First-principles Study on the Magnetic,Half-metal and Thermoelectric Transport Properties of Inorganic-Organic Hybrid Compounds [C_4N_2H_(12)][Fe_4~Ⅱ(HPO_3)_2(C_2O_4)_3]

The electronic structure,magnetic and half-metal properties of inorganic-organic hybrid compound [C_4N_2H_(12)][Fe_4~Ⅱ(HPO_3)_2(C_2O_4)_3] are investigated by using the full-potential linearized augmented plane wave (FPLAPW) method within density-functional theory (DFT) calculations.The density of states (DOS),the total energy of the cell and the spontaneous magnetic moment of [C_4N_2H_(12)][Fe_4~Ⅱ(HPO_3)_2(C_2O_4)_3] are calculated.The calculation results reveal that the low-temperature phase of [C_4N_2H_(12)][Fe_4~Ⅱ(HPO_3)_2(C_2O_4)_3] exhibits a stable ferromagnetic (FM) ground state,and we find that this organic compound is a half-metal in FM state.In addition,we have calculated antiferromagnetically coupled interactions,revealing the existence of antiferromagnetic (AFM),which is in agreement with the experiment.We have also found that [C_4N_2H_(12)][Fe_4~Ⅱ(HPO_3)_2(C_2O_4)_3] is a semiconductor in the AFM state with a band gap of about 0.40 eV.Subsequently,the transport properties for potential thermoelectric applications have been studied in detail based on the Boltzmann transport theory.     

新型红色荧光粉NaLa_(0.7)(MoO_4)_(2-x)(WO_4)_x∶0.3Eu~(3+)的制备及发光性质研究

采用高温固相法合成具有余辉性能的发光材料NaLa_(0.7)(MoO_4)_(2-x)(WO_4)_x∶0.3Eu~(3+)(x=0,0.5,1,1.5,2)。用X射线衍射(XRD)和荧光光谱对样品的晶体结构和发光特性进行表征。测试结果表明,在900℃下烧结8 h所合成的NaLa_(0.7)(MoO_4)_(2-x)(WO_4)_x∶0.3Eu~(3+)样品为纯相Na La(Mo O_4)_2,样品可被近紫外光393nm和蓝光462 nm有效激发,其发射主峰位于615 nm处,属于Eu3+的5D0-7F2跃迁。Na La_(0.7)(Mo O_4)_(2-x)-(WO_4)_x∶0.3Eu~(3+)的发光强度随着W6+浓度的增加而增大,当W6+掺杂量x=1时发光最强,而后随W6+掺杂浓度的增加出现浓度猝灭现象。通过计算得到样品在393 nm和462 nm激发下的色坐标,当W6+的掺杂量x=1时,样品的红光色纯度最好。     

基于W_(18)O_(49)纳米线的以Al~(3+)、Na~+、H~+为插入离子的电化学行为研究

基于水热法醇解WCl_6得到W_(18)O_(49)纳米线的原理,采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜和拉曼光谱仪对制备出的W_(18)O_(49)纳米线和纳米薄膜进行物相、形貌表征和分析.最后,对W_(18)O_(49)纳米线在H_2SO_4、HCl、NaCl和AlCl_3四种水相电解质中进行循环伏安曲线表征和电化学行为表征.结果表明:虽然传统上认为三价离子很难在宿主结构(W_(18)O_(49)纳米线)中插入与脱出,但通过W_(18)O_(49)在水相电解质中的实验显示,与Na~+、H~+的插入与脱出相比,Al~(3+)较为容易,说明Al~(3+)离子电解质具有良好的可逆性和循环稳定性,在电致变色领域中具有一定可行性.     

