小尺寸VmOn+团簇的激光光解和密度泛函计算

通过激光溅射法产生了V₂O_n⁺ (n=1, 2), V₃O_n⁺ (n=1, 2, 3)和V₄O₃⁺等缺氧的钒氧团簇,并采用532和266 nm波长的激光对它们进行了光解研究. 利用密度泛函理论计算与激光光解实验相结合确定了这些团簇的几何结构和可能的光解通道. 激光光解实验表明V相似文献   

Experimental and Theoretical Study of Hydrogen Atom Abstraction from Ethylene by Stoichiometric Zirconium Oxide Clusters

使用配有团簇产生和化学反应源的飞行时间质谱装置,研究了锆氧阳离子团簇Zr_xO_y⁺和乙烯的反应. 在这个反应中,发现了产物(ZrO₂)_xH⁺ (x=1～4). 使用密度泛函理论研究了乙烯在Zr₂O₄⁺上的反应通道,发现除了通常的氧转移反应外,乙烯脱氢反应也可以发生,从而支持观察到的产物(ZrO_{2相似文献}   

Experimental and Theoretical Study of Hydrogen Atom Abstraction from C2H6 and C4H10 by Zirconium Oxide Clusters Anions

使用配有团簇产生和化学反应源的飞行时间质谱装置,研究了锆氧阴离子团簇Zr_xOy^-与乙烷和丁烷的反应. 在反应中发现了Zr₂O₅H^-和Zr₃O₇H^-产物. 用密度泛函理论研究了乙烷在Zr₂O₅^-上的反应通道,发现乙烷脱氢反应可以发生,从而证明观察到的产物是源于脱氢反应. 该工作揭示了锆氧负离子团簇与烷烃反应中的新通道.     

Au2Gen-/0 (n=1∽8)团簇结构演化和电子性质的光电子能谱和理论计算研究

本文利用尺寸选择的负离子光电子能谱和理论计算探索Au₂Ge_n^-/0 (n=1∽8)团簇的结构演化和电子性质. 通过比较理论模拟谱与实验谱,并使用CCSD(T)理论方法计算异构体的相对能量,从而确定金锗混合团簇的全局最小结构. 本文发现Au₂Ge_n^-/0 (n=1∽8)团簇的两个Au原子具有较高的配位数和较弱的亲金相互作用. 负离子团簇和中性团簇的最稳定结构分别处于自旋双重态和自旋单重态. 除了Au₂Ge₄^-/0和Au₂Ge₅^-/0,负离子团簇和中性团簇的全局最小结构具有相似的结构特点. Au₂Ge₁^-/0团簇是一个C_2v对称的V形结构,而Au₂Ge₂^-/0团簇是一个C_2v对称的双桥连结构. Au₂Ge₁^-负离子团簇是两个Au原子盖帽的Ge₄四面体结构,而Au₂Ge₄中性团簇是两个Au原子盖帽的Ge₄菱形结构. Au₂Ge_5∽8^-/0团簇主要采用三棱柱、四棱柱、及五棱柱结构. Au₂Ge₆是一个C_2v对称的四棱柱结构,并表现出σ和π双键性质.     

VOxH2O (x= 1——-5)团簇的结构及稳定性研究

用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/DZP水平上对H₂O分子与VO_x形成的团簇VO_xH₂O (x= 1---5)进行结构优化、能量和频率的计算,研究了团簇的稳定结构、稳定性和频率特性.结果表明VO_xH₂O (x= 1---5) 团簇的基态构型的电子态均为²A, 对称性均属C₁对称点群,其中x= 1, 4, 5时基态构型中水分子已被解离.水分子倾向于吸附在团簇VO_x上, 形成VO_xH₂O (x= 1---5)团簇. VO_xH₂O (x= 1---5)团簇中, VO_xH₂O (x= 1,4,5) 的化学活性小于VO_xH₂O (x= 2, 3)的化学活性.此外, H₂O体系与VO_x之间的结合强弱顺序为 VO₄H₂O > VO₅H₂O > VOH₂O > VO₃H₂O > VO₂H₂O. VOH₂O中离解出H原子的能量为2.88 eV和从VO₅H₂O中离解出OH基团的能量为2.38 eV, 均在可见光能量范围内,这两个化学过程有可能在可见光催化条件下进行.可以通过团簇的红外和拉曼谱特征, 初步判断水分子在VO_xH₂O团簇中是否离解.     

