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科学通报
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夏建白

旬刊

0023-074X

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010-64036120

100717

北京东城区东黄城根北街16号

科学通报/Journal Chinese Science BulletinCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>《科学通报》创刊于1950年，是中国科学院主办、中国科学杂志社承办的自然科学综合性学术刊物，报道自然科学各学科基础理论和应用研究方面具有创新性和和高水平的、具有重要意义的最新研究成果，要求文章的可读性强，能在一个比较宽范的学术领域产生深刻的影响。我们的目标是：成为国内外读者了解中国乃至世界范围的自然科学各研究领域最新成果的主要窗口之一。《科学通报》进入了国际上主要检索系统，如CA，EI，日本《科技速报》和美国科学信息研究所（ISI）的以下系统：Science Citation Index(SCI-CDE)，SCISearch，Current Contents(PC&E)和Research Alert。
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    铜基材料电催化硝酸根还原合成氨的研究进展

    卢国龙侯向华丁俊阳秦永吉...
    3728-3747页
    查看更多>>摘要：硝酸盐是地下水中最有害的污染物之一,会严重影响人类健康,亟需发展有效的去除措施.传统的处理方法既耗能又不经济,且去除效果不理想,而氨肥料作为重要的资源,也亟待采取既环保又经济的制备策略.电催化硝酸根还原法(NO3RR)既能去除NO3-污染,实现固氮的同时生成得到高附加值氨(NH3),因而受到了广泛的关注.NO3RR能够获得较高的NH3产率和法拉第效率(FENH3),同时避免竞争性氢析出反应(HER),并且无需克服强的N≡N三键(941kJmol-1).铜(Cu)基材料价格低廉、储量丰富,并且具有优异的催化性能和较弱的HER活性等优势,其在NO3RR中展现出特殊活性,但离实际应用还有一定距离,因此,亟需通过改性策略优化Cu基材料,从而提高催化剂的性能.本文概述了Cu基材料电催化NO3RR转化的最新进展,重点讨论了各种Cu基材料在设计、合成和性能优化方面的研究,如晶面工程、合金与掺杂、异质结构、空位工程和单原子结构等不同的材料设计与调控手段,阐明了使催化剂具有更优越的反应活性、选择性、FENH3和稳定性的设计、合成和调控思路.最后,简要讨论了该领域的发展方向和挑战,并展望了 NO3RR的工业应用发展.

    铜基催化剂硝酸根电还原合成氨构效关系调控策略

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    具有可控晶面的Co3O4催化剂用于高性能电化学析氯反应

    茆志贤陈珊吉加鹏尹华杰...
    3748-3756页
    查看更多>>摘要：电化学析氯反应(CER)是氯碱工业电解池和海水电解池的重要阳极反应,具有优异活性与稳定性的尺寸稳定阳极(DSA)是目前主要使用的CER阳极材料.然而DSA电极面临着Ru和Ir等贵金属稀缺性和昂贵价格等问题,故发展非贵金属基高性能CER电催化剂具重要意义.但当前针对非贵金属基CER催化剂相关研究仍然较少,主要挑战在于难以兼顾CER高活性和酸性电解质高氧化电位下的稳定性.本文提出对尖晶石结构的Co3O4进行晶面调控来提高其CER活性和稳定性的策略.通过诱导｛112｝晶面的形成以取代较为稳定｛111｝晶面,从而暴露出更高密度的八面体位点(Cooct).在4 mol L-1 NaCl(pH 2)作为电解质的条件下,暴露{112｝晶面的Co3O4在电流密度为100 mA cm-2时的CER过电位仅为170mV,远低于{111｝晶面Co3O4的330mV,并优于商业RuO2的320 mV.此外,其具有接近100％的法拉第效率以及优异的稳定性(在10mAcm-2持续17h的恒电流测试后,溶解钴浓度仅为8 ppb(1 ppb=1 μg L-1)).密度泛函理论(DFT)计算也表明｛112｝面具有对Cl-更优的吸附能.该研究为如何利用晶面合理设计高效的Co基非贵金属CER催化剂提供新的途径.