FTIR对于PVA-Cu热致变色体系的研究

例如二乙胺四氯合铜[(C_2H_5)_2NH_2]_2CuCl_4的一系列过渡金属离子卤化物具有可逆或者不可能的热致变色性能,如何将他们加工成膜成为它们投入实际应用的一大问题。通过结合聚乙烯醇PVA等聚合物的易加工的优点,能够组成能实际应用的热致变色材料体系。本工作用DSC分析了[(C_2H_5)_2NH_2]_2CuCl_4晶体的热致变色过程,通过溶液法将PVA与[(C_2H_5)_2NH_2]_2CuCl_4复合,成功得到具有热致变色性能的柔性薄膜,用光线光谱仪表征其热致变色性能,用FTIR分析出PVA和[(C_2H_5)_2NH_2]_2CuCl_4存在较弱的氢键相互作用。     

配体调控石墨烯量子点催化活性的RRS法测定Na~+

60℃水浴条件下,过氧化氢(H_2O_2)还原氯金酸(HAuCl_4)生成金纳米粒子反应进行缓慢,加入纳米酶—石墨烯量子点(发蓝光)(GQDb)做催化剂后,H_2O_2还原HAuCl_4生成金纳米粒子反应加快,H_2O_2与HAuCl_4反应生成的金纳米粒子增多,体系中显示出较强的共振瑞利散射光谱(RRS)效应。加入焦性锑酸钾(Coke antimony potassium,CAP)配体后,GQDb被配体包裹,抑制GQDb的催化作用。当溶液中加入Na~+时,Na~+与CAP反应生成Na~+-CAP复合物,CAP从GQDb表面脱落,使GQDb恢复其催化作用。并且随着Na~+浓度增大,体系的RRS信号增强,当Na~+浓度在0.166~1.66μmol·L~(-1)范围内,其ΔI_(372nm)值与Na~+浓度呈良好的线性关系,线性方程为ΔI_(372nm)=1972.6c+219.69,线性相关系数为0.976 1,检测限为0.081μmol·L~(-1)。据此,建立了一种检测Na~+的GQDb催化RRS新方法。     

甲胺水合离子团簇的结构模型及红外光谱研究（英文）

本文利用量子化学计算方法,研究了甲胺和水复合离子团簇[(CH_3NH_2)(H_2O)_n]~+的几何结构、能量和红外光谱,揭示了结构生长模型、氢键作用机制和质子转移机理.研究结果表明,在[(CH_3NH_2)(H_2O)_n]~+团簇中,甲胺甲基上的一个氢原子转移到氨基上,形成分子内质子转移的CH_2NH_3~+离子核心结构模型,水分子作为氢键受体,与质子化氨基NH_3~+形成氢键.CH_3NH_2~+离子核心结构模型没有CH_2NH_3~+离子核心结构模型稳定.在团簇的红外光谱中,CH振动、自由NH振动、氢键结合的NH振动和OH振动模式在CH_3NH_2~+和CH_2NH_3~+两种离子核心结构模型的理论计算红外光谱中明显不同,因此可用于鉴别甲胺水合离子团簇的结构模型,有助于理解甲胺和水复合团簇的氢键网络结构.     

K_2C_2O_4,Mg(NO_3)_2和Na_2S_2O_3过饱和水溶液瑞利弛豫的不连续行为

本文用瑞利散射强度相关的方法求得了K_2C_2O_4,Mg(NO_3)_2和Na_2S_2O_3水溶液的弛豫时间常数。结果表明当达到过饱和态时,弛豫时间常数有不连续增大的趋势。连同过去关于NH_4H_2PO_4的报导,显示这是过饱和体系的一个共同特征。此弛豫时间常数因此可以做为标度从不饱和相至饱和相转变的有序度参数。     

2-甲基-2-丙烯-1-醇的光电离解离研究

利用可调谐真空紫外同步辐射和分子束实验装置在8.0～15.5 eV的光子能量范围内,研究2-甲基-2-内烯-1-醇的光电离解离.测出母体离子和碎片离子:C_4H_8O~+、C_4H_7O~+、C_3H_5O~+、C_4H_7~+、C_4H_6~+、C_4H_5~+、C_2H_4O~+、C_2H_3O~+、C_3H_6~+、C_3H_5~+、C_3H_3~+、CH_3O~+和CHO~+的光电离效率曲线,并获得母体分子的电离能和碎片离子的实验出现势.在B3LYP/6-31+G(d,p)理论水平上,计算光电离过程中母体分子、过渡态和中间体的稳定结构.采用CCSD(T)/cc-pVTZ耦合簇方法计算零点能,得到母体电离能和碎片离子的出现势.通过实验和理论研究,提出2-甲基-2-丙烯-1-醇的光解离路径,分子内氢转移是其中大部分解离途径中的主要过程.     

