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短期预报中的非相变非绝热过程影响

应用气象学报 1997年第2期8卷 205-211页

作者：周天军钱永甫南京大学大气科学系

针对短期预报中的非相变非绝热过程影响进行了数值试验．结果表明，非相变非绝热过程对短期天气预报的影响，主要体现在降水要素的预报上．在本个例中，对于雨区分布和降水量，若忽略非相变非绝热过程，将引起大陆上降水预报的较大偏差。

关键词：非绝热过程短期预报降水预报降水量

甲醇和水在金红石TiO2_(110)表面光催化基元过程研究:表面光催化新的物理图像的探讨（英文）

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催化学报 2015年第10期36卷 1649-1655页

作者：郭庆 Timothy K.Minton 杨学明中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室辽宁大连116023

作为在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术,光催化的发展受到了广泛的关注.然而,光催化反应机理和动力学方面的研究却远远落后于光催化剂的发展.一系列的研究结果表明,TiO2表面光催化反应起始于光的吸收.TiO2吸收大于其带隙的光... 详细信息

作为在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术,光催化的发展受到了广泛的关注.然而,光催化反应机理和动力学方面的研究却远远落后于光催化剂的发展.一系列的研究结果表明,TiO2表面光催化反应起始于光的吸收.TiO2吸收大于其带隙的光子后,则会产生电子空穴对,而电子,空穴分离后,会在百飞秒量级时间范围内弛豫到导带或者是价带边上,多余的能量则会激发声子振动.而分离的电子或者是空穴会在皮秒或者是更长时间范围内与反应物相互作用,来驱动反应发生.因此,在这种前提下,反应速率和激发光的波长就没有直接联系了.相反,反应速率和TiO2对不同光波长的光吸收系数有很大关系.本文总结了本课题组最近在金红石TiO2(110)表面开展的甲醇和水的光解离基元过程的研究结果.首先,我们发现在金红石TiO2(110)表面,利用400nm去照射甲醇或者水覆盖的金红石TiO2(110)表面,甲醇能够高效的发生解离,而水却没有观察的解离.通过基于基态反应的理论计算,发现水两步解离的低能垒是反应不能有效发生的关键.另外,我们也研究了甲醇在355和266 nm光照射下在金红石TiO2(110)表面的解离,结果发现,甲醇在266 nm照射下的解离速率比355 nm快了100倍,而TiO2对266 nm光的吸收系数比355 nm也就高了2–4倍.这充分说明了光子能量对反应有非常显著的贡献,现有的光催化模型已经不能很好地解释我们观察的实验现象.在此基础上,我们提出了一个基于非绝热过程和基态反应的模型来解释这些新的实验现象.这个模型不仅能解释我们的实验结果,还能为增进光催化的理解打开一扇新的大门.为了能让这个模型应用到一般的光催化过程中,需要着重开展表面附近电子-空穴复合导致的基态光催化反应的研究,来验证和完善这个新的模型.

关键词：二氧化钛光催化电子-空穴分离非绝热过程基态势能面

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TiO_2表面光催化基元过程（英文）

物理化学学报 2016年第1期32卷 28-47页

作者：郭庆周传耀马志博任泽峰樊红军杨学明中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室辽宁大连116023 北京大学量子材料科学中心和物理学院北京100871

在过去的几十年里,得益于二氧化钛(TiO_2)作为光催化剂在光催化分解水、污染物降解方面的潜在应用,人们对TiO_2光催化剂的开发、改良以及TiO_2表面光催化机理的基础研究方面都投入了巨大的精力。因此,在超高真空环境下,利用不同的实验... 详细信息

在过去的几十年里,得益于二氧化钛(TiO_2)作为光催化剂在光催化分解水、污染物降解方面的潜在应用,人们对TiO_2光催化剂的开发、改良以及TiO_2表面光催化机理的基础研究方面都投入了巨大的精力。因此,在超高真空环境下,利用不同的实验和理论方法,人们对TiO_2表面(特别是金红石TiO_2(110)表面)的热催化和光催化过程进行了大量的研究,以此来获得上述重要反应中的一些机理性的信息。本文中,将从TiO_2的物质结构以及电子结构开始,然后着重介绍TiO_2表面光生电荷(电子和空穴)的传输、捕获以及电子转移动力学方面的进展。在此基础上,总结了甲醇在金红石TiO_2(110)、TiO_2(011)以及锐钛矿TiO_2(101)表面光化学基元反应过程的一些实验结果。这些结果不仅能增进我们对表面光催化基元过程的认识,同时也能激励我们进一步去研究表面光催化基元过程。最后,基于现有光化学实验结果,简短地讨论了我们对光催化反应机理的一点看法,并提出了一个可能的光催化模型,这可以引起人们对光催化反应机理更全面的思考。

