Principales logros de Xu Guangxian
En la década de 1950, Xu Guangxian propuso la teoría de la adsorción en equilibrio complejo. En la década de 1960, mejoró y propuso varios métodos para determinar las constantes de extracción. En la década de 1970, se propuso un plan de diseño optimizado para la extracción en cascada y se estableció una nueva teoría de la extracción en cascada. En la década de 1980, se propuso una nueva definición de valencia y su definición química cuántica, y por primera vez se sintetizaron una serie de complejos tetranucleares de dioxígeno de tierras raras con estructuras y propiedades especiales. Descubrió que el sistema de extracción por solventes de tierras raras tiene la regla básica de "proporción de extracción de mezcla constante" y propuso una teoría de extracción en cascada adecuada para la extracción y separación por solventes de tierras raras, que se puede aplicar directamente a la práctica de producción y guiar la innovación integral de Tecnología de separación de tierras raras y promover la transformación de mi país de tierras raras. El salto de un país rico en recursos a un país de tierras raras de alta pureza. A finales de 1971, Xu Guangxian volvió a trabajar en el Departamento de Química de la Universidad de Pekín. En ese momento, el Departamento de Química se dedicaba a la separación y purificación de elementos de tierras raras. Creía que el método de extracción tiene un gran potencial para la separación y purificación de tierras raras, por lo que participó activamente en este trabajo e hizo mejoras revolucionarias en el proceso de extracción y separación de tierras raras utilizando los resultados y la experiencia acumulada en la investigación básica sobre el equilibrio de complejación. y química de extracción. La separación de praseodimio y neodimio fue un punto difícil en la separación de elementos de tierras raras y fue una tarea militar urgente en ese momento. Al seleccionar el agente de extracción y el agente complejante, preparó un sistema "push-pull" de sal de amonio cuaternario-DTPA, que aumentó el coeficiente de separación de Pr-Nd de 1,4-1,5 en los sistemas de extracción generales a más de 4, que era el más alto. valor en el mundo en ese momento. Sin embargo, este sistema es difícil de utilizar directamente en la producción industrial. Hubo un informe de patente en los Estados Unidos que afirmaba que el sistema push-pull se utilizaba para extraer y separar tierras raras, pero como no podía realizar el proceso de extracción en cascada, nunca se utilizó en la producción real. La teoría de la extracción en cascada, internacionalmente popular en ese momento, fue propuesta por L. Alders. Xu Guangxian analizó cuidadosamente el movimiento del equilibrio complejo durante el proceso de extracción en cascada y descubrió que el supuesto básico de la teoría de extracción en cascada de Aldous: "la relación de extracción es constante durante el proceso de extracción en cascada" no es cierta en el proceso de extracción en cascada de los raros. Sistema push-pull de tierra. Así que diseñó cuidadosamente un conjunto de procedimientos de operación química y derivó un conjunto correspondiente de fórmulas teóricas de extracción en cascada. Sobre esta base, diseñó un nuevo proceso de extracción en cascada por reflujo.
Desde septiembre de 1965 hasta septiembre de 1974, fue personalmente a la Fábrica Baotou Rare Earth No. 3 para participar en la prueba a escala industrial de este nuevo proceso para separar tierras raras ligeras Baotou, y logró el éxito, logrando así push-pull por primera vez en el mundo Producción industrial de tierras raras mediante extracción y separación eficiente del sistema. Sobre la base de estos trabajos, propuso sucesivamente principios y métodos de diseño que pueden usarse ampliamente en el diseño de procesos de optimización de procesos de extracción y separación en cascada de tierras raras, fórmulas de valores extremos, principios y métodos de diseño para el proceso de extracción fraccionada de tres salidas. , y estableció el proceso de extracción en cascada. Modelos matemáticos y procedimientos de cálculo para procesos dinámicos, métodos de puesta en marcha por reflujo, etc. Estos principios y métodos se utilizan en la producción real, lo que simplifica enormemente el proceso de diseño de parámetros del proceso y reduce el consumo de experimentos químicos. Especialmente fábricas que pueden adaptarse a diferentes materias primas y equipos, por lo que son ampliamente utilizadas. Él, Li y otros investigaron con éxito la tecnología de "amplificación en un solo paso" del proceso de extracción y separación de tierras raras. Sobre la base de una investigación en profundidad y la revelación de las reglas básicas del