采用原位透射式傅里叶变换红外(FT-IR)光谱仪在线研究了UF₄/KBr在空气中室温条件下的水解反应及其热转化行为,获取反应前后不同铀化合物的红外光谱变化图.结果表明, UF₄/KBr在空气中的水解反应,首先主要生成的是UO₂F₂及其水合物形式;随着时间增长,还伴生有U₃O₈, UO₂, UO₃等多种铀化合物;加热过程中, UF₄/KBr的水解产物发生相互转化反应,其中形成的铀酰化合物最后全部转变为铀的氧化物形式.

采用量子化学、过渡态理论和单分子反应理论计算,研究了由羟基(OH)自由基引发的邻二甲苯(oX)大气氧化降解机理.在M06-2X/6-311++G(2df, 2p)水平上优化了反应物、过渡态和产物的结构,在ROCBSQB3水平上计算了反应势能面.采用过渡态理论计算了各个可能反应步骤的速率常数和反应通道的分支比,同时还采用单分子反应理论(RRKM-ME)计算探讨了反应的压力效应.计算发现,在大气中,邻二甲苯与OH的反应以苯环加成为主,首先形成两个加和物oX-1-OH (R1)和oX-3-OH (R3),它们随后与大气中的氧气发生反应.R1和R3与O₂可直接发生不可逆直接夺氢生成二甲基苯酚,或和O₂的可逆加成,生成双环自由基中间体.双环自由基将与大气中的氧气结合,形成双环过氧自由基,接着与NO或HO₂反应生成有机硝酸酯或有机过氧化氢化合物,或被还原为双环烷氧自由基,并最终生成产物,包括丁二酮、丁烯二醛、甲基乙二醛、4-氧-2-戊烯醛、2, 3-环氧丁二醛以及少量的乙二醛.这些产物中有机过氧化氢和甲基乙二醛被认为对二次气溶胶有较大的贡献.结合理论计算和文献报道的实验结果,提出了新的oX大气氧化机理,预测了在高NO浓度条件下可能产物的分支比,并与文献报道结果相比较.最后还讨论了温度对反应机理的影响.

双燃料燃烧是一种实现内燃机高效清洁燃烧的新型燃烧方式,国内外对燃用双燃料的内燃机性能和排放开展了较为广泛的研究,但对双燃料缸内燃烧过程的认识有待深入.本文搭建了一套光学发动机缸内燃烧中间产物激光测试系统,该系统可以实现甲醛和羟基(OH)的二维同时定性测量.为了验证该激光诊断系统的可行性,首先在甲烷层流预混火焰上对甲醛和羟基的激光诱导荧光(LIF)光谱和图像进行采集,确定甲醛和OH激发波长分别为355和282.95 nm.随后在光学发动机上对双燃料缸内燃烧过程中甲醛和羟基进行了非同时测量,分析了双燃料燃烧双阶段放热过程中甲醛和OH分布区域.光学发动机转速为1200 r·min^-1,循环当量总油量为30 mg正庚烷.进气冲程初期气道喷射异辛烷,上止点前10°曲轴转角在缸内直喷9 mg正庚烷.激光诱导荧光成像表明,甲醛生成于低温放热阶段,主要分布在缸内直喷燃油油束附近区域,之后甲醛充满整个燃烧室空间;高温放热过程中燃烧室壁面附近区域的甲醛首先消耗,伴随甲醛消耗OH首先出现于燃烧室边缘,高温放热阶段过后,甲醛基本消失, OH逐渐充满整个燃烧室.最后对双燃料缸内燃烧过程甲醛和OH同时测量发现,甲醛消耗伴随OH的产生,甲醛和OH分布区域总体而言在空间上是分开存在的,但在局部区域甲醛和OH可能并存.

直接法硝解乌洛托品制备黑索今的过程中合成了一种新型的环形副产物,采用硅胶柱层析法分离得到3, 5-二硝基-1-氧-3, 5-二氮杂环己烷,洗脱剂为:丙酮/二氯甲烷,梯度洗脱.以丙酮为溶剂培养得到了3, 5-二硝基-1-氧-3, 5-二氮杂环己烷单晶,用元素分析、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、核磁共振氢谱(NMR)以及质谱(MS)对其结构进行了表征,用X射线单晶衍射仪测定了其晶体结构.结果表明,晶体C₃H₆N₄O₅分子量为178.12,属于单斜晶系,空间群P121/n1,晶胞参数: a = 0.58128(13) nm, b = 1.72389(14) nm, c = 0.71072(6) nm, β =112.056°, V = 0.66006(16) nm³, Z = 4, D_C= 1.792 g·cm^-3, μ = 0.17 mm^-1, F(000) = 368.0,最终偏差因子R =0.0397.用同步热分析仪技术研究了3, 5-二硝基-1-氧-3, 5-二氮杂环己烷的热行为, DSC曲线上在383.15和519.05 K分别有一个尖锐的熔化吸热峰和分解放热峰.另外,根据Kissinger方程及Flynn-Wall-Ozawa方程和不同升温速率下的TG曲线计算得到了该化合物的热分解动力学参数(活化能和指前因子),利用Coats-Redfern法研究了该物质的热分解机理.结果表明: 3, 5-二硝基-1-氧-3, 5-二氮杂环己烷是一种低熔点、热稳定性好的化合物. Kissinger方程计算其活化能为212.32 kJ·mol^-1,指前因子为6.20×10²⁰ s^-1, Flynn-Wall-Ozawa方程计算其活化能为210.39 kJ·mol^-1,该物质的热分解动力学方程为G(α) = (1-α)^-1-1,反应级数为2.

有机硫化物是大气主要污染物之一,其在大气中的光解产物还将造成二次污染,除了存在于有机硫化物中, S―S键还存在于胱氨酸等蛋白质中, S―S键的形成和断裂决定该类蛋白质的活性.本工作中,我们研究了用实验室常见的Nd:YAG激光器的四倍频266 nm激光光解C₂H₅SSC₂H₅过程,通过激光诱导荧光(LIF)光谱方法检测乙硫自由基C₂H₅S等光解产物.实验表明266 nm激光主要光解C₂H₅SSC₂H₅的S―S键产生C₂H₅S自由基.本文应用密度泛函理论的Becke3-Lee-Yang-Parr泛函(B3LYP方法)得到C₂H₅SSC₂H₅的S―S键、C―S键和C―C键的解离势能曲线,可知在266 nm光解条件下, C₂H₅SSC₂H₅在基态能够发生S―S键、C―S键解离, C―C键不发生解离.本文采用全活化空间自洽场(CASSCF)方法优化得到态和态的C₂H₅S自由基结构及其跃迁的绝热激发能,以辅助解析实验检测的C₂H₅S自由基的LIF光谱.实验结合理论计算最终得出,本实验266 nm光解条件下, C₂H₅SSC₂H₅主要发生S―S键解离,不排除少量分子发生C―S键解离的可能性.

