第三章 化学
第六节 物理化学
一、热力学 70年代，中国科技大学刘叔仪长期从事J（Coro／x1x2）行列式与塑弹性J积分不守恒的理论研究，并用实验给以证实。同时对弹塑性金属位错系统的热力学不可逆过程的理论，与位错应力激活运动进行研究。 安徽大学孙发增致力于麦克斯韦分布的数学处理，麦克斯韦速度分布与速率分布的研究，提出势能面过渡状态理论的物理模型。项肖宜对驰豫动力学进行了研究。 二、激光化学 70年代中期，中国科技大学研制成功碘原子化学激光器，和用于激光化学研究工作的双放电TEA二氧化碳激光器，并于1976年在国内首次实现激光分离同位素成功。 1976～1980年间，中国科技大学马兴孝、章允武等完成“激光分离同位素的实验及理论研究”。其主要工作及成果是：（1）利用红外多光子选择离解性分离硼同位素。（2）利用选频TEA二氧化碳激光器研究甲醇红外多光子离解规律，在国内外是初次尝试。（3）从“理想脉冲”序列及辐射“阈值功率密度”的概念出发，通过动力学理论处理，得到红外多光子离解速率系数对于实验参数函数关系的解析表达。（4）提出了激光分离同位素动力学过程的系统理论，第一次导出了高选择性条件、选择系数作为基元过程速率系数函数的解析表达式。所得的条件和公式以解析的形式简洁地概括了激光分离同位素中光学选择激发、误激发、激发态反应、热反应、能量转移过程的矛盾和制约关系，对方案设计和实验结果的分析具有指导意义。 接着，他们又研究了第5族氯化物激光紫外光解和多光子电离。在激光对燃烧诊断研究中，设计出一种进行V－E传能实验新方法，首次获得V－E传能和温度关系的信息，并研究其机理。80年代中期，马兴孝等又开展了在射流条件下，分子和自由基的激光光谱研究，获得各种分子和自由基的低温光谱，并进行归类，从而取得有关分子结构的数据。该研究成果在国内处于领先水平。 利用激光照射天然铀蒸气，使铀－235同铀－238分离，一次获得核电站用浓度的燃料铀，是当前生产燃料铀的尖端技术，世界上只有美、日、法、西德等国掌握其原理性实验。这一技术与目前国际上普遍使用的传统分离方法生产燃料铀相比，投资少，耗电低，节省铀矿资料。1981年，中国科学院安徽光学精密机械研究所路轶群等与中国科学院长春应用化学研究所，进行“激光原子法分离铀同位素两步光电离原理性实验研究”，1985年完成。 该研究是在实验室条件下演示激光分离铀同位素的技术可行性，并为“可观量”实验进行技术储备。研究的主要成果有：设计和制造了原子束装量，在这个装置上可以进行分离实验；初步解决了实验室发生铀蒸气的方法，为进一步研究激光分离同位素打下良好的基础；掌握了连续波染料激光的稳频和波长的准确、精密测量方法；建立了以荧光光谱为检测手段的选择性激发方法及以准分子激光器为电离光源的两步光电离技术和离子讯号检测方法。该研究成果标志着中国激光分离同位素的研究已进入世界先进行列。 三、理论化学、量子化学和结构化学 80年代以来，中国科技大学辛厚文对分子对称性与化学反应选择规律进行研究，将分子拓扑学和分形理论用于化学研究；刘凡镇对分子间相互作用力进行研究。这两个方面国内研究者较少注意。他们的研究显示了自己的特色，在国际上首次发现卤化银和三氧化二铁表面的激光喇曼增强现象。 中国科技大学李健民等1986年提出的“3d轨道理论”，创立了以非自由度作为标度的径向波函数理论，并将这个理论用于配位场理论计算，使得配位场理论从一个定性的理论，有可能变成定量的可以预言的理论。该成果可用于固体物理、化学、生物、地学等学科。此外，他对密度泛函理论的研究，在国内开展较早。李俊清等对Xα法及其应用进行了研究，计算出多种分子的势能面。 合肥工业大学林建新进行表面结构化学的研究，先后研究了钛酸钡晶体的天然极化、极化热、晶体能，以及铜阳极钝化膜的结构。 