关键词：二氧化钛光催化电子-空穴分离非绝热过程基态势能面

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水在二氧化钛表面的光反应机理研究进展

科学通报 2021年第25期66卷 3299-3308页

作者：陈晓郭庆杨学明南方科技大学化学系深圳518055

利用太阳能光解水生成氢气一直是光催化领域的研究热点之一.在过去的几十年,利用二氧化钛来实现光催化分解水产氢被广泛研究.但是,由于体系的复杂性,水在二氧化钛表面的光解离反应机制至今仍有很多基本问题尚未得到解释.因此,从微观层... 详细信息

利用太阳能光解水生成氢气一直是光催化领域的研究热点之一.在过去的几十年,利用二氧化钛来实现光催化分解水产氢被广泛研究.但是,由于体系的复杂性,水在二氧化钛表面的光解离反应机制至今仍有很多基本问题尚未得到解释.因此,从微观层面上理解水在二氧化钛表面的光解离机制对于能源化学和光催化而言均具有重要意义.本文系统综述了水在二氧化钛单晶表面光解离机理的最新研究进展,分析了影响光催化水解离效率的因素(如表面结构、分子间氢键、光子能量等),并对光催化模型进行了开放性讨论,指出了电荷/能量转移以及电荷载体与吸附质的相互作用在水光解离过程中扮演的关键作用,希望能为开发更高效的光催化剂提供线索.

关键词：水光催化二氧化钛电荷转移非绝热过程

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表面光催化基元反应研究进展

中国科学：化学 2018年第2期48卷 114-126页

作者：郭庆周传耀马志博任泽峰樊红军杨学明中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室大连116023

在过去的二十年里,人们对半导体光催化剂表面所发生的光催化产氢和有机物降解等反应进行了广泛的研究.尤其是在超高真空条件下,利用不同的表面科学方法对不同种类的小分子在TiO_2表面的光催化反应机理进行了细致的研究,深化了对光催化... 详细信息

在过去的二十年里,人们对半导体光催化剂表面所发生的光催化产氢和有机物降解等反应进行了广泛的研究.尤其是在超高真空条件下,利用不同的表面科学方法对不同种类的小分子在TiO_2表面的光催化反应机理进行了细致的研究,深化了对光催化过程中所发生的基元反应的认知.本文主要综述了几种重要的小分子(水、甲醇和醛类)在不同TiO_2表面的光催化反应机理的最新研究进展,这些研究结果不仅加深了对表面光催化基元过程的认识,还将促使该领域衍生出新的研究方向.在这些结果的基础上,本文提出了一种基于动力学的光催化模型.

关键词：二氧化钛表面光催化非绝热过程

非绝热加热作用对印度西南季风中断向活跃转变过程影响的数值试验

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高原气象 1985年第S1期 77-86页

作者：李俊瞿章王安宇高由禧中国科学院兰州高原大气物理研究所

本文用一个p-σ混合坐标系五层原始方程模式在绝热与非绝热条件下对1979年7月一次西南季风中断转变成为季风活跃的过程进行对比数值试验。其目的是研究非绝热加热作用对季风环流转变的影响。初始场取自FGGE-Ⅲ_b网格点资料,试验范围是0... 详细信息

本文用一个p-σ混合坐标系五层原始方程模式在绝热与非绝热条件下对1979年7月一次西南季风中断转变成为季风活跃的过程进行对比数值试验。其目的是研究非绝热加热作用对季风环流转变的影响。初始场取自FGGE-Ⅲ_b网格点资料,试验范围是0°—180°E、22.5°S—57.5°N。试验结果表明:非绝热加热对印度季风中断转变为季风活跃有重要作用。当在模式中考虑非绝热过程时,从具有季风中断特征的初始场可以摸拟出与实际比较一致的季风活跃时的环流形势。这时热带季风槽位于印度上空,印度地区出现季风垂直环流圈,低空盛行西南季风,印度中部降水偏多,中纬度副热带环流也转变成季风活跃时的环流形势。当去掉非绝热作用后,季风槽东移到孟加拉湾海上,印度西南部上空出现相对高压区;同时季风垂直环流圈消失,低空西南季风减弱,500mb及其下部印度地区季风中断环流特征维持不变。

关键词：非绝热加热非绝热过程季风槽低压槽季风环流数值试验季风中断等压面高度绝热试验垂直环流圈印度南亚

水汽和山脉对印度西南季风中断向活跃转变过程影响的数值试验

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高原气象 1986年第3期 226-235页

作者：李俊中国科学院兰州高原大气物理研究所南京气象学院

本文在文献数值试验的基础上,利用P-σ混合坐标系五层原始方程模式,在不同水汽含量和地形条件下对1979年7月一次实际季风环流转变过程进一步进行了对比数值试验。讨论了与水汽条件有关的大气湿过程和山脉对印度西南季风中断向活跃转变... 详细信息

