分子反应动力学国家重点实验室2015年报.pdf

一、研究水平与贡献 本年度我室共承担各类科研项目 140 项，实到经费 3900.65 万元，国家重点 实验室专项资金的科研经费为 1100 万元，总经费为 5000.65 万元。其中国家级 （科技部和基金委）项目 67 项，经费 2081.07 万元。中科院经费 1117.58 万元， 其他省部级经费 355.5 万元，大连化物所经费 258.4 万元。承担的项目包括科技 部“973”、“863”、国家重大科学仪器设备研制专项，基金委的重大仪器专项、 创新群体、重点、重大、优青、面上以及青年项目，中科院的重点部署项目、先 导专项、科技创新交叉团队项目，大连化物所的创新基金等；各类人才项目包括 万人计划、青年千人计划、中科院百人计划等。所有研究项目都按计划进行或结 题。我室安排自主课题 11 项，合计总额为 548 万元。 2015 年我室研究人员共发表 SCI 文章 144 篇，其中化学学科 1 区文章共 7 篇，占总论文数的 4.9%。 1.承担任务 新增的项目包括 1 项中组部青年千人计划，基金委重大 1 项，重点 1 项，优 青 1 项。 序 号 1 课题名称 激发态氢键非 绝热动力学 项目（课 题）编号 21422309 振动激发态分 2 子的表面散射 91421315 动力学研究 3 4 多原子化学反 应动力学研究 青年千人 21433009 无 负责人及单位 起止时 间 总 经 费（万 元） 赵广久，中科 2015.1- 院大连化物所 2017.12 张东辉，中科 2015.1- 院大连化物所 2017.12 张东辉，中科 2015.1- 院大连化物所 2019.12 董文锐，中科 2015.1- 院大连化物所 2017.12 1 100 本 年 度 经 经 费 费（万 来源 类别 类型 研究方向 元） 60 300 180 360 144 300 100 复杂分子 基 金 主 要 委 负责 基 金 主 要 委 负责 基 金 主 要 委 负责 中 组 主 要 千人 基元反应 部 负责 计划 动力学 优青 体系反应 动力学 重大 重点 化学反应 动力学 化学反应 动力学 2.研究工作水平 （1）代表性研究工作 （1.1） 气相分子反应动力学 重大研究成果：首次观测到化学键软化所引起的超短寿命反应共振态 化学反应动力学研究的一个根本任务是认识反应过渡态是如何控制化学反 应的速率和产物分布，因此直接观察反应过渡态长期以来一直被认为是化学科学 研究中的一个“圣杯” 。但是由于反应过渡态寿命非常短(飞秒数量级，1 飞秒等 -15 于 10 秒)，实验上直接观测这些短寿命化学反应过渡态是极其困难的。而反应 共振态是化学反应体系在过渡态区域形成的具有一定寿命的准束缚态，它提供了 一个让实验直接观察化学反应在过渡态附近行为的契机，因而几十年来寻找反应 共振态一直是反应动力学研究的一个备受关注的重要课题。在更深的层次上，因 为共振态是一个量子力学现象，研究反应共振态还可以帮助我们认识量子力学是 如何直接影响化学反应动态过程的，这对于我们从根本上如何理解化学反应过程 具有非凡的学术意义。 在上世纪 70 年代，理论动力学家通过在模型势能面上简单量子动力学计算 指出了反应共振态存在的可能性。1984 年，李远哲等人首次利用交叉分子束实 验装置在 F+H2 反应中观测到了 HF(v = 3)的前向散射现象。当时人们普遍认为 直接反应中的前向散射就是共振态的充分证据，因此他们认为在该反应中找到了 反应共振态存在的直接证据，在当时引起了很大的轰动。1986 年李远哲和 Herschbach,Polanyi 同获诺贝尔化学奖，而 F + H2 → HF + H 反应则成为一个 经典的教科书例子。但是，这一推测一直没有被精确的动力学理论所证实。相反 地，90 年之后，更为精确的理论研究发现直接反应中的前向散射并非一定是由 共振态所引起的，并对 F+H2 体系的反应共振态推论提出了质疑。