H/O/Cl+CH4反应的量子态相关的立体反应动力学理论与实验研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    10974023
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    43.0万
  • 负责人：
    陈茂笃
  • 依托单位：
    大连理工大学
  • 学科分类：
    A2101.原子分子结构、碰撞与谱学
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2009
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2010-01-01 至2012-12-31

项目摘要

态-态分子反应动力学就是从最为基本的原子、分子层次上细致地研究基元化学反应的过程从而认识化学反应的本质。立体反应动力学主要研究基元化学反应过程中的矢量性质，这样可发现并弥补仅仅关注标量性质时丢失的许多动力学信息，从而提供更完整的反应动力学图像。目前国际上对复杂的多原子反应体系如H/O/Cl+CH4反应的量子态相关的立体反应动力学研究非常少。本项目中我们将综合利用交叉分子束+共振多光子电离+切片离子成像等技术在超高真空条件下研究H/O/Cl+CH4反应体系的态-态立体动力学性质。同时在理论方面将分别利用准三体近似扩展LEPS势能面上的准经典轨线计算，多维解析型势能面上的动力学计算，及直接动力学方法研究这些体系反应过程中的态相关的矢量动力学性质。理论与实验结合，深入研究H/O/Cl+CH4反应的机理。本项目的完成，将从实验与理论两方面为复杂多原子反应体系的立体反应动力学研究提供系统的研究方法。

结项摘要

化学反应是化学的灵魂，了解化学反应的本质进而控制化学反应是每个化学家的梦想。态-态分子反应动力学就是从最基本的原子与分子层次细致的研究化学反应的过程从而认识化学反应的本质。立体反应动力学主要研究基元化学反应过程中的矢量性质，这样可以发现并弥补仅仅关注标量性质时丢失的许多动力学信息，从而提供更完整的反应动力学图像。在本项目中我们综合利用交叉分子束+共振多光子电离+切片离子成像技术在超高真空条件下研究了H/O/Cl+CH4反应体系态-态反应动力学性质。利用上述技术研究O(1D) + CD4 → OD + CD3反应发现，随着散射能变化，前向后向散射的性质显著不同，这些不同来源于基态和激发态势能面上的插入与夺取反应机理。相关研究成果发表在J. Phys. Chem. Lett.（3, 1310, 2012）。理论方面，分别利用准三体近似扩展LEPS势能面上的准经典轨线计算，多维解析型势能面上的准经典轨线计算，及直接动力学方法详细研究了H/O/Cl+CH4反应体系的反应动力学。在项目执行过程中，我们得到的最有价值的结论是：对于单原子与甲烷分子反应这类复杂多原子分子反应体系，通常认为多维准经典轨线和直接动力学计算因为考虑了所有原子之间的相互作用，得到的反应动力学计算结果应该比准三体近似更精确。但我们的研究发现准三体近似得到的结果比多维准经典轨线和直接动力学计算得到的结果更符合实验结果。该结论最近也被国际同行证实（J. Phys. Chem. A 116，5026，2012）。众所周知拟合多原子反应的多维势能面是项十分困难的工作，需要花费大量的时间去寻求合适的势能函数和拟合参数，而直接动力学计算虽然省略了拟合势能面的困难，但在轨线运行的每一步都要计算一次能量点，因此计算量非常大，需要耗费大量的计算资源。而准三体近似无论是势能面的拟合还是动力学计算的计算量都相对简单，因此如果准三体近似能够得到足够精确的反应动力学信息，今后对这类复杂体系的进一步研究就可以集中于准三体近似，从而节约大量的人力物力财力。项目执行过程中在国内外核心期刊发表论文14篇（SCI 收录12篇，另2篇发表在新创刊国外期刊暂未被SCI收录），培养博士后1名，博士生12名，硕士生4名。多人次参加国际国内会议，邀请多人次国内外专家来访，开展了广泛的国内外合作交流。

项目成果

期刊论文数量（9）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Field-free molecular orientation with chirped laser pulse
使用啁啾激光脉冲进行无场分子定向
  • DOI：
    10.1140/epjd/e2012-20766-4
  • 发表时间：
    2012-04
  • 期刊：
    European Physical Journal D
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Yang, J.;Chen, M.;Yu, J.;Cong, S. L.
  • 通讯作者：
    Cong, S. L.
The proton transfer study of 6-hydroxyquinolinium and 6-hydroxy-1-methylquinolinium in solvents using TDDFT method
TDDFT法研究6-羟基喹啉鎓和6-羟基-1-甲基喹啉鎓在溶剂中的质子转移
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    JOURNAL OF SPECTROSCOPY AND DYNAMICS
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Xiaohong Zhao;Maodu Chen
  • 通讯作者：
    Maodu Chen
Electronic Structure and Optical Properties of Dianionic and Dicationic pi-Dimers
双阴离子和双阳离子π二聚体的电子结构和光学性质
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
  • 通讯作者：
Time-dependent density functional theory study on excited state intramolecular proton transfer of 3-hydroxy-2-(pyridin-2-yl)-4H-chromen-4-one
3-羟基-2-(吡啶-2-基)-4H-苯并吡啶-4-酮激发态分子内质子转移的时间依赖密度泛函理论研究
  • DOI：
    10.1016/j.jlumin.2010.03.007
  • 发表时间：
    2010-08
  • 期刊：
    Journal of Luminescence
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    Zhao, Xiaohong;Liu, Yufang;Zhou, Lichuan;Li, Yuanzuo;Chen, Maodu
  • 通讯作者：
    Chen, Maodu
A TDDFT study on the singlet and triplet excited-state hydrogen bonding and proton transfer of 10-hydroxybenzo[h]quinoline (HBQ) and 7,9-diiodo-10-hydroxybenzo[h]quinoline (DIHBQ)
10-羟基苯并[h]喹啉(HBQ)和7,9-二碘-10-羟基苯并[h]喹啉(DIHBQ)的单线态和三线态激发态氢键和质子转移的TDDFT研究
  • DOI：
    10.1016/j.cplett.2011.07.003
  • 发表时间：
    2011-08
  • 期刊：
    Chemical Physics Letters
  • 影响因子：
    2.8
  • 作者：
    Zhao, Xiaohong;Chen, Maodu
  • 通讯作者：
    Chen, Maodu

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其他文献

Time-dependent quantum wave packet study of the C+CH reaction
C CH 反应的时间相关量子波包研究
  • DOI：
    10.1063/1.1379585
  • 发表时间：
    2001-07
  • 期刊：
    J. Chem. Phys
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    唐璧玉;陈茂笃;韩克利;张增辉
  • 通讯作者：
    张增辉
Current neutralization and plasma polarization for intense ion beams propagating through magnetized background plasmas in a two-dimensional slab approximation
在二维平板近似中通过磁化背景等离子体传播的强离子束的电流中和和等离子体极化
  • DOI：
    10.1007/s11467-013-0406-9
  • 发表时间：
    2014-04
  • 期刊：
    Frontiers of Physics
  • 影响因子：
    7.5
  • 作者：
    胡章虎;陈茂笃;王友年
  • 通讯作者：
    王友年
p-Thiocresol吸附在银纳米粒子表面系统的表面增强拉曼散射和表面增强共振拉曼散射的增强研究(英文)
  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    原子与分子物理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    陈茂笃;沈岩;贾瑜;万松博;段建民
  • 通讯作者：
    段建民

其他文献

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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