《氮的氧化物的计算》

一、储备知识：1．有关反应方程式：3NO2＋2H2O=2HNO3＋NO2NO＋O2=2NO2．

血清超氧化物歧化酶、一氧化氮、内皮素1在妊娠高血压综合征中的临床应用价值

目的探索超氧化物歧化酶(SOD)、一氧化氮(NO)、内皮素1(ET-1)在妊娠高血压综合征患者血清中的临床应用价值。方法选择2022年9月至2023年9月在中日友好医院妇产科就诊并确诊为妊娠高血压综合征的孕妇110例为妊高征组,根据高血压的分级标准分为轻度妊高征组80例和重度妊高征组30例,同时选取90名健康孕妇为对照组。使用全自动生化仪检测上述三组孕产妇的SOD、NO及常规生化及血脂指标,采用酶联免疫吸附试验检测上述两组孕产妇ET-1水平,采用SPSS19.0统计学软件对受试者的检测结果进行统计分析,进一步采用多因素logistic回归模型分析妊高征的影响因素。结果妊高征组ET-1、总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白均高于对照组,而SOD、NO、HDL低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);轻度妊高征组、重度妊高征组SOD、NO水平低于对照组,ET-1水平高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);重度高血压组血清SOD、NO水平低于轻度妊高征组,ET-1水平高于轻度妊高征组,差异有统计学意义(P<0.05);logistic回归分析结果显示:血清SOD、NO、ET-1、HDL均为孕妇发生妊高征的独立影响因素。结论SOD、NO、ET-1作为妊娠高血压疾病的血清学生物标志物具有良好的临床应用价值。

问题驱动下重新认识氮的氧化物

氮的氧化物是苏教版高中必修第二册专题7第一单元“氮的固定”中的部分内容,其种类繁多,平时主要涉及NO和NO_(2),不够全面.一提到氮的氧化物往往与“污染”“有害”联系起来,不够客观.氮的氧化物结构比较特殊,经常回避,学习者对它们的结构感到迷茫.本文重新认识氮的氧化物.一、种类与价态1.氮的氧化物的分子式氮的氧化物按化合价由低到高顺序排列有N_(2)O、NO、N_(2)O_(3)、NO_(2)、N_(2)O_(4)、N_(2)O_(5),从+1到+5价都有,氮氧化物“六兄弟”,学习者往往写不全。

CO_(2)/C_(3)H_(6)O在金属氧化物耦合吡咯氮生物炭表面的共/竞吸附机理研究

本研究采用密度泛函理论,通过比较吸附量、吸附能以及态密度和电荷差分密度的分析,探究了不同金属氧化物耦合吡咯氮生物炭(CN5@MOx,MOx=ZnO、CaO、Na2O)表面CO_(2)与C_(3)H_(6)O(CO_(2)&C_(3)H_(6)O)的吸附机理。首先从CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分方面计算了其在CN5@MOx表面吸附量和吸附能,计算结果表明,在333 K、100 kPa时CN5@Na2O表面对CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分吸附量分别为3.65、15.34 mmol/g,吸附能分别为-145.86、-132.47 kJ/mol,均高于CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分在CN5@CaO及CN5@ZnO表面吸附。得出Na2O掺杂吡咯氮生物炭对CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分吸附效果最优。进一步研究了CO_(2)&C_(3)H_(6)O在CN5@MOx表面共/竞吸附及机理。计算结果表明,CO_(2)&C_(3)H_(6)O在CN5@Na2O、CN5@CaO、CN5@ZnO表面吸附存在临界温度(分别为333、353、393 K),超过临界温度以后CO_(2)&C_(3)H_(6)O共存体系在CN5@MOx表面吸附量较CO_(2)/C_(3)H_(6)O单组分有所提高。CO_(2)&C_(3)H_(6)O在CN5@Na2O、 CN5@CaO、 CN5@ZnO表面吸附能分别比CO_(2)或C_(3)H_(6)O单组分吸附时至少高141.59、112.77、31.75 kJ/mol,CN5@MOx表面对CO_(2)和C_(3)H_(6)O的吸附表现为协同促进作用,且CN5@Na2O对CO_(2)&C_(3)H_(6)O共同吸附效果最佳。采用电荷差分密度和态密度分析CO_(2)&C_(3)H_(6)O在CN5@MOx表面协同吸附作用机理,得出CO_(2)的吸附作用力是通过C_(3)H_(6)O与CO_(2)的间接相互作用产生的,Na2O中Na与C_(3)H_(6)O电子云重叠,发生电荷转移,增强了两者间相互作用力,CN5@Na2O表面C_(3)H_(6)O与CN5在p轨道主要共振峰结合能较CN5@ZnO低了3.43 eV,使得C_(3)H_(6)O在CN5@Na2O表面吸附最稳定。

