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金红石TiO2材料热电子弛豫动力学第一性原理计算研究

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中国科学:物理学力学天文学 2025年第1期 113-121页

作者：师展郑镇法郑奇靖赵瑾中国科学技术大学物理系中国科学技术大学精准智能化学重点实验室中国科学技术大学合肥国家实验室中国科学技术大学合肥国家微尺度物理科学研究中心美国匹兹堡大学物理与天文系

在太阳能转化过程中,激发态热载流子的动力学行为决定了能量转化的效率.我们采用动量空间非绝热分子动力学（NAMDk）方法研究了金红石TiO2体系中的热电子弛豫过程.研究中,我们选择了两种初始能量的热电子,其动量都位于Γ点,能量分别为Ei... 详细信息

在太阳能转化过程中,激发态热载流子的动力学行为决定了能量转化的效率.我们采用动量空间非绝热分子动力学（NAMDk）方法研究了金红石TiO2体系中的热电子弛豫过程.研究中,我们选择了两种初始能量的热电子,其动量都位于Γ点,能量分别为Eini=0.64 eV和Eini=2.75 eV.结果显示,热电子弛豫过程主要包括两个阶段:（1）首先,热电子被散射到第一布里渊区的等能面上,形成热电子系综,此过程能量基本保持不变,只有动量发生变化,称为动量弛豫过程.对于Eini=0.64 eV和Eini=2.75 eV两种情况,动量弛豫时间均在15-25 fs之间;（2）随后,热电子系综作为一个整体逐渐弛豫至导带底,这一阶段称为能量弛豫过程,其中Eini=0.64 eV和Eini=2.75 eV的能量弛豫时间分别为39和97 fs.在热电子弛豫过程中,其能量通过电声耦合转移给体系晶格,激发更多的声子,TiO2是一种离子晶体,在热电子弛豫过程中,Fr?hlich电声耦合起到了关键作用,导致大部分热电子的能量转移至Γ点的A1g声子,激发了Ti-O拉伸的纵光学支声子.我们的研究为理解金红石TiO2体内的热电子弛豫与能量转化过程提供了新的理论基础.

关键词：第一性原理计算电声耦合热电子弛豫动量空间非绝热分子动力学

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固态类杂芪分子一阶超极化率测定及溶剂效应

物理化学学报 1999年第9期15卷 805-811页

作者：詹传郎王夺元中国科学院化学研究所分子中心光化学开放实验室北京100101

用溶致变色法研究溶剂对反式 (4 N ,N 二甲氨基 ) (4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (DAPSI) ,反式 (2 N 甲基吡咯基 ) (4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (MPPSI) ,反式 (2 吡咯基 ) (4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (PPSI)、反式 (2 呋喃基 ) (4 ... 详细信息

用溶致变色法研究溶剂对反式 (4 N ,N 二甲氨基 ) (4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (DAPSI) ,反式 (2 N 甲基吡咯基 ) (4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (MPPSI) ,反式 (2 吡咯基 ) (4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (PPSI)、反式 (2 呋喃基 ) (4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (FPSI)、反式 (2 噻吩基 ) (4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (TPSI)和反式 (4 N 甲基吡啶基 )杂芪碘 (PSI)的分子一阶超极化率 (βxxx)的影响 ,揭示了溶剂极性 (ET(30 ) )与类杂芪染料的 βxxx值间很好的线性关系和影响规律 ,引入了溶剂化效应对待测化合物分子能级的影响与待测化合物分子间相互作用能级间存在等效能级的概念 ,从溶剂极性 (ET(30 )值 )与 βxxx值间的线性关系求出了在纯固态下类杂芪染料的 βsxxx值 ,及基态与第一激发态间跃迁能和最大吸收波长 .证明了MPPSI、PPSI、FPSI、TPSI和PSI在纯固态下的

关键词：类杂芪染料一阶超极化率非线性光学材料

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染料敏化太阳电池用聚合物电解质

高分子学报 2008年第6期18卷 507-516页

作者：方世璧林原周晓文张敬波李学萍肖绪瑞中国科学院化学研究所分子科学中心光化学重点实验室北京100080

综述了本研究小组近年来用于染料敏化太阳电池中聚合物电解质的研究概况.设计合成了几类性能优良的聚合物电解质,较好地改进了液体电解质染料敏化太阳电池(DSSC)的使用稳定性,研究结果具有实际应用的价值,并提出了此领域研究今后的发展... 详细信息

综述了本研究小组近年来用于染料敏化太阳电池中聚合物电解质的研究概况.设计合成了几类性能优良的聚合物电解质,较好地改进了液体电解质染料敏化太阳电池(DSSC)的使用稳定性,研究结果具有实际应用的价值,并提出了此领域研究今后的发展方向.

