过渡金属羰基化合物Mn(CO)5Br和Re(CO)5Br结构与动力学的超快光谱

利用超快泵浦探测红外光谱、稳态线性红外光谱和计算化学方法,对过渡金属羰基化合物Mn(CO)₅Br和Re(CO)₅Br的振动和结构动力学进行了研究. 借助羰基的两个伸缩振动峰(处于低频的A₁模式和处于高频的简并E模式)进行了观测. 结果表明,在两个配合物中,A₁和E模式振动峰的振动频率位置及频率差都与中心金属原子对羰基的键级和振动力常数的影响相关. 而A₁模式比E模式的线宽宽一些,部分由于振动寿命的影响. 此外,从瞬态光谱中获得了振动模式依赖的对角非谐性常数,发现在两个羰基化合物中E模式的非谐性总是较小.     

硼羰基络合物正离子B(CO)3+和B2(CO)4+的红外光解离光谱

利用脉冲激光溅射-超声分子束载带方法制备气相硼羰基络合物正离子. 采用红外光解离光谱研究了B(CO)₃⁺、B(CO)₄⁺ 和B₂(CO)₄⁺的振动光谱. 研究结果表明B(CO)₃⁺具有非常强的B-CO键,无法直接获得其红外光解离光谱. 对B(CO)₄⁺的光解离光谱研究表明该离子是一个B(CO)₃⁺和CO之间弱相互作用络合物. 其中B(CO)₃⁺核具有平面D_3h对称性结构,中心硼具有稳定的8电子组态. B₂(CO)₄⁺具有平面的D_2h对称性结构,其中的B-B键包含一个σ键和半个π键. 自然轨道能量分解分析(EDA-NOCV)表明在B(CO)₃⁺和B₂(CO)₄⁺中的B-CO成键作用中OC→B(σ)要比B→CO(π)反馈作用强.     

Ti+(CO2)2Ar和Ti+(CO2)n(n=3-7)络合物离子的红外光解离光谱 (cited: 1)

利用脉冲激光溅射-超声分子束载带方法制备了气相Ti⁺(CO₂)₂Ar和Ti⁺(CO₂)_n(n=3-7)络合物离子．采用红外光解离光谱研究了这些选定的质量离子的振动光谱． 对于每一种络合物离子, 在CO伸缩振动频率范围都观察到了振动峰,表明这些离子具有插入的OTi⁺CO(CO₂)_n-1结构． 对于n≦5的OTi⁺CO(CO₂)_n-1离子,其CO振动和CO₂的反对称伸缩振动频率都比自由的CO和CO₂的频率要高,表明CO和CO₂配体与中心金属离子之间主要是静电相互作用．实验结果还表明TiO⁺可以直接络合五个配体(1个CO和4个CO₂分子)．对于n=2络合物体系,除了插入的OTi⁺CO(CO₂)结构以外,还观察到了具有弯曲结构的OCO-Ti⁺-OCO异构体的存在     

Reaction of C2HCl2+O2: Combined TR-FTIR Spectroscopy and Electronic Structure

用时间分辨傅立叶变换红外发射光谱(TR-FTIR)和G3MP2//B3LYP/6-311G(d,p)水平的电子结构计算研究了环境化学中重要的二氯代乙烯自由基C₂HCl₂和O₂分子的基元反应通道和机理. 通过0.5 cm^-1高分辨的TR-FTIR发射光谱观察到三种振动激发态产物CO₂、CO和HCl,由光谱拟合得到CO和HCl的振动态分布,结合电子结构计算的反应势能曲线,提出反应机理和能量上最可能的反     

Pd修饰Cu电极的电化学CO2还原

利用微分电化学质谱和电化学原位衰减全反射红外光谱技术探究了Cu和CuPd催化剂上CO₂和CO的电化学还原行为. 红外光谱观察到了生成甲醇、甲烷与乙烯的CH_x中间物种. 在CuPd电极CO₂还原过程中，红外光谱的CO吸附峰起始电位比Cu正移大约300 mV，说明CuPd能够有效促进CO₂还原；CO饱和溶液中，Cu和CuPd电极CO起始吸附电位基本相同；两电极上CO谱带出现的电位与CO₃^2-的谱带降低的电位基本相同，说明CO的吸附需要CO₃^2-的脱附. 利用电化学在线质谱发现在CuPd电极上CO还原产生CH₄和CH₃OH的起始电位比Cu电极正移约200 mV. 推测催化活性的提升可能是由于Pd的引入改变了Cu的d能带，且Pd吸附更多的H，从而促进CO₂还原，使CO能够与H结合并被深度还原.     