安徽大学谢复新对二氧化碳红外光谱进行分析，并计算其键矩；赵维蓉提出金属能带理论的自由电子近似模型，并对晶体X射线粉末法的研究结果进行微机处理。 安徽师范大学沈良骏对分子内旋转和聚合链分子的构象研究取得成果。 四、表面化学与催化 70年代中期，中国科技大学林培琰、王其武等对汽车尾气净化、催化剂进行研究，制备出抗硫效果好的稀土催化剂。后经改进，成为国内效果较好的汽车尾气催化剂，并投产使用。王其武还将EXAFS法用于催化研究，试制成功用于油脂生产可可酯的催化剂，成为国内生产可可酯的唯一实用的催化剂。 中国科技大学伏义路等致力于稀有金属和稀土氧化物作氢化或氧化催化剂的结构研究，并运用低温红外光谱和激光喇曼光谱法，研究城市煤气甲烷化等催化剂的结构和性能。朱中煌从事金属催化剂的选择规律研究，提出其活性中心模型，同时还对甲醇羰基化催化体系进行了评断研究。 80年代初，安徽师范大学张定荣、焦肇林等对稀土氧化物作为酯化催化剂进行了研究。 五、电化学与化学动力学 中国科技大学苏洪钅于等研制成功摄氏100度以下自限温加热带，质量是当时国内最好的，广泛用于石油、化工、轻工、食品等行业，有重大经济效益。其后，他们又将温限提高，研制出摄氏100～130度自限温加热带。 中国科技大学林枫凉等致力于快离子导体研究，研制成有机膜快离子导体，并利用这一成果研制全固态电池。陈从香长期从事反应速率常数的测定及反应机理研究，取得成果。 安徽师范大学倪光明、严怡芹对电镀液的性能进行研究，测定了酸性镀铜液的极化性能，发现了碱性镀锌液中DEDPE－Ⅲ及其混合物在滴汞电极上的吸附行为。 安庆师范学院吴炳智、吴福瞿、陈德宾、陈自诚等从事物理化学理论研究，主要内容有：一是提出对峙一连串反应动力学方程的行列式解法；二是对复杂反应的数学特征——尿素合成反应进行动力学分析；三是对生物金属与α氨基酸络合物的稳定性进行规律性探讨。 六、燃烧化学 70年代中期，中国科技大学郭申、李栜枌等完成“单幅近距摄影装置和固体推进剂燃烧表面研究”。研制的摄影装置特别适合于物镜不能过于接近被摄物体，但又需要比实物大的影像场合，例如拍摄在高压燃烧室中固体推进剂的燃烧。使用该装置进行燃烧表面研究后确认：（1）复合固体推进剂燃烧时表面存在熔融液层，与国外用熄火扫描电镜法结果互相印证；（2）含铝复合推进剂燃烧时，存在铝粉在表面熔融、凝聚、上升过程，测得某型号样品的凝聚铝滴是由15～20个铝微粒凝聚而成；（3）鉴别出不同粘结剂燃烧时具有不同的流动性。 80年代初，郭申等又进行“燃烧铝滴直径分布和显微密度分析的研究”。该研究发现燃烧照片中出现的铝亮带中还有一个更亮的核心，正是这个核心才能代表燃烧铝滴的直径，根据不同的显微光密度分析曲线形状和扫描电镜结果，提出铝滴燃烧模型。该研究成果用于对固体复合推进剂中铝的燃烧进行评价，提高燃烧效率和减少二相流损失；对固体复合推进剂配方中氧化剂粒度的选配也有一定的指导作用。 中国科技大学范维澄等进行了“二维抛物和椭圆型燃烧的理论模型”研究，对发展我国计算燃烧学作出了贡献，在国内处于领先水平。 七、感光化学 天文干版是天文研究中重要的信息记录材料。天体照相的对象多为发光微弱的星体，当对暗弱的星体进行长时间露光时，由于低照度互易律失效，普通感光材料的灵敏度将急剧衰减到几乎不能记录信息的程度。70年代末，中国科技大学阎天堂、岳军、陶淳等在国外技术资料严格保密的情况下，研制成“KGT 801a－O天文干版”。设计出的性能稳定、具有特色的乳剂配方，较好地解决了低照度互易律失效问题，建立起一整套测试方法，设计和建立小型干版挤压涂布装置，向各天文台提供了试验天文干版。 中国科技大学庄思永等还研制成KZR－1型感光乳剂涂布机，达到国际水平。 “物理化学”重要论文简表表2－3－5  |
