量子化学论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇量子化学论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

论文摘要：将量子化学原理及方法引入材料科学、能源以及生物大分子体系研究领域中无疑将从更高的理论起点来认识微观尺度上的各种参数、性能和规律，这将对材料科学、能源以及生物大分子体系的发展有着重要的意义。

量子化学是将量子力学的原理应用到化学中而产生的一门学科，经过化学家们的努力，量子化学理论和计算方法在近几十年来取得了很大的发展，在定性和定量地阐明许多分子、原子和电子尺度级问题上已经受到足够的重视。目前，量子化学已被广泛应用于化学的各个分支以及生物、医药、材料、环境、能源、军事等领域，取得了丰富的理论成果，并对实际工作起到了很好的指导作用。本文仅对量子化学原理及方法在材料、能源和生物大分子体系研究领域做一简要介绍。

一、 在材料科学中的应用

（一）在建筑材料方面的应用

水泥是重要的建筑材料之一。1993年，计算量子化学开始广泛地应用于许多水泥熟料矿物和水化产物体系的研究中，解决了很多实际问题。

钙矾石相是许多水泥品种的主要水化产物相之一，它对水泥石的强度起着关键作用。程新等[1 ，2]在假设材料的力学强度决定于化学键强度的前提下，研究了几种钙矾石相力学强度的大小差异。计算发现，含Ca 钙矾石、含Ba 钙矾石和含Sr 钙矾石的Al -O键级基本一致，而含Sr 钙矾石、含Ba 钙矾石中的Sr，Ba 原子键级与Sr-O，Ba -O共价键级都分别大于含Ca 钙矾石中的Ca 原子键级和Ca -O共价键级，由此认为，含Sr 、Ba 硫铝酸盐的胶凝强度高于硫铝酸钙的胶凝强度[3]。

将量子化学理论与方法引入水泥化学领域，是一门前景广阔的研究课题，它将有助于人们直接将分子的微观结构与宏观性能联系起来，也为水泥材料的设计提供了一条新的途径[3]。

（二） 在金属及合金材料方面的应用

过渡金属(Fe 、Co、Ni)中氢杂质的超精细场和电子结构，通过量子化学计算表明，含有杂质石原子的磁矩要降低，这与实验结果非常一致。闵新民等[4]通过量子化学方法研究了镧系三氟化物。结果表明，在LnF3中Ln原子轨道参与成键的次序是：d＞f＞p＞s，其结合能计算值与实验值定性趋势一致。此方法还广泛用于金属氧化物固体的电子结构及光谱的计算[5]。再比如说，NbO2是一个在810℃具有相变的物质(由金红石型变成四方体心)，其高温相的NbO2的电子结构和光谱也是通过量子化学方法进行的计算和讨论，并通过计算指出它和低温NbO2及其等电子化合物VO2在性质方面存在的差异[6]。

量子化学方法因其精确度高，计算机时少而广泛应用于材料科学中，并取得了许多有意义的结果。随着量子化学方法的不断完善，同时由于电子计算机的飞速发展和普及，量子化学在材料科学中的应用范围将不断得到拓展，将为材料科学的发展提供一条非常有意义的途径[5]。

二、在能源研究中的应用

（一）在煤裂解的反应机理和动力学性质方面的应用

煤是重要的能源之一。近年来随着量子化学理论的发展和量子化学计算方法以及计算技术的进步，量子化学方法对于深入探索煤的结构和反应性之间的关系成为可能。

量子化学计算在研究煤的模型分子裂解反应机理和预测反应方向方面有许多成功的例子， 如低级芳香烃作为碳/ 碳复合材料碳前驱体热解机理方面的研究已经取得了比较明确的研究结果。由化学知识对所研究的低级芳香烃设想可能的自由基裂解路径，由Guassian 98 程序中的半经验方法UAM1 、在UHF/ 3-21G*水平的从头计算方法和考虑了电子相关效应的密度泛函UB3L YP/ 3-21G*方法对设计路径的热力学和动力学进行了计算。由理论计算方法所得到的主反应路径、热力学变量和表观活化能等结果与实验数据对比有较好的一致性，对煤热解的量子化学基础的研究有重要意义[7]。 转贴于