表面等离子体耦合辐射(SPCE)是传统表面等离子体共振(SPR)的逆过程:当分子足够靠近金属薄膜表面时( < 200 nm),其受激辐射的能量可以耦合成SPR模式并定向辐射到棱镜中.由于具有场增强特性、高收集效率和优异的表面选择性, SPCE作为一种新的表面分析技术已经在荧光和拉曼光谱领域得到了有效的应用.本文采用光学互易定理简化传统SPCE的计算方法.通过计算,我们得到了SPCE一维和二维辐射功率密度分布,表面选择性,辐射角的波长色散特性,辐射角半峰宽与银膜厚度的关系.仿真结果与已报到的实验结果吻合良好,验证了该方法的有效性.

采用薄膜旋转蒸发-超声法分别制备了柠檬酸铁脂质体(FAC-Lip)和血红素铁脂质体(Heme-Lip).通过测定铁脂质体的体外释放,发现两种铁脂质体均具有缓释性,并且Heme-Lip的缓释性比FAC-Lip的好;采用平衡透析法测定了脂质体/水分配系数(P),并考察影响分配系数的因素,初步探讨了FAC和Heme与脂质体膜结合的吉布斯自由能(ΔG),结果发现随着胆固醇含量和药脂比例的增加, P先增大后减小,当P最大时,药物与磷脂膜的氢键及静电作用力最大;在透析平衡时,计算得到了FAC-Lip和Heme-Lip中药物与脂质体膜层之间的吉布斯自由能分别为-12.7和-18.2 kJ·mol^-1.

用中和法合成了氨基酸离子液体1-乙基-3-甲基咪唑丙氨酸([C₂mim][Ala]),并利用恒温环境的溶解反应热量计,在(288.15±0.01) K-(308.15±0.01) K温度范围内每隔5 K,测定不同质量摩尔浓度离子液体在水中的溶解焓(Δ_solH_m^θ).根据Archer的方法,通过线性拟合得到了该离子液体的标准摩尔溶解焓(Δ_sol),并计算了其相对表观摩尔溶解焓(^ΦL).在298.15 K下,根据Glasser经验方法得到了格子能U_POT = 566 kJ·mol^-1,并计算了其阴阳离子水化焓值(ΔH⁺ + ΔH^-) = -620 kJ·mol^-1及阴离子水化焓ΔH^-([Ala]^-) = -387 kJ·mol^-1.此外,估算了[C₂mim][Ala]水溶液的热容(C_p(sol))和表观摩尔热容(^ΦC_p).

基于严格评估的相图和热力学实验数据,采用相图计算方法对MgO-P₂O₅和CaO-P₂O₅体系进行热力学优化.液相采用修正的似化学模型进行描述,考虑了对近似处理液相中存在的短程有序.为了描述M₃(PO₄)₂(M = Mg, Ca)组分处的最大短程有序,将PO₄^3-当作液相中P₂O₅的基本组成单元.体系中所有的中间相都看作线性化合物并考虑了晶型转变.获得一套合理、可靠、自洽的模型参数用来描述体系中各相的热力学性质,在实验误差范围内很好地重现了相图、焓、熵和活度实验数据,为炼钢脱磷过程中熔渣体系热力学数据库的建立打下了坚实的基础.

结合飞秒时间分辨的质谱技术与时间分辨的光电子影像技术对苯S₂激发态的超快动力学进行了研究.苯分子吸收两个400 nm的光子被激发到S₂态,之后再用一个267 nm的光子对其进行探测.获得的母体离子产率随泵浦探测时间延迟的变化曲线包含了两个不同的时间寿命组分.第一个时间寿命组分(90 ± 1) fs被归纳为S₂态到S₁/S₀态的内转换过程;第二个时间寿命组分(5.0 ± 0.2) ps被归纳为S₁态的衰减过程.实验中观察到的第二个寿命组分小于早前的研究结果,这表明了在S₁态的衰减过程中还可能存在其他的过程.从时间分辨的光电子影像提取得到的光电子能谱中发现了一个新的失活过程,该过程被归结为激发态S₁的振动态与“热”三重态T₃之间的系间交叉过程.

利用飞秒分辨的激光泵浦-探测技术结合飞行时间质谱和光电子速度成像方法研究了邻二氯苯第一电子单重激发态(S₁)的超快动力学.邻二氯苯的S₁态振动基态寿命为(651 ± 10) ps,对应于S₁振动基态向三重态的系间窜越过程.邻二氯苯S₁的高振动激发9a₂18a₂对应两个衰减通道,其中寿命为(458 ± 12) fs的超快过程对应于由处于振动激发的S₁向高振动激发的基态(S₀)发生的内转换过程,而寿命为(90 ± 10) ps过程则对应由S₁态向三重态(T₁)的系间窜越过程,电离产生的光电子能谱中长寿命的谱峰可能与系间窜越过程有关. S₁态高振动态的旋轨耦合程度比低振动态的更强,导致系间窜越过程更快.

利用实验观测与密度泛函理论(DFT)计算方法考察了新化合物N, N'-二-[3-羟基-4-(2-苯并噻唑)苯基]脲(4-DHBTU)的红外、核磁与紫外吸收光谱性质.与单体2-(4-氨基-2-羟苯基)苯并噻唑(4-AHBT)相比, 4-DHBTU的实验紫外吸收强度显著增强,最大吸收峰发生了明显红移,并呈现出双吸收峰特征.结合实验光谱数据与密度泛函理论计算分析表明, 4-DHBTU分子最稳定的基态异构体为cis-C₁₁和trans-C₁₁,而导致上述紫外光谱差异的主要原因是4-DHBTU样品中cis-C₁₁, trans-C₁₁, cis-C₂₂, trans-C₂₂等多种异构体共存.此外, 4-DHBTU与溶剂二甲基亚砜(DMSO)间氢键作用使得核磁实验中4-DHBTU的15H、16H氢谱化学位移显著增大.

