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介绍一个核磁共振波谱解析的学习网站

大学化学 2024年

作者：金晋慷盛伊甸吕萍陆展浙江大学化学系

核磁共振技术是化学工作者分析化合物结构与纯度的重要工具，尤其在有机化学方向的科研工作中，这项技术得到了广泛的应用。本文介绍了一个交互式的核磁共振波谱解析练习网站，通过练习解析真实核磁共振波谱，学生可以逐步建立对核磁共... 详细信息

核磁共振技术是化学工作者分析化合物结构与纯度的重要工具，尤其在有机化学方向的科研工作中，这项技术得到了广泛的应用。本文介绍了一个交互式的核磁共振波谱解析练习网站，通过练习解析真实核磁共振波谱，学生可以逐步建立对核磁共振波谱技术的认知，逐渐学会如何解读学习、工作中遇到的核磁共振谱图。在本科阶段学习与练习核磁共振波谱解析技能，将有助于学生未来科研工作的顺利进行。借助文中介绍的练习网站，学生可以方便地选择难度合适的练习题进行学习提升。

关键词：核磁共振波谱解析练习网站

冷冻光学显微镜技术在光合作用研究中的发展与应用

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物理学报 2024年

作者：张先骏日本东北大学理学研究科化学系麻省理工学院化学系

在植物中，光合作用的高效光电转化效率归因于色素蛋白复合体中所建立的强大捕光网络与灵活的能量转移机制。对色素蛋白复合体结构与功能的解析是光合作用研究中的重要方向，对人工光合作用研究和能源可持续发展战略具有指导意义。随着... 详细信息

在植物中，光合作用的高效光电转化效率归因于色素蛋白复合体中所建立的强大捕光网络与灵活的能量转移机制。对色素蛋白复合体结构与功能的解析是光合作用研究中的重要方向，对人工光合作用研究和能源可持续发展战略具有指导意义。随着冷冻电子显微镜的快速发展，大量复合体的精密结构得以解析。冷冻光学 (光谱) 显微镜是冷冻电子显微镜的重要互补技术，发展至今已有约35年的历史。该方法通过光谱特征可精确识别多种色素蛋白复合体，而低温成像不仅有效地抑制了单个复合体或细胞样品的光损伤，还限制了复合体中色素间的uphill能量转移，从而提高荧光量子收率。冷冻光学显微镜不仅成为表征单个蛋白质的结构动态与捕光功能的有力工具；还为可视化和定量复杂的光合成分在细胞体内的空间分布提供了可能性。因此，该技术的应用极大地发展了在微观尺度下分析色素蛋白结构与功能的研究领域，这对于光合作用研究体系的推进具有重大意义。本文从单分子光谱与单细胞光谱技术两方面总结了冷冻光谱显微镜技术在自然光合作用中的主要应用与取得的成果，其中包括：探究色素蛋白复合体的捕光功能与蛋白质动态的关联，复合体中能量异质性的表征，在细胞体内可视化光合蛋白的能量调控机制等。

关键词：光合作用光捕获能量调控冷冻光学显微镜单分子光谱

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2,5-二氯嘧啶振动光谱的实验和理论研究

光谱学与光谱分析 2024年第10期44卷 2795-2804页

作者：陈恒杰方旺张家伟陈双扣重庆科技大学数理与大数据学院物理系重庆401331 重庆科技大学化学化工学院应用化学系重庆401331

采用KBr压片(KBr)、石蜡油(Nujol)、衰减全反射(ATR)和熔融(Liquid)四种样品制备方法,收集了2,5-二氯嘧啶(2,5-DCP)固相及液相、400~4000 cm^(-1)范围内的傅里叶变换红外光谱(FTIR),记录了80~3200 cm^(-1)区间内的傅里叶变换拉曼光谱(FT... 详细信息