LiGd(W_yMo_(1-y))_2O_(8-x/2)F_x∶Eu~(3+)红色荧光粉的制备和发光特性

采用高温固相法制备了LiGd(W_yMo_(1-y))_2O_(8-x/2)F_x∶0.4Eu~(3+)(x=0~1,y=0~1)系列白光LED用红色荧光粉。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪、荧光光谱仪对荧光粉的形貌、结构、光学性能进行了表征。结果表明,Eu~(3+)、F-和WO_4~(2-)的掺杂没有改变LiGd(MoO_4)_2的四方晶系白钨矿结构;F~-和WO_4~(2-)最佳掺杂量分别为x=0.6,y=0.4。在396 nm激发下,LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6))_2O_(7.7)F_(0.6)∶0.4Eu~(3+)的发光强度比未掺杂样品提高了60%,量子效率可达66.23%。当温度升高至100℃时,样品的发射强度降为25℃时的76.6%。在460 nm激发下,样品的最强窄带发射峰位于617 nm处,归属于~5D_0→~7F_2跃迁,色坐标为(0.649 9,0.346 3)。5D0能级的荧光寿命曲线遵循单指数规律衰减,随着F-掺杂浓度的增加,5D0能级的荧光寿命不断增加,归因于低声子能量的F-掺入有效减小了能量的无辐射跃迁概率。所制备的LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6))_2O_(7.7)F_(0.6)∶0.4Eu~(3+)荧光粉有望应用于白光LED。     

甲基环己烷在9～15.5 eV能量区的真空紫外光电离研究（英文）

利用具有同步辐射源的反射式飞行时间质谱仪,研究甲基环己烷的真空紫外光电离和光解离.观测到母体离子C_7H_(14)~+和碎片离子C_7H_(13)~+,C_6H_(11)~+,C_6H_(10)~+,C_5H_(10)~+,C_5H_9~+,C_4H~+,C_4H_7~+和C_3H_5~+的光电离效率曲线.测定甲基环己烷的电离能为9.80±0.03 eV,通过光电离效率曲线确定其碎片离子的出现势.在B3LYP/6-31G(d)水平上对过渡态、中间体和产物离子的优化结构进行表征,并使用G3B3方法计算其能量.提出主要碎片离子的形成通道.分子内氢迁移和碳开环是甲基环己烷裂解途径中最重要的过程.     

2-甲基-2-丙烯-1-醇的光电离解离研究（英文）

利用可调谐真空紫外同步辐射和分子束实验装置在8.0～15.5 eV的光子能量范围内,研究2-甲基-2-内烯-1-醇的光电离解离.测出母体离子和碎片离子:C_4H_8O~+、C_4H_7O~+、C_3H_5O~+、C_4H_7~+、C_4H_6~+、C_4H_5~+、C_2H_4O~+、C_2H_3O~+、C_3H_6~+、C_3H_5~+、C_3H_3~+、CH_3O~+和CHO~+的光电离效率曲线,并获得母体分子的电离能和碎片离子的实验出现势.在B3LYP/6-31+G(d,p)理论水平上,计算光电离过程中母体分子、过渡态和中间体的稳定结构.采用CCSD(T)/cc-pVTZ耦合簇方法计算零点能,得到母体电离能和碎片离子的出现势.通过实验和理论研究,提出2-甲基-2-丙烯-1-醇的光解离路径,分子内氢转移是其中大部分解离途径中的主要过程.     

α-蒎稀光电离和离解动力学的同步辐射研究（英文）

为研究α-蒎稀的光电离解离机制,采用同步辐射光电离质谱,在7.9~15.5 e V能量范围内研究了α-蒎稀的紫外光电离解离,对α-蒎稀的电离解离能及其碎片离子的出现势进行了理论分析.实验测得光电离效率曲线,从光电离效率曲线中获得α-蒎稀C_(10)H_(16)的电离能和碎片离子C_9H~+_(13),C_7H~+_(10),C_3H_6~+及CHH_3~+的出现势.用Gaussian 03理论方法计算了C_(10)H_(16)和主要的光解离碎片的总能量,用高级能量计算方法计算了C_(10)H_(16)的电离能和部分碎片离子的出现势及主要的解离通道的离解能.根据实验和理论计算结果,分析了产生碎片离子的主要的解离通道.分析表明实验测得的结果与理论计算提出的C_(10)H_(16)的光解离通道获得的解离能符合得较好.     

