上海光源在化学领域中的应用

 化学作为一门历史悠久而又富有活力的基础学科,成为人类用以认识和改造物质世界的主要方法和手段之一。在现代,很多人称化学为一门"中心科学",因为它是不少自然学科的核心,如材料科学、纳米技术、生物学、环境生态学等。作为一门以实验为基础的学科,化学在与物理学、生物学、地理学、天文学等学科的相互渗透中,得到了迅速的发展,又进一步推动了其他学科和技术的发展。具体一点讲,比如催化剂,是石油化工乃至整个化学工业中的重要材料,可以说没有催化剂就没有现代工业,对催化剂构效关系及催化反应的研究是当前化工及材料科学中的一个重要领域;再比如人类的活动与环境的变化相互影响,各类污染物在环境中的迁移规律和毒性强度,是与其化学赋存形态密切相关的,研究污染物的化学结构变化便是环境和地球化学的主要工作之一;又如生物医药学的进步,也是建立在研究生命物质的化学组成、结构及生命活动过程中各种化学变化的基础上,只有深入认识细胞内各组分,如蛋白质、糖类、脂类、核酸等生物大分子的结构和功能,才能更好的认知生命、保护生命;还有众多功能材料的研发,离不开化学合成工艺的理论和技术进步,化学家们研究过的材料更是内容丰富,比如高分子、合金、陶瓷、超导体、特种玻璃、离子液体等等。     

X/g-C3N4(X=g-C3N4、AlN及GaN)异质结光催化活性的理论研究

本文采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,研究了单层g-C₃N₄以及X/g-C₃N₄(X=g-C₃N₄、AlN及GaN)异质结的稳定性、电子结构、功函数及光学性质。结果表明,X/g-C₃N₄异质结的晶格失配率和晶格失配能极低,说明X/g-C₃N₄具有优异的稳定性。与单层g-C₃N₄相比,X/g-C₃N₄的带隙均减小,态密度的波峰和波谷均大幅提高且出现了红移现象,处于激发态的电子数量增加,使得电子跃迁变得更为容易,表明构建异质结有利于提高体系对可见光的响应能力。此外,X/g-C₃N₄的功函数均减小且在界面处形成了内建电场,有效抑制了光生电子-空穴对的复合,这对载流子的迁移以及光催化能力的提高大有裨益。其中,GaN/g-C₃N₄的功函数最小,在界面处存在电势差形成了内建电场且红移现象最明显,可推测GaN/g-C₃N₄的光催化性能最好。因此,本文提出的构建异质结是提高体系光催化活性的有效手段。     

GGA+U方法研究C与Ti掺杂GaN的电子结构和光学性质

作为一种优良的半导体材料,GaN所具有的宽禁带导致其只能吸收可见光中的紫光,因此如何增加GaN材料对可见光的利用率是一个值得研究的问题,掺杂是解决这个问题常用的手段。本文利用第一性原理的方法对本征GaN,C单掺、Ti单掺、C-Ti共掺GaN四种体系的电子结构和光学性质做了计算和分析,结果表明:掺杂后的体系都具有良好的稳定性;掺杂后各体系的体积均增大,说明杂质的引入使体系晶格发生畸变,对光生空穴-电子对的分离有促进作用,进而提高材料的光催化性能;杂质元素的引入使体系能级发生劈裂,电子跃迁更加容易;掺杂后各体系的介电函数虚部主峰均向低能区移动,吸收谱均红移至可见光区域,其中共掺体系在蓝绿光区域的吸收系数最大,由此可以推测C-Ti共掺有助于提高GaN的光催化性能。     

无穷级数引入的教学设计

给出针对无穷级数引入的一种教学设计.以趣味故事作为实例引入,通过对π的计算这个实际问题的讲解,让学生抓住概念的本质,并对无穷级数的应用有一个初步的了解,从而对无穷级数有一个总体的认识.在教学过程中,步步引导,全程既具有趣味性又具有启发性.     

