两轮自平衡车的吸引区域估算方法

在很多情况下,精确求解系统的吸引区域是非常困难的。以两轮自平衡车为例,利用二次Lyapunov函数的坐标变换方法来扩大吸引区域估算值。通过与吸引区域估算结果的对比,证明该坐标变换方法的有效性和计算的简便性。最后运用开源的Python程序仿真验证了在吸引区域范围内的初始条件,均可通过PID线性控制器使车体平衡稳定。     

甲烷在钯基催化剂上脱氢的分子模拟

为探明甲烷在钯基二聚体催化剂上脱氢反应过程的微观机理,对甲烷燃烧催化剂的设计与使用提供指导。在M06L/6-311++G(d,p)+SDD//M06L/6-311G(d,p)+LANL2DZ基组水平上,采用密度泛函理论(DFT)对甲烷在钯基二聚体催化剂(Pd_2、PdPt和PdNi)上的脱氢过程进行了研究。对比了甲烷在催化剂Pd_2、PdPt和PdNi上反应的能垒(E_b)、活化能(E_a)及反应速率常数(k),结果表明:CH_2→CH是甲烷在二聚体Pd_2反应的速率控制步骤(RDS),而CH_3→CH_2是催化剂PdPt和PdNi反应的RDS;钯基二聚体催化剂对甲烷脱氢的催化活性顺序为PdPtPd_2PdNi;抗积炭性能顺序为PdNiPd_2PdPt。PdPt适用于要求催化效率较高的项目,而抗积炭性能较好的PdNi催化剂可用于大型工业催化。     

AGT介导的氯乙基亚硝基脲耐药作用机理的密度泛函理论研究

氯乙基亚硝基脲(CENUs)是一类重要的抗癌烷化剂,通过导致DNA互补鸟嘌呤-胞嘧啶之间的共价交联(GC交联)发挥抗肿瘤作用。然而,O~6-烷基鸟嘌呤-DNA烷基转移酶(AGT)对DNA烷化损伤的修复作用能够导致肿瘤细胞对CENUs产生耐药性。使用密度泛函理论(DFT)方法结合分子对接对AGT介导的CENUs耐药机制进行研究。结果表明,AGT能够与CENUs导致GC交联的两个前体物——O~6-氯乙基鸟嘌呤(O~6-ClEtG)和N1,O~6-桥亚乙基鸟嘌呤(N1,O~6-EtG)结合形成复合物,然后通过氢迁移和烷基转移两步反应,对这两个前体物进行修复,从而阻断GC交联的形成。在AGT对两个前体物的修复过程中,N1,O~6-EtG的修复在动力学和热力学上比O~6-ClEtG的修复均具有优势,但O~6-ClEtG更有利于与AGT形成复合物。阐明了AGT介导的CENUs耐药机制,这将为开发AGT抑制剂用于与CENUs联合用药以消除耐药性提供重要的理论依据。     

有机共晶中分子带电荷性质的理论研究

本研究选取2种典型的有机共晶体系芘-八氟萘晶体和芘-1,2,4,5-四氰基苯晶体,采用密度泛函理论方法研究其分子带电荷性质,同时系统考察分子堆积对其电荷的影响规律。计算表明有机共晶中分子堆积结构能显著影响分子间的电荷转移,且采用最稳定的两体分子可以近似描述有机共晶中的电荷转移性质。     

具有时滞与Beddington-DeAngelis发生率的多易感种群的传染病模型研究

主要研究一类具有时滞与Beddington-DeAngelis发生率的多易感群体的传染病模型,得到基本再生数■.通过构造Lyapunov泛函和LaSalle不变原理对系统的稳定性进行了研究,得到了平衡点的全局渐近稳定条件.进行系统的数值仿真分析对结果验证.     

