B12N12纳米笼：潜在的二氧化氮检测传感器

利用密度泛函理论通过计算吸附能量、HOMO/LUMO能隙变化、电荷转移、结构扭曲等研究二氧化氮分子在B12N12纳米笼的吸附．此外,通过计算B₁₂N₁₂的电子结合能、Gibbs自由能、态密度和分子表面的静电势研究其稳定性和其它特性．B₁₂N₁₂纳米笼吸附二氧化氮显示三种构型．B₁₂N₁₂团簇的HOMO/LUMO能隙变化对二氧化氮分子的存在非常敏感,从自由团簇的6.84 eV降为NO₂/团簇稳定团簇的3.23 eV．团簇的导电性被极大地提高,表明B₁₂N₁₂纳米簇可能是潜在的二氧化氮气体分子检测传感器.     

纤维状TiO2/Bi2O3光催化剂的制备及其光催化性能

以C₁₆H₃₆O₄Ti和Bi(NO₃)·5H₂O为原料,以棉花纤维为生物模板,合成了系列纤维状TiO₂/Bi₂O₃光催化剂．采用XRD、SEM、UV-Vis等测试技术对样品的相结构、形貌和吸光性能等进行了表征分析．结果表明,样品中的Bi₂O₃为单斜相和四方相共存的混晶,纤维长度达到毫米级,     

Al2O3Hx(x=1—3)分子团簇的结构与光谱研究

用密度泛函理论(DFT)的B3lyp方法在6-311++g(d,p)水平上对Al₂O₃H_x(x=1—3)分子的几何构型, 电子结构, 振动频率等性质进行了系统研究. 并给出了它们可能基态结构的总能量(E_T), 零点能(E_z), 摩尔热容(C_v), 标准熵(S), 原子化能(ΔE_m), 垂直电离能(IP)及垂直电子亲和能(E_A). Al₂O₃H和Al₂O₃H₂分子可能的基态的几何构型都为平面结构. Al₂O₃H₃的两个可能为基态的几何构型都是在立体Al₂O₃(D_3h)的几何结构基础上加三个氢原子构成. 这三个分子的能量最低结构为Al₂O₃H(²A′)C_s, Al₂O₃H₂(¹A′) C_s, Al₂O₃H₃ (²A) C₁.     

焙烧温度对SiO2负载的Co3O4纳米粒子表面氧缺陷浓度和CO氧化催化性能的影响

以传统的浸渍法,在不同焙烧温度下制备了用于CO氧化反应的Co₃O₄/SiO₂催化剂．通过激光拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、程序升温还原(TPR)和X射线吸收精细结构谱(XAFS)表征了该系列催化剂的结构．在所有的催化剂中,XRD和Raman光谱都只检测到了Co₃O₄晶相的存在．与Co₃O₄体相相比,XPS结果表明在200 oC焙烧的(Co₃O₄(200)/SiO₂)催化剂中Co₃O₄表面上存在着过量的Co²⁺．与XPS的结果一致,TPR结果表明Co₃O₄(200)/SiO₂催化剂中Co₃O₄表面上存在氧缺陷, 并且XAFS结果也表明Co₃O₄(200)/SiO₂催化剂中Co₃O₄具有更多的Co²⁺．提高焙烧温度使得过量的Co²⁺进一步氧化为Co³⁺,同时降低了表面氧缺陷浓度,从而得到计量比的Co₃O₄4/SiO₂催化剂．在所有的负载催化剂中Co₃O₄(200)/SiO₂催化剂表现出了最好的CO氧化催化性能,表明过量Co²⁺和表面氧缺陷的存在能够促进Co₃O₄催化CO氧化反应的活性.     

