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Scaling correction approaches for reducing delocalization error in density functional approximations

Science China Chemistry 2015年第12期58卷 1825-1844页

作者： Xiao Zheng Chen Li dadi zhang Weitao Yang Synergetic Innovation Center of Quantum Information and Quantum Physics & Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale Department of Chemistry Duke University Key Laboratory of Theoretical Chemistry of Environment

Delocalization error associated with the presently used density functional approximations is one of the main sources of errors which plague density functional theory calculations. In this paper, we give a comprehensive review on scaling correction(SC) approaches developed recently for reducing the delocalization error. The global and local SC approaches impose the rigorous Perdew-Parr-Levy-Balduz condition that the total electronic energy should scale linearly between integer electron numbers, on systems involving global and local fractional electron distributions, respectively. After presenting the theoretical background and mathematical formulation of scaling corrections, we demonstrate that they lead to universal alleviation of delocalization error. This is exemplified by the substantial improvement for the prediction of a wide range of electronic properties, including Kohn-Sham frontier orbital energies and band gaps, dissociation behavior of molecules, reaction barriers, electric polarizabilities, and charge-transfer species. The encouraging performances of SC approaches highlight their practicality and usefulness, and also affirm that an explicit treatment of fractional electron distributions is essentially important for reducing the intrinsic delocalization error. The existing limitations, the remaining challenges, and the future perspectives of SC are also discussed. Moreover, the SC approaches are compared with some existing methods attempting to remove the self-interaction error, such as the Perdew-Zunger self-interaction correction, the local hybrid hyper-generalized gradient approximations, and the rangeseparated density functional approximations. The unique advantages of SC suggest that it could open a novel and potentially paradigm-changing route for advancing density functional theory methods towards chemical accuracy.

关键词： density functional theory scaling correction approach exchange-correlation functional density functional approximations

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CO_(2) Reduction on Metal-Doped SnO_(2)(110)Surface Catalysts:Manipulating the Product by Changing the Ratio of Sn:O

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Chinese Journal of Chemical Physics 2022年第3期35卷 413-421,I0001页

作者： Lei Cui dadi zhang Yuan Kong Xiao Zheng Department of Chemical Physics and Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale University of Science and Technology of ChinaHefei 230026China National Synchrotron Radiation Laboratory University of Science and Technology of ChinaHefei 230029China

The electrocatalytic carbon dioxide reduction reaction(CO_(2) RR)producing HCOOH and CO is one of the most promising approaches for storing renewable electricity as chemical energy in ***_(2) is a good catalyst for CO_(2)-to-HCOOH or CO_(2)-to-CO conversion,with different crystal planes participating the catalytic *** them,(110)surface SnO_(2) is very stable and easy to *** changing the ratio of Sn:O for SnO_(2)(110),we have two typical SnO_(2) thin films:fully oxidized(stoichiometric)and partially *** this work,we are concerned with different metals(Fe,Co,Ni,Cu,Ru,Rh,Pd,Ag,Os,Ir,Pt,and Au)-doped SnO_(2)(110)with different activity and selectivity for CO_(2) *** these changes are manipulated by adjusting the ratio of Sn:O in(110)*** results show that stochiometric and reduced Cu/Ag doped SnO_(2)(110)have different selectivity for CO_(2) *** specifically,stochiometric Cu/Ag-doped SnO_(2)(110)tends to generate CO(g).Meanwhile,the reduced surface tends to generate HCOOH(g).Moreover,we also considered the competitive hydrogen evolution reaction(HER).The catalysts SnO_(2)(110)doped by Ru,Rh,Pd,Os,Ir,and Pt have high activity for HER,and others are good catalysts for CO_(2) RR.

关键词： Carbon dioxide reduction reaction DFT calculation Product manipulation

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Orbital relaxation effects on Kohn-Sham frontier orbital energies in density functional theory

Orbital relaxation effects on Kohn-Sham frontier orbital ene...