（二）在锂离子电池研究中的应用

锂离子二次电池因为具有电容量大、工作电压高、循环寿命长、安全可靠、无记忆效应、重量轻等优点，被人们称之为“最有前途的化学电源”，被广泛应用于便携式电器等小型设备，并已开始向电动汽车、军用潜水艇、飞机、航空等领域发展。

锂离子电池又称摇椅型电池，电池的工作过程实际上是Li + 离子在正负两电极之间来回嵌入和脱嵌的过程。因此，深入锂的嵌入-脱嵌机理对进一步改善锂离子电池的性能至关重要。Ago 等[8] 用半经验分子轨道法以C32 H14作为模型碳结构研究了锂原子在碳层间的插入反应。认为锂最有可能掺杂在碳环中心的上方位置。Ago 等[9 ] 用abinitio 分子轨道法对掺锂的芳香族碳化合物的研究表明，随着锂含量的增加，锂的离子性减少，预示在较高的掺锂状态下有可能存在一种Li - C 和具有共价性的Li - Li 的混合物。Satoru 等[10] 用分子轨道计算法，对低结晶度的炭素材料的掺锂反应进行了研究，研究表明，锂优先插入到石墨层间反应，然后掺杂在石墨层中不同部位里[11]。

随着人们对材料晶体结构的进一步认识和计算机水平的更高发展，相信量子化学原理在锂离子电池中的应用领域会更广泛、更深入、更具指导性。

三、 在生物大分子体系研究中的应用

生物大分子体系的量子化学计算一直是一个具有挑战性的研究领域，尤其是生物大分子体系的理论研究具有重要意义。由于量子化学可以在分子、电子水平上对体系进行精细的理论研究，是其它理论研究方法所难以替代的。因此要深入理解有关酶的催化作用、基因的复制与突变、药物与受体之间的识别与结合过程及作用方式等，都很有必要运用量子化学的方法对这些生物大分子体系进行研究。毫无疑问，这种研究可以帮助人们有目的地调控酶的催化作用，甚至可以有目的地修饰酶的结构、设计并合成人工酶；可以揭示遗传与变异的奥秘， 进而调控基因的复制与突变，使之造福于人类；可以根据药物与受体的结合过程和作用特点设计高效低毒的新药等等，可见运用量子化学的手段来研究生命现象是十分有意义的。

综上所述，我们可以看出在材料、能源以及生物大分子体系研究中，量子化学发挥了重要的作用。在近十几年来，由于电子计算机的飞速发展和普及，量子化学计算变得更加迅速和方便。可以预言，在不久的将来，量子化学将在更广泛的领域发挥更加重要的作用。

参考文献：

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[9]Ago H ，Kato M，Yahara A K. et al. Journal of the Electrochemical Society， 1999， 146(4):1262

篇(2)

刘强，西南财经大学金融学院教授、博士生导师。湖北当阳市人，宜昌市夷陵中学毕业。1981年高考数学满分、宜昌地市理科第一名。中国科学技术大学理学学士（1986年），美国康奈尔（Cornell）大学物理化学硕士（1993年）、量子化学博士（1995年。师从诺贝尔奖得主Roald Hoffmann教授）。1995年至1997年在康奈尔大学从事博士后研究。1997年至1999年，任国际顶尖投资银行瑞士信贷第一波士顿（Credit Suisse First Boston）纽约总部全球货币市场交易部分析员。1999年至2004年，任国际著名对冲基金高桥基金管理公司（Highbridge Capital Management，纽约）可转换债券套利交易部资深分析员。2004年至2008年，任电子科技大学管理学院金融系教授、金融工程研究所所长，主持并以优异成果完成国家自然科学基金面上项目《可转换债券定价之若干问题研究》。2008年5月至今，任西南财经大学金融学院教授，兼任华西期货有限责任公司高级学术顾问。