制备了四种四丁基氯化铵类深共融溶剂,包括四丁基氯化铵:丙酸[TBAC:2PA]、四丁基氯化铵:乙二醇[TBAC:2EG]、四丁基氯化铵:聚乙二醇[TBAC:2PEG]、四丁基氯化铵:苯乙酸[TBAC:2PAA].在288.15-338.15 K温度范围内,测定了它们的密度、电导率、动力粘度及折光率.讨论了温度对密度、电导率、动力粘度及折光率等性质的影响.通过经验方程估算了深共融溶剂的热膨胀系数、分子体积、标准摩尔熵及晶格能等热力学性质参数.利用Vogel-Fulcher-Tamman (VFT)方程和Arrhenius方程,将测量的电导率和动力粘度对温度拟合,得到了动力粘度和电导率随温度变化方程式.有关研究对深共融溶剂的工业化应用具有重要意义.

室温离子液体由于其极低的蒸汽压、比较好的热稳定性和化学稳定性、良好的分子结构与性能的可设计性等优点,作为一种新型的环境友好溶剂在很多领域有着广泛的应用.对于离子液体的微观结构和微观性能的研究是设计新型离子液体以及扩展离子液体应用的关键.本文通过荧光探针分子香豆素153(C153)的转动动力学和对微观环境敏感的荧光探针分子1, 3-二(1-芘基)丙烷(BPP)的稳态荧光光谱,探测和表征了烷基取代的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim][PF₆])和与其具有相似结构的醚键官能化的离子液体1-甲氧基乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([moemim][PF₆])的微观结构和微粘度. C153探针分子在离子液体[bmim][PF₆]中的转动过程具有快、慢两个组分表明离子液体[bmim][PF₆]内部存在松散和紧密的两种结构微区;而C153探针分子在离子液体[moemim][PF₆]中的转动动力学只存在一种过程,说明醚键的引入使得[moemim][PF₆]内部趋于一种类型的微环境.通过C153探针分子的转动时间研究发现,醚键官能化的离子液体[moemim][PF₆]的微粘度小于烷基链取代的离子液体[bmim][PF₆],同时通过BPP探针分子的二聚体激基复合物(excimer)与单体(monomer)荧光发射强度的比值(I_E/I_M)研究也证明这一结果.醚键的引入使得离子液体[moemim][PF₆]相对于离子液体[bmim][PF₆],侧链的极性更大、柔顺性更好,同时醚键有可能作为氢键的受体与阳离子形成氢键从而削弱离子液体中阴、阳离子间的相互作用,使得离子液体[moemim][PF₆]的微观环境比离子液体[bmim][PF₆]更为均一,同时具有更小的微粘度.

铵根离子的动力学行为与生命体内的生物和化学过程密切相关.依据流体力学理论,由于铵根离子与水分子之间存在多个强氢键,其转动应较慢,但实验结果并非如此,其转动的微观机理尚不清晰.本文分子动力学模拟研究表明,水溶液中铵根离子主要以快速、大角度的跳跃方式进行转动,像水分子一样遵从扩展分子跳跃转动模型.通过微观转动模式的分解和两种转动弛豫时间的比较发现,相对其氢键骨架的扩散转动,跳跃转动对其转动速率贡献更大,并随浓度增大不断强化.与水分子氢键交换方式相比,铵根离子更倾向于在非氢键相连的水分子间发生交换.

设计并搭建了一个新的双反应器烟雾箱, 用于研究可生成臭氧或二次有机气溶胶(SOAs)的大气氧化过程. 该烟雾箱包括一个绝热的箱体及其内部两个体积为5 m³的氟化乙丙烯(FEP)薄膜反应器, 箱内的温度可以精确控制在-10到40 ℃之间. 利用该烟雾箱研究了光源对丙烯气相氧化机理的影响, 发现相对于传统的黑光灯光源, 采用的多重光源所得到的结果可以与模型更好地匹配. 进行了丙烯和间二甲苯的光氧化的初步实验, 发现该烟雾箱可用于模拟可产生臭氧或SOAs的气相氧化过程, 并可以通过不同初始浓度的对比实验找寻不同物种对反应过程的影响. 间二甲苯在不同NO_x条件下光氧化得到的SOA产率与之前的研究比较符合, 这表明该烟雾箱可以实现气-粒转化过程的模拟. 双反应器可以实现在一个关键条件的存在区别, 而其他条件完全一致的情况下的对比实验, 从而帮助我们进一步理解在大气复合污染过程中起关键作用的因素.

在温度353 K的乙醇溶液中, 采用热回流法合成了热致相变化合物四氯合钴酸铵(1-C_nH_2n+1NH₃)₂CoCl₄(n=10, 18)(分别简写为C₁₀Co、C₁₈Co)及其二元混合物. 利用差示扫描量热和X射线法对二元体系进行了表征.根据测定实验数据构筑二元相图, 所得相图结果表明, 在w_C10Co=52.51% (质量分数)处存在中间化合物(1-C₁₀H₂₁NH₃)(1-C₁₈H₃₇NH₃)CoCl₄. 相图还包括两个三相线, 相对应的两个共析温度分别为(347±1)和(343±1) K, 共析点分别在w_C10Co=38.50%和w_C10Co=69.86%处. 并且, 在相图的左右边界存在端际固溶体(α、β)及中间区域存在非化学计量相(γ). 四氯合钴酸铵及其二元混合体系作为相变材料贮热时, 相变温度范围为340-370 K, 相变焓大小范围在2.13到141.12 J·g^-1之间.

建立了一个适用于由正庚烷、异辛烷、甲苯和二异丁烯组成的汽油替代燃料均质压燃着火(HCCI)燃烧过程的简化机理模型, 包含103 种组分199 个反应. 二异丁烯主要通过燃料的脱氧反应消耗掉, 生成三种同分异构体, JC₈H₁₅-A、JC₈H₁₅-B和JC₈H₁₅-D; 燃料的分解反应也是二异丁烯的另外一条主要消耗路径, 生成两种重要的C₄产物, TC₄H₉和IC₄H₇. 这些产物是CH₂O的主要来源. 甲苯掺比燃料(TRF)机理主要是基于Andrae 等建立的TRF半详细机理, 甲苯和二异丁烯子机理是通过路径分析和敏感性分析得到. 简化机理能够很好地模拟激波管里的着火延迟和HCCI发动机实验, 由此可知, 本文提出的简化机理用来模拟HCCI燃烧是可靠的.