Mo(CO)6在清洁的和氧化的Si(111)表面上吸附的对比

采用高分辨电子能量损失谱对比研究Mo(CO)₆在清洁的、预吸附氧的和深度氧化的Si(111)表面上的吸附行为. 吸附Mo(CO)₆的C-O伸缩振动模式向低频方向移动,说明Mo(CO)₆与清洁Si(111)和SiO₂/Si(111)表面发生了不同的相互作用,前者较弱而后者较强. 与SiO₂/Si(111)表面的强相互作用可能引起Mo(CO)₆部分解离,形成部分分解的羰基钼物种.     

氰基取代亚甲基自由基的氧气氧化: 新颖Criegee中间体NCC(H)OO顺、反异构体的红外光谱探测

本文采用基质隔离红外光谱分别对15.0 K温度下的HC(N₂)CN/O₂/N₂和HCCNCO/O₂/N₂混合物(1/50/1000)的激光光解过程开展了实验研究. 结果表明：两者在紫外激光光照下均可产生Criegee中间体NCC(H)OO的顺、反两种构象异构体. 对NCC(H)OO的红外光谱解析得到了氧同位素(¹⁸O)标记实验和BP86/6-311++G(3df,3pd)理论计算结果的支持. 实验发现NCC(H)OO在紫外光照下可进一步与氧气分子发生二次反应，生成氰基甲醛和臭氧，而未得到被理论所预测的能量较低的双环氧乙烷异构体cyclic-NCC(O₂)H.     

磷酸钾缓冲溶液与模型细胞膜相互作用的和频光谱

利用和频光谱技术详细研究了磷酸钾缓冲溶液与带负电荷的生物仿生膜(d₅₄-DMPG磷脂双层膜)相互作用的实时过程．通过监控CD₂、CD₃、磷脂分子头部的磷酸根以及羰基官能团的光谱信号随加入磷酸钾缓冲溶液的实时变化,获得了磷脂双层膜分子结构的动力学变化．结果表明K⁺能够结合到细胞膜上,并且很快地引起了CD₂、CD₃、磷脂头部磷酸根以及羰基官能团信号的变化．根据各官能团的和频信号响应,磷酸钾缓冲溶液很可能是通过在双层膜中形成环形气孔来与磷脂双层膜发生作用．该结果可以很好地解释磷酸钾缓冲溶液环境下的离子协助蛋白质的跨膜过程．     

利用原位红外光谱与微分电化学质谱联用技术研究在Pt以及PtRu电极上发生的甲醇氧化反应

利用电化学衰减全反射原位傅里叶变换红外光谱与微分电化学质谱联用技术,在流动电解池环境以及恒电位条件下研究了Pt电极和Pt电极通过表面电沉积Ru形成的PtRu电极(Pt_xRu_y)上发生的甲醇氧化反应(反应电解质溶液为0.1 mol/L HClO₄+0.5 mol/L MeOH). 在0.3～0.6 V(参比电极为可逆氢参比)实验用到的所有电极上,CO是唯一能从红外光谱观察到的与甲醇相关的表面吸附物;在Pt_0.56Ru_0.44电极上可以观察到CO吸附在Ru原子形成的岛上和CO线式吸附在Pt电极表面红外波段,而其他电极上只能观察到Pt表面上线式吸附的CO;甲醇氧化活性按Pt_0.73Ru_0.27>Pt_0.56Ru_0.44>Pt_0.83Ru_0.17>Pt的顺序递减;在0.5 V 时,甲醇在Pt_0.73Ru_0.27电极上的氧化反应的CO₂电流效率达到了50%.     