2000 年，台湾 原子与分子科学研究所刘国平等人首次在 F + HD → HF + D 反应积分截面随反 应能变化的曲线上观察到一个有反应共振态所引起的明显台阶，证实了化学反应 中确实存在共振态。2006 年以来，我们利用自行研制的具有国际领先水平的高 分辨交叉分子束装置，理论上通过高精度势能面的构造和精确量子动力学计算， 并通过实验与理论的高度结合，在 F + H2/HD(v = 0)反应共振态研究中取得了一 系列重要成果：在 F + H2 → HF + H 反应中观察到了由反应共振态所引起的 HF(v = 2)前向散射现象；成功解释了李远哲等人首先发现的 HF(v =3 )前向散射的非 反应共振动力学机制；实现了在光谱精度对 F + HD → HF + D 反应共振态的研 究；并通过理论预测，首次在 F + HD→ HF + D 反应实验上观察到了化学反应分 波共振态，即反应共振态的转动结构；首次在化学反应中观测到只有振动激发才 能进入到过渡态。通过这一系列的研究，我们理解了 F + H2 体系的反应共振来 2 自于反应势垒后存在的量子共振态，是一种很特殊的量子动力学现象。而一个更 有普遍意义的科学问题：量子共振态是否存在于更多的反应体系中？化学反应共 振态是否真的是很稀有的？它们的可能机理是什么？ 2014 年我们研究了 Cl + HD(v = 1) → DCl + H 反应。前人的研究工作表 明这一反应在 HD 处于基态时是没有任何共振现象的迹象的，这与 F + H2 反应体 系有很大的差异。我们利用受激 Raman 激发在分子束中高效制备振动激发态氢分 子的技术和我们自行发展的后向散射光谱（BSS）技术发现了后向散射的 DCl 产 物信号随碰撞能的变化曲线上存在着明显的振荡现象，但前向散射信号非常小。 为解释这些实验现象，我们重新构建了该反应高精度的势能面，在此基础上开展 了精确的量子动力学计算。理论研究找到了反应共振态波函数，确认了该反应中 共振态的存在，从而首次在 F + H2 体系以外的三原子反应中发现了反应共振态。 新发现的共振态兼有 Feshbach 共振态和 Shape 共振态的性质，因而寿命只有 20 fs 左右，大大短于 F + HD 反应共振态的寿命（100 fs）。理论分析表明，由于 H 与 DCl 的相互作用，过渡态区域 D-Cl 化学键在第二振动激发态(vDCl = 2)的绝热 势能曲线上明显被“软化” ，使得该绝热势能曲线在反应过渡态区域形成一个明 显势阱，这与 HD 基态反应中过渡态区域明显存在的势垒有很大的差别。由于 Cl + HD(v = 1) → DCl + H 反应主要是沿着该绝热势能曲线进行，共振态对其有 重要影响，从而使该化学反应显现出明显的化学反应共振特征。研究还发现共振 显著提升该化学反应的反应速率常数并且极大地影响了产物的振转态分布，因此 对于认识该化学反应有着重要的意义。 进一步的理论分析表明，此类化学键“软化”现象是由于反应过渡态附近的 非谐性所导致的，而几乎所有的化学反应的过渡态附近都存在非常大的非谐性， 因而往往能在振动激发态绝热势能面上能造成一定的势阱，并有可能支持共振 态。因此，这类化学反应共振态可能具有相当的普遍性，化学反应共振态在反应 物振动激发态反应中很可能是一个普遍现象，这对于化学反应动力学研究具有重 要的学术意义。这项研究还能大大帮助我们认识燃烧化学等过程中普遍存在的分 子激发振动态反应的动力学真正机制。从上述理论与实验紧密相结合的研究中， 我们揭示了物理化学家们长期寻找的化学反应共振态的“新机理”——化学键软 化，这项研究大大扩展了我们对化学反应共振现象的认识和理解，为今后的化学 反应共振态研究指明了一个新的方向。 该研究成果以“Extremely short-lived reaction resonances in Cl + HD(v = 1) → DCl + H due to chemical bond softening（Cl + HD(v = 1) → DCl + H 反应中化学键软化所引起的超短寿命反应共振态”为题发表于 2015 年 1 月 2 日 出版的 Science 杂志上(Science 347,60(2015))。 