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几何依赖趋肤效应和动力学简并劈裂的观测

Science Bulletin 2023年第20期68卷 2330-2335,M0004页

作者：万拓张锴李钧楷杨哲森杨兆举 School of Physics Interdisciplinary Center for Quantum InformationZhejiang Province Key Laboratory of Quantum Technology and DeviceZhejiang UniversityHangzhou 310027China Department of Physics University of Michigan Ann ArborAnn Arbor 48105USA Department of Physics Xiamen UniversityXiamen 361005China

非厄米趋肤效应是非厄米系统中一种独特的现象,表现为体态反常局域在边缘.为了理解非厄米趋肤效应的物理起源,近期有理论提出了一种基于等能线上动力学简并的体带表征方法,它反映了谱函数的强各向异性.本文报道了在二维声学晶体中新发... 详细信息

非厄米趋肤效应是非厄米系统中一种独特的现象,表现为体态反常局域在边缘.为了理解非厄米趋肤效应的物理起源,近期有理论提出了一种基于等能线上动力学简并的体带表征方法,它反映了谱函数的强各向异性.本文报道了在二维声学晶体中新发现的几何相关的非厄米趋肤效应和动力学简并劈裂的实验观测,并通过单频激发测量揭示了它们之间的显著对应关系.本工作不仅为研究非厄米物理提供了一个可控的实验平台,而且证实了非厄米趋肤效应与动力学简并劈裂之间的独特对应关系,为表征非厄米趋肤效应开辟了一条新的途径.

关键词：趋肤效应动力学简并实验观测谱函数实验平台表征方法物理

腐殖酸-重金属对ANAMMOX菌脱氮性能的影响及其动力学分析

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环境科学 2022年第6期43卷 3221-3229页

作者：李芸崔楠熊星星黄志远李泽兵王东亮李朝明许丹李军东华理工大学核资源与环境国家重点实验室南昌330013 东华理工大学水资源与环境工程学院南昌330013 北京工业大学建筑工程学院北京100124

通过批次实验研究了两种典型重金属离子[Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)]与腐殖酸对厌氧氨氧化(ANAMMOX)脱氮效果(SAA)的影响并进行了动力学模型分析,同时探讨了腐殖酸-重金属对ANAMMOX脱氮的影响.结果表明,在投加ρ[Cu(Ⅱ)]和ρ[Ni(Ⅱ)]均为3 mg·L^(... 详细信息

通过批次实验研究了两种典型重金属离子[Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)]与腐殖酸对厌氧氨氧化(ANAMMOX)脱氮效果(SAA)的影响并进行了动力学模型分析,同时探讨了腐殖酸-重金属对ANAMMOX脱氮的影响.结果表明,在投加ρ[Cu(Ⅱ)]和ρ[Ni(Ⅱ)]均为3 mg·L^(-1)时,对ANAMMOX有促进作用,SAA分别提高了8.64%和7.78%;当ρ[Cu(Ⅱ)]和ρ[Ni(Ⅱ)]分别为20 mg·L^(-1)和5 mg·L^(-1)时则对ANAMMOX有抑制作用,抑制效果随重金属离子浓度增加而越发显著,指数拟合表明Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)对ANAMMOX的IC50分别为29.67 mg·L^(-1)和28.75 mg·L^(-1).在投加ρ(腐殖酸)为1 mg·L^(-1)时SAA提高了7.37%,40 mg·L^(-1)时抑制率即达到36.80%,线性拟合表明腐殖酸对ANAMMOX菌的IC50为58.36 mg·L^(-1).修正的Michaelis-Menten模型能较好地描述重金属和腐殖酸对ANAMMOX的抑制动力学行为,拟合获得的Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和腐殖酸对ANAMMOX菌活性完全抑制时的浓度(I)分别为49.59、74.46和84.27 mg·L^(-1).适量的腐殖酸有利于改善重金属对ANAMMOX菌活性的抑制,过量的腐殖酸又会重新对ANAMMOX菌形成抑制.