分子束外延生长[111]晶向CdTe的研究

本文采用分子束外延(MBE)方法在BaF₂衬底上直接外延生长了CdTe(111)薄膜. 反射高能电子衍射(RHEED)实时监控生长表面, 衍射图样揭示了CdTe(111)在BaF₂表面由二维生长向三维生长的变化过程．XRD表征验证了外延生长的CdTe薄膜的单晶性质．由红外透射光谱测量和理论拟合相结合, 得到了CdTe外延薄膜室温带隙宽度E_g=1.511 eV.     

3-二甲氨基-2-甲基丙烯醛S2激发态结构动力学 (cited: 3)

采用共振拉曼光谱和完全活性自洽场理论计算研究了3-二甲氨基-2-甲基丙烯醛(DMAMP)光激发到S₂(ππ^*)态后的光物理性能．在B3LYP/6-311++G(d,p)水平计算确定了DMAMP与其三种异构体之间的基态异构化能垒,指认了振动光谱．采用涵盖紫外强吸收带的激光波长,获得了DMAMP在环己烷、乙腈和甲醇溶剂中的A-带共振拉曼光谱,含时密度泛函方法计算确定了该光谱中基频的相对强度,发现振动-电子耦合发生在S₂(ππ^*)态的Franck-Condon区域．CASSCF计算方法确定低单重和三重激发态、势能面锥形交叉点和系间窜跃点的激发能．共振拉曼光谱强度模式分析和CASSCF计算获得了DMAMP的A-带短时结构动力学和其后的衰变动力学表明,C1=O6和C2=C3之间的瞬时去共轭效应发生在S₂(ππ^*)态的Franck-Condon区域,激发态电荷重分布机制表明,C3和二甲氨基之间以及C1和C2之间的共轭增强效应发生在波包离开Franck-Condon区域后．C1=O6和C2=C3之间的去共轭效应使得-C3=N(CH₃)₂沿着C2-C3键旋转更加容易,C1-C2之间以及C3和N(CH₃)的共轭增强效应使得绕C1-C2和C3-N5旋转变得比较困难．这些表明DMAMP初始结构动力学沿着CI-1(S₂/S₀)交叉点展开,而沿CI-2(S₂/S₀)和CI-3(S₂/S₀)交叉点展开的几率可以忽略．提出了DMAMP分子受光激发从S_2,FC(ππ^*)经由各锥形交叉点和各系间窜跃点回到S₀或T_1,min的两个衰变通道.     

水合亮氨酸构型的系统寻找与研究

同时考虑亮氨酸可能的水分子络合方式及亮氨酸分子的所有内轴转动,对亮氨酸与1～3个水分子的复合结构Leu-(H₂O)_n进行了系统寻找．分别用BHandHLYP/6-31+G*和BHandHLYP/6-311++G**方法对结构进行了优化和单点能计算．发现亮氨酸水合结构与孤立亮氨酸有着很好的对应关系,且亮氨酸的水合结构可以可靠地通过对亮氨酸的结构直接加水得到．对中性、双电性亮氨酸水合结构的红外计算光谱与溶液中亮氨酸实验光谱进行了比较与分析,发现双电性Leu-(H₂O)₃的红外光谱与实验符合得最好,表明溶质在气相中与适量的水分子络合便能较好地模拟溶质在溶液中的红外光谱．     

不同pH酸性溶液中铂电极上氢析出和二氧化碳还原的电化学研究

本文利用循环伏安法和电化学原位红外光谱的联用,研究了Pt(111)和Pt膜电极在CO₂饱和的酸性溶液中氢析出和CO₂还原的竞争. 发现：(i)在pH>2的溶液中,主要反应是氢析出,界面pH值随着氢析出突然增加;(ii)通过红外光谱检测,CO_ad是CO₂还原过程中唯一的吸附中间体;(iii)CO_ad生成速率随着欠电位沉积氢(UPD-H)覆盖的增加而增大,并在氢析出的起始电位达到最大值;(iv)在氢析出时,CO_ad的减少与CO₂吸附和还原所必需的的中间产物(H_ad)有限的可用位点和停留时间相关.     