3 代表性研究成果1 ：发现化学键软化所引起的超短寿命反应共振态 发现了 Cl + HD(v = 1) → DCl + H 反应在后向散射信号随碰撞能的变化曲 线上存在振荡现象，理论研究确认了该反应中共振态的存在，从而首次在 F+H2/HD 以外的三原子反应中发现了反应共振态。由于 H 与 DCl 的相互作用，过渡态区域 DCl 第二振动激发态的绝热势能曲线明显被“软化”，使得该绝热势能曲线在过 渡态区域形成明显势阱。 代表性研究成果2 ：模式选择化学领域取得新进展 首次在理论上对 H + H2O 初始基态、第一对称和反对称伸缩振动激发态反应 进行了全维态-态量子动力学研究。计算发现对称和反对称激发态反应表现的非 常相似，更重要的是产生的 OH 都只有很小一部分在 v = 1 态上，分布比例和基 态与激发态的相对反应性非常接近，从而证实了 local mode 图像，以及不反应 的 OH 键在反应中作为旁观者。在 local mode 图像中，(100)和(001)态可以看作 局域伸缩的线性组合，入射的 H 原子倾向于和激发起来的 OH 反应，使得产物 OH 主要在基态。 （1.2） 表面光化学动力学 代表性研究成果3 ：解释二氧化钛中三价钛的电子结构的物理本质 3+ 揭示了二氧化钛中 Ti 离子 3d 轨道由于 John-Teller 效应分裂成费米能级 以下 1 eV 的带隙态和费米能级之上 2.5 eV 的激发态的物理本质。由于带隙态和 3+ 激发态本身的宽度，通过 Ti 离子带隙态到激发态的跃迁(局域的 d→d 跃迁)将 TiO2 的吸收光谱扩展到可见光区域，成功解释了 Ti3+自掺杂导致的吸收光谱和可 见光催化活性。 （1.3） 复杂体系反应动力学 代表性研究成果4 ：电荷迁移理论方法取得突破 2009 年起，结合 Marcus 理论和量化计算，发展和完善了一套能够较为准确 预测有机半导体各相异性的载流子迁移率的理论体系。该成果提出进一步完善的 理论方法，做到仅根据 π 堆积体系的晶体结构就能预测该体系的载流子迁移率， 4 得到的预测结果与实验结果有很好的吻合，为用计算机大规模筛选所需性能的 π 堆积体系打下坚实基础。 代表性研究成果5 ：细胞内氧化还原机制研究取得系列成果 细胞内的氧化还原平衡主导着生物体的各种生理病理过程，而参与这一平衡 的活性氧具有反应活性高、半衰期短等特点，检测细胞内的氧化还原状态变化是 一项非常具有挑战性又有重要生物医学意义的研究工作。我室研究人员一直致力 于发展用于检测活细胞内氧化还原状态变化的小分子荧光探针，模拟谷胱甘肽过 氧化物酶的活性中心硒、碲类似物，采用不同的荧光作用机理，发展了一系列具 有选择性好、灵敏度高、近红外吸收、快速响应等特点的荧光探针。 代表性研究成果列表 序 号 刊物、 出版 成果名称 完成人 社或授权 年、卷、期、 类 类别 研究方 页或专利号 型 杨天罡，陈俊，黄龙， 汪涛，肖春雷，孙志刚， SCIENCE 戴东旭，杨学明，张东 辉 2015 年 347 卷 6217 期 60 页 论 文 独立 完成 气相化 学反应 动力学 刘舒，张东辉 Chemical Science 2016 年 7 卷 261 页（在 线发表于 2015 年 9 月 29 日） 论 文 独立 完成 气相化 学反应 动力学 Localized Excitation of Ti Ions in the Photoabsorption and Photocatalytic Activity of Reduced Rutile TiO2 王志强，闻波，郝群庆， 刘利民，周传耀，毛新 春，郎秀峰，殷文金， 戴 东 旭 ， Annabella Selloni，杨学明 JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY 2015 年 137 卷 38 期 9146 页 论 文 第一 完成 人 （非 独立 完 成） 表面化 学反应 动力学 4 Quantitative prediction of charge mobilities of p-stacked systems by first-principles simulation 邓伟侨，孙磊，黄金斗， Nature 柴硕，温书豪，韩克利 Protocols 2015 年 10 卷 632 页 论 文 独立 完成 复杂体 系反应 动力学 5 Redox-Responsive Fluorescent Probes with Different Design Strategies ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH 2015 年 48 卷 5 期 1358 页 论 文 独立 完成 复杂体 系反应 动力学 1 2 单位名称 Extremely short-lived reaction resonances in Cl + HD (v = 1) → DCl + H due to chemical bond softening A local mode picture for H atom reaction with vibrationally excited H2O: a full dimensional state-to-state quantum dynamics investigation 3 3+ 楼张蓉，李鹏，韩克利 （2）标志性成果 复杂体系动力学的理论与实验研究 5 向 复杂体系动力学是化学动力学研究中的热点，也是难点。该项目将先进的 光谱实验和动力学理论计算紧密结合，系统研究了溶液相、生物分子、多孔材料 等凝聚相复杂体系，提出了激发态氢键动力学机理，并用于解释溶液中普遍存在 的光谱移动和荧光淬灭等重要现象，从而进一步开发了高性能荧光探针分子和多 孔吸附材料体系。该项成果获 2015 年度辽宁省自然科学奖一等奖。 二、队伍建设和人才培养 （1） 实验室队伍的总体情况 2015 年年底实验室固定人员共 67 人: 中科院院士：4 名； 研究员：21 名（含 4 名中国科学院院士）； 副研究员：21 名； 其他研究人员和技术人员：22 名； 行政人员：3 名； 在站博士后：17 名； 博士研究生：60 名； 硕士研究生：46 名。 人才情况：中科院院士 4 名，万人 2 名，青千 3 名，百千万人才工程 3 名， 杰青 4 名，优青 2 名，院百人 7 名。 （2） 队伍建设、人才培养与引进情况 在 2015 年我室继续大力引进人才，通过中组部万人计划、千人计划，所级 “百人计划”，在实验室自主项目上向引进人才倾斜。 2015 年队伍建设的成绩如下： (1) 新增博士生导师 3 名：江凌、赵广久、刘建勇。 (2) 新增正高级人员 1 名：董文锐。 (3) 孙志刚入选中组部青年拔尖人才。 (4) 董文锐入选中组部青年千人计划。 (5) 邓伟侨获国家自然科学基金委员会杰出青年科学基金项目的支持。 6 (6) 肖春雷入选辽宁省第九批“百千万人才工程”万人层次。 (7) 张东辉入选大连市领军人才培养工程。 (8) 傅碧娜获中科院王宽诚人才奖之卢嘉锡青年人才奖。 (9) 傅碧娜入选中国科学院青年创新促进会会员，赵广久当选优秀会员。 (10) 杨学明受聘中科院特聘研究员“特聘核心骨干”，张东辉、韩克利受 聘“特聘骨干人才”。 (11) 杨学明、张东辉受聘大连化物所首席研究员。 (12) 杨学明当选德国哥廷根科学院高斯讲座教授。 2015 年我室在读研究生共 106 名（含联合培养 31 名），毕业博士研究生 8 名，毕业硕士研究生 1 名。 陈俊、王志强获博士研究生国家奖学金，余永获硕士研究生国家奖学金；陈 俊获中科院院长奖特别奖，肖春雷的学位论文获得中科院优秀博士学位论文，张 东辉获中科院优秀研究生导师奖和优秀指导教师奖。 （3） 培养或引进的优秀人才简介 （3.1） 邓伟侨 邓伟侨，1973 年出生。1994 年毕业于兰州大学化学系，获理学学士学位； 1997 年于中科院大连化物所获理学硕士学位；2004 年于加州理工学院化学系获 理学博士学位；2004-2006 年加州理工学院材料模拟中心，副研究员；2006-2009 年新加坡南洋理工大学化学系，助理教授; 2009 年至今中国科学院大连化学物 理研究所分子反应动力学国家重点实验室，研究员、材料动力学模拟与设计研究 组组长、博士生导师。2010 年入选中科院“百人计划”并获择优支持，2015 年 获国家杰出青年科学基金资助。 （3.2） 孙志刚 孙志刚，男，博士，1978 年出生，研究员、博士生导师。主要研究方向： 量子波包动力学理论方法、化学反应动力学、激光诱导的原子分子动力学及其电 子动力学过程。2006 年博士论文获“中科院 50 篇优秀博士论文”称号。已发表 SCI 文章 72 篇，其中在 Science 上发表文章 5 篇，在 PNAS 上发表文章 3 篇，在 JACS、PRL 和 JPCL 上各上 1 篇。2007 年署名的一篇论文获得“中国百篇优秀 7 科技论文”称号。2010 年入选中科院“百人计划”，并于次年获得择优支持， 2015 年终期评估为“优秀”。2013 年获大连化学物理研究所“青年优秀奖”称 号。2013 年获辽宁省自然科学奖一等奖；2014 年获国家自然科学奖二等奖；2013 年获大连市第五届青年科技奖；2013 年入选辽宁省“百千万人才工程计划”千 人层次；2015 年入选辽宁省“十百千人才引进工程”百人层次；2012 年获国家 自然科学基金优秀青年基金的支持。2013 年获得首届唐敖庆青年理论化学家奖。 2015 年获得“张存浩”化学动力学青年科学家奖，2015 年获得万人计划“青年 拔尖人才”支持。 （3.3） 董文锐 董文锐，1982 年出生。2004 年毕业于大连理工大学物理系，获理学学士学 位；2011 年于中科院大连化物所获理学博士学位；2011-2014 年斯坦福大学化学 系，博士后；2014-2015 年中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家 重点实验室，副研究员； 2015 年至今中国科学院大连化学物理研究所分子反 应动力学国家重点实验室，研究员、硕士生导师。2015 年入选中组部千人计划 “青年人才”。 三、开放与合作交流 1.概述本年度实验室国内外学术交流与合作的主要情况。 2015 年，本实验室科研人员以及在读研究生约有 132 人次出席国内学术会 议，23 人次参加国际学术会议，19 人次海外专家学者到实验室访问或进行合作 研究，2 人次到海外学术机构进行访问和研究。 美国蒙塔纳州立大学 Timothy K. Minton 教授以国家外专局高端外国专家身 份，美国加州大学伯克利分校 Mark Reinhard Hoffmann 教授、德国莱比锡大学 Knut R. Asmis 教授、瑞典隆德大学 Pullerits Tönu 教授通过中科院“国际人 才 PIFI” -国际访问学者计划，香港浸会大学黄维扬教授、台湾国立交通大学 朱超原教授通过大连化物所高级伙伴研究员计划来访并进行学术讲座和交流。此 8 外，2010 年度诺贝尔物理学奖得主英国曼彻斯特大学 Konstantin Novoselov 教 授以及美国化学会 Chemical & Engineering News (C&EN)主编 A. Maureen Rouhi 博士和 ACS 北京办事处代表马清扬女士等访问我室。 2.公众开放活动的目的意义，开放对象，活动内容，取得成效。 在 5 月 15-16 日大连化物所举办的“公众开放日”活动中，我室作为重要展 点之一迎接了约 5000 名参观者，并被评为“我最喜欢的展点”。沙国河院士举 办了“奇妙的科学实验”的讲座，亲手为小朋友们演示激光、静电、流体、大气 压等多种科学实验，激起了小朋友们高涨的热情。