关键词：重金属厌氧氨氧化(ANAMMOX) 腐殖酸动力学协同抑制

Fe-Cr二元合金微观组织演化的质量密度场耦合动力学Monte-Carlo模拟研究

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物理学报 2023年第13期72卷 151-168页

作者：史芳杰李南郭峻铭陈柏屹李飒腾刘浩良郭建业李乾武李烨飞肖冰苏州热工研究院有限公司苏州215004 西安交通大学电气工程学院电力设备与电气绝缘国家重点实验室西安710049 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室西安710049

本文建立了一种全新的将动力学Monte-Carlo粒子模拟与基于归一化Gauss函数基组的质量密度场空间粗粒化模型耦合的杂化模拟算法.采用该杂化模拟算法,系统对比研究了4种Cr原子含量分别为12.8%,20.0%,30.0%和40.0%的Fe-Cr合金中Cr相在温度... 详细信息

本文建立了一种全新的将动力学Monte-Carlo粒子模拟与基于归一化Gauss函数基组的质量密度场空间粗粒化模型耦合的杂化模拟算法.采用该杂化模拟算法,系统对比研究了4种Cr原子含量分别为12.8%,20.0%,30.0%和40.0%的Fe-Cr合金中Cr相在温度为673 K下的时效析出动力学机制,及其时效不同阶段微观组织形貌的演变规律.研究得出Fe-Cr(12.8%)合金富Cr相时效组织形貌呈现孤立颗粒状空间分布形态,时效机制属于形核-长大(NG)机制;对于Fe-Cr(30.0%)和Fe-Cr(40.0%),富Cr相时效形貌在形核-生长及熟化阶段均呈现为三维蠕虫状空间分布特征,时效机制属于条幅分解(SD)机制;对于Fe-Cr(20.0%)合金,其富Cr相组织演化特征介于NG和SD机制之间.研究进一步发现Cr原子短程序参量可用来分析富Cr相形核-生长阶段Fe-Cr合金原子尺度结构的演变,但对于时效熟化阶段微观结构组织变化不敏感.基于空间粗粒化后Fe-Cr合金微观组织形貌,进一步分析了4种Cr原子含量下Fe-Cr合金相变动力学参数如富Cr相体积分数、平均粒径及相颗粒数密度随时效时间演变.本文建立的质量密度场耦合动力学Monte-Carlo模拟方法,为开发多尺度算法模拟合金时效动力学机制及微观组织形貌演变提供了新的思路和研究基础.

关键词： Fe-Cr 合金富 Cr 沉积动力学 Monte-Carlo 模拟粗粒化方法

不对称双势阱中玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学

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物理学报 2023年第13期72卷 20-27页

作者：应耀俊李海彬浙江工业大学理学院杭州310023

研究了玻色-爱因斯坦凝聚体在不对称双势阱中,随着两势阱局域基态能量差和非线性相互作用的变化而表现出的动力学特性.对双模理论的解析分析可以发现,在无相互作用情况下,当双势阱能量差比较大时,凝聚体会主要聚集在初始分布较多的势阱... 详细信息

研究了玻色-爱因斯坦凝聚体在不对称双势阱中,随着两势阱局域基态能量差和非线性相互作用的变化而表现出的动力学特性.对双模理论的解析分析可以发现,在无相互作用情况下,当双势阱能量差比较大时,凝聚体会主要聚集在初始分布较多的势阱中,而和高低势阱的位置无关.数值计算表明,当相互作用存在且逐渐增大时,凝聚体的分布呈现出不同的变化.当初始分布聚集在一个势阱时,会呈现出先加强聚集,然后促进隧穿,最后又重新导致聚集的现象.同时,通过对相图的分析,利用等效势概念为这些现象的出现给出了合理的解释.为了验证上述现象,还对Gross-Pitaevskii方程进行了直接数值模拟,结果和上述采用双模理论得到的结论一致.