利用稳态线性红外光谱和飞秒泵浦-探测红外光谱技术, 研究了在乙腈(MeCN)、丙酮(AC)、四氢呋喃(THF)和二甲基亚砜(DMSO)溶剂中乙二醇(EG)的结构和羟基(―OH)伸缩振动动力学. 结果表明, 乙二醇的―OH伸缩振动的频率位置、峰宽以及振动弛豫动力学都表现出强烈的溶剂依赖性. 乙二醇溶液中至少存在两种形式的分子间氢键, 一种是溶质-溶剂团簇的分子间氢键, 另一种是溶质-溶质团簇的分子间氢键. 量子化学计算预测的―OH伸缩振动频率的溶剂依赖性与我们的红外光谱实验观测结果一致. 进一步, 我们发现在乙腈中参与形成溶质-溶剂团簇氢键的乙二醇―OH伸缩振动具有最慢的弛豫动力学, 丙酮和四氢呋喃次之, 而最快的弛豫动力学过程发生在二甲基亚砜中. 在每一溶剂条件下, 乙二醇/乙二醇溶质团簇中―OH伸缩振动弛豫都更快一些. 本文结果有助于认识在溶质-溶质、溶质-溶剂分子团簇共存的体系中不同分子间氢键的结构动力学特性.

采用后处理表面改性法在纳米TiO₂表面接枝水杨酸(SA)(TiO₂-SA), 分别考察了超声搅拌、溶剂、物料比、pH值及温度等因素对接枝过程及光催化材料性能的影响, 并研究了接枝反应动力学. 通过傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)等对TiO₂-SA纳米光催化材料进行了结构表征, 并提出了结构模型. 通过接触角测定、同步热分析(热重-差示扫描量热法(TG-DSC))、紫外-可见漫反射光谱(UV-VisDRS)、扫描电子显微镜(SEM)对光催化材料进行了性能表征. 结果表明, 水杨酸改性纳米TiO₂可以提高疏水性及分散性, 减缓在溶剂中的沉降速度, 并能稳定吸附在油-水界面, 实现了光谱响应范围向可见光的拓展. 在紫外光照射下, TiO₂-SA表现出优异的光催化降解硝基苯性能.

用一束波长为360.55 nm的激光直接作用于超声射流的N₂O分子束, 通过(3+1)共振增强多光子电离(REMPI)过程制备纯净的N₂O⁺(X²П(0,0,0))母体离子, 再用另一束波长在243-278 nm范围的激光将母体离子激发至B²П态后解离. 扫描解离激光波长, 监测NO⁺离子碎片的强度, 从而获得N₂O⁺离子B²П态的光致碎片激发(PHOFEX)谱. 通过拟合转动分辨光谱, 得到了相应的转动常数和自旋分裂常数, 从而区分了A²Σ⁺态高振动能级和B²П态带源的贡献, 明确了N₂O⁺离子B²П态的光谱"带头"位置(37154 cm^-1), 并将获得的振动光谱初步归属为B²П(v₁,v₂,v₃)←X²П的振动跃迁序列. 通过对NO⁺碎片离子的飞行时间质谱峰形的分析, 还获得了解离过程中释放的平均平动能, 并结合电子激发态势能面, 讨论了N₂O⁺离子B²П态的解离机理.

在激波管上进行了气相十氢萘/空气混合物的着火延迟测量, 着火温度为950-1395 K, 着火压力为1.82×10⁵-16.56×10⁵ Pa, 化学计量比分别为0.5、1.0 和2.0. 在侧窗处利用反射激波压力和CH^*发射光来测出着火延迟时间. 系统研究了着火温度、着火压力和化学计量比对十氢萘着火延迟时间的影响. 实验结果显示着火温度和着火压力的升高均会缩短着火延迟时间. 首次在相对高和低压的条件下观察到了化学计量比对十氢萘着火延迟的影响是完全相反的. 当压力为15.15×10⁵ Pa时, 富油混合物呈现出最短的着火延迟时间, 而贫油混合物的着火延迟时间却是最长的. 相反, 当压力为2.02×10⁵ Pa时, 富油混合物的着火延迟时间最长. 着火延迟数据与已有的动力学机理的预测值进行对比, 结果显示机理在所有的实验条件下均很好地预测了实验着火延时趋势. 为了探明化学计量比对着火延迟时间影响的本质, 对高、低压条件下的着火延时进行了敏感度分析.结果显示, 压力为2.02×10⁵ Pa时, 控制着火延迟的关键反应为H+O₂=OH+O, 而涉及十氢萘及其相应自由基的反应在15.15×10⁵ Pa时对着火延迟起主要作用.

研究了三辛基氧化膦(TOPO)和三丁基氧化膦(TBPO)在离子液体(ILs) 1-烷基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺盐(C_nmimNTf₂, n=2, 4, 6, 8)中萃取分离UO₂(NO₃)₂. TOPO-C₂mimNTf₂和TOPO-C₄mimNTf₂体系萃取UO₂(NO₃)₂时会出现三相, 而TBPO萃取UO₂(NO₃)₂的萃合物可以很好地溶解在所有离子液体中. 论文也考察了萃取过程中的萃取剂浓度效应、酸效应、盐效应. 水相加入HNO₃会降低萃取效率. 盐效应证明了萃取是一种阳离子交换机理. 水相中加入NO₃^-能够提高U的萃取, 这说明NO₃^-参与萃取. 选择性研究表明: 除了在高酸度下对Zr 的显著萃取, TBPO-C₄mimNTf₂萃取体系在低酸度下对U呈现较好的选择性; 去除U后, 在低酸度下该体系对三价Nd 仍保持较好的选择性. 通过定量比较离子液体中NO₃^-进入量, 电喷雾质谱(ESI-MS)和紫外光谱表征确定了TBPO-C_nmimNTf₂中萃取机理的差异性. 萃取中存在两种萃合物, 即UO₂(TBPO)₃(NO₃)⁺和UO₂(TBPO)₃²⁺, 其中UO₂(TBPO)₃(NO₃)⁺的比例从C₂mimNTf₂体系到C₈mimNTf₂体系逐渐增加.

本文提出了40%(摩尔分数, 下同)正癸烷、42%正十二烷、13%乙基环己烷和5%对二甲苯的四组分RP-3 航空煤油替代燃料模型, 并通过实验充分验证了替代燃料模型与实际RP-3 航空煤油在理化特性上的相似性. 采用对冲火焰实验台架, 测量了RP-3航空煤油以及四组分替代燃料的层流火焰传播速度. 对比结果表明本文提出的替代燃料能够准确描述实际RP-3航空煤油的燃烧速率. 进一步发展了包含168组分、1089反应的半详细反应动力学模型, 验证结果表明本文机理能够准确预测RP-3航空煤油着火延迟时间和火焰传播速度.