内嵌金属富勒烯Tcn和Tcn@C70的理论研究

系统地研究了内嵌金属富勒烯Tc_n和Tc_n@C₇₀的平衡态结构、电子和磁性性质．研究表明C₇₀能够内嵌Tc_n团簇(n≤9)．除了Tc₂团簇,当n≤5时,形成内嵌金属富勒烯Tc_n@C₇₀是放热的过程,而当n>5时,这种过程是吸热的．在内嵌过程中,Tc_n团簇的构型和电子结构都发生了相当大的变化．与单独的Tc_n团簇相比,Tc_n@C₇₀的总磁矩明显地降低．对体系的轨道分布,Hirshfeld分布和态密度进行了分析发现,在内嵌金属富勒烯体系里,电子可以通过Tc-C的有效杂化从Tc_n团簇向碳笼转移,从而使得体系的整体磁性降低．     

Er3+/Yb3+共掺Gd3Sc2Ga3O12晶体的上转换发光

研究了提拉法生长的Er³⁺/Yb³⁺:Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂和Er³⁺:Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂晶体在室温下320—1700nm范围的吸收光谱和500—750nm范围内的上转换荧光谱,同时对其上转换荧光的可能发生机制、途径以及上转换过程可能对Er^{3+相似文献}   

具有介孔结构的MnSiO3@Fe3O4@C纳米粒子的制备以及作为pH响应的T1-T2*双模MRI造影剂的研究应用

本文通过一个简单的、温和的方案制备了平均尺寸为120 nm,介孔结构的纳米粒子MnSiO₃@Fe₃O₄@C. 粒子的细胞毒性微小,可以用作T₁-T₂^*双模MRI造影剂. 酸性条件下MnSiO₃@Fe₃O₄@C释放出大量的Mn²⁺缩短T₁弛豫时间,提高成像分辨率. 超顺磁性的Fe₃O₄可以增强T₂对比成像,检测病变组织. 类似于肿瘤微环境/细胞器的酸性PBS(pH=5.0)中Mn²⁺的释放率达到31.66%,约为中性条件(pH=7.4)下的7倍. 释放的Mn²⁺通过内吞作用被细胞摄取,经肾脏排出,细胞毒性实验表明,MnSiO₃@Fe₃O₄@C具有低的细胞毒性,即使高浓度的200 ppm MnSiO₃@Fe₃O₄@C对HeLa细胞的毒性也相对较小. 对荷瘤小鼠静脉注射定量MnSiO₃@Fe₃O₄@C后,可以观察到一个快速增强的对比成像,给药24 h后,T₁MRI信号显著增强,达到132%,而T₂信号则明显降低至53.8%,活体MR成像证明了MnSiO₃@Fe₃O₄@C可以同时作为阳性和阴性造影剂. 此外,得益于介孔MnSiO₃优秀的酸敏感性,MnSiO₃@Fe₃O₄@C可以作为一种潜在的药物载体,实现肿瘤的诊疗一体化.     

高比表面积TiO2与g-C3N4复合材料的光催化性能及机理研究

本文通过简单的溶剂热法制备了g-C₃N₄与高比表面积的TiO₂复合材料,该方法操作简单且能耗低. 甲基橙降解实验结果表明,高比表面积的TiO₂有效提高了光催化活性. 光电化学测试结果表明,与g-C₃N₄复合后,TiO₂的电荷载流子迁移速率得到明显改善. g-C₃N₄/高比表面积-TiO₂的光催化活性很强,在100分钟内,6%-g-C₃N₄/高比表面积-TiO₂对甲基橙的降解程度可达92.44%. 6%-g-C₃N₄/高比表面积-TiO₂不仅具有良好的光催化降解性能,还具有较高的稳定性. 本文对6%-g-C₃N₄/高比表面积-TiO₂的光催化机理也进行了系统的研究.     

特定位点上CO2与(TiO2)n团簇相互作用的第一性原理研究

本文基于密度泛函理论系统地研究了(TiO₂)_n团簇上二氧化碳(CO₂)的吸附和活化性质. 计算结果表明,CO₂更倾向于吸附在(TiO₂)_n团簇的桥氧原子上,形成“化学吸附”碳酸盐络合物. 而CO更倾向于吸附到末端Ti-O的Ti原子上. 发现计算得到的碳酸盐振动频率值与实验获得的结果非常吻合,这表明配合物中CO₂的几何构型与其线性型相比,有微小的弯转. 通过对电子结构、电荷密度、电离势、HOMO-LUMO以及态密度的分析,证实了CO₂与团簇之间的电荷转移以及相互作用. 从预测的能量分布图来看,(TiO₂)_n团簇上的CO₂活化与结构密切有关,相比于块体的TiO₂,CO₂在团簇结构上更易于吸附和活化.     