关键词：玻色-爱因斯坦凝聚不对称双势阱动力学

空间调制的驱动外场下活性聚合物的动力学行为

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物理学报 2022年第24期71卷 83-94页

作者：高艺雯王影田文得陈康苏州大学物理科学与技术学院软凝聚态物理及交叉研究中心苏州215006

活性聚合物由于其可形变的长链构象而表现出更丰富的动力学行为.本文通过郎之万动力学模拟研究了在周期性外场调制下活性聚合物的运动行为.我们发现柔性聚合物链有4种跨区域运动模式.外场的周期性区域宽度在活性聚合物行为的调控方面起... 详细信息

活性聚合物由于其可形变的长链构象而表现出更丰富的动力学行为.本文通过郎之万动力学模拟研究了在周期性外场调制下活性聚合物的运动行为.我们发现柔性聚合物链有4种跨区域运动模式.外场的周期性区域宽度在活性聚合物行为的调控方面起到了关键作用.比如随着区域宽度的改变活性聚合物的扩散系数可以发生高达两个数量级的改变,其余如链的统计空间密度分布、整体受力情况、特征尺寸和取向等都表现出明显的非单调变化.这些变化反映了不同区域宽度下,聚合物链的构象特征及运动模式的改变.我们的研究为设计和调控活性聚合物的动力学行为提供了新思路,有望为可形变链状或长条状活性物质在生物、医学和材料领域的潜在应用提供参考.

关键词：活性物质聚合物非平衡系统动力学

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诱导期测定法对碳酸锂成核动力学的研究

高等学校化学学报 2023年第6期44卷 113-120页

作者：程文婷李倩倩成怀刚程芳琴山西大学资源与环境工程研究所太原030031

在288.15~323.15 K温度范围内,采用诱导期测定法研究了碳酸锂(Li_(2)CO_(3))在有无添加NaCl的LiCl-Na_(2)CO_(3)过饱和溶液中的成核动力学.通过OLI电解质与水化学物性分析软件内嵌的全组分模型严格计算Li_(2)CO_(3)在溶液中的过饱和度,... 详细信息

在288.15~323.15 K温度范围内,采用诱导期测定法研究了碳酸锂(Li_(2)CO_(3))在有无添加NaCl的LiCl-Na_(2)CO_(3)过饱和溶液中的成核动力学.通过OLI电解质与水化学物性分析软件内嵌的全组分模型严格计算Li_(2)CO_(3)在溶液中的过饱和度,研究了温度、过饱和度和NaCl的添加量对Li_(2)CO_(3)成核诱导期的影响,并结合经典初级成核理论计算了活化能、固-液界面张力和接触角等成核动力学参数.结果显示,在相同的过饱和度下,NaCl的添加使得Li_(2)CO_(3)的成核诱导期增长;添加NaCl后Li_(2)CO_(3)成核反应的活化能从63.69 kJ/mol(溶液中Cl‒的超额含量Y=0)增加到72.85 kJ/mol(溶液中Cl‒的超额含量Y=0.5),表明NaCl的添加抑制了Li_(2)CO_(3)的成核.采用经典初级成核理论研究了Li_(2)CO_(3)的两种成核机制(均相成核和非均相成核),计算结果表明,在同一温度下,均相成核时的固-液界面张力始终大于非均相成核时的固-液界面张力,温度的变化以及NaCl的添加对固-液界面张力的影响均可忽略.

关键词：碳酸锂成核动力学诱导期界面张力

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典型生物可降解塑料热处理特性及动力学

中国环境科学 2024年第1期44卷 231-241页

作者：高康阮久莉王艺博张建强郭玉文中国环境科学研究院国家环境保护生态工业重点实验室北京100012 西南交通大学地球科学与环境工程学院四川成都610059

为了探究生物可降解塑料在热处理过程中的特性,采用热重分析仪分别在不同升温速率下(10,20和30℃/min)对由聚乳酸(PLA)和聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)组成的生物可降解塑料(BP1)的失重特性进行分析,BP1在氮气和空气气氛下的反应过... 详细信息

