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量子化学计算在煤的结构与反应性研究中的应用

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化工学报 2003年第4期54卷 477-488页

作者：王宝俊张玉贵谢克昌太原理工大学一碳化学与化工国家重点实验室山西太原030024

概述了在煤的结构与反应性研究中常用的量子化学计算方法的特点和作用 ,总结了量子化学计算方法在煤的静态微观性质、裂解、液化和气化等研究中的应用 .通过对现有相关工作的研究发现 :量子化学计算方法作为一种研究手段已经能够满足煤... 详细信息

概述了在煤的结构与反应性研究中常用的量子化学计算方法的特点和作用 ,总结了量子化学计算方法在煤的静态微观性质、裂解、液化和气化等研究中的应用 .通过对现有相关工作的研究发现 :量子化学计算方法作为一种研究手段已经能够满足煤结构与反应性研究的需要 ;合理地建立和选择能够反映被研究过程特点的煤结构模型是运用量子化学计算方法解决问题的关键 ;对煤反应性的研究仅从化学键的断裂入手 ,键的形成尚未涉及 ;煤的量子化学静态参量的研究尚待深化 .

关键词：煤量子化学计算煤结构热解液化气化反应性机理

Co/Pd催化剂上CH_4/CO_2等温两步反应直接合成乙酸的热力学

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催化学报 2008年第9期29卷 913-920页

作者：章日光黄伟王宝俊太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室山西太原030024

采用量子化学密度泛函理论对CH4／CO2两步法合成乙酸反应中表面碳化物CH4（x=0～3）在Co和Pd模型表面上不同吸附活性位上的吸附能、空间构型和反应吉布斯自由能进行了系统性的比较研究．计算结果表明，CH4／CO2两步反应在单一金属Co或P... 详细信息

采用量子化学密度泛函理论对CH4／CO2两步法合成乙酸反应中表面碳化物CH4（x=0～3）在Co和Pd模型表面上不同吸附活性位上的吸附能、空间构型和反应吉布斯自由能进行了系统性的比较研究．计算结果表明，CH4／CO2两步反应在单一金属Co或Pd催化剂上在常压等温条件下不能有效进行，但在CO和Pd组成的双金属催化剂上，两步反应在常压等温下可以进行．在Co和Pd双金属催化剂上，金属Co活化CH4生成金属碳化物CH，Co（x=0，1）为热力学允许反应，其后CHx溢流到金属Pd上形成CH、Pd（y=1～3）碳化物，最后CO2插入CHyPd生成乙酸，后两者在常压等温情况下也为热力学允许反应，并且在435K以上可以与前者构成等温循环．计算结果与实验结果吻合．

关键词：表面碳物种钯热力学机理密度泛函理论甲烷二氧化碳乙酸

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煤的表面电位与表面官能团间的关系

化工学报 2004年第8期55卷 1329-1334页

作者：王宝俊李敏赵清艳秦育红谢克昌太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室山西太原030024

测定了 5种不同变质程度的典型中国动力煤在不同pH值的水介质中的 ζ电位和用H2 O2 氧化后各煤种ζ电位的变化 ,得到了 ζ电位等电点 pH值 ;用FTIR定量表征了与煤表面电位有关的官能团以及被H2 O2 氧化后的变化 ;通过对模型化合物的ZIND... 详细信息

测定了 5种不同变质程度的典型中国动力煤在不同pH值的水介质中的 ζ电位和用H2 O2 氧化后各煤种ζ电位的变化 ,得到了 ζ电位等电点 pH值 ;用FTIR定量表征了与煤表面电位有关的官能团以及被H2 O2 氧化后的变化 ;通过对模型化合物的ZINDO量子化学理论计算 ,得到了H+ 在煤表面的吸附能、相关化学键的键级、键长和净电荷分布 .综合分析实验和计算的结果 ,确认了在水体系中煤的表面电荷为负电荷 ;煤的 ζ电位等电点随煤化程度的提高有规律地升高 ;与煤表面 ζ电位密切相关的负电性官能团主要是 —OH基团 ;原煤经H2 O2氧化后 ,—OH、 CO 和—COOH等官能团增多 ,煤表面负电性增加 ;H+ 在煤表面发生化学吸附。