通过对RP-3 航空煤油成分的分析, 以及对8 组替代模型的对比实验, 选取了73.0%(质量分数)正十二烷, 14.7% 1,3,5-三甲基环己烷, 12.3%正丙基苯作为RP-3 航空煤油的替代模型. 使用本课题组自主研发的机理自动生成程序ReaxGen, 构建了RP-3 替代燃料的高温燃烧详细机理, 用该机理模拟了激波管点火延时, 并与实验数据进行比较. 用物质产率分析和近似轨迹优化算法(ATOA)简化方法简化了详细机理. 最后对燃烧机理在不同化学计量比及压力条件下的点火延时做了敏感度分析, 考察了燃烧机理在不同化学计量比下关键反应的异同. 结果表明, 该替代模型的燃烧机理能很好地描述RP-3煤油的高温点火特性.

通过对咪唑环1位(N1)取代烷基、3位(N3)取代基及阴离子的修饰合成了一系列具有近晶A (SmA)相的咪唑类离子液晶. 利用差示扫描量热法、单晶衍射、小角度X射线衍射等手段研究了咪唑盐的介晶相温度范围、介晶态的结构, 并测量了部分咪唑盐的各向异性导电率. 结果表明, 咪唑环N1取代烷基、N3取代基及咪唑盐的阴离子会改变分子间范德华力和氢键, 从而对咪唑盐的介晶相性质产生影响. 此外, 当乙烯基引入到咪唑环N3位置时, 咪唑盐相邻的层结构之间形成π-π堆积作用, 不仅有利于介晶态的形成, 同时使氟硼酸类离子液晶具有最大的层间距和最小的各向异性导电率. 这一结果表明, 调控离子液晶的性质时必须综合考虑各种分子间作用力的影响.

采用综合物性测量系统(PPMS)的热容测量模块在1.9-300 K温度区间内对两种药物中间体(尿嘧啶和5-溴尿嘧啶)的低温热容进行了测量与研究. 结果表明, 在测量温区内两种化合物的低温热容随温度的上升而逐步增加, 无任何热异常现象产生; 在相同温度下, 5-溴尿嘧啶的热容数值始终高于尿嘧啶. 利用低温热容理论模型对热容数据进行了拟合, 并计算得到了0-300 K温区的摩尔熵变、焓变等热力学函数. 此外, 通过热容拟合数据计算得到的尿嘧啶和5-溴尿嘧啶在298.15 K的标准摩尔规定熵分别为(132.48±1.32)和(165.39±1.65) J·K^-1·mol^-1.

用激光闪光光解方法研究了杜醌(DQ)在吡啶型离子液体N-丁基吡啶四氟硼酸盐([BPy][BF₄])与乙腈(MeCN)组成的共混溶剂中的光化学反应机理与动力学. 实验结果表明, 离子液体[BPy][BF₄]对混合体系中杜醌激发三线态(³DQ^*)的瞬态吸收峰位置和吸光度大小都没有产生明显影响. 在N₂饱和条件下, 无论是在乙腈溶液中还是在[BPy][BF₄]/MeCN混合溶液中³DQ^*的衰减都遵循一级反应动力学规律. 而[BPy][BF₄]的存在对³DQ^*与三乙胺(TEA)之间的电子转移影响显著. 随着[BPy][BF₄]/MeCN 体系中离子液体比例的增加, 杜醌三线态³DQ^*与TEA间的瞬态反应机理没有改变, 但它们之间的光诱导电子转移反应速率和生成自由基的量子产额逐渐降低, 通过改变离子液体的比例可以调节该体系中光诱导电子转移反应的速率和效率.

合成了N-4-取代苯亚甲基苯胺(1)与N-4-取代苯亚甲基环己胺(2)两个系列化合物, 测定其¹³C和¹H 核磁共振(NMR)化学位移以及紫外(UV)吸收光谱. 定量对比了取代基效应对两个系列化合物CH=N键的¹³CNMR化学位移δ_C(C=N)和¹H NMR化学位移δ_H以及UV吸收光谱最大波长能量(v_max)的影响差异. 研究结果表明,对于分子骨架相似的化合物(1)和(2), 取代基效应的作用方式存在多样性: (i)化合物(1)的δ_C(C=N)、δ_H以及v_max受到基团的特殊交叉相互作用(Δσ²)的影响显著, 而Δσ²对化合物(2)相应性能的影响很小; (ii)无论化合物(1)还是化合物(2), 取代基场/诱导效应σ_F和共轭效应σ_R对δ_C(C=N)的影响为负相关, 而对δ_H的影响为正相关, 它们对δ_C(C=N)和δ_H的影响正好相反. 另一方面, 场/诱导效应σ_F对(1)和(2)的δ_C(C=N)影响重要, 而对它们的δ_H影响很小; (iii)化合物(1)和(2)的δ_C(C=N)、δ_H以及v_max的变化规律, 可分别建立通用方程表达, 其中与CH=N的N原子键连苯基的影响可由指示变量(I)表示, 该苯基对三种性能分别有固定的贡献.

非甾体类抗炎药物醋氯芬酸(ACF)的水溶性差, 导致其生物利用度较低. 本文制备了三种多聚物, 分别是醋氯芬酸与4,4'-联吡啶(BIPY)共晶(1), 与3-氨基苯甲酸(3-ABA)盐(2)和与二甲基亚砜(DMSO)的溶剂化物(3), 利用红外光谱、粉末X射线衍射和单晶X射线衍射对它们的结构进行了表征. 结果表明, 化合物1-3的超分子结构是通过氢键、C―H…π和π…π堆积作用构筑而成, 三个多聚物具有良好的热稳定性. 从热力学角度分析和密度泛函理论(DFT)计算说明ACF在化合物3中的构象比其在化合物1和2中更稳定. 此外, ACF形成共晶、盐和溶剂化物后有效提高了其溶解度.

利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术在室温下对腺嘌呤、富马酸及两者的共晶体进行测量, 实验结果显示腺嘌呤与富马酸共晶体在0.92、1.24、1.52 THz处有明显的吸收峰, 与腺嘌呤和富马酸不同, 表明共晶体物相结构不同于原料. 根据腺嘌呤分子氢键供体与受体的结构特点, 使用密度泛函理论(DFT)对腺嘌呤与富马酸三种可能的共晶体结构进行模拟. 结果显示其中一种可能的共晶体结构在0.89、1.16、1.41 THz处存在特征吸收峰, 与实验结果较好吻合. 由此判断腺嘌呤与富马酸共晶体氢键形成位置为腺嘌呤的氨基与富马酸其中一个羧酸的碳氧双键形成氢键, 而此羧酸的羟基与腺嘌呤六元环上的邻位氮原子形成第二处氢键. 本文还结合理论模拟的结果对腺嘌呤与富马酸共晶体的特征吸收峰对应的相关振动模式进行了归属.

