摘要：乳胶清除蛋白LcpK30是一种内型双加氧酶,其通过活化分子氧催化裂解化学惰性的聚顺-1,4异戊二烯,进而生成醛和酮.实验发现活性区域的谷氨酸148对活性有重大影响,然而其作用机制和整个反应机理仍然存在争议.本研究使用量子力学/分子力学组合方法研究了乳胶清除蛋白催化分子氧氧化裂解天然橡胶模型化合物的反应机理.计算结果显示谷氨酸148在反应过程中为质子化态,并与铁(Ⅲ)-超氧物种形成稳定氢键,因此其作用可能与调节铁(Ⅲ)-超氧物种与底物的位置有关.可能反应机理为:(1)铁(Ⅲ)-超氧物种的远端氧进攻底物碳碳双键,形成过氧烃自由基中间体;(2)近端氧回弹到碳自由基,形成过氧化物中间体和铁(Ⅱ)中心;(3)铁(Ⅱ)调节的过氧化物中间体O–O键还原裂解,生成邻二醇自由基负离子中间体;(4)邻二醇自由基负离子C–C键断裂,生成产物醛和酮.此外,计算发现,过氧化物中间体O–O键直接断裂反应能垒超过160 kJ/mol,表明铁(Ⅱ)的催化对于过氧化物中间体的后续转化至关重要.因此,本研究结果不仅加深对于Lcp_(K30)反应机理的理解,而且为Lcp酶降解合成橡胶材料的设计和工程化提供有用信息.

摘要：基于广泛的密度泛函理论计算,理论上设计并表征了一类新型的金属双卟啉染料.这些新型的卟啉染料具有很强的光捕获能力,且其低激态表现出优良的电荷分离性质.通过对这类染料体系的结构修饰,如包含不同金属的共轭大环(卟啉环或咔咯环)的取代,可以很容易地调控它们的光电子性质.计算表明,这类金属双卟啉染料的电子性质能很好地匹配不同的氧化还原电对,在染料太阳能敏化电池研究中具有好的应用前景.基于第一性原理计算,预测了金属双卟啉染料敏化TiO2体系的电子结构性质,讨论了可能的直接和间接电子注入机制,其间接电子注入时间约20 fs,电子注入过程非常快.

摘要：基于单晶硅中Si的四面体成键特征及对其结构单元的替换修饰,我们设计了一种类单晶硅结构的新材料-C_(40)H_(16)Si_2。通过广泛的第一性原理计算,研究了这类材料的电子性质、力学性质和光学性质。计算结果表明,这种新材料具有好的热力学稳定性和机械稳定性。该材料的禁带宽度为3.32 eV,价带底和导带顶都位于Gamma点,是直接带隙宽禁带半导体材料。该材料的维氏硬度和密度非常小,不到单晶硅的十分之一,是一类低密度的柔性多孔材料。此外,该材料在紫外光区有强的吸收,有望应用于蓝绿光发光二极管。

摘要：对“工业制硝酸”的实验室模拟进行实验创新设计,利用定制的长柄U形玻璃管、气球以及MCH陶瓷加热棒等器材设计了实验室生产硝酸的一体化实验装置。该装置反应高效、安全环保,优化了实验教学体系,有利于在实验中培养学生的创新意识。

摘要：对教材中一氧化碳还原氧化铁的实验进行改进。利用定制的长柄U形管、气袋以及MCH陶瓷加热棒等仪器设计高炉炼铁的新实验装置。改进后的实验采用炭粉还原氧化铁,避免了一氧化碳的制备及尾气处理,使整个实验操作简便、高效、环保及安全。

摘要：基于教材和文献研究,设计了氯气制备与漂白性、酸性、氧化性等多个性质检验及尾气吸收的创新实验,解决了教材实验中氯气用量较大、易泄露、操作不简便、实验教学耗时较长等不足。改进后的实验装置不仅操作简单、速率可控、现象明显,且对环境污染小,体现绿色环保思想。

摘要：对人教版、鲁科版、苏教版等3种版本教材中有关电解饱和食盐水的内容进行比较分析,系统地从宏观和微观角度阐明电解饱和食盐水的化学本质。研究结果有助于深化对电解饱和食盐水及氯碱工业的科学性认识,进一步为多种教材的综合利用和教师教学设计提供必要的理论依据。

摘要：设计了一种固定光程的可自动连续进样的一体式免拆卸红外液体样品池,可用于液体样品的红外光谱测定,尤其适用于易挥发、接触角小等以传统液膜法难以制样的液体样品,并采用微型蠕动泵对样品进行连续进样从而实现红外光谱的实时检测。

摘要：借助Gaussian软件探讨了同位素效应对分子特征官能团红外光谱的影响,帮助学生在课堂上认识同位素取代可能造成的红外特征吸收峰的光谱频移,并进一步促进学生在课后独立思考,发挥主观能动性,自行设计有效的同位素取代方案,利用软件工具将课堂知识应用于化合物组分的鉴别中。

摘要：系统地研究了不同计算方法在气相^(17)O化学屏蔽常数与化学位移计算中的表现.结果表明:在19个含氧化合物的分子集中,适用于磁性质计算的焦点分析(FPA-M)方法在化学屏蔽常数和化学位移的计算中均有最佳表现,明显优于大基组下的包含三重激发微扰校正的耦合簇(CCSD(T))方法;在本文研究的所有密度泛函中,xOPBE的表现最佳(尽管设计的特定目的是提供准确的^(13)C化学位移),在各个方面都显著优于常用的密度泛函.因此对于化学位移的常规计算,无论是^(13)C还是^(17)O,都推荐使用xOPBE密度泛函.