关键词：煤 ζ电位 ZINDO 表面氧化等电点氢离子

Co-Pd催化剂上CH_4/CO_2合成乙酸反应中CO_2与表面金属物种作用的密度泛函理论研究

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高等学校化学学报 2009年第11期30卷 2252-2257页

作者：章日光黄伟王宝俊太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室太原030024

采用广义梯度近似(GGA)的密度泛函理论(DFT)(DFT-GGA)对Co-Pd催化剂上CH4/CO2两步法合成乙酸反应中CO2与金属表面物种M—H(M=Co,Pd)和Pd—CH3的插入反应机理进行了研究,给出了CO2与M—H和Pd—CH3的插入反应机理.计算结果表明,在CO2与M—... 详细信息

采用广义梯度近似(GGA)的密度泛函理论(DFT)(DFT-GGA)对Co-Pd催化剂上CH4/CO2两步法合成乙酸反应中CO2与金属表面物种M—H(M=Co,Pd)和Pd—CH3的插入反应机理进行了研究,给出了CO2与M—H和Pd—CH3的插入反应机理.计算结果表明,在CO2与M—H和Pd—CH3相互作用的4个反应路径中,反应以CO2与Co—H作用生成产物HCOO—Co为动力学优先路径,但由于HCOO以双齿形式与金属Co结合,其结合能较大,导致HCOO在金属表面不易脱附,故较难形成甲酸;反应生成H3CCOO—Pd产物路径次之,H3CCOO和Pd之间结合能较小,H3CCOO容易脱附形成主产物乙酸;生成H3COOC—Pd反应为动力学最不利路径,故甲酸甲酯为动力学禁阻产物;计算结果与实验结果吻合得很好.

关键词：二氧化碳乙酸反应机理 Co Pd 密度泛函理论广义梯度近似

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Li掺杂8-羟基喹啉铝的密度泛函理论研究

物理学报 2012年第12期61卷 460-466页

作者：解晓东郝玉英章日光王宝俊太原理工大学物理与光电工程学院太原030024 太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室太原030024

采用密度泛函理论研究了Li原子掺杂8-羟基喹啉铝(Alq_3)分子的几何构型、前线分子轨道及电子转移特性.研究结果表明,Li原子掺杂Alq_3后,Li原子与Alq_3的O,N原子键合,形成电子转移复合物.Li原子将部分电子转移到Alq_3的吡啶环上,在Alq_3... 详细信息

采用密度泛函理论研究了Li原子掺杂8-羟基喹啉铝(Alq_3)分子的几何构型、前线分子轨道及电子转移特性.研究结果表明,Li原子掺杂Alq_3后,Li原子与Alq_3的O,N原子键合,形成电子转移复合物.Li原子将部分电子转移到Alq_3的吡啶环上,在Alq_3的带隙内形成施主能级,这种n型掺杂结构有效地提高了电子的传输效率;但过多的Li原子的掺杂会使Alq_3分解,从而减弱其电子传输能力.为使Aiq_3的电子传输能力达到最高,Li原子的掺杂应保持在2:1左右的比例.

关键词：掺杂电子传输密度泛函理论有机发光器件

Ti,C,N在α-Fe基中的合金化效应及对键合性质的影响

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物理学报 2012年第12期61卷 427-434页

作者：薛金祥章日光刘燕萍王宝俊太原理工大学机械工程学院太原030024 太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室太原030024

基于第一性原理赝势平面波方法研究了合金元素Ti,C,N对α-Fe基电子结构及键合性质的影响,计算了含Ti,C,N的Fe基固溶体的总能量、结合能,分析了态密度、电荷布居数、交叠布居数和电荷密度,从理论上解释了在Fe基中固溶Ti,C,N后其性能改善... 详细信息

基于第一性原理赝势平面波方法研究了合金元素Ti,C,N对α-Fe基电子结构及键合性质的影响,计算了含Ti,C,N的Fe基固溶体的总能量、结合能,分析了态密度、电荷布居数、交叠布居数和电荷密度,从理论上解释了在Fe基中固溶Ti,C,N后其性能改善的原因.结果表明,随着Fe基固溶体中Ti(0—12.5 at%),C(0—11.11 at%),N(0—11.11 at%)含量增加,结合能略有增加;Ti,C,N的固溶使各Fe基固溶体在费米能级处强烈成键,结合能力增强,并且在费米能级附近出现赝能隙,表明固溶体中金属键与共价键共存;随着Ti,C,N含量的增加,C,N分别与Ti,Fe之间的共价键结合强度加强,部分C,N原子会与Ti原子结合形成TiC,TiN颗粒,起到沉积相颗粒强韧化作用.