非线性光学晶体HgGa2S4 和 Hg0.5Cd0.5Ga2S4的能带结构、化学键及光学性质研究

用密度泛函理论和非谐振子模型计算了晶体HgGa₂S₄和Hg_0.5Cd_0.5Ga₂S₄的能带结构、态密度、化学成键及线性、非线性光学性质。结果表明：HgGa₂S₄的价带顶部主要是Ga-S成键态的贡献，导带底部主要是Ga-S反键态的贡献; Hg_0.5Cd_0.5Ga₂S₄的价带顶部主要由S-3p轨道组成，导带底部主要是Ga-S反键态的贡献。布居分析表明Ga-S键主要是共价成分，而Hg-S和Cd-S键主要是离子成分。HgGa₂S₄的折射率计算值与实验值在低能量区很好吻合。另外，HgGa₂S₄的能隙计算值比Hg_0.5Cd_0.5Ga₂S₄小，而二阶非线性极化率比Hg_0.5Cd_0.5Ga₂S₄大。     

HRTEM and EELS investigation of functionalized carbon nanotubes

We have successfully resolved and visualized the structure of some chemically functionalized carbon nanotubes (CNTs) using high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and electron energy loss spectroscopy (EELS). To represent the chemically modified CNT, we selected three systems. The first system is oxidized and surface thiolated MWCNT, the second system is Dy₃N@C₈₀ peapods prepared by depositing trimetal nitride fullerenes into SWCNT. The formed structure is the Dy₃N@C₈₀@SWCNT. The third system is the conventional C₆₀@SWCNT fullerene peapods, fluorinated by xenon difluoride (XeF₂) up to 18% of F. We achieved detection of very low amount (0.6%) of sulfur and proved covalent bonding onto MWCNT surface. We present EELS imaging of the separated metal clusters inside endohedral metallofullerene peapod bundles and in the fluorinated C₆₀ peapods we show homogeneous fluorination across the whole surface.     

Si80笼状分子的结构研究

采用基于密度泛函的第一性原理计算方法,构建了Si₈₀笼状分子的模型,并对其结构和电学特性进行了考察. 研究发现,经过结构优化计算,Si₈₀分子从I_h高对称性下降为T_h,但仍然保持较好的笼状结构. 对Si₈₀笼状分子的稳定性、轨道分布和电荷分布等性质进行了分析和讨论. 关键词： 80')" href="#">Si₈₀ 富勒烯 结构     

Electrical properties of microcrystalline Sc3N@C80 fullerene

The electrical properties of microcrystalline Sc₃N@C₈₀ fullerene with fcc structure are studied by measuring both d.c. conductivity temperature dependence and a.c. impedance. Below 450 K the Sc₃N@C₈₀ sample has an energy band gap of 1.71 eV, which does not depend on the strength of the applied electric field. But when the temperature is above 450 K, a phase transition which results in a small band gap of 1.22 eV occurs under electric field strengths larger than 1 kV/cm. We also found from Cole–Cole plots of a.c. impedance that the contact resistance at the Au/Sc₃N@C₈₀ interface is less than that at the Au/C₆₀ interface.     

C72,La2@C72几何结构和电子性质的计算研究

采用密度泛涵理论(density functional theory, DFT)中的广义梯度近似(generally gradient approximation, GGA)对富勒烯C₇₂和内掺金属La富勒烯La₂@C₇₂三种同分异构体的几何结构和电子结构进行研究.发现在C₇₂的三种同分异构体中，满足独立五边形规则(isolated-pentagon-rule，IPR)的C₇₂(D_{6d< 关键词： 72}')" href="#">C₇₂ 2@C₇₂')" href="#">La₂@C₇₂ 密度泛涵理论 几何结构 电子结构     

内掺氮富勒烯N_2@C_(60)的几何结构和电子性质的密度泛函计算研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似对内掺氮富勒烯N2@C60的几何结构和电子性质进行计算研究.发现在N2@C60中,氮倾向以分子形式存在于C60中心处.键长分析、能级图、态密度图和电荷分析表明内掺氮分子对C60几何结构和电子结构带来的影响甚微.     