二、研究领域

长期从事于金融衍生产品设计、定价及软件化，量化交易策略及高效金融数值算法研究。任中国期货业协会第一届、第二届“全国高校金融期货与衍生品知识竞赛”命题及组卷专家。“人大经济论坛学者访谈”嘉宾。上海期货与衍生品研究院专家库成员。The European Journal of Finance及《管理科学学报》审稿人。现主持国家自然科学基金面上项目《复杂衍生产品的蒙特卡洛定价方法研究》。

三、研究成果

刘强教授在国际上提出美式期权正则最小二乘蒙特卡洛定价法（canonical least-squares Monte Carlo method）、美式期权正则隐含二叉树定价法、已知红利股票期权节点重合二叉树定价法（对Hull经典教材《期权、期货及其他衍生品》内容的一个修正）、非线性损益静态复制的三种最优近似方法及可转换债券或有赎回权的条件概率近似定价法等。

在国际顶级金融衍生产品学术期刊Journal of Futures Markets上独立三篇，其国际金融论文已经被引用30次（谷歌学者）。社会科学研究网络（SSRN）上存放其13篇工作论文，其中多篇论文曾名列“下载前十”目录。在二十七万多SSRN作者中其当前总下载排名为7287位。攻读博士及博士后研究期间，发表七篇化学顶级学术期刊论文，已经被引用619次（谷歌学者）。

四、主要论著

[1] Pricing American options by canonical least-

squares Monte Carlo[M].Journal of Futures Markets，2010.

[2] Optimal approximations of nonlinear payoffs in static replication[J].Journal of Futures Markets，2010（30）.

[3] Liu Qiang and Shuxin Guo：Canonical distribution， implied binomial tree，and the pricing of American options[J].Journal of Futures Markets，2013（33）.

[4] Liu Qiang and Shuxin Guo：Variance-constrained canonical least-squares Monte Carlo：An accurate method for pricing American options[J].North American Journal of Economics and Finance，2014（28）.

[5] Yuan，Xinyi，Wei Fan and Qiang Liu：China’s securities markets：Challenges，innovations，and the latest developments，in Asia-Pacific Financial Markets：Integra-

tion，Innovation and Challenges（Kim，S.-J. and M. McKenzie eds）[M].International Finance Review （Elsevier book series），2008.

[6] 布莱克―斯科尔斯期权定价模型，《衍生金融工具》（王晋忠主编）第十二章，中国人民大学出版，2014年。

篇(3)

关键词：抗氧剂；酚；烷基化二苯胺

中图分类号：TE624.82文献标识码：A

Development of High Temperature Antioxidant

ZHANG Hui， DUAN Qing-hua， LI Xin-hua

（Research Institute of Petroleum Processing， SINOPEC， Beijing100083， China）

Abstract：Based on the structure-activity relationship of antioxidant molecules， a sulfur-containing phenol antioxidant was designed in the existing knowledge on the antioxidant system. The synergistic effect of both phenol and diphenylamine antioxidants was studied and the proportion of them was determined. The result of passing ASTM Sequence Ⅲ showed that the high temperature antioxidant can meet the demand of high grade internal combustion engine oil.

Key words： antioxidant； phenol； alkyl diphenylamine

0引言

环保、节能是推动内燃机油升级换代的主要驱动力，随着排放法规的不断严格，对发动机排放的要求也越来越苛刻，从而大大加快了内燃机油升级换代的步伐。ILSAC（国际油规格委员会）于2009年底通过了最新的汽油机油规格GF-5，对内燃机油中的磷含量，硫含量做出了新的限制，其中，磷含量要求介于006%～008%，硫含量不大于06%；同时对油品的黏度增长、沉积物重量的要求也越来越高。例如，TEOST MHT-4中沉积物重量从GF-2规格的45 mg变为GF-4规格的35 mg，直至GF-5规格的30 mg；高温热氧化从ⅢE台架试验逐步升级为ⅢF、ⅢG，台架评定中油温也越来越高，而黏度增长变化率从375%下降为275%、150%[1-3]。