采用KBr压片(KBr)、石蜡油(Nujol)、衰减全反射(ATR)和熔融(Liquid)四种样品制备方法,收集了2,5-二氯嘧啶(2,5-DCP)固相及液相、400~4000 cm^(-1)范围内的傅里叶变换红外光谱(FTIR),记录了80~3200 cm^(-1)区间内的傅里叶变换拉曼光谱(FT-Raman)和激光拉曼光谱(Laser-Raman)被记录。为正确解释实验获得的振动光谱,首先采用14种密度泛函理论方法(DFT)及二阶微扰理论(MP2)对2,5-DCP的结构进行优化,获得谐性近似下的振动频率、红外强度和拉曼活性,并将拉曼活性转换到拉曼强度。进一步考虑非谐效应,在平衡结构附近展开微扰计算,得到简振坐标下的三阶、四阶力场,以振动二阶微扰(VMP2)理论得到2,5-DCP的非谐振动频率和非谐振动强度,发现B3LYP计算的非谐振动频率与实验值差异最小。基于优选的B3LYP方法,继续考察基组对振动频率的影响,通过9种基组计算结果发现6-311++G(2pd,2df)获得的非谐振动频率最佳,其与实验值的均方根误差(RMSE)为6.75 cm^(-1)(22个振动模下为4.63 cm^(-1)),6-311++G(d,p)在大大减少计算时间的同时,精度未有多大损失(6.79 cm^(-1))。综上所述,基于B3LYP方法结合6-311++G(2df,2pd)基组得到的非谐振动光谱是归属2,5-DCP实验光谱的最佳选择。基于最优计算结果、标度因子方法获得的振动基频,结合非谐红外振动强度、谐性近似下的拉曼强度、简振坐标示意图以及振动势能分布(PED),对比到实验采集的红外和拉曼光谱,对2,5-DCP的所有基频和部分泛频进行了指认,发现两个振动耦合,一为3054 cm^(-1)与1554以及1540 cm^(-1)的和频耦合导致;二为1132 cm^(-1)与793+351 cm^(-1)和频及1370~230 cm^(-1)差频耦合引起。最后预期了多个同位素取代下的2,5-DCP振动谱,同时检验了上述归属的正确性。

关键词： 2 5-二氯嘧啶红外光谱拉曼光谱非谐效应势能分布同位素效应

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大语言模型在电催化领域中的应用

Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 7-14页

作者：张成翼王兴宇王子运奥克兰大学化学院新西兰奥克兰

大语言模型作为现代科技的杰出代表,已经在社会的各个领域产生了深远影响.这些模型由数十亿个神经元相互连接构建而成,集成了人类至今为止的丰富知识,具备与全球各地人们进行流畅、精确对话的卓越能力.其类人智能特性不仅使其能够应对... 详细信息

大语言模型作为现代科技的杰出代表,已经在社会的各个领域产生了深远影响.这些模型由数十亿个神经元相互连接构建而成,集成了人类至今为止的丰富知识,具备与全球各地人们进行流畅、精确对话的卓越能力.其类人智能特性不仅使其能够应对现代社会的各种挑战,更在多个科学领域中展现出巨大的应用前景.然而,目前大语言模型广泛应用的潜力尚未被完全挖掘.本文旨在深入探讨现代大语言模型在电催化领域的潜在应用,以期阐明这些人工智能驱动的模型如何助力科研人员深化对催化学科的理解,并推动催化剂的智能设计.通过对大语言模型在电催化领域应用的系统研究,我们期望能够为未来的科研工作提供新的思路和方法.本文首先分析了传统的实验法和多尺度模拟方法在催化研究中的局限性,包括资源消耗大、实验周期长、研究进展缓慢以及受人类自身能力限制等问题.随后,着重探讨了大语言模型在电催化研究中的显著优势,如突破人类认知界限、理论上具备无限知识累积能力等.尽管大语言模型展现出巨大的潜力,但仍面临泛化能力与领域专业性之间的权衡、文本限制等挑战.为应对这些挑战,本文进一步介绍了多模态大语言模型的发展及其在电催化研究中的具体应用,包括与实验者的直接互动、基于实验反馈的持续优化、预训练模型的微调以及结合视觉编码器实现多模态数据融合等.最后,强调了多模态大语言模型在光谱分析、实验路径设计、过渡状态搜索、分子结构设计、催化剂优化和问题诊断等方面的巨大潜力.总之,多模态方法在催化领域具有广泛的应用前景,能够整合多种数据源,为催化剂设计、反应机理研究和反应条件优化提供强大的工具和技术支持.最后,本文展望了大语言模型在科学研究中的作用和未来发展趋势.大语言模型在知识积累和效率提升方面展现出了出色的能力,但在创造全新知识方面,或许还无法与科学先驱相提并论.展望未来,大语言模型应当与实验和模拟方法深度融合,以增强其预测能力和多模态学习能力.通过这样的结合,大语言模型将能够更全面地辅助科学研究者,进而推动科学研究更迅速地发展.这一发展趋势不仅有助于提升科学研究的效率和准确性,还将为科学领域带来更多的创新和突破.

