English Version 武汉大学期刊中心

最新刊期

2019 年第 1 期

理论化学

扶手椅型单壁碳纳米管孔径对缬氨酸分子旋光异构的限域影响
高峰,潘宇,乔朝阳,闫红彦,庄严,王佐成
2019, 65(1): 1-10. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.01.001

摘要：采用量子力学与分子力学组合的ONIOM方法，研究了扶手椅型单壁碳纳米管(SWCNT)孔径对缬氨酸(valine，Val)分子两种构象Val_1和Val_2旋光异构的限域影响。结构分析表明：扶手椅型SWCNT(5, 5)的限域作用致Val分子骨架明显形变，同时SWCNT(5, 5)也发生了明显形变。势能面研究表明：限域在SWCNT内的Val分子以氨基氮为质子转移桥梁的旋光异构反应通道具有优势；Val_1和Val_2限域在SWCNT(5, 5)内，在优势通道上旋光异构决速步骤的内禀能垒分别为340.55和361.13 kJ·mol^-1，限域在SWCNT(6, 6)内，在优势通道上旋光异构决速步骤的内禀能垒分别为302.80和293.11 kJ·mol^-1，限域在SWCNT(7, 7)内，在优势通道上旋光异构决速步骤的内禀能垒为265.54 kJ·mol^-1左右。计算结果表明：SWCNT(5, 5)的限域作用及其固体溶剂效应对Val分子的旋光异构反应具有显著的阻碍作用，SWCNT(5, 5)可以安全地储存光学纯Val。
关键词：缬氨酸;旋光异构;单壁碳纳米管;ONIOM方法;密度泛函理论;过渡态;微扰论

70

|

2

|

1

<HTML>

<引用本文> <批量引用> 4614154 false

发布时间：2020-12-07
水液相环境下氢氧根水分子簇催化布洛芬旋光异构及质子的作用
庄严,佟华,王佐成,高峰,闫红彦,陈凤清,丛建民
2019, 65(1): 11-18. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.01.002

摘要：采用基于密度泛函理论的B3LYP方法和从头算的MP2方法，结合自洽反应场理论的SMD模型，研究了布洛芬(Ibu)分子2种稳定构象的旋光异构反应。研究发现：Ibu的旋光异构有氢氧根拔α-氢和氢氧根水分子簇联合拔α-氢两种机理。势能面计算表明：对于构象1，氢氧根拔α-氢时旋光异构的决速步骤能垒为42.69 kJ·mol^-1，氢氧根水分子簇联合拔α-氢时旋光异构的决速步骤能垒为48.83 kJ·mol^-1；对于构象2，氢氧根拔α-氢时旋光异构的决速步骤能垒为38.73 kJ·mol^-1，氢氧根水分子簇联合拔α-氢时旋光异构的决速步骤能垒为50.72 kJ·mol^-1。质子的存在会使Ibu旋光异构反应的后半程变成无势垒放热反应。结果表明，水液相碱性环境下布洛芬分子可以较快地旋光异构，质子与氢氧根离子共存会使Ibu旋光异构的反应速度更快。
关键词：布洛芬;旋光异构;氢氧根;质子;密度泛函;过渡态;从头算;自洽反应场

92

|

2

|

4

<HTML>

<引用本文> <批量引用> 4613911 false

发布时间：2020-12-07
水液相环境下α-丙氨酸分子的旋光异构及氢氧根和羟基自由基的作用
杨晓翠,高峰,佟华,闫红彦,王佐成
2019, 65(1): 19-29. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.01.003