更高的使用温度，更大的NOx含量，对油品的抗氧化性能要求更为苛刻，这对辅助型抗氧剂提出了新的要求；为满足高档内燃机油的发展，研制一种新型高温抗氧剂是十分必要的。

1高温抗氧剂的设计

针对内燃机油的发展趋势，必然要根据其使用特点，来对抗氧剂展开针对性的研究。内燃机油对抗氧剂的要求，正是我们开发新型抗氧剂的着力点。

1.1高温抗氧剂类型的确定

随着环保要求的提高，大力发展低硫酸盐灰分、低磷、低硫（Low-sulphated Ash， Phosphorus and Sulphur，低SAPS）油已成为高档油研究领域中的一个重要趋势[4]。作为辅助型抗氧剂，一般宜选用无灰型抗氧剂。常用的无灰型抗氧剂包括烷基化二苯胺（ADPA）和屏蔽酚类抗氧剂（HP），二者均为自由基中止剂，能够有效地捕捉自由基。二者具有较好的协同效应，能够有效地提高油品的抗氧化性能[5]，见图1。

在配方中的使用发现：胺类抗氧剂能有效控制油品黏度增长，酚类抗氧剂能减少沉积物的生成，二者复配具有较好的协同效应。此种复配方式在GF-3级别汽油机油，甚至在柴油机油中得到广泛使用，并且也可作为抗氧性能补强剂调合于油品之中[6]，见图2。

1.2含硫组分的引入

现代内燃机油要求基础油具有特别好的氧化安定性和很高的黏度指数，以满足日益苛刻的使用性能要求。传统的溶剂精制基础油已难以满足这一要求，Ⅱ类、Ⅲ类加氢油甚至聚α-烯烃合成油（PAOs）成为必然要求[7]。深加工工艺导致油品中天然抗氧组分的缺失，而且研究也发现加氢基础油对含硫类抗氧剂具有良好的感受性[8-9]。同时油品中对磷含量的限制，导致二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）剂量减少，需补加具有过氧化物分解功能的添加剂。因此，考虑在酚类抗氧剂中引入硫元素，来提高油品的抗氧化性能。大量研究已经表明，含有一个硫醚基抗氧化官能团的屏蔽酚化合物，既能通过酚羟基均裂脱氢与ROO・反应来终止烃类分子的链式氧化反应，又可以通过硫醚基将ROOH分解为ROH，从而产生自协同抗氧效应，使含硫屏蔽酚具备比无硫屏蔽酚更优秀的抗氧化活性[5]，见图3。

1.3高温概念的引入

内燃机尺寸小型化、高速度、重负荷和大功率的发展趋势使得油品的使用温度越来越高，同时从台架试验的要求也可以看出，程序ⅢG、ⅥD等台架的试验温度相比以前的程序Ⅲ、Ⅵ等台架试验，温度逐步走高，这就要求辅助抗氧剂具有良好的热稳定性。而塑料用抗氧剂具有较高的热分解温度和颜色稳定性，可以作为进行结构筛选的参考对象。而常用的屏蔽酚型塑料抗氧剂通常为双酚甚至多酚结构，具有较大的分子量。因此，可考虑含硫的双酚类抗氧剂。

1.4分子结构的构造

目前，计算机技术的迅猛发展和量子化学理论的完善，使得分子模拟技术日臻成熟，为我们从分子和原子水平上深入研究屏蔽酚的分子结构差异提供有效途径。因此，可以通过计算机实验的方法，获得屏蔽酚的分子结构与抗氧化性能内在关系的系统认识，这对于指导设计开发新型屏蔽酚抗氧剂，优化高档内燃机油配方体系和加快产品的研发进程，均具有重要的理论价值和实际意义[10]。

定量结构活性关系（Quantitative Structure-Activity Relationship，QSAR）或者定量结构性能关系（Quantitative Structure-Property Relationship，QSPR）方法能够用数学方程来描述化合物的活性（或性能）与反映分子结构特征的参数之间的定量关系，从而将化合物的微观结构与其宏观性质成功地联系在一起[11]。