以二茂铁炔烃为原料通过“一锅法”环加成反应合成了一系列2,5-双二茂铁基-1-苯基-吡咯衍生物, 包括: 2,5-双二茂铁基-1-(3-三氟甲基苯基)-吡咯(1), 2,5-双二茂铁基-1-(4-氟苯基)-吡咯(2), 2,5-双二茂铁基-1-苯基-吡咯(3), 2,5-双二茂铁基-1-(4-乙基苯基)-吡咯(4)和2,5-双二茂铁基-1-(4-乙氧基苯基)-吡咯(5), 使用元素分析, 傅里叶变换红外(FTIR)光谱, 质谱(MS)和核磁共振(NMR)等手段对化合物进行了结构表征. 采用循环伏安法(CV), 密度泛函理论(DFT)模拟计算研究了苯基上取代基对双二茂铁间电荷交互的影响. 研究发现第一氧化电位(E_a1), 峰电位差(ΔE)与取代基的哈米特常数(σ), 吡咯¹H NMR的化学位移(δ), 吡咯N原子自然轨道(NBO)电荷之间存在显著线性关联; 同时发现, N原子电荷密度升高, 双二茂铁间电荷交互能力减弱, N原子电荷密度降低, 双二茂铁间电荷交互能力提高. 因此这类双二茂铁基吡咯衍生物中N原子电荷密度对双二茂铁间电荷交互起着关键的影响作用.

在288.15-318.15 K温度范围内, 测定了不同浓度离子液体1-戊基-3-甲基咪唑丙酸盐([C₅mim][Pro])水溶液的密度和表面张力, 计算了不同温度下不同浓度的溶液热膨胀系数、表观摩尔体积和溶液等张比容; 根据密度实验数据计算得到溶质表观膨胀率, 并与Harned和Owen提供的理论方程计算结果作了比较, 两者计算结果能够很好一致; 另外,本文还验证了预测溶液表面张力的经验方程, 用其预测溶液的表面张力,不仅与溶液表面张力实验值在误差范围内很好一致,也与用等张比容方法预测的结果一致.

合成了一种铱配合物二(4,4'-二氟-5-甲基-2,3-二苯基吡嗪) (乙酰丙酮)合铱[(MDPPF)₂Ir(acac)]的有机电致发光器件(OLED),利用X射线单晶衍射仪测定了该化合物的晶体结构. 利用紫外-可见吸收光谱、发射光谱对其光物理性质进行研究. 结果表明: (MDPPF)₂Ir(acac)的单晶结构属于三斜晶系, P1空间群,晶胞参数a=1.13984(3) nm, b=1.26718(3) nm, c=1.29541(3) nm, α=93.7181(19)°, β=101.638(2)°, γ=110.853(3)°, V=1.69336(7) nm³; (MDPPF)₂Ir(acac)在二氯甲烷溶液中的发射峰为555 nm. 以(MDPPF)₂Ir(acac)为客体材料,制备了结构为ITO/NPB(40 nm)/CBP: (MDPPF)₂Ir(acac)(20 nm)/TPBi(10 nm)/Alq₃ (30 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)的一系列不同掺杂浓度器件, 器件的发射峰位于558 nm, 最大亮度达到32700 cd·m^-2,最大电流效率44.3 cd·A^-1, 最大功率效率20.7 lm·W^-1.

由于拥有―C(O)S―和―NCO基团, FC(O)SNCO的分子和电子结构是非常有趣的. 利用FC(O)SCl和AgNCO制备了FC(O)SNCO,并利用HeI光电子能谱(PES)、光电离质谱(PIMS)以及理论计算研究了其分子和电子结构. 通过将实验、理论计算以及自然键轨道(NBO)分析结合起来, 获得了FC(O)SNCO的最稳定分子构型. 利用外壳层格林函数(OVGF)方法以及与相似化合物的比较, 对其光电子能谱进行了指认. 理论计算表明,对于中性分子最稳定的构型为syn-syn非平面构型, 而电离后的离子最稳定构型为syn-syn平面构型. 实验结果表明, 第一电离能来自于S的孤对电子轨道, 为10.33 eV. 第二至第六电离能分别为12.03、13.23、13.77、14.78、15.99 eV, 并对这些电离能进行了指认. 在光电离质谱中产生了六个质谱峰, 分别为SN⁺、FC(O)⁺、SNCO⁺、FC(O)SN⁺、C(O)SNCO⁺、FC(O)SNCO^+·, 其中FC(O)SNCO^+·的峰是最强峰. 结合HeI光电子能谱和理论计算, 对PIMS进行了分析,并研究了可能的电离和解离过程并对其进行了讨论.

为研究不同含氧燃料与柴油掺混后碳烟降低机理, 本文在自行设计的燃烧器上构建部分预混层流火焰, 采用甲苯和正庚烷混合物(T20, 20%(体积分数)甲苯、80%正庚烷)作为柴油替代物,并分别添加甲醇、乙醇、正丁醇、丁酸甲酯和2,5-二甲基呋喃(DMF), 且保证混合燃料的含氧量均为4%. 进而应用激光诱导荧光法和激光诱导炽光法分别测量不同混合燃料的火焰中多环芳香烃(PAHs)的荧光光谱和碳烟浓度. 结果表明: 通过PAHs的荧光光谱可测量不同燃料火焰中PAHs的生成和增长历程. 四环芳香烃(A4)的生成氧化规律和碳烟基本一致, 说明通过分析A4变化可以预测碳烟变化. 添加含氧燃料后, T20燃料中甲苯含量降低是导致PAHs的荧光光谱强度降低和碳烟生成量减少的主要原因; 同时不同含氧燃料本身对多环芳香烃的生成贡献能力也是影响PAHs的荧光强度和碳烟生成的重要原因. 含氧量相当时, 掺混正丁醇后PAHs的荧光光谱强度和碳烟浓度比添加甲醇、乙醇、丁酸甲酯和DMF这四种含氧燃料的更低. 因此从含氧燃料结构来讲, 正丁醇掺混入T20燃料中降低PAHs和碳烟作用最显著.

研究离子液体体系的微观结构和分子间相互作用具有重要意义. 本文对1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([Bmim][PF₆])+水+乙醇和[Bmim][PF₆]+水+异丙醇三元体系进行了分子模拟研究, 计算了径向分布函数和不同组成的水-醇混合溶剂与离子液体阴阳离子间的相互作用能, 并将其分解为库仑相互作用能和Lennard-Jones(LJ)势能. 在此基础上, 研究了溶液体系的微观结构、分子间相互作用和相行为. 结果表明, 水倾向于与离子液体阴离子和阳离子极性部分作用, 醇倾向于与阴离子和阳离子非极性部分作用; 库仑力主导阴离子-溶剂相互作用, 色散力主导阳离子-溶剂相互作用, 阴阳离子的缔合状态对色散力影响较小, 对库仑力的影响非常显著.