摘要：在MP2/6-311++G(3df, 2pd)//B3LYP/6-31+G(d, p)水平，采用自洽反应场(SCRF)理论的SMD模型研究了水液相环境下具有氨基和羧基间双氢键的α-丙氨酸(α-Ala)分子的旋光异构。研究发现：α-Ala的旋光异构有a、b和c三个反应通道，分别是质子以羰基氧、羧基及氨基为桥从手性碳的一侧迁移到另一侧。势能面计算结果显示：2个水分子簇的催化及溶剂效应的作用下，三个反应通道的决速步骤能垒分别为154.96、171.79和123.98 kJ·mol^-1，反应通道c为优势通道；3个水分子簇作氢迁移媒介时，反应通道c的决速步骤能垒降至109.61 kJ·mol^-1。氢氧根水分子团簇的催化使该能垒降至61.83 kJ·mol^-1。羟基自由基水分子簇致α-Ala损伤有水分子拔氢和羟基自由基拔氢两种机理，反应能垒分别为23.84、80.34 kJ·mol^-1。结果表明：水液相环境下，α-Ala分子可缓慢地发生旋光异构，氢氧根水分子簇的催化可使α-Ala分子较快地旋光异构，羟基自由基水分子簇可使α-Ala分子迅速损伤。
关键词：旋光异构;α-丙氨酸;密度泛函理论;过渡态;微扰理论;自洽反应场;溶剂效应

78

|

2

|

28

<HTML>

<引用本文> <批量引用> 4614443 false

发布时间：2020-12-07
神经网络法研究硝基含能化合物的撞击感度
堵锡华,李靖
2019, 65(1): 30-36. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.01.004

摘要：为了研究硝基含能化合物的撞击感度与分子结构之间的关系，基于邻接矩阵和空间结构，计算了36个硝基含能化合物的分子连接性指数X和电性拓扑状态指数E，建立了这些分子的撞击感度(lgH₅₀)与¹X、²X、⁴X、⁵X、E₁₃、E₁₆和E₂₈共7种分子结构参数的定量结构-性质相关性(QSPR)模型。将这7种分子结构参数作为神经网络法的输入神经元，采用7:2:1的神经网络结构，建立了预测精度较好的神经网络模型，总相关系数为0.975 5。利用该模型计算得到的撞击感度预测值与其实验值的相对平均误差为4.03%，优于多元回归模型的相对平均误差(9.57%)。预测值与实验值较吻合，表明硝基含能化合物的撞击感度与7种分子结构参数具有非线性关系。
关键词：撞击感度;硝基含能化合物;神经网络;分子结构参数;定量结构-性质相关性

89

|

2

|

0

<HTML>

<引用本文> <批量引用> 4614252 false

发布时间：2020-12-07
正交相三氧化钼湿度敏感性能的第一性原理研究
杨树林,李姗,徐火希,兰智高
2019, 65(1): 37-42. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.01.005

摘要：正交相三氧化钼(α-MoO₃)表面暴露原子较多，在湿度探测方面具有较大的应用潜力。本文利用Material Studio软件构建带有氧缺陷的非化学计量比α-MoO₃结构模型，利用基于密度泛函理论的第一性原理计算得到端氧缺陷α-MoO₃的形成能最低(约4.41 eV)。研究了含有端氧缺陷的非化学计量比α-MoO₃作为基体对不同方向放置H₂O分子的吸附行为，发现H₂O分子沿垂直方向O端或水平方向以H端与基体表面Mo⁵⁺作用时吸附较强，从H₂O分子向基体材料释放的电荷分别为0.11 e和0.12 e，使基体中载流子的密度增大并处于低阻态，进而产生对H₂O分子的敏感性能。该计算结果和文献实验结果一致。
关键词：正交相三氧化钼;非化学计量比;湿度敏感;密度泛函理论

88

|

2

|

0

<HTML>

<引用本文> <批量引用> 4614116 false

发布时间：2020-12-07
4-取代三唑构筑的Zn(Ⅱ)/Cd(Ⅱ)配合物的合成和结构
彭艳芬,刘天宝
2019, 65(1): 43-48. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.01.006