关键词：大语言模型电催化人工智能多模态大语言模型

近红外二区荧光探针在活体多重成像中的研究进展

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化学学报 2024年第10期 1069-1085页

作者：蒋励陈子晗凡勇复旦大学化学系聚合物工程国家重点实验室

近红外二区(NIR-II,1000～1700nm)荧光成像技术,因生物组织对其低的吸收和散射,以及接近零的自体荧光背景噪声,使得其在生物体内具备深的穿透能力以及高的分辨率和信噪比,目前已经成为活体内研究的一种新型的技术手段,尤其适用于活体组... 详细信息

近红外二区(NIR-II,1000～1700nm)荧光成像技术,因生物组织对其低的吸收和散射,以及接近零的自体荧光背景噪声,使得其在生物体内具备深的穿透能力以及高的分辨率和信噪比,目前已经成为活体内研究的一种新型的技术手段,尤其适用于活体组织内的多重成像.本综述首先回顾了NIR-II荧光探针的设计与合成,涵盖稀土基纳米颗粒、量子点及有机荧光分子等,并探讨了多重成像技术对方法和设备的需求与成像技术进展,最后分析了它们在血管/肿瘤/淋巴、多器官以及细胞层面的多重成像应用.同时,也展望了该新型成像模式在未来发展中的方向以及最终走向临床应用所面临的挑战.

关键词：近红外二区荧光探针多重成像活体分析

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梁启超的文明观

华东师范大学学报（哲学社会科学版） 2024年第4期56卷 26-39,178,179页

作者：高力克浙江大学国际文化学系杭州310012

“文明”在近代中国的传播,梁启超厥功至伟。从清末到五四,梁启超的文明观经历了深刻的变迁。变法时期,他以“文明”为社会进步的方向,视法律为文明的基础而呼唤变法。流亡日本时期,他受福泽谕吉文明论的影响,以“文明”为中国现代化的... 详细信息

“文明”在近代中国的传播,梁启超厥功至伟。从清末到五四,梁启超的文明观经历了深刻的变迁。变法时期,他以“文明”为社会进步的方向,视法律为文明的基础而呼唤变法。流亡日本时期,他受福泽谕吉文明论的影响,以“文明”为中国现代化的目标,倡言以“新民”促进中国的文明化。他晚年著《欧游心影录》,其思想关切从为国族“富强”而追慕西方现代文明,转向回望中国传统,从孔老墨寻求人的“安身立命”的人生意义。他的思想旨趣,亦从以现代化批判传统,转向以传统批判现代性。晚年梁启超论及“文明”,已不再是以西方为典范的单数文明,而是以平等视点中的复数文明论述中西文明问题,主张中西文明互鉴互补,再造一种新型人类文明。这种在反思现代性基础上再造新文明的新文明观,表征着五四后一种新启蒙思想的兴起。

关键词：梁启超文明现代化传统人生

共价有机骨架在高性能锂离子电池负极材料中的应用

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高等学校化学学报 2024年第3期45卷 114-124页

作者：张晋恺李佳莉刘晓明母瀛吉林大学化学学院长春130012

通过缩合聚合反应制备了两种热稳定性高、结晶性好和比表面积大的共价有机骨架(COF-1,COF-2)材料.将它们作为锂离子电池(LIBs)负极材料时,均表现出较高的可逆容量(经过150次循环后,COF-1和COF-2的充电比容量分别为484和327 mA·h/g)、... 详细信息