研究生罗健作了“分子反应的 世界”科普报告。沙国河院士获辽宁省关心下一代工作委员会“优秀报告员”荣 誉称号。 此外，中国工程物理研究院，致公党中央委员会，浙江师范大学等机关、大 学干部等 30 余人来我室调研。南开大学物理学院社会实践团，中国科学技术大 学化学与材料科学学院，大连化物所和大连理工大学联合培养的“张大煜化学菁 英班”等 70 余名师生来我室参观学习。 3.实验室作为本领域公共研究平台的作用，大型仪器设备的开放 与共享情况。 2015 年度，国内外多人次通过开放课题和合作培养研究生等机制，利用本 室的研究实验系统和计算机机群，进行和研究工作。例如大连理工大学陈茂笃教 授派出的研究生在我室进行了卓有成效的研究工作。 我室设备的特点是专用性高且开放共享，在具体的使用和运行管理方面，有 以下措施： （1）实验室的实验系统均采取免费服务。 （2）所有设备都对全室和室外用户开放，原则上室外用户优先使用。 （3）实验室设立开放课题，室外用户可以随时自主申请开放课题。 （4）合作培养研究生是非常卓有成效的开放方式，因为合作培养的研究生 可以在我室复杂的实验研究系统上进行长时间的训练和学习，从而得到非常好的 研究成果。 9 四、专项经费执行情况与效益分析 1.自主研究课题的设置及执行情况。 我室安排自主课题共 11 项，合计总额为 548 万元。我室自主课题主要用于 资助新引进人才、培育具有良好发展潜力的新的研究课题以及研发新的先进的物 理化学实验和理论研究技术、仪器和方法。 （1） 利用低温扫描隧道显微镜研究长链有机物在 TiO2(110)表面降解的光解离 过程 负责人：马志博 执行情况： 通过扫描隧道显微镜，二醇的光化学现象得以系统地研究，发现乙二醇在紫 外光的照射下，可以轻易的变成两个甲醛分子。 （2） 激发态非绝热超快动力学的研究和量子控制 负责人：陈志超 执行情况： 利用时间分辨速度成像技术--离子时间产生谱，精确测量了 N-甲基吡咯分 子非绝热耦合过程的时间信息，为大分子体系理论模型构建验证提供有力实验依 据。测量了水分子及其同位素取代分子在 C 和 D 态的时间寿命；同时，C 和 D 态 振动激发态的寿命研究，丰富了对水分子的认识。 （3） 钙钛矿激发态电荷动力学研究 负责人：金盛烨 执行情况： 建立了基于时间分辨荧光扫描显微镜检测系统，成功观测了钙钛矿单晶材料 如纳米线、纳米片等微观结构中的载流子迁移的动力学过程。可在观测电荷迁移 的动力学过程的同时，获取钙钛矿样品的载流子寿命、电荷迁移常数/迁移率和 载流子迁移距离等定量参数信息。发表 JACS 论文 1 篇。 10 （4） 二维红外光谱研究极端条件下水及电解质水溶液的超快动力学 负责人：袁开军 执行情况： 从动力学上和光谱上同时观测到了疏水基团导致水分子氢键结构增强的证 据；同时升温的红外光谱实验也进一步证实了疏水基团对分子结构的影响。发现 速冻下离子基本生成离子对和二聚体，而相同浓度的溶液慢冻下基本生成 KSCN 晶体，说明了速冻下离子来不及聚集，从而不会影响生物体的活性。发现硫氰酸 根与胍离子的离子对在 3M 溶液中的百分比是 20%左右，5M 溶液中的百分比是 40% 左右，非常好地说明了硫氰酸胍水溶液中存在团簇现象。发表文章 JPCB 2 篇， 已投稿文章 3 篇，准备撰写文章 3 篇。 （5） 二氧化钛表面染料聚集的理论与实验研究 负责人：孙磊 执行情况： 通过理论模拟方法和实验研究了染料敏化太阳能电池中染料分子形态对电 池效率的影响。 （6） 重要膜蛋白-葡萄糖转运体 GLUT 选择性输运葡萄糖和木糖醇的微观分子 动力学理论与实验研究 负责人：李国辉 执行情况： 首次利用单分子力谱实验技术手段，成功的在单分子水平上观测到单个葡萄 糖分子在 GLUT1 通道输运过程的动态学过程。利用具有增强型采样技术的分子动 力学模拟手段，首次对于前述过程进行了原子分辨率的动态学模拟，揭示了这一 过程发生的原子分辨图象，包括蛋白质是如何响应和变化。