磁性硅铁载铜吸附Hg0动力学机制及密度泛函研究

采用粉末冶金法将纳米单质铜(Cu⁰)、硅铁(FeSi)、四氧化三铁硅涂层(Fe₃O₄@SiO₂)混合煅烧并制备出新型磁性硅铁载铜吸附剂MagFeSi-Cu⁰。实验研究不同烟气温度下MagFeSi-Cu⁰的汞吸附能力基础上,结合颗粒内扩散模型、准二阶动力学模型、Elovich模型及Bangham模型分析了MagFeSi-Cu⁰吸附Hg⁰过程的主要控制步骤。在此基础上,依据密度泛函理论(DFT)研究了不同反应温度下FeSi表面Cu⁰原子与Hg⁰原子的汞齐作用机制。研究结果表明,Bangham模型的拟合值与MagFeSi-Cu⁰汞吸附实验值拟合度最高,MagFeSi-Cu⁰表面痕量Hg⁰吸附由汞的外扩散和表面铜汞齐吸附共同控制;通过密度泛函计算,发现Cu⁰颗粒表面Cu-Hg齐吸附能为-0.534 eV,当烟气温度从80℃上升至200℃时,Hg⁰原子与单质Cu原子的吸附自由能从-22.47 kJ/mol下降至-13.96 kJ/mol,这些结果为深入了解Hg⁰在Cu(111)表面的反应机理提供了理论基础。     

钚及其化合物表面腐蚀的研究进展

为了解掌握钚（Pu）及其化合物表面氧化腐蚀机理和探索能够有效缓解钚材料氧化腐蚀的环境体系，对国内外开展钚及其化合物表面化学的研究进行了综述，加深了对钚及其化合物在空气中的腐蚀行为的认识；对H₂、O₂、CO、CO₂等活性气体和Xe等稀有气体在钚及其化合物不同表面的吸附行为进行了对比分析，得到一些有益的结论。研究表明，Pu与各种活性气体和稀有气体的相互作用中伴随着电荷的转移，作用机理主要是气体原子分子的不同杂化轨道和Pu7s、Pu6p、Pu6d、Pu5f等杂化轨道相互作用生成了新的化学键，从而导致了相关反应和现象的产生。本研究还从改善研究方法、开展不同相的钚原子的不同表面吸附行为研究和探索防护钚材料氧化腐蚀新体系3个方面对钚及其化合物表面腐蚀研究工作进行了展望。     

大碳笼内嵌钆氧化物团簇金属富勒烯Gd_2O@C_(88):实验和理论研究

利用改进的电弧放电技术合成及多步高效液相色谱(HPLC)分离方法,得到了大碳笼含钆氧化物团簇的金属富勒烯Gd_2O@C_(88).激光解吸电离碰撞诱导解离质谱/质谱的研究结果表明,氧化钆团簇位于碳笼内部.密度泛函理论计算结果表明,金属富勒烯结构为Gd_2O@D_2(35)-C_(88).内嵌团簇向碳笼转移4个电子,价态+4,碳笼-4价,金属富勒烯的电子结构表示为[Gd_2O]~(4+)@[D_2(35)-C_(88)]~(4-).     

非晶态合金Co-Mn-B的电荷转移及其催化性质的DFT研究

为深入了解非晶态合金Co-Mn-B的电子及其催化性能,利用密度泛函理论(DFT)方法,在B3LYP/Lan12dz水平下,将原子簇Co2MnB2的十余种可能构型分别在二、四重态下进行全参数优化计算和频率验证,最后获得两种类型的稳定构型(三角双锥型和变形四方锥型),其中三角双锥构型均是以金属原子为两锥、一金属原子和双B原子位于三角平面。对这些稳定构型的电荷转移及其催化活性进行研究分析,结果表明:原子簇Co2MnB2稳定构型中电子主要由Mn原子向B原子转移,Mn原子的引入起到调变B原子的电子流向作用。金属Co、Mn原子在二、四重态下对HOMO、LUMO轨道的贡献大小不一样;Mn原子的饱和轨道比Co原子更富电子。原子簇Co2MnB2因空轨道易于接受反应物的电子而具有良好的催化性能;构型4(2)具有较好的催化加氢、固氮活性。