金红石型TiO2表面嵌入簇模型的密度泛函研究

应用金属氧化物簇模型的选取原则和密度泛函方法,对一系列嵌入族模型金红石型(TiO₂)n(n=2～15)的表面体系进行了研究,计算结果表明,合理选取的嵌入簇模型可以得到与实验一致的固体表面电子结构,通过描述表面的性质能够给出表面金属吸附的电子行为的定性解释,进一步证实了该模型的密度泛函研究能够用于固体金属氧化物的簇-表面类比.揭示了选择合理的簇模型是保证族表面类比方法成功的主要因素.     

硅、锗、锡、铅/磷二元原子团簇的形成、光解和结构

利用激光溅射产生了第IV主族 (硅、锗、锡、铅 ) /磷二元团簇正负离子 ,用飞行时间质谱研究了团簇离子的组成规律和激光光解产物 .研究表明二元团簇稳定性受团簇电子结构和几何结构的影响 ,但随着第IV主族元素自上而下 ,几何结构对团簇稳定性的作用越来越大 .在二元团簇离子中存在两类幻数团簇 :一类可以用Wade规则解释 ,其中磷原子或者充当给电子配体结合在第IV主族原子构成的团簇骨架外 ,或者直接参与团簇骨架的构成 ;另一类则与稳定的第IV主族中性团簇 (或磷中性团簇 )是等电子体 .利用从头计算和Wade规则对幻数团簇的结构和价键进行了分析 .     

铝原子簇上化学吸附的尺度效应及其理论模型

对铝原子簇Al_n(n=1～10,12,13)已报导过的理论预测几何构型进行合理选择, 用量子化学CNDO/2法研究了单分子一氧化碳在这些簇上取不同吸附位形时的吸附作用。结果表明吸附强度随簇尺度的变化呈“幻数”特性: Al_2、Al_6、Al_(12)簇具有特别高的吸附能, 与实验观测结果相符。采用作者建议的推广电子壳模型可合理解释这一尺度效应。对Al_(12)和Al_(13)簇电子结构的分析进一步支持了壳模型的观点。随着簇的增大, 尺度效应逐步减弱并趋向于体相铝的性质。     

(La1-xDyx)0.67Ca0.33MnO3的磁性和磁电阻特性

在La0.67Ca0.33MnO3中用Dy对La进行了部分替代.结果表明, 随替代量增加, 材料的居里温度和相变温度单调下降, 磁电阻比急剧增大.这些变化可以用稀土离子平均直径的减小和自旋团簇模型来解释.掺Dy使材料中形成大量无序自旋团簇, 外加磁场使自旋团簇取向一致, 从而增加了电子在团簇之间跳跃时的迁移率, 产生了磁场所致的庞磁电阻效应.     

钒、铬团簇的电子亲合能、硬度与原子数的关系

根据静电球形液滴模型理论和离子极化、屏蔽效应对团簇的影响, 推导适合钒、铬团簇电子亲合能、硬度与原子数关系符合的普遍公式: Y=ae2/R+b/R2+c, R=rsN1/3, 从而更方便地预测大尺寸团簇的性质参数, 并发现和分析结构和性质异常的小团簇, 如Vn(n=5, 7, 9, 13)和Crn(n=6, 10, 17)的性质.     

X-射线小角光散射(SAXS)研究全氟磺酸树脂中空纤维膜中的离子簇结构

本文用SAXS(Small Angle X-ray Scattering)方法对全氟磺酸树脂中空纤维膜中的离子簇结构进行了研究.在散射角2θ=2°左右,出现由离子簇产生的散射峰;并就离子交换容量、不同阳离子形式、含水量及不同拉伸等对离子簇散射峰位的影响进行了研究讨论.并计算了有关离子簇半径和每个离子簇中的离子数目.     

硫醇保护金团簇的实验和理论研究现状

硫醇保护的金团簇(Au_m(SR)_n,m和n为Au和SR的数目)由于其特殊的光学、电学性质以及特别的物理/化学性质,在纳米催化、生物医学和光学设备中具有潜在的应用价值。Au₁₀₂(SR)₅₄和Au₂₅(SR)₁₈^-团簇单晶结构的确定是Au_m(SR)_n团簇合成的两大突破,它们的结构揭示了Au_m(SR)_n团簇中Au-S键新的成键特征和新的原子堆积方式。本文总结了Au_m(SR)_n团簇实验合成单晶结构的研究成果,概述了有谱图无单晶结构的Au_m(SR)_n团簇的实验进展,介绍了密度泛函理论预测Au_m(SR)_n团簇的研究概况,并结合本课题组的研究课题归纳了解释团簇稳定性和化学成键方式的超原子复合物模型,超原子网络模型和超级共价键模型及其应用。最后,对Au_m(SR)_n团簇的研究趋势进行了展望。     

X-射线小角光散射(SAXS)研究全氟磺酸树脂中空纤维膜中的离子簇结构

 本文用SAXS(Small Angle X-ray Scattering)方法对全氟磺酸树脂中空纤维膜中的离子簇结构进行了研究.在散射角2θ=2°左右,出现由离子簇产生的散射峰;并就离子交换容量、不同阳离子形式、含水量及不同拉伸等对离子簇散射峰位的影响进行了研究讨论.并计算了有关离子簇半径和每个离子簇中的离子数目.     

金属氧化物SPC簇模型方法——嵌入簇点电量的确定

探讨和比较了确定金属氧化物晶体点电荷量的几种自洽条件的优劣 ,并使用abinitioHF方法对在不同点电荷量嵌入环境下MgO簇电子性质进行了研究 .计算结果表明 :点电荷量的大小会明显影响嵌入簇的电子性质 ;即使MgO被通常认为是纯的离子型氧化物 ,点电荷量取为表观化合价± 2 ,仍过高地估计了Madelung势 ,嵌入簇与点电荷之间应满足一定的自洽条件 ;使用点电荷为嵌入环境时 ,即使达到电荷自洽、偶极矩自洽或势自洽 ,簇模型计算结果仍与固体性质存在一定的偏差 ;将点电荷进行球谐展开 ,赋予其连续变化的电荷密度分布后 ,得到了一个对固体整体性质描述较好的SPC簇模型 .     

热浸镀过程上浮熔渣形核期原子团簇研究

利用θ-θ X射线衍射研究了Al₃Fe熔体结构, 结果显示熔体中Al和Fe原子之间存在较强的相互作用, 存在着类似化合物结构的原子团簇. 这说明当Zn-55Al热浸镀熔体中Fe含量积累到一定程度, 在熔体中优先形成类似Al₃Fe的原子团簇, 进而形成熔渣. 在Al的有效硬球直径减小而Fe的增大情况下, 利用Percus-Yevick硬球模型可以较好地拟合结构因子实验曲线的第一峰, 从而给出了1550℃ Al₃Fe的密度为3.65 g/cm³, 它小于实际热浸镀Zn-55Al熔体的密度3.7 g/cm³, 可较好地解释“熔渣”上浮的现象.