    析氯反应海水电解四氧化三钴晶面效应非贵金属

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    原子核集体转动行为的壳模型配对理论研究进展

    雷杨路毅傅冠健覃珍珍...
    3757-3769页
    查看更多>>摘要：近十年来,从原子核壳模型理论框架出发对重核区原子核集体转动的研究已成为核结构领域的前沿课题.尽管现代计算技术不断拓展大规模壳模型的应用范围,但在处理重核区转动原子核时,壳模型组态空间维数仍远超人类现有的计算能力.核子配对截断作为一种有效的组态空间截断方案,在壳模型研究中得到了广泛应用.以往发展的多种壳模型配对理论成功描述了近球形和过渡区原子核的低激发态性质,然而在转动核问题上面临挑战.本文概述了近年来发展的两种壳模型配对理论框架,分析了SU(3)转动极限情况下多核子系统的核子配对机制,探讨了壳模型配对理论对原子核形状共存、形状演化以及转动带回弯现象的理论解释.这些新方法为壳模型在重核区转动核研究提供了新的机遇和物理图像,有助于人们更深入地理解原子核的复杂结构和行为.

    集体转动原子核壳模型配对理论形状共存形状演化回弯

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    引力波与引力检验

    赵文牛睿
    3770-3784页
    查看更多>>摘要：引力检验的核心是通过观测数据来比较广义相对论和其他修改引力的预言,以期得到对理论的证伪或者对模型参数的限制.致密双星并合的引力波是当前唯一被确定探测到的引力波源,它首次提供了一种在强引力场环境中检验引力理论的新手段.本文针对该类引力波源,结合目前地基激光干涉仪引力波探测器的观测结果,介绍了利用引力波进行引力检验的基本方法,以及目前和未来可能得到的测量精度.特别是,我们分别针对模型相关的检验方法和模型无关的检验方法,介绍了如何利用引力波来检验各种修改引力方案,包括Brans-Dicke引力、一般的屏蔽修改引力、一般的宇称破坏引力,以及如何利用引力波来检验引力波的相位参数、速度、色散关系、光度距离、极化模式及引力的宇称对称性等基本性质.

    引力波引力检验广义相对论修改引力

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    三种常见高度耐药菌糖抗原的合成研究进展

    邹小鹏秦春君田光宗胡静...
    3785-3798页
    查看更多>>摘要：耐药菌感染每年导致全世界数百万人死亡,严重危及人类生命健康.随着耐药菌抗药性的增强,使用抗生素治疗耐药菌感染效果逐渐减弱,而疫苗接种是预防耐药菌感染的有效手段.细菌表面特异性多糖结构是糖蛋白结合疫苗开发的靶标分子,已上市的糖蛋白结合疫苗大幅降低了菌血症、脑膜炎以及肺炎等疾病的发生,保障了人类的生命健康.相比从细菌表面提取天然多糖制备糖蛋白结合疫苗,通过化学法合成结构明确、均一的寡/多糖抗原是新一代糖蛋白结合疫苗的发展方向.本文主要介绍了幽门螺旋杆菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌三种常见高度耐药菌表面复杂糖类抗原的合成研究进展.针对寡/多糖合成过程中区域选择性、立体选择性、反应活性调控和空间位阻等问题,国内外研究人员通过开发新的糖基化离去基团、正交保护基,优化反应条件,调整糖基化反应序列,高效地实现了一系列高度耐药菌表面复杂糖抗原结构的制备,为耐药菌糖蛋白结合疫苗的开发奠定了基础.