增液八珍汤对慢传输型便秘大鼠超氧化物歧化酶、谷胱甘肽和一氧化氮的影响

目的观察增液八珍汤对慢传输型便秘大鼠结肠匀浆及血清中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽(GSH)及一氧化氮(NO)的影响。方法2022年7—11月将由徐州医科大学实验动物中心供应的72只SPF级Wistar大鼠按随机数字表法分为六组,每组12只,包括空白组(A),模型组(B)、麻仁软胶囊组(C)、增液八珍汤低(D)、中(E)、高剂量组(F)。C组给予麻仁软胶囊内容物:6.2 mL·kg^(-1)·day-1,D、E、F组分别给予17、34、68 g·kg^(-1)·d^(-1)的增液八珍汤灌胃,共给药14 d,A、B组给等量的0.9%氯化钠溶液。末次给药后,检测各组大鼠血清和结肠匀浆中SOD、GSH、NO的含量。结果增液八珍汤低剂量组血清SOD、GSH,结肠组织SOD、GSH表达水平[(2.90±0.28)µmol/L、(8.43±1.56)µmol/L、(0.93±0.32)µmol/L、(6.62±0.48)µmol/L]、中剂量组[(4.02±0.55)µmol/L、(11.75±2.46)µmol/L、(1.76±0.25)µmol/L、(8.92±0.86)µmol/L]、高剂量组[(4.67±0.86)µmol/L、(13.43±1.49)µmol/L、(1.84±0.60)µmol/L、(10.32±1.64)µmol/L]相较于模型组[(1.98±0.21)µmol/L、(5.78±1.98)µmol/L、(0.56±0.47)µmol/L、(4.36±1.58)µmol/L]均明显升高(P<0.05)。增液八珍汤低、中、高剂量组血清NO、结肠组织NO表达水平相较于模型组均明显降低(P<0.05)。与B组比较,C、D、E、F组均能明显增加便秘大鼠血清和结肠匀浆中SOD、GSH的含量;E、F组增加便秘大鼠血清和结肠匀浆中SOD、GSH优于C、D组。与B组比较,C、D、E、F组均能明显减少便秘大鼠血清和结肠匀浆中NO的含量;E、F组减少便秘大鼠血清和结肠匀浆中NO优于C、D组。结论增液八珍汤能够通过调节便秘大鼠SOD、GSH及NO在血液及肠壁组织中的含量水平,达到减少过氧化反应,减轻氧自由基及一氧化氮对机体的损害,达到促胃肠动力的作用。

降低管式加热炉氮氧化物排放的有效途径

石化装置管式加热炉燃烧过程中产生的氮氧化物伴随着烟气排放至大气中,对环境与人类具有较大的危害。文章介绍了某石化装置管式加热炉烟气中氮氧化物的生成机理与排放浓度计算方法,并以高热负荷管式加热炉NF-503、低热负荷管式加热炉F-101C为例,探讨了低氮燃烧器改造、降低过剩空气系数、降低热空气温度等加热炉氮氧化物减排措施的原理、适用条件与应用效果。研究结论对相关企业管式加热炉氮氧化物减排具有一定的借鉴意义。