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第十三届全国量子化学会议

作者： dadi zhang Xiao Zheng Chen Li Weitao Yang Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale University of Science and Technology of China Synergetic Innovation Center of Quantum Information and Quantum Physics University of Science and Technology of China Department of Chemistry Duke University Key Laboratory of Theoretical Chemistry of Environment School of Chemistry and EnvironmentSouth China Normal University

We explore effects of orbital relaxation on Kohn-Sham frontier orbital energies in density functional theory by using a nonempirical scaling correction approach developed in[Zheng et ***.138,174105（2013）].Relaxation of Kohn-Sham orbitals upon addition/removal of a fractional number of electrons to/from a finite system is determined by a systematic perturbative *** information of orbital relaxation is then used to improve the accuracy of predicted Kohn-Sham frontier orbital energies by Hartree-Fock,local density approximation,and generalized gradient approximation *** results clearly highlight the significance of capturing the orbital relaxation ***,the proposed scaling correction approach provides a useful way of computing derivative gaps and Fukui quantities of N-electron finite systems（N is an integer）,without the need to perform self-consistent-field calculations for（N±1）-electron systems.

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Urotensin Ⅱ increases endothelin production by vascular smooth muscle cells in rats

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Chinese Science Bulletin 2002年第12期47卷 1007-1010页

作者： Ql Yongfen, BU Dingfang, YANG Jun, zhang Zhaokang, NIU dadi, SHI Yanrong, zhang Zhenghao, TANG Chaoshu & DU JunbaoInstitute of Cardiovascular Diseases, The First Hospital of Peking University, Beijing 100083, China Department of Physiology, Health Science Institute of Cardiovascular Diseases The First Hospital of Peking University Beijing China Department of Physiology Health Science Center Peking University Beijing China Phoenix Pharmaceutical Inc. Belmont USA

The aim of this study was to observe the effects of urotensin Ⅱ (UII) on production of endothelin (ET) in rat aortic vascular smooth muscle cells (VSMC). Cultured VSMCs incubated with various concentrations of UII were used to measure the YSMC 3H-TdR incorporation, the amount of ET mRNA and ET production in VSMCs. In this work we found that UII (10-10-10-8 mol/L) promoted VSMC 3H-TdR incorporation (47%-83%, P<0.01) and increased the amount of ET mRNA by 17.1% (P < 0.05) to 112.8% (P < 0.01), respectively, in a concentration dependent manner compared with control. After 4 and 8 h incubation, 10-10-10-8 mol/L of UII elevated the ET synthesis and release in a concentration dependent manner. After 4 h incubation, the content of ET in medium was 4.9, 5.36 and 7.12 pg/mL (P < 0.01). After 8 h incubation, the ET content released from VSMCs was 12.6, 12.07 and 17.17 pg/mL (P < 0.01). In addition, it was found that BQ123, a specific ETA receptor antagonist, obviously decreased the VSMC DNA synthesis induced by

关键词： urotensin II endothelin mRNA peptide/interaction.

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水溶性农药流失的影响因素及污染防治

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上海环境科学 2000年第8期19卷 388-389页

作者：张大弟张晓红陈佩青上海交通大学农学院上海201101

根据实验室和田间试验结果,分析了水溶性农药稻田流失的影响因素,提出了对水稻生长前期的农药渗滤量、降雨径流量和排水流失量的估算。结果表明,仅渗滤与排水两项流失;占农药用量的17.28％-5931％。调查表明,环境水体已受杀虫单的污染... 详细信息

根据实验室和田间试验结果,分析了水溶性农药稻田流失的影响因素,提出了对水稻生长前期的农药渗滤量、降雨径流量和排水流失量的估算。结果表明,仅渗滤与排水两项流失;占农药用量的17.28％-5931％。调查表明,环境水体已受杀虫单的污染。最后提出了防治水溶性农药稻田流失的节水灌溉,控制排水等措施。

关键词：农药污染水溶性农药农药流失水体污染

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4种农药流失性质的研究

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上海环境科学 2000年第9期19卷 444-446页

作者：张大弟张晓红吴仲可上海交通大学农学院上海201101

对4种农药的流失性质,进行了实验室和田间的试验研究。结果表明;水溶性农药乐果和杀虫单,有较低的土壤水分配比,较强的渗滤性和淋洗性,较易流失并污染水环境。脂溶性农药氰戊菊酯易被土壤强烈吸附,较难渗滤及被淋洗,不易流失,对水环境... 详细信息