proceso de extracción en cascada, se utiliza la simulación por computadora para reemplazar la prueba tradicional de extracción en cascada a pequeña escala, logrando un escalamiento en un solo paso a la producción industrial sin la necesidad de pequeñas ensayos a escala y pruebas ampliadas, y acortar en gran medida el tiempo desde el diseño del nuevo proceso hasta el ciclo de producción, llevando la tecnología de separación de tierras raras de mi país al nivel avanzado internacional. Xu Guangxian, el pionero de la investigación en química de complejación de soluciones en mi país, es muy sensible a los puntos de crecimiento en la vanguardia del desarrollo temático. Es capaz de captar las nuevas tendencias en el desarrollo académico internacional y seleccionar oportunamente campos y temas de investigación prometedores según mis conocimientos. la situación real del país. Después de regresar a China en 1951, continuó dedicándose a la investigación en química cuántica. En ese momento, la investigación internacional sobre el equilibrio de complejos en solución estaba en ascenso. Él sentía profundamente que se convertiría en una rama importante de la química inorgánica, y China también estaba bien posicionada para realizar este trabajo. Así que rápidamente aprovechó esta oportunidad y tomó la iniciativa en el estudio de la química física del proceso de complejación en solución en China. El primero es determinar la constante de equilibrio del complejo en solución. Al mejorar la instrumentación, mejoró la precisión de las mediciones y el procesamiento de datos experimentales para poder obtener más información de los resultados de las mediciones. Además, con nuevos métodos experimentales de procesamiento de datos, puede obtener resultados cada vez más precisos y también puede proporcionar constantes complejas graduadas más precisas para sistemas débilmente complejos. Su trabajo sobre la determinación de constantes de equilibrio de la complejación alcanzó rápidamente el nivel avanzado internacional y también impulsó el desarrollo de trabajos de investigación relacionados en nuestro país. Basándose en la similitud entre el equilibrio de complejación y el equilibrio de adsorción, propuso la teoría de la adsorción del equilibrio de complejación, que puede describir simplemente el proceso de equilibrio de complejación débil en solución. Los resultados de este período fueron de gran ayuda para su exitosa investigación posterior sobre la química de extracción de combustible nuclear y la química de tierras raras. Desde la década de 1970, se interesó por la química bioinorgánica e inmediatamente se dio cuenta de la importancia del estudio de los complejos de ligandos biomoleculares. Animó, apoyó y guió a los camaradas del grupo de investigación científica para que llevaran a cabo activamente este trabajo, como el estudio del mecanismo de formación de cálculos biliares, el mecanismo de teñido de la lana de tierras raras y la complejación de iones metálicos por moléculas de fármacos anticancerígenos. Desde la década de 1980, ha guiado a sus asistentes y estudiantes a realizar muchos trabajos en la síntesis, determinación de estructuras e investigación espectroscópica de complejos sólidos, especialmente en complejos multinucleares y heteronucleares de elementos de tierras raras. Por ejemplo, sintetizó una serie de complejos. Por primera vez en el mundo, los complejos tetranucleares de dioxígeno de tierras raras con estructuras y propiedades especiales han atraído la atención de sus pares.
Exploración de la relación entre la estructura y las propiedades de los materiales Desde principios de la década de 1970, los compuestos organometálicos y la química de grupos se han desarrollado rápidamente. Se ha sintetizado una gran cantidad de nuevos compuestos y, por lo tanto, también se ha desarrollado la investigación sobre sus estructuras y propiedades. -Los compuestos orgánicos y las reglas estructurales de los grupos se han convertido en un motivo de preocupación para muchos estudiosos. Al resumir una gran cantidad de datos experimentales y teorías existentes, Xu Guangxian propuso una ley estructural más general, que también es aplicable a compuestos organometálicos, grupos y moléculas en general, y la denominó formato (nxcπ). En relación con esto, también se propuso una nueva definición de valencia atómica. Utilizando la ley estructural de (nxcπ), se puede estimar la estabilidad de la molécula en función de la fórmula estructural molecular, prediciendo así posibles nuevos compuestos. Esta ley estructural y su definición han sido probadas mediante una gran cantidad de resultados experimentales y resultados de cálculos químicos cuánticos, lo que demuestra su exactitud y amplia aplicabilidad.