基于降低氮氧化物排放量的加热炉低氮燃烧器的改造探析

氮氧化物进入大气环境中会带来严重的环境污染,并且难以清除,为人们的身体健康带来严重的威胁。为了保证氮氧化物的排放量满足大气环境保护标准要求,提高企业经济效益,某化工企业对现有的加热炉进行了改造。因此,本文以加热炉燃烧为切入点,根据加热炉燃烧生成氮氧化物的原理,提出了降低氮氧化物排放量的加热炉低氮燃烧器的改造方法,结果表明,改造后的加热炉低氮燃烧器满足标准要求,在降低氮氧化物排放量的同时,可以减少加热炉运行成本投入,保证加热炉安全稳定运行。

煤粉清洁燃烧过程中的氮氧化物排放控制研究

煤燃烧释放的氮氧化物(NOx)不仅导致能源损失,还严重危害环境和人体健康。因此,煤粉清洁燃烧与NOx排放控制成为研究热点。通过深入研究与实际应用,发现采用低氮燃烧技术、优化燃烧器设计、精准控制燃烧区温度和氧含量等手段,能有效减少煤粉燃烧中NOx的生成,实现煤的高效、清洁燃烧,对推动能源利用与环境保护的和谐发展具有重要意义。在此基础上,进一步采用SNCR(选择性非催化还原)和SCR(选择性催化还原)等脱硝技术,对燃烧后产生的氮氧化物进行深度治理,可使煤粉燃烧过程中氮氧化物的排放浓度显著降低.同时,研究结果显示,这些技术不仅能有效减少氮氧化物排放,同时也能提高燃烧效率,达到节能减排的效果。这些研究结果为煤粉燃烧过程中氮氧化物排放控制提供了有力的理论支持和技术路径,对于实现我国燃煤工业的可持续发展具有重要的推动作用。

氮氧化物排放控制技术在工业烟气治理中的应用研究

随着我国环境保护法规的日益严格,控制氮氧化物(NOx)排放已成为工业生产中的重要议题。NOx排放不仅导致烟雾污染,还可能引发酸雨、光化学烟雾等环境问题,对生态和人类健康构成威胁。因此,对工业烟气中的氮氧化物排放控制技术进行深入研究具有重要意义。本研究对比了多种在工业烟气中常见的氮氧化物排放控制技术,包括燃烧优化、低氮燃烧技术、选择性非催化还原(SNCR)和选择性催化还原(SCR)脱氮技术。这些技术各有特点,适用于不同的工业环境和烟气成分。同时,本研究还发现,NOx排放控制技术在工业烟气治理中的具体应用需要结合烟气的具体组成、排放浓度和产生工况等多个因素彻底考虑。研究结果有助于指导实际工作中控制工业烟气中NOx的排放,进而改善环境质量。

火电厂锅炉燃烧效率优化及氮氧化物排放处理途径的探讨

氮氧化物(NOx)排放对环境及人类健康影响重大,因此降低其排放至关重要。本研究针对火电厂锅炉,采用低氮燃烧与脱硝技术结合的方式进行优化改造。实验结果显示,该方法不仅大幅提升了锅炉的燃烧效率,还显著降低了NOx排放,确保其达到国家排放标准。这一创新方法平衡了生产效益与环保需求,为火电厂实现绿色、高效运行提供了有力支持,同时也为行业提供了宝贵的实践经验和技术指导。

面向类脑计算的氧化物忆阻器

类脑神经形态计算通过电子或光子器件集成来模拟人脑结构和功能。人工突触是类脑系统中数量最多的计算单元。忆阻器可模拟突触功能,并具有优异的尺寸缩放性和低能耗,是实现人工突触的理想元器件。利用欧姆定律和基尔霍夫定律,忆阻器交叉阵列可执行并行的原位乘累加运算,从而大幅提升类脑系统处理模拟信号的速度。氧化物制备容易,和CMOS工艺兼容性强,是使用最广泛的忆阻器材料。本文梳理了氧化物忆阻器的研究进展,分别讨论了电控、光电混合调控和全光控忆阻器,主要聚焦阻变机理、器件结构和性能。电控忆阻器工作一般会产生微结构变化和焦耳热,将严重影响器件稳定性,改进器件结构和材料成分可有效改善器件性能。利用光信号调控忆阻器电导,不仅能降低能耗,而且可避免产生微结构变化和焦耳热,从而有望解决稳定性难题。此外,光控忆阻器能直接感受光刺激,单器件即可实现感/存/算功能,可用于研发新型视觉传感器。因此,全光控忆阻器的实现为忆阻器的研究和应用打开了一扇新窗口。