摘要：以4-(4-甲基苯基)-4H-1, 2, 4-三唑(L1)和4-(4-硝基苯基)-4H-1, 2, 4-三唑(L2)为配体，在室温条件下合成2个配合物，{[Cd(L1)(1, 3-bdc)(H₂O)₂][Cd(1, 3-bdc)(H₂O)₃]·2H₂O}_n (1)和{[Zn(L2)(2, 5-sdc)(H₂O)₃]·H₂O}₂ (2) (1, 3-bdc=间苯二甲酸根，2，5-sdc=2, 5-噻吩二甲酸根)。测试了配合物的晶体结构，并用红外光谱、元素分析和X射线粉末衍射对其进行表征。配合物1是一维链状结构，在π-π作用和分子间氢键作用下，一维链被连接成二维网格结构。配合物2是1个双核配合物，噻吩环与苯环间的π-π作用及分子间氢键作用将双核锌配合物连接成一维链状结构。热重分析表明当温度分别高于300 ℃和259 ℃，1和2的配合物框架发生塌陷。固体荧光分析表明配合物1在373 nm和430 nm处有荧光发射。
关键词：4-取代1, 2, 4-三唑;氢键;π-π作用;荧光

89

|

2

|

0

<HTML>

<引用本文> <批量引用> 4614311 false

发布时间：2020-12-07

环境科学

泡沫镍负载Fe₂O₃/α-MoO₃可见光催化降解水中铜绿微囊藻
黄应平,付桂荣,吴斌,方艳芬
2019, 65(1): 49-56. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.01.007

摘要：采用共沉积法合成不同配比的Fe₂O₃/α-MoO₃复合光催化剂，利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等技术分析其晶体结构、形貌及其光学性能，以铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa，MA)为污染物模型，通过检测叶绿素a、丙二醛、可溶性蛋白含量的变化，研究该催化剂在可见光(λ≥420 nm)照射下催化降解MA的性能。结果表明：当Fe₂O₃质量为α-MoO₃质量的1.0%时，复合催化剂1.0%Fe₂O₃/α-MoO₃对MA的催化降解效率最佳；pH 7.5条件下，1.0%Fe₂O₃/α-MoO₃用量为0.4 g/L时，可见光照射5 h后MA的去除率达96%，藻细胞溶出的可溶性蛋白量最低；1.0%Fe₂O₃/α-MoO₃在可见光照射下除藻过程中产生的丙二醛产量较避光反应时明显增多。将1.0%Fe₂O₃/α-MoO₃负载到泡沫镍后，表现出良好的稳定性和循环利用性，对实际水体中的混合藻类达到90%以上的降解率。
关键词：Fe₂O₃/α-MoO₃;复合光催化材料;泡沫镍;铜绿微囊藻;光催化

72

|

2

|

0

<HTML>

<引用本文> <批量引用> 4613929 false

发布时间：2020-12-07
BiOBr/TiO₂异质结催化剂的制备及其可见光催化活性
刘霞,邓德明,熊丽丽
2019, 65(1): 57-65. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.01.008

摘要：将碱热法和溶剂热法相结合，制备了不同配比的BiOBr/TiO₂异质结催化剂，采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和光致发光光谱(PL)等技术对其结构、形貌和光学性能进行表征，并探讨BiOBr和TiO₂的配比对罗丹明B(RhB)脱色率的影响。结果显示，该异质结催化剂由锐钛矿相TiO₂纳米颗粒附着生长在BiOBr花状球表面构成；BiOBr和TiO₂摩尔比为1：2的BiOBr/TiO₂催化剂在可见光照射下催化反应15 min，RhB脱色率达96.5%；催化剂循环使用4次后，RhB脱色率仅降低7.94%，稳定性较好。Mott-Schottky曲线表明，该催化剂光催化活性的提升主要是由于在BiOBr和TiO₂界面上形成了p-n结，使电子-空穴对得到有效分离。光催化机理研究结果表明，O₂^·-是光催化反应过程中的主要活性物种，RhB的脱色主要是由于脱乙基和苯环开环氧化导致。
关键词：BiOBr/TiO₂;异质结;光催化;罗丹明B