参考现有含硫屏蔽酚的构效关系理念[12-13]，采用DFT方法优化得到含硫屏蔽酚分子的最低能量构象，详细分析其几何结构、Mulliken电荷布局和前线分子轨道性质，计算含硫屏蔽酚分子的BDE（O-H）。通过对含硫屏蔽酚的结构性能关系进行系统的量子化学研究，发现BDE（O-H）越小，其酚羟基捕获ROO・的反应活性越高，高温抗氧化性能越强；含硫屏蔽酚中的硫醚基可以将ROOH分解为相应的醇类化合物，而自身则被氧化生成亚砜或砜，在此反应过程中，硫醚基作为电子供给体，其提供电子的能力与含硫屏蔽酚分子分解ROOH的反应活性密切相关。S原子所带Mulliken负电荷数的多少，反映了其周围电子密度的相对高低，可以表征硫醚基提供电子能力的强弱。S原子的Mulliken负电荷数越多，说明硫醚基提供电子的能力相对越强。对于含硫屏蔽酚而言，较小的BDE（O-H）和较多的S原子Mulliken负电荷，有利于酚羟基和硫醚基同时发挥较强的反应活性，在捕获ROO・的同时，也可以分解ROOH，从而显著改善高温抗氧化性能[10]。

因此，从改善抗氧化性能的角度出发，应该设计开发具有如下特点的含硫屏蔽酚：S原子Mulliken负电荷较多、O-H键解离能较低，这为新型屏蔽酚抗氧剂的开发提供了明确的方向。

2目标产物的合成

2.1产品结构

参考分子模拟计算结果的设计理念，结合实际使用情况，设计出如下分子结构的含硫双酚型抗氧剂，见图4。

2.2反应原理

高温酚型抗氧剂的合成以屏蔽酚型抗氧剂和含硫化合物为原料，在催化剂作用下，合成含硫酚型抗氧剂SHP。

2.3产品制备

通过正交设计试验，对合成产品的原料配比、催化剂用量、反应温度、反应时间等进行了考察，优化了反应条件，合成产品中有效组分含量超过90%[14-16]。但所得产物为黏稠液态产物，不仅含有目标产物，也包括未反应原料、少量的副产物和反应所用的催化剂。因此，为得到纯度相对较高的产品，需要对产品进行精制处理。

选用Waters DELTA600液相色谱，C18硅胶色谱柱，流动相为甲醇，流速为1 mL/min，吸收波长为254 nm[17]。其具体谱图见图5。

从图6可以看出，精制后产品中目标产物的含量达到了99%以上。表明精制工艺具有良好的效果。

3性能评定及台架数据

3.1合成产品热稳定

采用热失重（TGA）分析法，在氮气气氛下加热合成样品。TGA分析法是使样品处于程序控制的温度下，观察样品的质量随温度的函数。从产品的TGA图上，可以看出随温度的上升，失重逐渐增大，一直到570 ℃左右，达到了完全失重，具体结果见图7。

3.2复合产品抗氧剂性能

将含硫酚型抗氧剂与胺类抗氧剂进行复合，并进行了氧化诱导期（RBOT法）的评定。试验所用基础油为上海6#加氢油，加剂量为03%，具体结果见图8。

从图8可以看出，含硫屏蔽酚效果要优于屏蔽酚；复合抗氧剂的氧化诱导期均要明显优于单剂，这表明酚胺复合具有良好的协同效应。

3.3复合抗氧剂在SL和CH-4配方中抗氧性能评价

程序ⅢF台架试验用于评定汽油机油的高温氧化及抗磨性能，其指标包括机油变稠、漆膜沉积物、机油消耗和发动机磨损。其采用通行的GM 3800系列ⅡV-6发动机，其试验时间为90 h，具体结果见表1。

3.4复合抗氧剂在SM配方中的性能评定

将复合抗氧剂RAO和其他参比剂以同等剂量加入到SM配方中，进行抗氧性能实验室评价，其中TFOUT采用ASTM D4742方法进行，试验温度160 ℃，氧化诱导期实验温度为210 ℃，具体结果见表4。