关键词：染料敏化太阳电池聚合物电解质原位固态化

聚硅氧烷为基体的聚合物电解质准固态染料敏化太阳电池

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太阳能学报 2007年第8期28卷 929-935页

作者：李学萍方世璧康俊杰李维盈张正诚肖绪瑞周晓文林原中国科学院化学研究所分子科学中心光化学重点实验室北京100080

设计并合成了一系列以柔性聚硅氧烷为基体的新型凝胶网络型聚合物电解质以及含有聚合物季胺碘盐的PEO型聚合物电解质和PAN凝胶型聚合物电解质,并对这些电解质体系的特性及组装的染料敏化太阳电池的研究与进展进行了综述。

关键词：聚合物电解质聚硅氧烷凝胶网络染料敏化太阳电池

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树枝形聚合物在光化学中的研究进展

化学进展 2005年第4期17卷 722-731页

作者：陈金平游长江刘白宁李嫕杨国强中国科学院理化技术研究所北京100101 中国科学院化学研究所分子科学中心光化学开放实验室北京100080

树枝形聚合物由于其特殊结构所表现出来的性质在光化学中有着广泛的应用前景,近20年来,树枝形聚合物在光化学中的研究也取得了很大的进展。本文主要从位点分离和光捕获两个方面对近年来的研究结果进行了总结。

关键词：树枝形聚合物位点分离光捕获光化学

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土壤冻融过程中的水热参数化方案研究进展

高原气象 2025年第1期44卷 1-15页

作者：侯雅李伟平左金清中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国气象局气候预测研究重点开放实验室/国家气候中心北京100081

冻土是陆地冰冻圈的重要组成部分,其冻融循环变化能够影响土壤结构、土壤水热传输以及土壤生物化学等过程,并通过陆-气相互作用影响局地甚至全球天气气候。因此,研究土壤冻融过程对冻土区人类生产生活和了解区域外天气气候变化具有重要... 详细信息

冻土是陆地冰冻圈的重要组成部分,其冻融循环变化能够影响土壤结构、土壤水热传输以及土壤生物化学等过程,并通过陆-气相互作用影响局地甚至全球天气气候。因此,研究土壤冻融过程对冻土区人类生产生活和了解区域外天气气候变化具有重要的科学意义。本文回顾了土壤中的砾石、有机质对土壤冻融过程的影响及物理机制,总结了土壤冻融过程中水热参数化的相关研究成果,包括土壤导热率和水力学参数的计算、水热耦合方案以及冻融锋面计算方案等。相对于普通的矿物质土粒而言,砾石具有高导热率和低热容,有机质具有低导热率和高热容,他们对热量在土壤中的传输及土壤温度垂直分布有不同的影响。另外,砾石和有机质的存在改变了土壤孔隙度、土壤基质毛细作用与吸附作用,进而影响水分在土壤中的传输过程和垂直分布。已有研究表明:(1)当前大部分数值模式中土壤导热率采用Johansen方案及其派生方案进行计算,其中Balland-Arp方案考虑了砾石和有机质对土壤导热率的影响,该方案更好地刻画了土壤冻融过程中土壤导热率变化的连续性;综合考虑热-水-变形相互作用的导热率参数化方案可以较好地刻画土壤冻融过程中的水热耦合和土体冻胀的作用,对相变过程中土壤导热率变化特征的模拟更符合实际观测。(2)过冷水参数化方案刻画了土壤液态水在0℃以下存在的事实;相变温度方案描述了土壤相变温度低于0℃且不固定的事实;导水阻抗方案考虑了土壤冻结对土壤水分下渗的阻抗作用,改善了对冻土区水文过程的模拟效果。(3)土壤冻融过程伴随着水分的相变和能量的转化,水热耦合方案的发展能够较好地刻画土壤中热力-水文过程的协同变化特征,细化了对冻融过程中水分和能量相互作用的复杂物理机制的描述。(4)等温框架的数值模式通过模拟每层土壤中间深度的冻融过程代表该模式分层的整体特征,导致对冻融深度的严重高估或低估,尤其是对厚度较大的模式深层土壤,冻融锋面计算方案的提出和应用减小了这种模拟偏差。目前土壤冻融参数化方案的不足之处包括:绝大多数数值模式没有考虑土壤盐分导致土壤水的冰点降低这一事实;虽然大部分数值模式考虑了土壤有机质对土壤水、热传输的影响,但是模式中对土壤有机质含量及垂直分布的考虑与植被根系的生长状态脱节;模式模拟的土壤深度不足并且下边界通量为零的假定不符合实际情况。发展土壤溶质传输参数化方案以模拟盐分的分布、刻画植被根系生长过程和土壤有机质的分布特征、考虑深层土壤对浅层的热力学影响并完善数值模式中的下边界条件,这些是未来陆面模式改进土壤冻融过程模拟的可能方向。