与此同时，分子模拟 研究在理论上首次发现了两个重要的氨基酸盐桥，预测它们对于葡萄糖的传输非 常关键。相关文章正在 Nature Communications 评审。 （7） 连续波单纵模可调谐红外光源的搭建 负责人：董文锐 11 执行情况： 成功搭建可调谐连续波红外激光系统，可以输出 1.3~4.7μm 内的单纵模连 续波激光，输出能量大于 1W（<4μm 时）。打破了国外技术封锁，为实现振动激 发分子束的制备以及交叉分子束实验和分子-表面研究提供基础；同时它弥补了 半导体激光器在红外波段的空白，可以服务于化学激光 HF 探测以及相关的研究。 （8） 高纯度 OH 自由基的制备 负责人：戴东旭 执行情况： 实验用加热过氧化脲的方法获取 H2O2 并进一步通过 266nm 光解制备了 OH 自 由基。通过高重复频率激光诱导荧光（10KHz）对产生的 OH 自由基进行探测。通 过对 OH 激光诱导荧光信号的探测， 我们可以获得 OH 和 H2O2 反应的速率常数信息。 实验中，目前没有对 H2O2 的浓度进行测量，参考以往文献我们估算 [H2O2] 大于 3000ppm，在准一级近似的条件下，我们估算，OH + H2O2 反应的速率应小于 5  10 -12 cm3molecules-1s-1。我们的初步实验结果与报道值约 2  10-12 cm3molecules-1s-1 的反应速率常数值基本吻合。在我们的实验中，成功制备了高纯度的 OH 自由基， 完成了自主课题的预定目标。 2.开放课题的设置及执行情况。并简要介绍 1-2 项利用开放基金 完成的优秀成果。 分子反应动力学的研究投入大，因此我室尽量满足各科研机构利用我室设备 和条件进行研究的需求。2015 年我室安排开放课题共 14 项，当年支出经费 42 万元，共发表 SCI 研究论文 12 篇。重要进展如下： 青岛大学楚天舒教授利用实验室开放课题的资助，在强场动力学研究方面开 展了研究工作。建立了双电子理论模型并通过数值求解相应的含时薛定谔方程， 研究了双电子效应对于强激光场中氦原子辐射产生的高次谐波的影响及其背后 的作用机理；通过双色极化门脉冲与二维氩离子簇相结合，提出了一个产生高强 度孤立阿秒脉冲源的理论方法；通过控制极化门双色啁啾脉冲，提出了一个高次 谐波产生阿秒 XUV 源的理论方法。本年度共发表 SCI 论文 4 篇。 12 辽宁大学宋朋副教授利用实验室开放课题的资助，在复杂分子激发态动力学 研究方面开展了研究工作。建立了外电场依赖的电子耦合理论模型，修正了体系 的反应自由能和重整能在外电场条件下的解析表达式形式。基于对有机太阳能电 池光活性层复杂材料体系的激发态光学和电学性质的研究，探索了外电场对其能 量传递途径和方向的影响，并可视化了该体系激发态电子转移反应动力学过程。 此外，采用构建基态与激发态势能面的方法研究了一系列荧光分子的激发态质子 转移动力学，并提出了新的多质子转移机理。本年度共发表 SCI 论文 5 篇。 五、依托单位的支持 1.依托单位在人、财、物条件方面的保障和支持（应与填报的数 据一致）。 类别 2014 年度 2015 年度 增长数 增长比率 专职管理人员（个） 3 3 0 0 专职技术人员（个） 4 4 0 0 硕士研究生招生（个） 12 11 -1 -8.3% 博士研究生招生（个） 16 8 -8 -50% 单位配套运行费（万元） 50 0 -50 -100% 单位配套设备费（万元） 0 0 0 0 实验室总面积（平米） 5861 5861 0 0 实验室总资产（万元） 19102 21163 2061 10.8% 2.依托单位给予的其他支持 在 2015 年期间，实验室从大连化物所获得各种资助 258.4 万元。从中国科 学院获得的资助总额 1117.58 万。大连化物所提供资金用于由本室承担的国家自 然科学基金委国家重大科研仪器设备研制专项“基于可调极紫外相干光源的综 合实验研究装置”项目的实验室和研制装置所需的公用设施的建设。 13