本文在文献数值试验的基础上,利用P-σ混合坐标系五层原始方程模式,在不同水汽含量和地形条件下对1979年7月一次实际季风环流转变过程进一步进行了对比数值试验。讨论了与水汽条件有关的大气湿过程和山脉对印度西南季风中断向活跃转变过程的影响。试验范围是0°—180°E、22.5°—57.5°N,初始场取自FGGE—Ⅲ_b网格点资料。试验结果表明:在非绝热因子中湿空气的非绝热过程起主要作用,它是西南季风中断结束后迅速出现季风活跃环流的主要机制。山脉的存在也有利于出现季风活跃环流和增加印度地区的季风降水。若在数值试验中削减大气里的水份含量或去掉山脉地形后,模拟结果与正常水汽和有山情况下的非绝热试验结果(接近实况)差异较大,尤其是削减水汽含量后,印度季风环流继续保持初始场中季风中断时的主要特征。

关键词：水汽数值试验季风环流山脉季风中断等压面高度非绝热过程绝热因子大尺度环流背景印度南亚

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干燥过程分类

化工与医药工程 1979年第2期 46-50页

作者： F.W.Dittman 尤国芳

干燥所用的装备几乎比其他任何一种化工单元操作表现为变化更大。因而工程人员面对着一个复杂的问题,即宁可找一种适合其要求的装备,也不会使其工艺去适应可用的装备。下述按过程原理进行干燥器的分类将有助于这一问题。

关键词：固体表面表面相非绝热过程干燥器英热单位干燥过程分类法情报检索热干燥

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核苷类分子体系激发态动力学行为的理论研究

核苷类分子体系激发态动力学行为的理论研究

作者：周国翠中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核苷酸(RNA)分子是生物体内最重要的遗传物质,其自身的稳定性保证了生物体基因的稳定遗传。组成其结构的碱基分子在紫外线区域具有强吸收,可导致严重的光化学损伤,如基因突变或癌症。因此需要对生物体自身的防... 详细信息

脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核苷酸(RNA)分子是生物体内最重要的遗传物质,其自身的稳定性保证了生物体基因的稳定遗传。组成其结构的碱基分子在紫外线区域具有强吸收,可导致严重的光化学损伤,如基因突变或癌症。因此需要对生物体自身的防御机制进行深入的探究。目前,对于简单碱基的研究比较完善,对于复杂的核苷分子的激发态动力学行为研究较少,因此深入研究核苷的光诱导衰变机制,可为全面认识DNA和RNA的光稳定性提供基础。本文以嘌呤类核苷-鸟苷分子和嘧啶类核苷-尿苷分子为代表,采用密度泛函理论(DFT/TDDFT)和全活化空间自洽场(CASSCF)方法研究了鸟苷和尿苷分子体系在气相中激发态的退激发行为,探究了以激发态分子内质子转移过程、环的折叠运动以及环的扭转为特征的退激发衰减通道。同时基于Zhu-Nakamura电子跃迁理论的直接动力学方法对核苷分子退激发的动力学过程进行研究,阐明了复杂核苷分子系统的激发态退激发机制。在鸟苷分子中,计算了基态和激发态的稳定结构以及不同退激发过程的势能曲线和电子结构,分析结果表明鸟苷的退激发机理中存在C2原子环的变形和激发态质子转移过程,同时通过势能曲线上的构型变化,可以表明环变形过程优先于质子转移过程,并且环变形过程是一个没有势垒的过程。同时质子转移过程势垒较高,通过质子转移的量子隧穿效应对质子转移概率进行了计算,在该势垒情况下,质子转移发生概率较低。在尿苷分子中,基于几何优化计算,确定了六个最小能量交叉点。两个对应于S/S的衰变,即CN键的延伸和两个环之间的扭曲。其余四个对应于S/S的退激发,其中两个是C6原子向上向下的弯曲运动,两个是O13原子的双向扭转。作为嘧啶核苷,尿苷分子不具有分子内氢键,碱基上的变化与孤立的尿嘧啶的变化相似,但是五碳糖的加入对其影响较大,核糖中的含氧基团在整个退激发过程中起到了主要作用,并且距离核糖最远的含氧基团的扭转贯穿了整个退激发过程。本文为全面理解DNA和RNA的光稳定性提供了基础,对合成仿生光稳定性材料以及开发UV类化疗药物提供了理论指导。

关键词：激发态退激发非绝热过程内转换变形过程