110

|

2

|

2

<HTML>

<引用本文> <批量引用> 4613967 false

发布时间：2020-12-07
重金属Cd-Cu复合污染对苍耳生长及叶绿素荧光特性的影响
张栋栋,李萌,甘龙,李晓玲,任东,胥焘,黄应平
2019, 65(1): 66-76. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.01.009

摘要：采用盆栽土培法研究Cd(0~50 mg/kg)单一污染及与Cu(0~500 mg/kg)复合污染对苍耳(Xanthium sibiricum Patrin ex Widder)生长及叶绿素荧光特性的影响。生长特性研究结果表明：Cd(< 30 mg/kg)与Cu(< 50 mg/kg)复合污染时，生长指标(生物量、根系表面积及株高)显著大于单一Cu或Cd污染下的生长指标，且随着Cd与Cu复合浓度的增加而逐渐下降；Cd与Cu复合污染在低浓度下表现为拮抗效应，高浓度下表现为协同作用。生理特性研究结果表明：与单一Cd污染相比，Cd(< 50 mg/kg)与Cu(< 50 mg/kg)复合污染时，最大荧光产量(F_m)、光化学效率(F_v/F_m)及电子传递速率(ETR)明显较大，而初始荧光(F_o)明显较小(p < 0.05)，表明Cu能一定程度上缓解Cd对苍耳的毒害作用。苍耳对重金属的富集及转移系数计算结果表明：与单一Cd污染相比，Cd(< 15 mg/kg)与Cu(< 100 mg/kg)复合污染时，苍耳对Cd的富集系数明显较大，表明Cu能有效促进苍耳对Cd的富集；Cd(< 50 mg/kg)与Cu(< 100 mg/kg)复合污染时，苍耳对Cd的转移系数明显较小，表明Cu不能有效促进苍耳把Cd从地下部转移到地上部。苍耳可以考虑作为修复Cd-Cu复合污染的候选植物种之一。
关键词：苍耳;Cd;Cu;复合污染;生长指标;叶绿素荧光特性

106

|

2

|

5

<HTML>

<引用本文> <批量引用> 4614070 false

发布时间：2020-12-07
基于MaxEnt模型的新疆微孢衣属地衣生境适宜性评价
文雪梅,艾科拜尔·木哈塔尔,木巴来克·阿布都许科尔,阿不都拉·阿巴斯
2019, 65(1): 77-84. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.01.010

摘要：结合新疆微孢衣属(Acarospora)地衣的180处分布点数据和22个环境变量，基于MaxEnt模型与ArcGIS方法，预测微孢衣属地衣在新疆的潜在分布，评价其生境适宜性，分析影响其分布的环境变量。微孢衣属地衣在新疆的生境适宜等级可划分为4个等级，高、次适宜生境区主要集中于新疆北部、中部及西南部的主要山脉所在区域和准噶尔盆地的部分区域，低适宜生境区连续分布于高、次适宜生境区的边缘，非适宜生境区占据新疆南部和东南部的广袤区域；年降雨量(bio12)、最干季度降水量(bio17)、最冷季度降水量(bio19)是影响微孢衣属地衣分布的关键环境变量，对MaxEnt模型的综合贡献率分别为36.2%、15.0%和11.6%。
关键词：地衣;微孢衣属;MaxEnt;生境适宜性;新疆

113

|

2

|

0

<HTML>

<引用本文> <批量引用> 4614365 false

发布时间：2020-12-07
初始pH值对菌株UR-2诱导Cd(Ⅱ)碳酸盐成矿的影响
王继勇,何伟,肖挺,杨子陆
2019, 65(1): 85-91. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.01.011