氧化物神经元器件及其神经网络应用

目前,人工智能在人类社会发挥着越来越重要的作用,以深度学习为代表的人工智能算法对硬件算力的要求也越来越高。然而随着摩尔定律逼近极限,传统冯·诺依曼计算架构越来越难以满足硬件算力提升的迫切需求。受人脑启发的新型神经形态计算采用数据处理与存储一体架构,有望为开发低能耗、高算力的新型人工智能技术提供重要的硬件基础。人工神经元和人工突触作为神经形态计算系统的核心组成部分,是当前研究的前沿和热点。本文聚焦氧化物人工神经元,从神经元数学模型出发,重点介绍了基于氧化物电子器件的霍奇金–赫胥黎神经元、泄漏–累积–发射神经元和振荡神经元的最新研究进展,系统分析了器件结构、工作机制对神经元功能模拟的影响规律。进一步,根据不同尖峰发射动态行为,阐述了基于氧化物神经元硬件的脉冲神经网络和振荡神经网络的研究进展。最后,讨论了氧化物神经元在器件、阵列、神经网络等层面面临的挑战,并展望了其在神经形态计算等领域的发展前景。

结构参数对固体氧化物电解槽性能的影响

SOEC(固体氧化物电解槽)的流道结构及电极厚度等结构参数对其性能具有重要影响。基于SOEC三维计算流体力学模型建立预测电流密度与温差的ANN(人工神经网络)模型,研究结构参数对SOEC电化学性能和温度场的影响规律。结果表明:ANN代理模型具有较高的精度和低的计算成本;温度分布均匀性与电解性能负相关;减小节距、肋宽和电极厚度会引起欧姆损耗的降低,电解槽的电流密度提高。与阳极肋宽相比,阴极肋宽对电流密度的影响更为显著,导致两者对温差的影响规律有所不同。当阳极厚度<40μm,阳极厚度减小导致反应活性面积急剧减小,电流密度因此降低。在参数研究范围内,当节距为1.8 mm,电解质厚度为8μm,阳极肋宽为0.6 mm,阴极肋宽为1.2 mm,阴极厚度为600μm时,能够保持高电流密度(>3700 A/m^(2))的同时获得最佳的温度均匀度。研究结果为固体氧化物电解槽的结构优化设计提供一种便捷可行的方法,具有重要指导意义。

氮添加对土壤不同粒级氮矿化的影响及铁铝氧化物的作用

氮添加影响土壤氮矿化,土壤不同组分氮矿化存在差异,因此,研究不同形态氮对土壤各粒级氮矿化的影响,有助于理解氮沉降的影响过程。铁铝氧化物是团聚体中主要的胶结物质,在维持团聚体稳定和有机质吸附方面具有重要作用,可能会影响土壤不同粒级氮矿化对氮添加的响应。为探究氮添加对土壤不同粒级氮矿化的影响及铁铝氧化物的作用,选择亚热带常绿阔叶林(罗浮栲,Castanopsis fabri)土壤作为研究对象,采用干筛法和湿筛-吸管法分离土壤团聚体(共5个粒级),测定不同粒径土壤团聚体铁铝形态含量。添加氨基酸态氮(AA)和铵态氮(AN)培养后,计算不同粒级土壤净硝化、净氨化和净矿化速率,分析铁铝氧化物和氮矿化速率间的关系。结果显示:(1)与CK相比,AA处理会促进大团聚体(>0.25 mm)净氮矿化和净硝化,抑制微团聚体(<0.25 mm)的净氮矿化和净氨化;AN处理抑制土壤不同粒级净氮矿化和净氨化。(2)随粒径减小,铁铝氧化物含量有增多的趋势。游离态铁(Fef)主要抑制AA处理>0.25 mm粒径的净氮氨化和硝化,无定形态(Fen、Aln)则主要抑制<0.25 mm粒径。络合态铁(Fea)主要抑制AN处理土壤各粒径净氨化速率,而无定形态铁(Fen)对净氨化速率有一定的促进作用。因此,添加外源氮对土壤氮矿化的影响主要体现在土壤不同团聚体响应的差异上,而铁铝氧化物对其有一定的调节作用。研究结果可为揭示氮添加对土壤不同团聚体和铁铝氧化物在土壤中作用的交互机理提供一定的理论参考。