关键词： α-Fe 合金化效应第一性原理键合性质

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煤热化学性质的量子化学研究

煤炭学报 2009年第9期34卷 1239-1243页

作者：王宝俊凌丽霞章日光谢克昌太原理工大学煤科学与技术教育部和山西省重点实验室山西太原030024

针对不同煤阶的典型煤种褐煤、次烟煤、高挥发分烟煤、低挥发分烟煤和无烟煤,构建了9种分子结构模型,采用量子化学密度泛函计算方法,研究了煤的稳定性、发热量和燃烧反应热力学函数等热化学性质.结果显示,煤大分子在含碳量为85%附近具... 详细信息

针对不同煤阶的典型煤种褐煤、次烟煤、高挥发分烟煤、低挥发分烟煤和无烟煤,构建了9种分子结构模型,采用量子化学密度泛函计算方法,研究了煤的稳定性、发热量和燃烧反应热力学函数等热化学性质.结果显示,煤大分子在含碳量为85%附近具有较低的单位结合能、较高的发热量和反应活性.

关键词：煤热化学量子化学计算分子结构模型

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基于云计算的虚拟多媒体教室的研究与架构

电化教育研究 2012年第1期33卷 65-67,74页

作者：王琴王宝俊太原理工大学信息化管理与建设中心山西太原030024

文章针对目前国内高等院校网络化多媒体教室,在软件环境架构方面所存在的资源严重浪费、维护成本高以及教学资源利用和管理方面存在的不足,提出运用云计算技术,设计虚拟多媒体教室的设想,以节约信息化成本,使教师在多媒体教室通过网络... 详细信息

文章针对目前国内高等院校网络化多媒体教室,在软件环境架构方面所存在的资源严重浪费、维护成本高以及教学资源利用和管理方面存在的不足,提出运用云计算技术,设计虚拟多媒体教室的设想,以节约信息化成本,使教师在多媒体教室通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的虚拟应用软件环境以及教学资源,从而推进多媒体教学软件环境的高效建设和安全管理,更好地服务于现代化教学。

关键词：云计算教学资源虚拟多媒体教室

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基于核酸的纸基荧光生物传感器的设计及应用

化学进展 2021年第12期33卷 2309-2315页

作者：杨爽杨贤鹏王宝俊王蕾浙江大学环境与资源学院杭州310058 西湖大学工学院浙江省海岸带环境与资源研究重点实验室杭州310024 浙江大学化学工程与生物工程学院杭州310027 浙江大学杭州国际科创中心杭州311200 爱丁堡大学生物科学学院爱丁堡EH93FF

纸基生物传感器由于其具有成本低、操作方便、生物可降解、识别元件用量低等优点,近年来受到了广泛的关注。其中,以功能核酸作为识别元件的纸基荧光生物传感器具有较高的灵敏度、瞬时响应以及实时检测等特性,在便携式传感设备方面展现... 详细信息

纸基生物传感器由于其具有成本低、操作方便、生物可降解、识别元件用量低等优点,近年来受到了广泛的关注。其中,以功能核酸作为识别元件的纸基荧光生物传感器具有较高的灵敏度、瞬时响应以及实时检测等特性,在便携式传感设备方面展现出巨大的潜力。此外,将核酸作为识别元件的纸基无细胞蛋白合成平台,通过条件合成的报告荧光蛋白可实现对病毒、重金属等目标物的特异性检测,具有良好的应用前景。首先,本文介绍了基于核酸的纸基荧光生物传感器的设计,特别是基于核酸的识别元件与纸基材料的结合方式。其次,总结了基于核酸的纸基荧光生物传感器在临床诊断、食品安全检测、环境污染物检测等不同领域的最新研究进展,讨论了其优势与局限性。最后,探讨了基于核酸的纸基荧光生物传感器的发展方向与应用前景,以期为相关领域的研究提供参考。

关键词：核酸功能核酸纸基材料荧光响应生物传感