Desde finales de la década de 1970, Xu Guangxian ha realizado investigaciones sobre la química cuántica de las tierras raras y la regularidad estructural de los compuestos de tierras raras. A partir de establecer métodos y procedimientos de cálculo adecuados para estudiar la estructura electrónica de los elementos de tierras raras, calculó sistemáticamente la química cuántica de diferentes tipos de compuestos de tierras raras, combinada con las reglas estructurales de (nxcπ) y la nueva definición de * * * * valencia, y analizó su situación de Keying. Los resultados muestran que los compuestos de tierras raras no siempre son iónicos, existen enlaces de valencia iónicos en compuestos organometálicos y existen enlaces iónicos de componentes de valencia grande en muchos compuestos inorgánicos. El enlace de valencia de * * * es generado principalmente por su orbital 5d, y la contribución del orbital 4f es bastante pequeña, por lo que los grupos de compuestos organometálicos y de tierras raras obedecen la ley general de los dieciocho electrones. Xu Guangxian* * * ha publicado más de 560 artículos en revistas, que han sido citados más de 2200 veces por otros. Ha publicado 10 libros de texto y monografías, incluidos muchos libros de texto importantes como "Estructura de la materia" y "Química cuántica". Entre ellos, "Estructura de la Materia" ha sido revisado y reimpreso en más de 200.000 ejemplares desde su publicación en 1959. Es un importante libro de referencia para la enseñanza en el campo de la química. Apuntes de conferencias sobre la estructura de la materia (editado por Xu Guangxian, Simposio de investigación y enseñanza universitaria integral de verano, 1954).
" (Xu Guangxian, Higher Education Press, 1959 65438+2 meses).
Estructura de la materia (Xu Guangxian, People's Education Press, 1961)
Un tutorial conciso sobre la estructura de la materia (editado por Xu Guangxian, Higher Education Press, 1965)
Química cuántica: principios básicos y métodos ab initio (Xu Guangxian/Li Lemin/Wang Demin, Science Press, 1980 ). >Principios de Química de Extracción (Xu Guangxian, Shanghai Science and Technology Press, 1984)
"Nuevas fronteras de la ciencia y aplicación de las tierras raras" (Xu Guangxian, Science Press, 1985 1). Materiales (editado por Xu Guangxian/Wang Xiangyun, Higher Education Press, 1987)
Extracción por solventes de tierras raras (escrito por Xu Guangxian, Science Press, 1987)
Estructura del material (Co -escrito por Xu Guangxian/Wang Xiangyun, Higher Education Press, 1987)
Artículos seleccionados del profesor Xu Guangxian (Xu Guangxian, Centro de Investigación de Química de Tierras Raras, Departamento de Química, Universidad de Pekín, 1990)
Artículos seleccionados del profesor Xu Guangxian. (Xu Guangxian, Beijing University of Technology Press, 1995)
1955-1956 Seminario de Ciencias de la Universidad de Pekín, artículo de la rama de química (Xu Guangxian, Peking University Press, 1995). ). >"Tierras raras" (Editor en jefe Xu Guangxian, Metallurgical Industry Press, 1995)
Tierra mágica: investigación básica sobre ciencias de tierras raras (Editor en jefe Xu Guangxian, Hunan Science and). Technology Press, 1995)
Obras completas de Xu Guangxian (Xu Guangxian, Peking University Press, 2000) Tesis de la teoría química cuántica de la rotación óptica (1951)
"Exploración más allá de la frontera de Chemistry—A New Field Intersecting with Information Science" (mayo de 2005). Mes) concede gran importancia a la enseñanza. Xu Guangxian concede gran importancia a la enseñanza y cree que los estudiantes deben comprender firmemente las teorías y los conocimientos básicos de la ciencia para sentar una base sólida para dedicándose a las empresas científicas y tecnológicas de la patria en el futuro.