通过共振拉曼光谱实验和量子化学计算的方法研究了4-硝基咪唑(4NI)A-带激发态衰变动力学. 对4NI的振动光谱、紫外电子吸收光谱、荧光光谱和共振拉曼光谱进行了指认. 在全活化空间自洽场法(CASSCF)/6-31G(d)计算水平下获得了单重激发态S₁(n_Oπ^*)和S₂(ππ^*)和势能面交叉点S₁(n_Oπ^*)/S₂(ππ^*)的优化几何结构和能量, 分析了A-带共振拉曼光谱的强度模式特征, 获得了短时结构动力学, 并结合全活化空间自洽场法(CASSCF)理论计算结果确定了4NI 在S₂(ππ^*)态衰变通道主要是S_{2, FC}→S_{2, min}(ππ^*)→S₀辐射弛豫.

由摩尔比分别为1:2和1:8的NiCl₂·6H₂O和Na₂B₄O₇·10H₂O作为反应物, 合成两种非晶态镍硼酸盐, 同时通过水热法合成β-Ni(OH)₂. 化学分析和热重-微商热重法(TG-DTG)分析结果确定两种非晶态镍硼酸盐的分子组成分别为NiO·0.8B₂O₃·4.5H₂O和NiO·B₂O₃·3H₂O. 激光拉曼(Raman)实验结果表明镍硼酸盐样品中主要存在的硼氧阴离子为B₃O₃(OH)₅^2-和B₂O(OH)₆^2-. 同步辐射扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)方法对样品进行结构解析, 通过数据拟合给出样品中Ni 原子周围近邻配位原子种类、配位数以及原子间距离. 用不同晶体结构作为标准对两种非晶态镍硼酸盐进行拟合的结果表明, 样品中Ni 原子周围局域结构与Ni₃B₂O₆晶体(ICSD No.31387)中的吻合较好. Ni 原子周围配位原子为O、B和Ni, 对于NiO·0.8B₂O₃·4.5H₂O, 配位数分别为5.7、3.8和3.8, 配位距离分别为0.208、0.263 和0.311 nm; 对于NiO·B₂O₃·3H₂O, 配位数分别为6.0、4.0 和4.0, 配位距离分别为0.207、0.262和0.310 nm.

基于非共振Raman 光谱和量子化学计算, 研究了在纯电子给体N,N-二乙基苯胺(DEA)溶剂中Rhodamine 6G (Rh6G⁺)基态分子结构的变化, 这有利于理解该体系中的光致分子间电子转移(PIET). 与PIET相耦合的所有振动模式已被确定和指认. 结果表明: 对应于氧杂蒽环且位于675 cm^-1处最主要的振动模式对PIET 有着至关重要的贡献; 通过与电荷转移复合物(Rh6G/DEA⁺)的发色团芳香族环的C―C伸展振动模式作比较, C=C伸展振动对PIET的影响更敏感. 本文的研究工作能为具有合适电子转移特性的光伏器件中分子结构或溶剂环境的设计提供新颖的观点.

对白松木屑在200、300和400 ℃下马弗炉烘焙预处理制得半焦，与胜利褐煤进行共气化研究. 傅里叶变换红外（FTIR）光谱分析表明，200和300 ℃制得白松木屑半焦中主要含有―C―O―、―CH₃和―OH三种官能团，而400 ℃制得白松木屑半焦和褐煤结构相似，主要含有―C=C―、―C=O和―OH三种官能团，因此，随着预处理温度升高，生物质半焦中的官能团从单键转换成双键. 然后通过热重分析仪和固定床反应器对所制得的松木屑半焦、褐煤单独气化以及它们的共气化进行比较，两者的实验结果相吻合. 随着制备松木屑半焦的温度升高，生物质半焦单独气化的产气率也不断提高；200和400 ℃制得的松木屑半焦与褐煤共气化时具有协同作用，而且400 ℃半焦与褐煤共气化的产气率、碳转化率和协同效率均大于200 ℃半焦的；300 ℃半焦与褐煤共气化不存在协同作用，相反，它们之间存在抑制作用. 结合热重分析和固定床实验，推断协同气化主要是热解阶段松木屑半焦中碱金属和氢原子作用的结果.

设计合成了两种新型卟啉-Salen 型配体5-（3-氨基-4-（3，5-二叔丁基水杨醛基）-氨基苯基）-10，15，20-三苯基卟啉（1）和5-（N，N’-二（3，5-二叔丁基水杨醛基）-3，4-二氨基苯基）-10，15，20-三苯基卟啉（2）及其同、异双核金属配合物和单金属核配合物. 采用氢核磁共振（1H NHR）谱、电喷雾质谱（ESI-MS）、傅里叶变换红外（FTIR）光谱和紫外-可见（UV-Vis）光谱等手段对各目标化合物进行了表征. 用Z扫描技术研究了配体及其金属配合物的三阶非线性光学性质. 实验结果表明：配体1和配体2具有相似的光学特征，均具有反饱和吸收的特性和自散焦效应；当不同的金属离子嵌入配体形成单、双核金属配合物后，分子的极性发生改变，他们的光学特性均受到影响.

通过衰减全反射红外（ATR-IR）光谱、二维红外相关谱结合量子化学计算研究了1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲基磺酸盐（[emim][OTf]）和水之间的氢键作用. 结果表明，在[emim][OTf]^-水体系中，当水的浓度较低时（0.1< x（D₂O）< 0.3），水分子的主要存在形式是包裹在离子液体中的没有缔合的单体. 水分子优先填充到[emim][OTf]的空隙中，并且与[emim][OTf]的阴离子形成“[OTf]^-…HOH…[OTf]^-”结构，水分子与[emim][OTf]的阳离子的相互作用位点是烷基氢而不是芳香氢；当水分子浓度较高时，水分子倾向于自身缔合形成小团簇结构，水分子与[emim][OTf]的阳离子的相互作用位点是芳香氢而不是烷基氢.