A new transition metal diphosphide α-MoP2 synthesized by a high-temperature and high-pressure technique

Monoclinic $\alpha $-MoP$_{2}$, with the OsGe$_{2}$-type structure (space group $C2/m$, $Z = 4$) and lattice parameters $a = 8.7248(11) $ Å, $b = 3.2322(4) $ Å, $c = 7.4724(9) $ Å, and $\beta =119.263^\circ $, was synthesized under a pressure of 4 GPa at a temperature between 1100 ${^\circ}$C and 1200 ${^\circ}$C. The structure of $\alpha $-MoP$_{2}$ and its relationship to other transition metal diphosphides are discussed. Surprisingly, the ambient pressure phase orthorhombic $\beta $-MoP$_{2}$ (space group Cmc2$_{1}$) is denser in structure than $\alpha $-MoP$_{2}$. Room-temperature high-pressure x-ray diffraction studies exclude the possibility of phase transition from $\beta $-MoP$_{2}$ to $\alpha $-MoP$_{2}$, suggesting that $\alpha $-MoP$_{2}$ is a stable phase at ambient conditions; this is also supported by the total energy and phonon calculations.     

水泥老化过程中水动态的准弹性中子散射(QENS)谱分析

准弹性中子散射(quasi-elastic neutron scattering, QENS)实验是研究水泥老化过程中水动态的一种新颖的实验方法.本文利用老化时间分别为7, 14和30 d水泥样品的QENS谱实验数据, 通过应用四个高斯项的和的能量分辨函数R(Q, E)代替一个高斯项的能量分辨函数来改进经验扩散模型(empirical diffusion model, EDM), 再进行非线性最小二乘拟合.由此导出水泥样品中水动态的相关物理参数: 不动水数密度A, 自由水指数FWI=B₁/(A+B₁+B₂), 洛伦兹函数的半高宽Γ, 移动水跳跃之间的平均停留时间τ ₀及自扩散系数D_t, 而且可得出更为精准的QENS谱拟合曲线.拟合得到的物理参数可定量描述水泥老化过程中水动态过程, 从而为QENS实验在水泥老化过程中水动态研究的应用提供一种合理实用的谱分析方法.     

极大值函数的一类光滑逼近函数的性质研究

针对极大值函数的一类光滑逼近——凝聚函数,对其作进一步研究.指出凝聚函数的一阶导数对光滑参数取极限时恰好得到极大值函数的一个次梯度,从而凝聚函数不仅可以一致逼近极大值函数,而且该函数富含极大值函数的一阶信息,可很好的刻画极大值函数的一阶特征.进一步,对光滑逼近函数的光滑参数做简单分析,得到的结果揭示了光滑参数的变动对凝聚函数的影响.并分别以正值函数及绝对值函数为例,对所得到的结果给出几何说明.     

多目标优化问题中心法的解的性质

本文研究中心法求解多目标优化问题的解的最优性,在剖析K-T条件的基础上,证明了中心法得到的解至少是多目标优化问题的K-T点,为进一步研究解的Pareto最优性奠定基础。     

掺杂Fe、F对ZnO电子结构和光学性质的影响

本文采用密度泛函理论框架下的第一性原理平面波超软赝势法，建立了Zn16O16、Zn15Fe1O16、Zn16O15F1、Zn15Fe1O15F1超晶胞，对掺杂前后ZnO超晶胞的能带结构分布、光学性质进行了计算与分析。计算结果表明：共掺杂Fe、F体系的形成能比单掺杂更小，稳定性更高；共掺杂体系的共价性最弱，更利于光生电子-空穴对的分离，且共掺杂体系的杂质能级数变得更为密集，电子更容易从低能级跃迁到高能级，进而提高光催化活性；Fe3+的掺入导致费米能级进入导带，产生莫特相变，使之导电性增强；共掺杂体系的介电函数虚部向低能方向移动，在可见光区域的吸收峰值明显增大，说明Fe、F共掺杂是一种很好的光催化材料。     

基于金融服务供应链的极端洪水灾害风险应急合作模型研究

基于金融服务供应链管理的基本思想,建立极端洪水灾害风险应急金融服务供应链,分析此应急金融服务供应链中各成员的利益函数模型之间的关系,结果表明,经营性政府的效益与公众利益呈正相关性,经营性政府的效益与保险公司的利润呈负相关性;同时,考虑当经营性政府效益和保险公司利润固定时,保险公司的保费,经营性政府对公众购买保险的补贴率和政府为了避免保险公司在极端洪水灾害发生后破产概率过高,给予的转移支付之间的关系.