基于量子化学计算优化的氮掺杂碳量子点缓蚀剂制备及其缓蚀性能

[目的]氮掺杂碳量子点(N-CQDs)作为一种绿色高效的新型缓蚀剂,在腐蚀控制领域具有巨大的应用潜力。但由于其结构无法精确调控,很难对制备N-CQDs的众多前驱体进行筛选。[方法]依据密度泛函理论(DFT),通过Fukui指数计算各前驱体分子的优先反应活性位点,确定前驱体分子间一步脱水缩合反应产物的分子结构,并进行全局参量和局部参量的计算,分析了采用柠檬酸分别与乙二胺、尿素和氨基胍盐酸盐作为前驱体所合成的3种N-CQDs的缓蚀性能,再通过称重法对水热法合成的3种N-CQDs的缓蚀性能进行验证,优选出缓蚀性能最佳的缓蚀剂。采用紫外可见吸收光谱、荧光光谱和高分辨率场发射透射电镜表征优选缓蚀剂的荧光性能和表面形貌,并以电化学方法和表面分析方法研究此缓蚀剂对Q235碳钢在0.5 mol/L硫酸溶液中的缓蚀机理。[结果]以柠檬酸和氨基胍盐酸盐为前驱体制备的N-CQDs-3缓蚀性能最佳,且试验结果和理论计算结果一致。N-CQDs-3在紫外激发光下显示蓝绿光,平均粒径为(2.5±0.8)nm。该缓蚀剂是一种混合型缓蚀剂,主要通过物理和化学吸附同时抑制金属在酸溶液中腐蚀反应的发生,其对Q235碳钢在0.5 mol/L硫酸溶液中的缓蚀效率最高可达95.3%。[结论]通过量子化学计算方法对制备N-CQDs所用的前驱体进行筛选,提前预测其缓蚀性能,可提高试验效率。

血清髓过氧化物酶及内皮型一氧化氮合酶水平与慢性脑缺血的相关性研究

目的探讨血清髓过氧化物酶(MPO)、血清内皮型一氧化氮合酶(eNOS)水平与慢性脑缺血(CCH)的相关性。方法纳入2022年2~7月在我院门诊就诊的CCH患者50例(CCH组),同期健康体检者30例为对照组,比较两组血清MPO和eNOS的表达量以及其他临床特征,同时采用多因素Logistic回归分析CCH的危险因素。结果CCH组eNOS表达量低于对照组,总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、non-HDL-C及MPO表达量显著高于对照组(P<0.01)。Logistic回归分析显示,eNOS低表达与MPO高表达是CCH的发生独立危险因素(P<0.01)。结论血清MPO在CCH患者中明显升高,eNOS在CCH患者中明显下降。血清MPO、eNOS可能作为CCH的一个有效的生物标志物。