为了探究生物可降解塑料在热处理过程中的特性,采用热重分析仪分别在不同升温速率下(10,20和30℃/min)对由聚乳酸(PLA)和聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(PBAT)组成的生物可降解塑料(BP1)的失重特性进行分析,BP1在氮气和空气气氛下的反应过程都非一步完成,主要反应阶段都存在明显的两步失重过程,在氮气和空气气氛下两个主要反应阶段的质量损失率分别达到87.99%~89.64%,84.99%~86.88%,且两反应阶段温度区间存在明显重叠.利用Flynn–Wall–Qzawa(FWO)、Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)、Starink三种等转化率法计算动力学参数,得到BP1在氮气气氛下阶段一、阶段二的平均活化能E分别是88.95,90.92kJ/mol,空气气氛下阶段一、阶段二的平均活化能E分别是67.23,91.27kJ/mol;采用积分主图分析法(Master-plots法)基于10℃/min确定其动力学反应机理,表明BP1主要反应阶段均符合随机成核和核生长模型(An),但反应级数有所区别,说明氮气和空气不同气氛,并不会影响其反应机理,只是在活性点位的产生和失活速率快慢方面有所区别.

关键词：生物可降解塑料热处理特性动力学等转化率法机理模型

硝酸异丙酯与Cl原子、OH和NO_(3)自由基反应的机理及动力学

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高等学校化学学报 2022年第2期43卷 70-76页

作者：孙翠红吕立强刘迎王妍杨静张绍文石家庄学院化工学院石家庄050035 北京理工大学化学与化工学院北京100081

采用CCSD(T)//M06-2X/6-311++G(d,p)方法,结合传统过渡态理论,研究了硝酸异丙酯与Cl原子、OH及NO_(3)自由基的反应机理和动力学.两个反应物单体首先形成氢键复合物,随后X(X=Cl原子、OH和NO_(3)自由基)提取硝酸异丙酯中叔碳的α-H原子或... 详细信息

采用CCSD(T)//M06-2X/6-311++G(d,p)方法,结合传统过渡态理论,研究了硝酸异丙酯与Cl原子、OH及NO_(3)自由基的反应机理和动力学.两个反应物单体首先形成氢键复合物,随后X(X=Cl原子、OH和NO_(3)自由基)提取硝酸异丙酯中叔碳的α-H原子或甲基的β-H原子,室温下,以X提取α-H原子为主.反应的主要历程为Cl原子(OH或NO_(3)自由基)提取(CH_(3))_(2)CHONO_(2)的α-H原子,生成HCl(H_(2)O或HNO_(3))分子和(CH_(3))_(2)CONO_(2)自由基,后者分解为丙酮和NO_(2).结果表明,在200~500 K温度范围内,随着温度的升高,丙酮和NO_(2)的产率降低;在室温下,硝酸异丙酯与Cl原子、OH和NO_(3)自由基反应的速率常数分别为3.933×10^(-11),1.182×10^(-13)和7.134×10^(-19)cm^(3)·molecule^(-1)·s^(-1).计算所得硝酸异丙酯与OH自由基反应的动力学数据与实验结论一致.

关键词：硝酸异丙酯自由基反应机理动力学

磷酸钴修饰Cu_(3)V_(2)O_(8)/ZnO光阳极的动力学特性及光电化学水分解研究

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化学学报 2024年第1期82卷 26-35页

作者：王志强苏进展西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室陕西西安710049

钒酸铜是一种新兴的应用前景广阔的光阳极材料.本工作首先制备了不同厚度的Cu_(3)V_(2)O_(8)光电极,通过强度调制光电流谱、电化学阻抗谱等手段深入探究了影响Cu_(3)V_(2)O_(8)光电性能的关键因素在于光生载流子扩散距离短造成的载流子... 详细信息

钒酸铜是一种新兴的应用前景广阔的光阳极材料.本工作首先制备了不同厚度的Cu_(3)V_(2)O_(8)光电极,通过强度调制光电流谱、电化学阻抗谱等手段深入探究了影响Cu_(3)V_(2)O_(8)光电性能的关键因素在于光生载流子扩散距离短造成的载流子体相复合严重以及缓慢的氧化动力学造成的表面复合严重.为解决该问题,本工作提出了将一维ZnO纳米棒阵列作为支撑骨架以及负载CoPi助催化剂的策略.一维ZnO纳米棒阵列可作为电子快速传输通道促进光生载流子的体相分离,CoPi助催化剂可提高光生载流子表面分离效率提升氧化动力学.

关键词：钒酸铜氧化锌光电化学动力学强度调制光电流谱