摘要：碳酸盐矿化微生物通过可诱导碳酸盐成矿来固化重金属Cd²⁺。为了探究pH条件对此过程的影响，选取碳酸盐矿化菌株UR-2，制备了不同初始pH条件(pH 5.0~10.0)下该菌株诱导Cd²⁺成矿的产物。结果表明，菌株生长的最佳初始pH值为8.0左右，对0.2 g/L Cd²⁺的固化率达到70.5%。X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析结果显示，产物为碳酸镉(CdCO₃)。pH值的变化对菌株Cd²⁺的络合能力以及矿化产物的形貌、组成均有较大影响。
关键词：碳酸盐矿化菌株;碳酸镉;pH值

140

|

2

|

0

<HTML>

<引用本文> <批量引用> 4613836 false

发布时间：2020-12-07

其他

含酰胺键Gemini表面活性剂在氨基酸溶液中的胶束热力学及聚集行为
徐冬青,程肖杰,罗安晟
2019, 65(1): 92-98. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.01.012

摘要：采用两步法合成含酰胺键Gemini表面活性剂Gemini-14，其结构通过磁共振氢谱、红外光谱和元素分析进行鉴定。采用电导法研究该表面活性剂分别在水、L-丙氨酸、L-丝氨酸和L-脯氨酸溶液中的胶束形成热力学和聚集行为。结果表明，温度相同时，加入的氨基酸极性越大，表面活性剂的临界胶束浓度(cmc)值越高，Gemini-14越不易形成胶束；体系相同时，胶束形成的吉布斯自由能(ΔG_m)和焓变(ΔH_m)均为负值，而ΔS_m为正值，为自发放热过程；在同一体系中，293.15~308.15 K范围内，ΔG_m和cmc的值随着温度升高而升高，而ΔH_m和ΔS_m随着温度升高而降低；胶束形成过程中存在焓-熵补偿现象。
关键词：含酰胺键双子表面活性剂;电导法;氨基酸;热力学数据

98

|

2

|

0

<HTML>

<引用本文> <批量引用> 4614409 false

发布时间：2020-12-07
肖特基金属条对磁纳米结构中Goos-Hänchen移动的影响
卢建夺,赵猛,赵飞翔,熊祖钊
2019, 65(1): 99-104. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.01.013

摘要：采用转移矩阵方法，研究了肖特基金属(Schottky metal, SM)条对双铁磁(ferromagnetic, FM)金属条共同调制的纳米结构中Goos-Hänchen(GH)移动的影响。数值模拟结果表明, 肖特基金属条上应用的偏压可以调控GH移动，且GH移动依赖于铁磁金属条与肖特基金属条间的距离、肖特基金属条的宽度以及铁磁金属条产生的磁场。因此，本文研究结果有助于基于铁磁金属条和肖特基金属条的自旋电子学器件的设计。
关键词：Goos-Hänchen移动;自旋极化;自旋滤波器;肖特基金属条

89

|

2

|

0

<HTML>

<引用本文> <批量引用> 4614208 false

发布时间：2020-12-07
变速旋转带电体的磁偶极辐射阻尼力矩公式与算例
周国全,毛冠东,魏新磊
2019, 65(1): 105-110. DOI: 10.14188/j.1671-8836.2019.01.014

摘要：通过电磁场矢势的远场多极矩展开理论，引入旋转带电体的一个本体电矩张量以计算其磁矩，推导了定轴变角速转动带电体的磁偶极辐射功率及其受到的辐射阻尼力矩公式。研究表明, 忽略延迟效应，在非相对论远场情形以及准周期平均意义下，变速旋转带电体的辐射阻尼力矩与其角速度的四阶导数有关；给出了若干特殊形状变速旋转带电体的磁距、磁偶极辐射功率和辐射阻尼力矩的具体算例；另外，以带电简谐转子为例, 利用微扰法讨论了辐射阻尼力矩对其转动的影响。
关键词：旋转带电体;电矩张量;磁偶极辐射;辐射功率;辐射阻尼力矩

80

|

2

|

0

<HTML>

<引用本文> <批量引用> 4614476 false

发布时间：2020-12-07

加载中...

批量引用

⁰