通过缩合聚合反应制备了两种热稳定性高、结晶性好和比表面积大的共价有机骨架(COF-1,COF-2)材料.将它们作为锂离子电池(LIBs)负极材料时,均表现出较高的可逆容量(经过150次循环后,COF-1和COF-2的充电比容量分别为484和327 mA·h/g)、出色的倍率性能(2和10 A/g电流密度下,COF-1和COF-2的可逆容量分别为296,180 mA·h/g和265,166 mA·h/g)、超大电流密度下的工作能力(5 A/g电流密度下循环2000次,COF-1和COF-2的充电比容量分别为572和332 mA·h/g)以及极端温度下的运行性能(50和‒15℃环境中循环40次后,COF-1和COF-2的充电比容量分别为2101,218 mA·h/g和1760,172 mA·h/g).两种COF均具有随着充放电的持续进行,电化学活性基团被激活的能力,COF-1和COF-2在不添加导电剂的情况下循环400次,充电比容量分别从23和16mA·h/g增长到45和31mA·h/g;通过对实验数据的分析,证明了在大电流密度以及高温环境等能使离子扩散速率加快的条件下,更有利于这种激活效应的发生.通过对比两种COF材料,发现含有三嗪环结构的COF-1的储锂性能及电化学反应动力学性质优于全部为苯环结构的COF-2,表明芳香环中的C=N可能是一种具有较高电化学活性的基团.

关键词：共价有机骨架锂离子电池负极材料比容量上升电化学活性

金属有机框架复合材料在环境污染物电化学检测中的应用研究进展

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分析化学 2024年第8期52卷 1061-1071页

作者：谷建霞王海璇贺敬婷白剑马璐云忻州师范学院化学系长春理工大学化学与环境工程学院

随着社会和经济的不断发展，环境污染问题也日益严重，对人类的生产和生活造成影响，威胁人类健康。因此，对环境污染物的监测至关重要。在诸多环境检测技术中，电化学传感技术因其成本低、操作简便和检测速度快等优点而受到广泛关注，... 详细信息

随着社会和经济的不断发展，环境污染问题也日益严重，对人类的生产和生活造成影响，威胁人类健康。因此，对环境污染物的监测至关重要。在诸多环境检测技术中，电化学传感技术因其成本低、操作简便和检测速度快等优点而受到广泛关注，但仍存在灵敏度低、检出限高和选择性差等不足。金属有机框架（MOFs）材料是一种由配位键联结有机配体和金属离子/离子簇形成的有序网状多孔晶体，具有比表面积大、孔径可调和结构多样等特点。但是，MOFs自身导电性和稳定性较差，电化学检测性能不佳，严重制约了其在电化学领域的广泛应用。将MOFs与其它功能材料复合，不仅可以弥补MOFs的固有缺陷，还可以兼具MOFs和功能材料的优异性能，两者之间的协同作用有利于提高检测效果。因此，MOFs复合材料在环境污染物电化学检测中得到了广泛应用。本文综述了近五年来基于MOFs复合材料（MOFs和碳材料、导电聚合物、金属纳米粒子或者MOFs复合）的电化学传感器在环境污染物（农药、重金属离子、酚类化合物和亚硝酸盐）检测中的应用研究进展，并分析了基于MOFs复合材料的电化学传感器用于检测环境污染物时面临的挑战和发展前景。

关键词：金属有机框架复合材料电化学传感器环境污染物评述

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文明的求索:晚清民国思想史中的现代化理论

浙江社会科学 2024年第1期 23-38,156页

作者：高力克浙江大学国际文化学系杭州310058

现代化是晚清民国思想史的主旋律。鸦片战争以降,古老的中华农业文明遭遇发轫于西欧的现代工业文明的挑战,中国在文明冲突中通过文化传播而采纳融合现代文明。面对现代文明转型的“三千年未有之大变局”,一代代民族精英对中国的现代化... 详细信息

现代化是晚清民国思想史的主旋律。鸦片战争以降,古老的中华农业文明遭遇发轫于西欧的现代工业文明的挑战,中国在文明冲突中通过文化传播而采纳融合现代文明。面对现代文明转型的“三千年未有之大变局”,一代代民族精英对中国的现代化进行了艰苦不懈的改革实践和思想探索。“洋务”、“富强”、“维新”、“新民”、“革命”、“文明”、“新文化”、“西化”和“现代化”这些新观念的递嬗,呈现了晚清民国思想史上早期中国现代化理论形态的曲折演进。从晚清“中体西用”的“洋务”思潮,到20世纪30年代思想界对“文明”与“文化”、“现代化”与“西方化”的分辨,表征着中国早期现代化理论形态的趋于成熟。

关键词：现代化文明思想史洋务西方化