金属氧化物耦合含吡咯氮生物质炭吸附CO_(2)的机理研究

本研究采用密度泛函理论,研究含吡咯氮生物质炭(CN5)及其耦合不同金属氧化物(ZnO、CaO、Na_(2)O)对CO_(2)吸附特性的影响机理。计算CO_(2)在不同金属氧化物耦合含吡咯氮生物质炭(CN5@MOx∶CN5@ZnO、CaO、Na_(2)O)上的吸附量,并结合吸附热对吸附量差异进行分析,发现CO_(2)在CN5@Na_(2)O表面发生多层吸附,相较于CN5@ZnO及CN5@CaO,CO_(2)在CN5@Na_(2)O上吸附热与吸附量均较高,100 kPa、20℃时达到6.11 mmol/g,相互作用更强,更有利于吸附。进一步考察了CN5@MOx吸附能,计算结果表明,CN5@Na_(2)O对CO_(2)吸附能高于CN5@CaO和CN5@ZnO,与吸附量一致。然后对其开展电荷差分密度及态密度分析,电荷差分密度表明CN5@Na_(2)O吸附能高是由于Na_(2)O中Na参与吸附,与CO_(2)中O之间发生电荷转移,态密度分析结果表明CO_(2)在CN5@Na_(2)O表面吸附更稳定。

理论与计算化学在基础化学课程中的应用:1,2-环氧化物开环反应

1,2-环氧化物开环反应是化学类各专业有机化学课程中的重要教学内容,教材中的描述缺少定量、直观信息,学生通常采用机械记忆方式予以学习,不能完全理解相关的反应机制。本文设计了一个用理论化学方法研究化学反应的典型案例,通过量子化学计算探讨了酸、碱催化1,2-环氧化物开环反应的分子机制,揭示了反应的热力学和动力学性质,描绘了反应过程的直观物理图像,给出了理解反应区域选择性的定量信息。论文将计算量子化学与有机化学教学内容有机融合,不仅有助于学生加深对化学基本概念和基础理论的理解,而且有助于学生开阔视野、拓展思路,使学生充分认识到理论计算是开展化学研究的重要手段。

一氧化氮治疗仪混合气体均匀性的有限元分析

目的通过计算流体动力学(computational fluid dynamic,CFD)方法研究一氧化氮治疗仪中气体混合装置内压、预设的NO输出浓度以及输入气体流速对混合气体均匀性的影响,从而为一氧化氮治疗仪的使用安全性评估提供参考价值。方法首先通过分析一氧化氮治疗仪的工作原理、工作参数和气体混合装置结构设置7组不同参数的算例,然后对气体混合装置模型进行网格划分、网格无关性验证、数值计算方法的选择以及控制方程的介绍,最后引出气体混合均匀度量化方法并利用FLUENT软件对各组算例进行有限元仿真。结果根据FLUENT软件导出各组算例的气体浓度分布云图,通过气体混合均匀度量化公式计算出的第1~7组算例所对应的气体混合均匀度依次为91.62%、92.75%、93.09%、92.53%、94.21%、93.98%、97.75%。结论在一氧化氮治疗仪中气体混合装置内压和预设的NO输出浓度对混合气体均匀性的影响较为微弱,而输入气体流速对一氧化氮治疗仪混合气体均匀性影响较为显著。该研究可为一氧化氮治疗仪的安全使用提供技术性参考。

杂原子Ga[Al]Y分子筛吸附脱氮的模拟计算研究

利用Materials Studio软件,采用巨正则蒙特卡洛和密度泛函理论对Ga[Al]Y分子筛吸附氮化物机理进行了模拟计算研究。通过Mulliken和Hirshfeld布居分析方法,判断金属原子转移电荷数的顺序大小,得出Ga[Al]Y分子筛吸附吡啶时相对亲电性最强,吸附喹啉时的相对亲电性最弱;通过比较两种吸附构型的吸附能和吸附距离,得知Ga[Al]Y分子筛吸附脱氮主要以水平吸附构型为主,吸附能的绝对值大小顺序为:吡啶>苯胺>喹啉,分子间距离大小为:喹啉>苯胺>吡啶;由吸附等温线的模拟结果可知,Ga[Al]Y分子筛在三个温度下(288 K、293 K、298 K)对吡啶的最大吸附量均高于苯胺和喹啉。