Probing the zero-field splitting in the ordered N@C60 in buckycatcher C60H28 studied by EPR spectroscopy

The electronic structure of the endohedral fullerene ¹⁴N@C₆₀ spatially ordered in the crystal state by its supramolecular assembly with a buckycatcher C₆₀H₂₈ was investigated by X-band electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy. The zero-field splitting (ZFS) found in the complex is significantly enhanced in comparison to the earlier reported data for the analogous systems. The large ZFS, presumably induced by the molecular order in the supramolecular complex makes it an attractive material for the future quantum control and coherence studies.     

Geometric,stable and electronic properties of Aun-2Y2（n=3-8） clusters

Employing first-principles methods,based on the density function theory,and using the LANL2DZ basis sets,the ground-state geometric,the stable and the electronic properties of Aun-2Y2 clusters are investigated in this paper.Meanwhile,the differences in property among pure gold clusters,pure yttrium clusters,gold clusters doped with one yttrium atom,and gold clusters doped with two yttrium atoms are studied.We find that when gold clusters are doped by two yttrium atoms,the odd-even oscillatory behaviours of Aun-1Y and Aun disappear.The properties of Aun-2Y2 clusters are close to those of pure yttrium clusters.     

Substrate effects on V2O3 thin films

We apply density functional theory and the augmented spherical wave method to analyze the electronic structure of V₂O₃ in the vicinity of an interface to Al₂O₃. The interface is modeled by a heterostructure setup of alternating vanadate and aluminate slabs. We focus on the possible modifications of the V₂O₃ electronic states in this geometry, induced by the presence of the aluminate layers. In particular, we find that the tendency of the V 3d states to localize is enhanced and may even cause a metal-insulator transition.     

S掺杂对锐钛矿相TiO2电子结构与光催化性能的影响

采用基于第一性原理的平面波超软赝势方法研究了掺杂不同价态S的锐钛矿相TiO₂的晶体结构、杂质形成能、电子结构及光学性质.计算结果表明硫在掺杂体系中的存在形态与实验中的制备条件有关;掺杂后晶格发生畸变、原子间的键长及原子的电荷量也发生了变化,导致晶体中的八面体偶极矩增大; S 3p态与O 2p态、Ti 3d态杂化而使导带位置下移、价带位置上移及价带宽化,从而导致TiO₂的禁带宽度变窄、光吸收曲线红移到可见光区.这些结果很好地解释了S掺杂锐钛矿相TiO₂在可见光下具有优良的光催化性能的内在原因.根据计算结果分析比较了硫以不同离子价态掺杂对锐钛矿相TiO₂电子结构和光催化性能影响的差别. 关键词： 2')" href="#">锐钛矿相TiO₂ S掺杂 第一性原理 光催化性能     

原位氧化Zn3N2制备p型ZnO薄膜的性能研究

采用射频反应溅射法在玻璃衬底上制备Zn₃N₂薄膜，然后向真空室中通入纯氧气进行热氧化制备ZnO薄膜.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、霍尔效应测量、透射光谱和光致发光光谱等表征技术，研究了氧化温度和氧化时间对ZnO薄膜的结晶质量、电学性质和光学性能的影响.研究结果显示，450 ℃ 下氧化2 h后的样品中除含有ZnO外，还有Zn₃N₂成分，500 ℃下氧化2 h可以制备出电阻率为0.7 Ωcm，空穴载流子浓度为10^{关键词： p型ZnO薄膜 3N₂薄膜')" href="#">Zn₃N₂薄膜 射频溅射 原位氧化}