异补骨脂素热解实验和理论研究

利用同步辐射真空紫外光电离质谱技术,在不同光子能量下,研究了异补骨脂素(C₁₁H₆O₃)的低压热解,探测了不同温度下异补骨脂素的热解产物及其与前驱体的比例. 实验结果表明,异补骨脂素的主要热解产物是CO及其依次消去CO的产物(C₁₀H₆O₂和C₉H₆O). 利用密度泛函理论计算异补骨脂素的解离途径,并利用过渡态理论计算了竞争通道的反应速率常数. 通过实验和理论的结合,确定了异补骨脂素主要解离路径和相应产物的分子结构.     

采用二维坐标和变分方法计算磷烷阳离子的伞型振动

提出一个新的二维变分方法计算PH₃⁺(X²A₂")的对称伸缩振动(v1)和伞形振动(v2). 因为采用了对称化的笛卡尔坐标,所以动能项变得简单,同时伞形振动模式也能得到很好的反映. 相比采用经常使用的一维模型计算伞形振动,这个二维模型不需要约化质量的假设,同时也考虑了v1和v2振动模式之间的相互作用. 用二维模型对PH₃⁺首次进行了计算, 前七个能级的理论值和实验值的平均相对误差小于3 cm^{-1. 用相同的方法也计算了NH₃,结果没有PH₃+理想,说明这个方法有一定的局限性.}     

从可溶性单源分子前驱体采用溶胶凝胶法制备ZnO/TiO2 纳米复合物

合成了单源分子前驱体Cl₂TiZn(dmae)₄ (dmae为2-二甲基乙醇胺),并以乙醇为溶剂,加入等摩尔量的水对其进行可控水解得ZnO/TiO₂纳米复合凝胶,经pH=9沉淀,在200、400和600 oC 烧结得到不同的产物T₂₀₀、T₄₀₀、T₆₀₀. XRD分析表明未烧结产物为无定形粉末并随着烧结温度升高晶型改善. ZnO呈纤锌矿结构(六方晶系),TiO₂呈板钛矿型结构(正交). BET分析和扫描电镜表明颗粒的大小随着烧结温度的提高而增加. 红外光谱证明Zn-O和Ti-O的特有的振动频率,OH基团烧结后的产物中被去掉. 所有的样品都显示良好的光催化活性, 且T₆₀₀活性最高.     

HC2nO+ (n=3-6) 正离子的红外光解离光谱以及理论计算研究

本文利用脉冲激光溅射-超声分子束载带离子源在气相中产生了HC_2nO⁺ (n=3-6)正离子. 通过对贴附CO的络合物离子的红外光解离光谱实验获得了HC_2nO⁺正离子在1600∽3500 cm^-1范围内的红外光谱. 通过比较实验光谱和理论模拟光谱确定了HC_2nO⁺正离子具有端接氢和氧的直线型碳链衍生物结构,基态为三重态,单重态比三重基态能量高10∽15 kcal/mol. 成键分析表明HC_2nO⁺中的碳链具有连烯的结构特征.     

掺铒的纳米相氟氧化物玻璃陶瓷的多光子红外量子剪裁

研究了掺铒的纳米相氟氧化物玻璃陶瓷(Er(3):FOV)的红外量子剪裁现象,测量了红外和可见的Er(3):FOV的荧光光谱.结果发现光激发²H_11/2能级的⁴ I_13/2→⁴I_15/2荧光跃迁的近似量子剪裁效率已达约186.28%.计算了有关的无辐射弛豫速率、自发辐射速率和能量传递速率,分析了有关的能量传递动力学过程,发现     

尺寸和微结构效应对软锰矿红外光谱的影响

合成了纳米纤维状的软锰矿β-MnO₂,其研磨后粒子形貌由纳米纤维转变为纳米粒子,相结构并没有转变．纳米纤维状粒子中心锰离子局域环境有轻微改变．当粒子形貌从长纳米纤维变到短纳米纤维再到纳米粒子时,傅里叶转换红外光谱A_2u频率逐渐从514 cm^-1到574 cm^-1再到617 cm^-1．研究发现依据功能团分析无法确定额外的振动波段来源于不同尺寸和形状粒子的A_2u．通过X射线衍射的Rietveld精修和红外光谱,认为两种MnO₆的八面体构型,如4长+2短,4短+2长,在由不同路线合成的软锰矿中都会存在．微结构对软锰矿傅里叶转换红外光谱最大振动频率的影响是显著的．在红外和远红外区域的四个振动波段都做了分类.     

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.