(111)面,因为(100)面始终为粗糙面生长;DFT计算发现,(100)面上的所有生长位置吸附能接近,可以实现连续生长,(111)面吸附能则存在明显的差值,生长原子需要吸附在台阶处才能进行层状生长.     

金刚石衬底上GaN HEMT沟道温度建模:各向异性且非均匀热导率的影响

为了改善GaN HEMT的自热效应,集成高热导率的金刚石衬底有助于增强器件有源区的热量耗散。然而,化学气相淀积(CVD)生长的多晶金刚石(PCD)具有柱状晶粒结构,导致了各向异性的材料热导率,且其热导率值与生长厚度有关。为此,通过建模金刚石生长过程中晶粒尺寸的演变过程,计算了金刚石沿面内和截面方向的热导率。基于该PCD热导率模型,利用计入材料非线性热导率的GaN器件热阻解析模型,计算得到了GaN HEMT沟道温度的波动范围,并分析了其与器件结构(栅长、栅宽、栅间距、衬底厚度)和功耗的依赖关系。最后,通过与有限元(FEM)仿真结果对比,分区域提取了GaN HEMT器件中PCD衬底的有效热导率,分别为260~310 W/(m·K)和1 250~1 450 W/(m·K)。本文的计算为预测金刚石衬底上GaN HEMT器件的沟道温度提供了快速、有效的方法。     

基于贝叶斯参数优化的无模型自适应硅单晶直径控制

直拉硅单晶的生长过程涉及多场多相耦合与复杂的物理化学变化,其中工艺参数的波动是导致晶体直径不均匀的重要原因,如何实现工艺参数的控制以获得理想的、均匀的晶体直径具有重要的研究意义。本文分析现有控制方法存在不稳定以及控制效果不佳的问题后,提出基于贝叶斯参数优化的无模型自适应控制模型来控制硅单晶生长过程中的晶体直径。首先以坩埚上升速度与加热器的功率作为控制输入参数,晶体直径作为输出,搭建无模型自适应控制模型,并分析算法的稳定性。其次将控制模型进行仿真实验,发现硅单晶直径控制模型中不同的超参数设定会影响控制过程的迭代次数以及控制效果。最后,利用贝叶斯优化超参数的取值范围,并进行最终的仿真实验,结果表明,经贝叶斯参数优化后的控制模型计算快、迭代次数少,输出的晶体直径稳定,同时将生长工艺参数控制在实际生产要求范围内。因此,基于贝叶斯参数优化的无模型自适应控制实现了硅单晶直径均匀稳定的有效控制,具有结合工程背景的实际应用前景。