对4种农药的流失性质,进行了实验室和田间的试验研究。结果表明;水溶性农药乐果和杀虫单,有较低的土壤水分配比,较强的渗滤性和淋洗性,较易流失并污染水环境。脂溶性农药氰戊菊酯易被土壤强烈吸附,较难渗滤及被淋洗,不易流失,对水环境污染较轻。丁草胺的流失性质介于水溶性农药与脂溶性农药之间。

关键词：农药污染流失性分配比渗滤性吸附土壤监测

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基于SciCat的合肥光源实验数据管理系统开发

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核技术 2022年第2期45卷 1-9页

作者：林广张大地张震贺博孙晓康刘功发中国科学技术大学国家同步辐射实验室合肥230029

合肥光源(Hefei Light Source,HLS-Ⅱ)是以真空紫外和软X射线为主的专用同步辐射光源,用户的实验效率与数据处理效率是其运行的核心指标,因此设计并开发了基于元数据目录框架SciCat的合肥光源实验数据管理系统,以有效提高用户的实验效... 详细信息

合肥光源(Hefei Light Source,HLS-Ⅱ)是以真空紫外和软X射线为主的专用同步辐射光源,用户的实验效率与数据处理效率是其运行的核心指标,因此设计并开发了基于元数据目录框架SciCat的合肥光源实验数据管理系统,以有效提高用户的实验效率和数据处理效率。通过设计开发数据采集服务、元数据系统、文件存储系统与数据分析平台,以及接入现有的用户服务系统,实现涵盖用户认证、课题申请、专家审批、机时分配、数据采集、数据存储、数据分析、数据发布等实验及数据全生命周期的统一管理。该系统已在合肥光源的软X射线成像实验站进行了部署和功能测试,达到了设计要求。

关键词：合肥光源 SciCat 实验数据全生命周期管理元数据目录

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4种农药在稻田水中的残留降解

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上海环境科学 2000年第8期19卷 402-404页

作者：张晓红陈佳瀛张大弟上海交通大学农学院上海201101

对乐果、杀虫草、丁草胶和氰戊菊酯4种农药,在稻田水中的残留降解情况,进行了试验及比较。结果表明,4种农药在稻田水中的残留降解符合crCO。‘’或 C=A e-“’+B e”的数学式;据此可计算其平均降解半衰期(to。)分别为:1.86、1.35、088和... 详细信息

对乐果、杀虫草、丁草胶和氰戊菊酯4种农药,在稻田水中的残留降解情况,进行了试验及比较。结果表明,4种农药在稻田水中的残留降解符合crCO。‘’或 C=A e-“’+B e”的数学式;据此可计算其平均降解半衰期(to。)分别为:1.86、1.35、088和 038d。其中了草胺和氰戊菊酯的降解前快后慢;氰戊菊酯的降解快于乐果,土壤吸附氰戊菊酯是其降解快的重要原因。脂溶性农药对水环境的污染要轻于水溶性农药。

关键词：农药污染稻田水残留降解水体污染

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可持续发展与上海农业环境保护

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上海农学院学报 1999年第3期17卷 157-160,166页

作者：张大弟上海农学院园林环境科学系上海201101

本文介绍了可持续发展战略的定义、核心和理论基础，指出了上海郊区主要的农业环境问题，并提出了符合可持续发展战略的污染控制对策。

关键词：可持续发展农业环境保护污染控制对策

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氰戊菊酯在池塘生态系统中的消解

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上海农业学报 1992年第4期8卷 77-82页

作者：张晓群张大弟徐正泰上海农学院

对鱼塘直接喷施氰戊菊酯,用量为150g a.i./ha时引起鱼和其它水生动物的大量死亡,而60g a.i./ha时影响较小。氰戊菊酯在池水中消解较快,前期半衰期为11.1～31.2h,主要与农药向下层水或底泥的迁移有关,它的消解可用化学动力学的二室模型... 详细信息

对鱼塘直接喷施氰戊菊酯,用量为150g a.i./ha时引起鱼和其它水生动物的大量死亡,而60g a.i./ha时影响较小。氰戊菊酯在池水中消解较快,前期半衰期为11.1～31.2h,主要与农药向下层水或底泥的迁移有关,它的消解可用化学动力学的二室模型表示。氰戊菊酯在底泥中的消解可用一级吸收模型表示,它在后期的消解很慢,半衰期为43.3d。

关键词：氰戊菊酯池塘生态系统消解

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