中国科学院大连化学物理研究所在化学反应动力学领域取得系列创新成果

一切化学反应的本质都是原子或分子按照量子力学的规律相互结合或分离的过程.化学反应动力学就是在原子和分子的层次上,用量子力学的语言研究化学反应的细致过程和物理机制的学科,又称为分子反应动力学.化学反应动力学是化学的基础学科,它搭起了物理学基本规律和复杂化学过程之间的桥梁,对任何化学过程刨根问底地追问"为什么"的问题最终都将归结到化学反应动力学领域.     

柠檬酸循环中成员的振荡化学反应 Ⅰ.柠檬酸的振荡反应

柠檬酸是生化中柠檬酸循环里的主要成员之一.它能进行振荡化学反应,前人已有报道.Б.П.Белоусов曾经报道过柠檬酸-溴酸钾-硫酸铈-硫酸体系有振荡化学反应现象.А.М.Жаботинский也报道该体系有振荡化学反应     

最简单的化学反应

化学反应时分子究竟是怎样变化的?化学家正在为寻求答案而努力工作.他们设法用量子物理的理论来理解化学反应,至今已有60多年了.现在,现代强大的计算机使理论家能够对最简单的化学反应进行精细的量子计算;同时发展起来的高能激光器使实验工作者能够在实验室里以前所未有的细致程度研究这种反应.一个化学物理学的新时代已显露曙光.     

超声波在化学和化工上的应用

超声波在化学和化工上的应用,已經展开广泛的研究,大体上可分为以下三个方面: 1.作为化学反应的能源,直接激发在一般条件下不能(或很难)进行的化学反应。 2.利用超声波透过(或作用于)不同的介貭时被吸收的程度的不同、传播速度的不同,或被反射或折射的特性,来研究介貭的物理化学性貭、化学反应速度,以及作为分析化学的工具。 3.利用超声波的机械作用,促进化工过程中传貭和传热的作用,改变反应过程的物理状态,从而加速化学反应进行,以及提高某些化工单元操作的效率。     

F+H2化学反应中的动力学共振以及氢分子转动的影响

化学反应共振态是长期以来备受关注的化学反应动力学研究课题, 对于理解基元化学反应的机理有着重要的意义. 本文介绍了最近我们在这一研究方向的重大进展. 通过对F+H₂化学反应的全量子态分辨的分子束反应散射实验研究, 观测到了F+H₂中反应中明显的反应共振现象. 通过高精度的全量子散射动力学研究, 发现这一共振现象是由两个动力学共振态所引起的, 而且这两个动力学共振态之间在前向散射有明显的量子干涉效应. 这项研究工作使得对这一重要基元反应中的化学反应共振态的研究向前迈进了一大步. 此外, 还进一步在实验和理论上研究了氢分子转动对动力学共振的影响, 并且观测到了F+H₂ (j = 1)反应的动力学共振现象.     

超声管形聚焦式声化学反应器

提出一种新型声化学反应器, 该反应器通过纵振电声换能器激励特定长度的圆管, 使其能有效地将纵向振动转化为径向振动从而向管内辐射超声波, 并在管内聚焦形成高强声场. 管形聚焦式声化学反应器结构简单, 容器壁均可辐射声波, 故电声转换效率高, 其产生的聚焦声场为声化学反应提供了良好的条件. 反应器的长度最大可达2 m, 处理液可连续式通过, 在声化学等液体处理领域有很好的应用前景.     

高分子催化剂

高分子催化剂,是对化学反应具有催化作用的高分子.在生物体内所进行的化学反应,几乎全部是酶催化的.酶是由各种氨基酸连结组成的高分子,有的还含有金属离子(金属酶).因此,酶可以说是天然高分子催化剂.酶和一般的催化剂所不同的特点是在常温常压的温和条件下,具有很高的活性和选择性.如     

单分子微正则系综振动选模反应速率常数的计算

近来,实验和理论的研究表明,在特定条件下,某些化学反应可以在振动激发态上进行.这方面的深入研究无疑将推动实验和理论化学家实现自己一直追求的目标——使化学反应在其一定的条件下按照予先设计的特定振动模式激发态下进行.按照标准过渡状态理论,总能量为E的     

利用磁场加速化学反应

直至最近,一些化学家还拒绝承认外加磁场可以加速化学反应(极低温下的反应除外),他们说,由于外加磁场所提供的能量比化学反应中原子和分子的能量变化小得多,所以磁场不会影响化学反应速度。这些化学家之所以有这种看法,是因为他们把化学反应过程简单地看成热力学过程,事实上,化学反应     

调幅电磁波作用下Kl及KMnO_4氧化还原反应的新特点

人们早已熟知静电场、静磁场对化学反应的作用,在光谱分析中人们也知道物质对微波的谐振吸收,即微波对物质分子能级的影响.现在射频电磁波特别是微波对化学反应的作用正受到人们的关注.大量的实验证实了微波能显著提高化学反应的速度和改变反应的机制.特别在生物电磁学实验中人们发现微弱的微波能量也能导致明显的生物效应,即生物效应的能量主要来自于生物体内的新陈代谢,即电磁波影响了新陈代谢过程,这就是所谓的非热生物电磁效应.1992年10月在荷兰的Breukelen召开了首届世界微波化学大会,会议就微波化     

化学反应活化能与平均自由程的关系

科学理论来源于实践,但一旦形成理论就可以在更大范围与更高角度来指导实践.丁成玉同志是研究半导体材料制备的,他提出利用分子平均自由程与化学反应活化能间的关系,选择最有利的实验条件,从而可以在较低温度下完成化学反应以大量节约能源.而在生命现象中设法增加活化能则可延长生命.丁成玉同志建议用这一方法对石油进行减压裂解,以节约能源和钢材.     