    耐药菌幽门螺旋杆菌铜绿假单胞菌鲍曼不动杆菌糖抗原化学合成

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    基于铵根-电离质谱法检测VOCs氧化中的RO2自由基及其他产物

    李洋马雪飞陆克定高越...
    3799-3811页
    查看更多>>摘要：准确识别和定量挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)氧化中间产物(包括闭壳产物和有机过氧自由基RO2),对于厘清其降解机理和实现二次物种精准模拟与精细化管控十分关键.本研究基于最新开发的质子转移反应-飞行时间质谱,结合高选择性的铵根离子加成模式,发展了铵根-电离质谱法(ammonium chemical ionization mass spectrometry,NH4+-CIMS),成功实现了对不同种类的RO2自由基以及含氧VOCs物种的高灵敏度检测.通过自主搭建的标定系统,实现了基于质谱法测量RO2自由基的直接标定,有效降低了由于灵敏度替代造成的测量不确定性.该套系统首先应用于近实际大气条件下α-蒎烯臭氧氧化体系的研究,共检测到13种一代反应产物,包括5种RO2自由基和8种闭壳物种,其中来自OH氧化反应生成的过氧自由基C10H17O3占比最大,臭氧氧化α-蒎烯生成的过氧自由基C10H15O4发生多步自氧化及双分子反应,生成含更高氧数的过氧自由基和闭壳产物,证实了α-蒎烯自氧化反应通道的重要性.现有大气化学机理可基本捕捉α-蒎烯臭氧化反应的产物分布,但不同氧化通道产物的相对占比受模型设置的反应速率和反应通道分支比影响存在较大不确定性.此外,氢摘取通道可能对OH自由基氧化α-蒎烯具有重要贡献,但机制待进一步探索.本研究展示的NH4+化学电离质谱技术,具有高灵敏度、高分辨率、低检测限等优点,特别是对中等氧化程度的闭壳产物和RO2自由基的检测.未来,这套系统有望在更复杂的大气环境中揭示VOCs的演化规律和降解机制,为大气环境保护提供重要科学依据.

    RO2自由基化学电离质谱技术NH4+模式自由基标定系统

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    基于微观核动力学研究光-核吸收截面

    迟济怀强雨裴俊琛
    3812-3820页
    查看更多>>摘要：目前国际上正在兴建一批光核反应的实验装置,如上海激光电子伽马源装置.光核反应正作为研究原子核结构的一种独特手段而受到很大关注.本文基于时间相关的微观核动力模型 Time-dependent Hartree-Fock+BCS研究了光核反应的截面.该方法包含了动力学对关联,并基于三维坐标空间求解,在动力学演化的基础上通过傅里叶变换可以得到集体共振的截面.该方法可以描述任意形状的原子核的光核反应.本文以形变核154Sm为例,计算了不同极化光的光吸收截面的角分布,为研究共振机制提供了观测量.计算所得的154Sm的巨偶极共振总吸收截面与实验值有很好的符合.对球形丰中子核132Sn的巨偶极共振与矮偶极共振的计算也能较好地符合实验.本工作为后续更深入地开展光核反应研究提供了基础.

    光核反应微观核动力学吸收截面角分布

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    西南河流源区1981～2020年间径流变化的南北差异及气候驱动机制

    龙笛李雪莹吴业楠崔艳红...
    3821-3830页
    查看更多>>摘要：西南河流源区位于对气候变化极其敏感的青藏高原东南部,是中国及东南亚多个国家重要的水源地.本研究基于实测径流、再分析资料、遥感反演等多源数据,分析了过去40年(1981～2020年)西南河流源区径流变化的南北空间差异,并从大气环流和水汽含量变化两方面阐明其驱动机制.结果表明:(1)过去40年南部雅鲁藏布江和怒江源的径流突变发生于1997年,北部三江源(澜沧江、长江和黄河源)的径流突变发生于21世纪初期(2004～2007年);(2)降水是引起径流变化的主要气候因子,各流域的径流与降水的突变时间基本一致,且降水-径流相关性均高于0.8;(3)西风-季风环流改变引起青藏高原水汽输送和降水的空间变化,进一步导致源区径流的趋势在2000年左右发生反转,南部流域的径流先增后减,北部流域径流先减后增,空间上呈现南北对称变化的特征.大气环流影响下水汽含量的空间差异及降水变化,是过去40年间西南河流源区径流呈现南北分异的主要原因.

    西南河流源区径流变化西风-季风环流大气水汽降水

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    《科学通报》征稿简则

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