3.5复合抗氧剂在SM配方中抗氧性能评价

选用RAO复合高温氧剂，调合成SM级别汽油机油，进行台架试验[18]，具体结果见表5。

上述结果表明，含硫酚酯型抗氧剂与胺类抗氧剂复合所得抗氧剂在油品的高温抗氧化能力方面具有良好表现。

4复合抗氧剂的理化指标

所得最终产品为酚胺复合产品，两种类型抗氧剂复合具有良好的协同作用，在提高油品的抗氧化能力方面具有显著效果，为保证产品的质量，对复合产品的理化指标进行了分析，具体结果见表6。

5结论

（1）根据内燃机油发展趋势，结合分子模拟手段，确定了合成产品的结构，优化产品合成工艺，合成目标产品。

（2）复合抗氧剂产品性能指标稳定，采用RBOT、TFOUT、PDSC等方法对产品和复合抗氧剂相关性能进行评价，结果表明高温抗氧剂具有较好的抗氧性能。

（4）在SL汽油机油、CH-4柴油机油中通过相关台架试验；在SM汽油机油中，通过程序ⅢG台架试验，满足了高档内燃机油的发展需求。

参考文献：

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篇(4)

关键词　化学计量学　发展　中国

化学计量学(Chemometrics)在我国发展已有20多年的历史，是一门化学与统计学、数学、计算机科学交叉所产生的新兴的化学学科分支。它运用数学、统计学、计算机科学以及其他相关学科的理论与方法，优化化学量测过程，并从化学量测数据中最大限度地提取有用的化学信息［1］。它与基于量子化学的计算化学(Computational Chemistry)的不同之点只在于化学计量学是以化学量测量为其基点，实质上是化学量测的基础理论与方法学［2］。

由于“”的影响，使我国在化学计量学的发展方面略迟于欧美，但在化学界前辈的积极倡导和国家自然科学基金委的支持下，80年代以来，我国的化学计量学研究得到了飞速发展，到现在已发展成为一门在国际上有一定影响的独立的化学学科分支，已出版了多本化学计量学方面的专著和相应的教材［3］，并在中国科学院的多个研究所和国内多个知名大专院校建立了队伍稳定的化学计量学研究小组，取得了一批具有国际先进水平的成果。8年前，我们曾在第二届斯堪的那维亚国际化学计量学大会上对我国的化学计量学发展主要成果进行过一次综论［4］，在此，仅就近10年来化学计量学在我国的发展情况作出简要介绍。

化学计量学为化学量测提供理论和方法，为各类波谱及化学量测数据的解析，为化学化工过程的机理研究和优化提供新途径，它涵盖了化学量测的全过程，包括采样理论与方法、试验设计与化学化工过程优化控制、化学信号处理、分析信号的校正与分辨、化学模式识别、化学过程和化学量测过程的计算机模拟、化学定量构效关系、化学数据库、人工智能与化学专家系统等，是一门内涵相当丰富的化学学科分支。化学计量学的发展为化学各分支学科、其别是分析化学、环境化学、药物化学、有机化学、化学工程等，提供了不少解决问题的新思路、新途径和新方法。