Ca与共轭聚合物P3HT界面处的电子结构和化学反应

运用自旋涂膜(spin-coating)技术在清洁的Si片衬底上制备出共轭聚合物(regioregular poly(3-hexylthiophene), rr-P3HT)薄膜样品, 利用同步辐射光电子能谱(SRPES)结合常规X射线光电子能谱(XPS), 原位观测金属Ca在rr-P3HT表面沉积过程中的化学反应与界面电子结构. 发现在Ca沉积过程中, Ca不仅引起rr-P3HT能带弯曲, 而且选择性地与rr-P3HT中的S元素发生化学反应, 而与C元素没有明显的化学反应. 同时, 通过对Ca/rr-P3HT界面的价带和二次电子截止边变化的考察, 获得了Ca/rr- P3HT界面清晰的能级排布图像.     

大气中细颗粒物表面多相化学反应的研究

细颗粒物在大气环境问题中起着重要的作用, 对于其表面上的多相复合反应的研究已成为当前大气环境科学研究最前沿的领域. 阐述了大气中细颗粒物的物理和化学特性, 及其与大气中痕量污染气体物质的相互作用, 探讨了细颗粒物表面多相化学反应的研究方法. 评述了大气中细颗粒物表面多相化学反应研究的若干进展, 提出了主要存在的问题及今后的研究前景.     

化学呈现出新的生机

含锡和汞等元素的催化剂能加速化学反应,但也污染了环境.化学家们发现,酶是其最佳的替代物.     

基于超临界流体技术制备药物制剂的研究进展

超临界流体是温度和压力同时高于其临界值的流体,兼具气体和液体双重性质.通过改变温度和压力可对流体的理化性质进行调节,从而实现有效的分离和化学反应.基于其独特性质,目前超临界流体已广泛应用在天然有机成分萃取、颗粒制造以及化学反应等领域,由此衍生出的技术统称为超临界流体技术.本篇综述着重介绍超临界流体技术在医药领域的应用,...     

π-受体诱导的苄基硫醚键裂解反应

长期以来,煤的模型化合物的裂解均采用高温热活化或还原法.近年人们利用π-受体(π-A)诱导的键裂解反应已成为一个相当活跃的研究领域,其重要原因是通过电子给予体-受体络合物进行的化学反应热活化代表了化学反应研究的新领域和键活化的新方法.作者合作研究的目标是开发和理解化学键的裂解反应,其中对燃料利用和环境科学间的关系尤感兴趣.     

化学

化学变化木炭的燃烧是一种化学反应。在反应中,木炭里的碳和空气中的氧发生化学反应,生成了二氧化碳。烤汉堡的过程中发生了许多复杂的化学反应,热量穿透肉的细胞壁,使细胞内的物质(矿物质、氨基酸、脂肪、碳水化合物和酶)发生化学反应。汉堡上的褐色外皮就是碳水化合物和氨基酸之间发生化学反应的结果。一位身穿白衣的科学家用试管将两种液体混合在一起。混合物中迅速冒出大量气泡———这肯定是一个化学反应。但实验室和试管并不是产生化学反应的必要条件。它们可以在任何地方发生———厨房、洗衣机、海洋、医院,甚至我们的身体里。通过…     

光合反应的聚合物

多伦多大学的詹姆斯·古利特预言通过光化学反应人们能在阳光灿烂的夏季合成出液体燃料以备寒冷的冬季之需。古利特认为他的研究成果还能用于维生素D的生产,而且不必像现在通用的技术使用电光源.阳光引发的化学反应还可用于从污水中清除聚氯联苯(PCBs)和其他污染物。进行这类化学反应的关键在于古利特所发明的一种聚合物微粒。这些微粒就像一些微小的接收器收集化学反应所必需的光能。它们溶于水时呈球形,然后折叠起来,就像一些微小的容器吸引并固定住邻近的其他有机分子。它们吸收光能,分解俘获的有机物,然后使之形成新的化合物.这些聚合物能加速某些化学反应的功能,与酶很之相似。古利特称其为光酶即乙烯基苯磺酸钠与萘乙烯的共聚物(PSSS-VN)。     

基于电子结构理论筛选二维材料用于高性能能量存储及转化器件

在能源危机与环境污染问题日益严峻的背景下,探索新型的高性能能量存储和转化材料成为当今材料科学界研究的热点.近年来,有关新型能量存储和转化材料的预测、合成和性能研究取得了突飞猛进的进展;但同时如何提高能量的转化效率以及材料的循环性能和安全性能是制约其实际应用的瓶颈.另一方面,基于密度泛函方法的理论计算在揭示微观反应机理和筛选高性能的能量存储和转化材料方面发挥了重要的作用.通过理论计算能够从原子尺度上建立材料的本征属性与能量存储和转化性能之间的关系,为筛选高性能能量存储和转化材料提供重要的理论依据.本文首先从锂离子电池、燃料电池等能源器件所涉及的电化学反应出发,回顾二维材料在这些电化学反应中的应用,进一步探讨二维材料的电子结构与其化学反应性能之间的关系,并总结目前提出的用于化学反应性能的描述符并阐述其具体的应用领域,最后指出目前理论计算在研究能量存储及转化材料上存在的不足和未来的发展方向.     

重力波对中层顶区O_3及OH分布的影响

利用考虑了光化-动力耦合的重力波模式就重力波对大气化学成分分布的影响进行了计算, 着重研究了重力波通过非线性化学反应对大气化学成分分布的影响这一新的机制, 以O3和OH为例进行了计算. 研究表明, 重力波在传播过程中主要通过非线性化学反应引起中层顶区大气化学成分分布的变化, 其贡献可以超过湍流扩散和重力波引起的非线性输运.