碰撞诱导离解(CID)(Ⅱ) I_2(B~3∏_(o+u))在高振动态(v''''=62)的碰撞猝灭机理实验研究

本文研究了B~5∏_(o+u)激发态I_2分子在高振动态v=62时的碰撞猝灭过程。实验中得到了该能级I_2分子和其自身以及与其他气体分子(He,Ar,Kr,H_2,CO,N_2,O_2,CH_4,NH_3,C_2H_6,CCl_4)的碰撞猝灭速率常数,并且发现,在I_2与NH_3的碰撞过程中非稳态中间体的形成可能是碰撞猝灭的主要途径之一。极性分子CO与I_2碰撞的猝灭效率较非极性分子(如与之等电子的N_2)大,表明分子间偶极-诱导偶极相互作用对促进分子反应起着不可忽视的作用。更为重要的是,文献[2]中提出的分子碰撞诱导离解(CID)理论能较圆满地模拟实验结果,说明在此高振动能态,分子碰撞直接离解是猝灭过程的主要途径。     

环戊酮光电离解离的实验和理论研究（英文）

本文介绍了真空紫外光电离质谱结合理论计算研究环戊酮单分子的光电离解离过程,在9.0～15.5 eV能量范围内,测量了环戊酮离子及其碎片离子的光电离效率曲线.通过光电离效率曲线,将环戊酮分子的电离能确定为9.23±0.03eV,并确认碎片离子为:C_5H_7O~+,C_4H_5O~+,C_4H_8~+,C_3H_3O~+,C_4H_6~+,C_2H_4O~+,C_3H_6~+, C_3H_5~+,C_3H_4~+, C_3H_3~+, C_2H_5~+,C_2H-4~+.利用量子化学计算方法,在ωB97X-D/6-31+G(d,p)理论水平基础上,提出了C_5H_8O~+的解离机制.通过对环戊酮解离路径的分析,发现开环和氢迁移过程为环戊酮离子解离的主要路径.     

Li~+、Na~+共掺(Y_xGd_yLu_(1-x-y))_2O_3∶0.5%Pr~(3+)荧光粉的制备及发光特性研究

用高温固相法制备了Li~+,Na~+共掺(Y_xGd_yLu_(1-x-y))_2O_3∶0. 5%Pr3~+荧光粉末。用XRD对样品进行结构表征,用扫描电镜观测了样品的形貌,测量了样品的激发光谱、发射光谱及发光衰减曲线。结果显示,Li~+、Na~+和Pr~(3+)的掺杂没有引起(Y_xGd_yLu_(1-x-y))_2O_3立方晶相结构的改变。在单一基质中掺杂的Li~+、Na~+可有效改善晶粒尺寸,在复合基质中掺杂的Li~+、Na~+,不仅可以有效改善晶粒尺寸,还使得样品有陶瓷化的趋势。在272 nm激发下,粉末样品在632 nm处均呈现较强的Pr~(3+)红色发射。不同条件下,1 000℃煅烧2 h获得的(Y_(0. 05)Gd_(0. 05)Lu_(0. 9))_2O_3∶0. 5%Pr~(3+),2. 5%Li~+,1%Na~+荧光粉末的发光最强,且荧光寿命较短。     

Na_5Eu(WO_4)_4,Na_5Eu(MoO_4)_4和NaEu(MoO_4)_2的振动光谱和Eu~(3+)的~5D_1和~5D_2荧光发射的猝灭

测量了高稀土浓度化学计量基质发光材料Na_5Eu(WO_4)_4,Na_5Eu(MoO_4)_4和NaEu(MoO_4)_2的拉曼和红外光谱。用位置群分析法分析了它们的品格振动模式的对称性分类,并参照有关白钨矿结构材料的结果,对它们的实验振动模确定了归属。这些材料的高能振动模来源于(WO_4)~(2-)或(MoO_4)~(2-)的内拉伸振动,由二个或三个这样的高能声子产生的无辐射弛豫猝灭了Eu~(3+)的~5D_1和~5D_2发射。     