化学计量学发展成为化学与分析化学学科的一个独特分支。两个重要的条件与因素推动了这方面的发展。首先，化学与分析化学中大量涌现的现代化学量测仪器，使化学与分析化学家比以往任何时侯都更容易获得大量化学量测数据。这种情况，在过去是难以想象的。到20世纪80年代，在分析测试或化学量测中，人们第一次发现，取得数据甚至大量数据已不是最困难的一步。最难解决的瓶颈问题是这些数据的解析及如何从中提取所需的有用化学信息。化学家与分析化学家首次遇到类似行为科学家或经济学家所遇到的大量数据如何处理的问题。化学家与分析化学家比较幸运。因为大量现代分析测试仪器出现带来“数据爆炸时代”，也正是计算机普及的时代。这就构成了化学计量学发展的第二个条件。为了对极为复杂的化学量测数据（其中负载着在分子水平上表征物质世界的信息）进行解析，化学家、分析化学家利用可在计算机上实现的许多强有力的数学方法，包括一些相关学科发展的数据与信号处理新方法，从多维化学量测数据中提取有用的相关化学信息。如果说经典分析化学是得首先依赖费时而麻烦的化学或物理的方法来对很多复杂化学体系进行纯组分分离，即采用单变量校正方法进行定性定量分析的话，那么，现代分析化学家面对的则是各种将分析分离技术集于一体的高维仪器所产生的巨量分析信号，藉化学计量学发展的新型分析信号的多元校正与分辨方法［5］来进行复杂多组分体系的定性定量解析，高维数据解析的化学计量学方法现已进入可用来解决分析化学中实际难题的程度，将这些方法用于复杂环境样本、中草药中单位药及复方分析等［6］，取得了很多令人振奋的结果。继续进行高维数据、特别是针对可产生三维数据的新型仪器的化学计量学算法的研究现仍是一个研究的热点，我国的化学计量学研究在此方面取得了居于国际先进水平的成果［7］。多元校正与分辨一直就是分析化学计量学研究的主要内容，在此方面，中国科技大学、清华大学、石油化工科学研究院、沈阳药科大学、中国药科大学、同济大学、天津大学、厦门大学、兰州大学、江西大学、西北大学、华中理工大学、湖南大学等单位做了大量的研究工作［8］。将化学计量学方法固化于新设计的分析仪器之中，以构建新型智能分析仪器，是一个值得继续研究的方向。另一方面，由于近年来计算机科学及信息科学的长足发展，它们的发展也为化学计量学注入了新鲜血液，我国在分析信号处理新方法，其别是小波分析(wavelet analysis)的引入，为分析信号的压缩、去噪、分辨及背景消除等带来新思路和新方法，从对近年来在此方面的综述来看，可以说，我国在小波分析用于分析信号处理研究的方面是处于国际先进水平的，中国科技大学、中山大学、香港理工大学等单位的化学计量学研究小组在此方面作出了大量有水平的研究［9］。另外，有关人工神经网络(artificial neural networks，ANN)［10］新技术、基于自然计算的全局最优算法如模拟退火(simulated annealing， SA)和遗传算法(genetic algorithm， GA)［11］，信息科学中的图象分析(image analysis， IA)方法，统计学中研究热烈的稳健方法(robust methods， RM)［12］等新型化学计量学方法的引入也取得很多可喜的成果。采样理论这一重要的化学计量学研究分支，过去未引起必要的重视，近期有关研究小组如南开大学等单位倡导开展了这方面研究［13］。

化学模式识别的研究提供的是对决策和过程优化很有实用价值的信息，为我国石油化工、材料化学等带来了解决研究难题的新思路，人工神经网络的新方法，为化学模式识别提供了研究的新机遇。无论在化学模式识别的方法和应用方面，我国都取得了不少优秀成果，中国科学院上海冶金研究所的化学计量学研究小组先后用化学模式识别的方法成功地解决了50多个石油化工过程优化、材料设计等方面中的实际难题。化学模式识别方法用于分析化学、物理化学、无机化学、药物化学、食品化学、农业化学、医药化学和环境化学等学科的研究在我国也取得了不少成果，浙江大学、中国科技大学、沈阳药科大学、中国药科大学、同济大学、中国科学院长春应用化学研究所、湖南大学等单位在此方面做了大量工作［14］。

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化学定量构效关系（QSAR）的研究，是一个涉及到化学学科的一个带根本性的问题，即如何从物质的化学成分与结构来定量预测其化学特性，也可以说是理论化学研究中的一个最重要目标。目前，由于药学发展的需要，将基于量子化学计算的分子模拟与QSAR研究结合起来，为寻求有生物和药理活性的先导化合物提供了一个新途径，我国在这方面也已取得引人注目的成就［15］。将全局最优算法如模拟退火和遗传算法的引入分子力学的寻优，以指导最佳先导化合物的寻找，是化学计量学家的贡献，现已在QSAR的研究中得到了广泛的应用。QSAR通过直接研究可量测化学量及某些量化参数与化合物的某些已知化学特性之间的已知数据，采用统计回归（多元校正）和模式识别的方法来建立一种模式，从而达到预测化合物特性的目的， 建立起某些化学结构与性能的关系来指导进一步的实验研究。目前，用ANN来进行QSAR研究颇引人注目，在模式分类与定量构效关系研究中展现了很好的应用前景。在QSAR的研究中，南开大学、北京大学、中国科学院上海药物研究所、中国科学院化工冶金研究所、中国科学院长春应用化学研究所的化学计量学研究小组将分子模拟与QSAR研究相结合，并直接用于指导实际的药物合成，取得了很好的研究成果［16］。在QSAR研究中，化合物结构的拓朴表征是另一个重要的课题，如何采用图论和数值方法来表征各种化合物分子，并将所得数值结果与实际量测的化合物的物理、化学和生物学特性连接起来，也是目前化学计量学研究的一个重要问题。我国的化学计量学研究工作者在此方面也做了不少有意义的工作［17］。