关键词：土壤冻融过程参数化方案土壤导热率土壤水文参数冻融锋水热耦合

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有机硅连接体在固相有机合成中的应用

化学进展 2004年第2期16卷 284-290页

作者：韩永滨李嫕杨国强中国科学院理化技术研究所北京100101 中国科学院化学研究所分子科学中心光化学开放实验室北京100080

固相合成方法具有传统液相反应无可比拟的优越性 ,已被越来越多的化学家认可。反应物与高分子支持体的连接则是固相合成中的重要环节 ,连接体在其中扮演着重要的角色。近 2 0多年来发展起来的有机硅连接体基本满足了理想连接体的要求 ,... 详细信息

固相合成方法具有传统液相反应无可比拟的优越性 ,已被越来越多的化学家认可。反应物与高分子支持体的连接则是固相合成中的重要环节 ,连接体在其中扮演着重要的角色。近 2 0多年来发展起来的有机硅连接体基本满足了理想连接体的要求 ,具有广阔的应用发展前景。本文从直接法和间接法两方面综述了 2 6年来具有代表性的多种有机硅连接体的设计、制备及其在固相有机合成中的应用。

关键词：有机硅连接体固相有机合成直接连接法间接连接法

CUL2-RING泛素连接酶识别羧基端降解子的机制

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中国科学:化学 2025年

作者：许超樊新元高新娇戚炜细胞动力学教育部重点实验室中国科学技术大学生命科学与医学部北京大学化学与分子工程学院上海科技大学生命科学与技术学院基因编辑中心

细胞生命活动的可塑性调控在分子水平表现为生物大分子动态相互作用与稳态调控.泛素-蛋白酶体系统是调控细胞内蛋白质降解的主要途径,其功能异常是导致肿瘤等疾病发生与发展的重要原因.在泛素化级联通路中,泛素连接酶E3负责识别并催化... 详细信息

细胞生命活动的可塑性调控在分子水平表现为生物大分子动态相互作用与稳态调控.泛素-蛋白酶体系统是调控细胞内蛋白质降解的主要途径,其功能异常是导致肿瘤等疾病发生与发展的重要原因.在泛素化级联通路中,泛素连接酶E3负责识别并催化底物聚泛素化.近年来,本研究团队综合利用结构生物学、化学生物学与细胞生物学等方法,解析了Cullin 2-RING泛素连接酶复合物组装机制及其识别底物羧基端降解子的分子机制,阐明了复合物活性受类泛素化修饰激活的机理,并发现了若干可用于设计蛋白降解靶向嵌合体的新靶标.最后,本文展望了未来基于泛素连接酶的底物识别机制开发靶向蛋白质降解剂,以及将该技术与新的化学生物学方法相结合开发新工具的可能性.

关键词：泛素化修饰泛素-蛋白酶体系统泛素连接酶羧基端降解子蛋白降解靶向嵌合体(PROTAC)

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可见光均相氧化法降解吖啶橙染料的特性

环境科学 2001年第1期22卷 106-108页

作者：谢银德陈锋何建军赵进才中国科学院化学研究所分子科学中心光化学开放室北京100080

一种难降解的染料吖啶橙 (AO)在可见光照射下的 photo Fenton降解实验结果表明 ,在三价铁离子和双氧水存在下吖啶橙可以被降解 ,且可见光可以极大地加快降解的速度 .另外 ,还对降解过程中的 pH、Fe2 +以及草酸盐和表面活性剂对降解速度... 详细信息

一种难降解的染料吖啶橙 (AO)在可见光照射下的 photo Fenton降解实验结果表明 ,在三价铁离子和双氧水存在下吖啶橙可以被降解 ,且可见光可以极大地加快降解的速度 .另外 ,还对降解过程中的 pH、Fe2 +以及草酸盐和表面活性剂对降解速度的影响进行了研究 ,发现草酸盐的加入降低了降解速度而表面活性剂十二烷基苯磺酸钠 (DBS)提高了降解的速度 .

关键词：可见光均相氧化法降解吖淀橙染料废水处理