Effects of W~(6+) occupying Sc~(3+) on the structure,vibration, and thermal expansion properties of scandium tungstate

We experimentally investigate effects of W~(6+)occupying the sites of Sc~(3+)in the unit cell of Sc_2 W_3 O_(12)(Sc_8 W_(12) O_(48))on the structure, vibration and thermal expansion. The composition and structure of the doped sample(Sc_6 W_2)W_(12) O_(48±δ)(with two W~(6+)occupying two sites of Sc~(3+)in the unit cell of Sc_8 W_(12) O_(48)) are analyzed and identified by combining the x-ray photoelectron spectroscopy and the synchronous x-ray diffraction with first-principles calculations based on density functional theory. Results show that the crystal with even W~(6+)occupying even Sc~(3+)in the unit cell is stable and maintains the orthorhombic structure at room temperature. The structure of the doped sample is similar to that of Sc_2 W_3 O_(12), and with even W occupying even positions of Sc in the unit cell and constituting the WO_6 octahedra. Raman analyses show that the doped sample possesses stronger W–O bonds and wider Raman linewidths than those of Sc_2 W_3 O_(12). The sample doped with W also exhibits intrinsic negative thermal expansion in the measured range of 150 K–650 K.     

WO_3表面的氧缺陷

用不同能量的Ar~ 和H~ 轰击WO_3表面,观察到W_(4f)峰的位移和加宽。通过谱分解处理得到相应于W_(4f)电子的W~(6 ),W~(4 )和W~03个不同的双峰。用表面产生氧缺陷的机理解释了还原过程。UPS谱显示出氧缺陷的存在增加了靠近费密能级处的态密度。H_2O的吸附结果说明WO_3表面的活性与W~(5 )有关。     

红色荧光粉Na8.33 La1.67(SiO4)6 O2:Eu3+的制备及发光特性

采用高温固相法制备了Na_(8. 33)La_(1. 67)(SiO_4)_6O_2∶Eu~(3+)红色发光材料,利用X射线衍射仪测定其晶体结构,利用Hitachi F4600表征其发光光谱。在紫外光激发下,样品Na_(8. 33)La_(1. 67)(SiO_4)_6O_2∶Eu~(3+)呈多峰发射,分别对应于Eu~(3+)的~5D_0-~7F_j(j=0,1,2,3,4)能级跃迁,主峰是位于615 nm的~5D_0-~7F_2跃迁发射。研究了Eu~(3+)掺杂浓度对材料发光性质的影响,改变Eu~(3+)掺杂浓度,样品的发射强度随之改变,Na_(8. 33)La_(1. 67)(SiO_4)_6O_2∶Eu~(3+)材料的Eu~(3+)浓度为15%时,发光强度最大。讨论了浓度猝灭的机理,理论计算表明引起Eu~(3+)离子能量弥散的主要原因是离子间交换相互作用。     

黄钾铁矾固溶物的制备及拉曼光谱分析

利用水热法实验制备黄钾铁矾固溶系列样品AFe_3(SO_4)_2(OH)_6,其中A位置可以被K~+、Na~+和H_3O~+占据。此外,还制备近全钾占据的黄钾铁矾作为对比样品。对制备的黄钾铁矾群样品进行了拉曼光谱测试,黄钾铁矾的拉曼光谱分为羟基区(3000~4000cm~(-1))、硫酸根内部模式、点阵振动模三个主要部分,并对有异议的振动模的归属重新做了分析。利用拉曼光谱峰的数目以及频移,离子半径的大小、键长、键角的变化等信息,采用胡克定律分析了黄钾铁矾固溶系列A位置的离子替换作用。A位置离子的替换作用主要影响黄钾铁矾结构中OH基周围的环境,使得与羟基相关的振动模发生变化。