En 1951, enseñó física en el Departamento de Química de la Universidad de Pekín, y se ofreció Química Cuántica a los estudiantes de posgrado en el Departamento de Química. de la Universidad de Yenching Después de la reestructuración del departamento, la Universidad de Pekín abrió un nuevo curso sobre la estructura de la materia. Fue profesor del curso avanzado de verano sobre la estructura de la materia en 1957. Requirió que la Universidad de Pekín cultivara rápidamente talentos en ciencia y tecnología de la energía atómica. Xu Guangxian no estaba familiarizado con la química de la energía atómica en ese momento, pero después de ser nombrado uno de los líderes de este trabajo, preparó clases día y noche y estaba bien preparado. Dos meses después, comenzó a enseñar radioquímica e introducción a la física nuclear. Prestó gran atención a permitir que los profesores jóvenes y estudiantes de posgrado captaran los últimos resultados de la disciplina de manera oportuna y se mantuvo a la vanguardia del desarrollo de la misma. A finales de la década de 1950, la aplicación de la teoría de campos de coordinación en la química inorgánica se expandió rápidamente a nivel internacional. La investigación sobre química de extracción apenas comenzaba. Rápidamente impartió cursos sobre teoría de campos de coordinación y mecanismos de extracción a profesores jóvenes y estudiantes de posgrado en el Departamento de Tecnología. Física. Después del aplastamiento de la "Banda de los Cuatro", China volvió a enfatizar la investigación básica. Después de varios años de rápido desarrollo, se ha utilizado ampliamente en diversas ramas de la química y ha penetrado en otras disciplinas relacionadas con la química. Aprovechó la oportunidad para ofrecer cursos como química cuántica, espectroscopia molecular y química inorgánica avanzada, y enseñó personalmente en primera línea hasta 1986.
Sus conferencias son ricas en contenido y se centran en inspirar a los estudiantes a profundizar en el nivel microscópico de los cambios materiales y utilizar leyes básicas para analizar fenómenos químicos complejos, a fin de comprender profundamente la naturaleza microscópica y las conexiones internas de estos fenómenos, y luego prever. algunos fenómenos nuevos. Al otorgar importancia a la construcción de materiales didácticos, Xu Guangxian concede gran importancia a la construcción de materiales didácticos y cree que unos buenos materiales didácticos son de gran ayuda para el aprendizaje de los estudiantes.
En la década de 1950, basándose en los apuntes sobre la estructura de la materia que había utilizado en la Universidad de Pekín durante varios años, los revisó y complementó, los organizó cuidadosamente y compiló el libro "Estructura de la materia". ", que fue publicado por Higher Education Press en 1959. , designado como libro de texto nacional unificado por el Ministerio de Educación Superior.
En 1965, con el fin de satisfacer las necesidades de enseñanza de las universidades normales y de ingeniería, escribió "Un tutorial conciso sobre la estructura de materiales". El libro "Estructura de la materia" es rico en contenido, bien organizado y organizado, y los conceptos se expresan con precisión y profundidad. Los dos capítulos sobre la teoría del enlace químico son particularmente sobresalientes. Por lo tanto, es muy popular entre profesores y estudiantes y se ha convertido en un material didáctico utilizado en todo el país durante muchos años. Se ha reimpreso cinco veces, se han distribuido más de 100.000 ejemplares y ha desempeñado un papel importante en la estructura del material didáctico. 1988 65438+Octubre. El libro también se volvió a publicar en Hong Kong y fue bien recibido por lectores de Hong Kong y Taiwán.
A principios de la década de 1980, basándose en el desarrollo del tema de la estructura material, con la ayuda de Wang Xiangyun, revisó y complementó el libro original. La versión revisada fue publicada por Higher Education Press en 1987 y. Fue muy popular entre los lectores.
En 1978, cuando Xu Guangxian impartía cursos de química cuántica para estudiantes de posgrado, colaboró con Li Lemin para compilar el libro de texto de posgrado de química cuántica "Principios básicos de la química cuántica y métodos de cálculo ab initio" (Volumen 1, 2 y 2), que estaba dirigido a estudiantes universitarios de química, tiene una base débil en matemáticas y física y fue publicado en 1980, 1985 y 6544 respectivamente. Este libro de texto es rico en contenido y puede reflejar completamente el estado de desarrollo actual de este tema. También es bastante detallado en la descripción de los principios básicos y la derivación de fórmulas. Es fácil de entender para lectores con una base débil en matemáticas y física. Es muy popular entre los lectores.
Además, también publicó numerosos artículos sobre intercambios de experiencias docentes o conferencias especiales en revistas como "Chemical Bulletin", de los que también se beneficiaron muchos profesores y estudiantes.