波谱化学是分析化学与有机化学家都十分关注的一个领域，怎样利用现存波谱数据库，如质谱、红外光谱、核磁共振谱、色谱的保留时间库以及吸收与发射光谱等为复杂分析体系进行快速定性定量分析，一直是分析化学家们努力的目标；而如何利用上述各种波谱为新合成的有机化合物定结构，则是有机化学家们手中必不可少的解析手段。计算机技术，其别是智能数据库与化学专家系统技术为此提供了进行上述解析的新途径。我国的化学计量学工作者在此方面也做了大量富有成果的工作。中国科学院上海有机化学研究所、中国科学院大连化学物理研究所、中国科学院长春应用化学研究所、中国科学院化工冶金研究所，南开大学、南京大学、东北师范大学、厦门大学、湖南大学等单位都先后建立了多种波谱的数据库和专家系统［18］，如13C NMR谱图数据库和结构解析专家系统（ESESOC）、高效液相色谱专家系统、红外、质谱数据库与专家系统、ICP发射光谱专家系统等，他们用计算机进行各类波谱（包括核磁共振谱、质谱、红外光谱等）模拟，并用联合波谱库和专家系统进行结构自动解析与推导，选择各类仪器（色谱与光谱）的最佳量测和分离条件、进行各类波谱数据库的知识开发，并在各类数据库的网络化上也做了大量工作［19］。

1997年，在国家自然科学基金委的全力支持下，由湖南大学与挪威Bergen大学合作，在张家界举行了我国的第一次国际化学计量学会议，与会代表120多人，其中来自欧美及亚洲各地14个国家的境外代表60多人，会议的议题几乎覆盖了前述化学计量学研究的各个领域，还特别为化学计量学在工业中的应用开辟了一个专门议题。该会议已在国际化学计量学刊物“Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems”出版了会议论文专辑［20］，收集了44篇会议，其中我国作者占了28篇，第一次较系统地向国际化学计量学界展示了我国的化学计量学研究的实力，说明我国的化学计量学研究已与国际接轨。

化学计量学诞生至今，已有近30年历史，其发展前景亦是一个令人关注的问题。从分析化学与化学计量学的关系可以看出，化学计量学的发展将对分析化学产生深刻影响，已构成分析化学第二层次基础理论和方法学的重要组成部分，特别值得提出的是，化学计量学的发展还将为分析仪器的智能化提供新理论和新方法，为新型高维联用仪器的构建提供新思路和新方法，是21世纪分析仪器软件主体化发展的新突破口。此外，随着微型计算机和网络技术的飞速发展，对于化学波谱库的建立与检索方法以及化学人工智能和专家系统的研究也将取得长足进步。在采用计算机网络技术将多种波谱仪器连接的基础上，将数值化计算技术（近年来化学计量学方法学发展的主体）与传统的基于经验的逻辑推理方法的有机结合，可望解决化合物结构自动解析的难题，并使得长期困扰分析化学家的混合物波谱同时定性定量解析成为可能。在分析化学领域中，化学计量学的发展前景十分诱人。另外，化学计量学与其他化学学科分支，如环境化学、食品化学、农业化学、医药化学、化学工程等学科，将产生更密切的联系，得到更广泛的应用。随着各化学分支学科的发展，可以预期，化学计量学也将继续得到更蓬勃的发展。

参考文献

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