先以BaCO₃和Bi₂O₃为原料由传统的固相反应制备纯BaBiO₃，然后在低温下将用KOH-KF熔盐处理这样的拓扑反应合成了Ba_1-xK_xBiO₃超导体. 所有样品均进行了粉末X射线衍射（XRD）和磁性表征. XRD结果表明，所得Ba_1-xK_xBiO₃样品均为纯相，且均可用赝立方晶胞指标化. 磁性测量表明所有样品具有超导电性，最高超导转变温度（T_c）为30.6 K. 讨论了反应时间、前驱体与熔盐质量比对超导转变温度的影响. 最佳的反应条件为：反应温度450 ℃，反应时间4 h，BaBiO₃：KOH：KF质量比1：5：2.5.

间甲基苯甲醚分子有顺式和反式两个转动异构体. 利用单光共振双光子电离技术和质量分辨阈值电离技术，研究了间甲基苯甲醚分子顺反异构体的基态到第一电子激发态（S₁←S₀）的跃迁和阈值电离. 得到顺式、反式间甲基苯甲醚分子S₁态的激发能（E₁）分别为（36049±2）和（36117±2）cm^-1，绝热电离能（I_p）分别为（64859±5）和（65110±5）cm^-1. 结合从头算法和密度泛函理论的量子化学计算，解释了顺式、反式间甲基苯甲醚分子E₁和I_p存在差异的原因，并且对S₁态和离子基态D0态出现的谱峰进行了标识. 间甲基苯甲醚分子顺反异构体在S₁态和D₀态的活性振动主要是甲基转动、面内环的运动和与取代基相关的弯曲振动. 间甲基苯甲醚分子的S₁态振动光谱、D₀态离子光谱以及理论计算均表明这两个转动异构体在D₀态的几何构型与S₁态的中性几何构型相比有较大改变，取代基与取代基、取代基与苯环间的相互作用强度高低次序为：S₀<S₁<D₀.

烃类pVT性质的精细表征对能源动力、化工等领域应用有重要价值，临界区热力性质描述是难点之一.本文建立了烷烃（C1-C20）的跨接比容平移Soave-Redlich-Kwong（SRK）（跨接VTSRK）状态方程，在SRK状态方程的基础上引入了比容平移和跨接方法，以改善饱和液相密度和近临界区域热力学性质的计算精度，方程参数被表达为物质临界参数和偏心因子的函数. 比较结果表明，跨接方程对烷烃（C1-C20）饱和蒸气压、饱和气相密度、饱和液相密度的计算平均偏差分别为1.01%、1.83%和0.93%，显著优于原方程，单相区和近临界区的pVT性质计算精度也比原状态方程有较大改善. 进一步将方程推广到环烷烃（环丙烷、环戊烷和环己烷）和苯、甲苯的计算，也获得了较好效果，验证了方程的预测能力.

采用静电自组装技术分别在玻璃基片和30 nm厚的金膜表面固定一层金纳米粒子（GNP）制得两种表面增强拉曼散射（SERS）基底，然后通过棱镜全内反射（TIR）激励和背向收集模式分别测试了两种基底上吸附的染料单分子层SERS光谱. 实验结果表明两种SERS基底的拉曼增强效果均高度依赖于入射激光的偏振状态，对于玻璃/纳米金SERS基底，s 光全内反射导致的拉曼增强因子是线偏振光（p）光的2-5 倍，说明该基底上的“热点”位于纳米金单层膜内相邻粒子之间；对于玻璃/金膜/纳米金SERS基底，只有采用p光在特定的全内反射角下才能激发SERS信号，而且测得的SERS信号比玻璃/纳米金基底增强了近30 倍. 究其原因是p 光在金膜表面共振激发的传播表面等离子体与纳米金局域表面等离子体耦合，进而导致显著场增强. 实验结果指出在背向收集模式下，由p 光激发的SERS信号是非偏振光，包含强度几乎相等的s 和p 成分. 利用玻璃/金膜/纳米金基底还实现了拉曼光定向发射和收集，测得的SERS信号是p光.

采用分子动力学模拟方法研究了强度为4.0-40.0 V·nm^-1的均匀电场对过冷水冰晶结构和冰晶生长速率的影响. 文中通过CHILL 算法来识别不同的冰相结构，通过拟合Avrami 公式来得到冰晶生长所需的特征时间. 结果表明，在所施加的电场强度范围内生成的冰相以立方冰为主. 随着电场强度的增加，形成的立方冰的变形程度逐渐增大，冰晶的密度从0.98 g·cm^-3 增加到1.08 g·cm^-3，同时冰晶生长的特征时间从5.153 ns 减小到0.254 ns，冰晶生长的速率逐渐增长. 对水分子的动力学分析表明，冰晶生长速率增加的部分原因是电场能够促进水分子运动到形成冰晶所需要的取向. 此外，对冰相分子形成过程的分析表明缺陷冰分子在冰晶的生长过程中扮演着中间态的角色. 随电场强度的增加，由缺陷冰转变为立方冰的比例增长的速率逐渐提高.

许多物质的分解都具有自催化特性，常用的自催化鉴别方法是利用差示扫描量热仪（DSC）、微量量热仪（C80）等进行等温实验判定（简称“等温法”）. 但等温法的温度选择较为困难，因此很有必要从实验角度找到一种简便有效的自催化鉴定方法. 本文基于Roduit理论模拟的结果，从实验角度提出了分解反应自催化特性的判定方法（简称“中断回扫法”），并利用该法以及等温法对4种样品（硝酸异辛酯（EHN）、2，4-二硝基甲苯（2，4-DNT）、过氧化二异丙苯（DCP）以及过氧化氢异丙苯（CHP））的分解特性进行判定. 结果表明：EHN以及DCP的分解符合n级分解规律，而2，4-DNT以及CHP的分解符合自催化分解规律；中断回扫法可以快速、有效地用于鉴别物质分解是否具有自催化特性.

构造了一个包括287种组分和1569个反应的汽油参比燃料TRF（toluene reference fuel）燃烧过程中多环芳香烃（PAHs）生成机理的详细化学反应动力学模型，引入四种PAH生长路径将多环芳香烃的生成机理发展到芘A4（C₂₀H₁₂）水平，并通过对PAH产率的分析，指出乙炔（C₂H₂）、丙炔（C₃H₃）、乙烯基乙炔（C₄H₄）以及含有奇数碳原子的环戊二烯自由基（C₅H₅）和茚基（C₉H₇）等物质对PAHs生成和生长起到重要作用. 该机理可以较准确计算基础燃料（PRF）和TRF火焰的着火延迟期、燃烧火焰中小分子（PAH前驱体C₂H₂、C₃H₄等）和PAHs的物质浓度. 通过与实验数据的比较表明，该机理在不同温度、压力、化学计量比下具有较好的性能. 由此分析，该机理对碳烟前驱物PAHs的预测性能是可靠的.