锰氧化物团簇正离子与硫化氢反应的实验与理论研究 (cited: 2)

采用激光溅射法制备了同位素标记的氧化锰团簇正离子Mn_m¹⁸O_n⁺,并研究了其在快速流动反应管中与硫化氢在热碰撞条件下的反应,氧化锰团簇正离子与硫化氢反应前后的质量分布与强度变化由飞行时间质谱仪检测．实验表明,绝大多数氧化锰团簇正离子可与硫化氢发生氧-硫交换反应产生水分子,反应通式为：Mn_m¹⁸O_n⁺+H₂S→Mn_m¹⁸O_n-1S⁺+H₂¹⁸O．通过密度泛函理论计算了氧化锰团簇正离Mn₂O₂⁺、Mn₂O₃⁺和Mn₂O₄⁺与H₂S反应的机理,结果显示,在这些反应体系中氧-硫交换反应通道同时具有热力学和动力学优势,印证了实验中观察到的现象．气相团簇研究发现的氧-硫交换反应与相关凝聚相体系反应结果一致     

掺入Ni2+和V3+对α-Al2O3晶体光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量的影响

应用晶体场理论和不可约张量算符方法构造了3d2/3d8态离子在C3v对称晶场中包含自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用、自旋-其它轨道相互作用和其它轨道-其它轨道相互作用四种微观磁效应的45阶可完全对角化的能量哈密顿矩阵.利用该矩阵,计算了V³⁺∶α-Al₂O₃和Ni²⁺∶α-Al₂O₃晶体的光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量,研究了掺入两种互补态离子Ni²⁺和V³⁺对同种晶体的光谱精细结构、晶体局域结构和零场分裂参量的影响,理论计算值和实验值相符.研究发现：掺杂没有改变晶体的光谱精细结构和能级分裂条数,但改变了能级间距|掺杂也没有改变晶体的对称性,但使晶体局域结构发生了一定程度的畸变| Ni²⁺∶α-Al₂O₃晶体局域结构的伸长畸变量大于V³⁺∶α-Al₂O₃晶体,键角的变化量小于V³⁺∶α-Al₂O₃晶体.     

AlnC4-/0(n=2∽4)团簇的结构和成键性质: 光电子能谱和理论计算

本文采用尺寸选择的负离子光电子能谱与高精度理论计算,对Al_nC₄^-/0(n=2∽4))团簇的结构和成键性质进行了研究. Al₂C₄^-团簇负离子的最稳定结构是一个C_2v对称的平面结构,其中两个C₂单元与两个铝原子分别相连. Al₂C₄^-团簇负离子的次稳定结构是一个线型结构,两个铝原子位于C₄线型结构两端,能量仅比最稳定结构高0.05 eV. 中性Al₂C₄团簇是一个线型结构. Al₃C₄^-团簇负离子是一个平面结构,其中三个铝原子分别与两个C₂单元相连. 而中性Al₃C₄团簇则是一个V字型结构. Al₄C₄^-团簇负离子和中性Al₄C₄团簇均为C_2h对称的平面结构,四个铝原子分别位于两个C₂单元的末端. Al_nC₄^-/0(n=2∽4))团簇负离子的自适应自然密度配分的分析结果表明这些团簇中铝原子与C₂单元之间的化学键具有σ和π键特征.     

碳热还原法制备V2O3-C双层包覆磷酸铁锂及其电化学性能

通过V₂O₅的碳热还原反应制备了具有优异倍率性能和循环稳定性的V₂O₃-C双层包覆的磷酸铁锂正极材料. 粉末X射线衍射、元素分析、高分辨投射电镜和拉曼光谱研究表明V2O3相与碳层共包覆于磷酸铁锂颗粒表面. 在V₂O₅的碳热还原反应后,碳含量明显降低,但石墨化程度未发生明显改变. 电化学测试结果表明少量V₂O₃显著改善了磷酸铁锂正极材料的倍率性能和高温循环性能,包含1%氧化钒的复合正极材料在0.2 C放电容量为167 mAh/g,5 C时放电容量为129 mAh/g,并且循环稳定性优异;在55 oC和1 C时放电容量为151 mAh/g,循环100次后无明显容量衰减.     

Er3+/Yb3+共掺碲钨酸盐玻璃的光谱性质和热稳定性的研究

制备了Er³⁺和Yb³⁺共掺的碲钨酸盐玻璃样品65TeO₂-25 WO₃-10R_mO_n(R_mO_n=PbO,BaO),(65+x)TeO₂-(25-x)WO ₃-10La₂O₃ (x=0,5,10), (60+x)TeO₂-(30 -x)WO₃-10Bi₂O₃ (x=0,5,10).测试了玻璃样品的吸收光谱、荧光光谱、能级寿命及热稳定性能.结果表明除含Bi ₂O₃的碲钨酸盐玻璃外，其余玻璃样品均没出现析晶开始温度(T_x)，说明碲钨酸盐 是一种适合于光纤拉制的玻璃基质材料.应用Judd-Ofelt理论计算了强度参数Ω_t(t=2, 4,6)，研究表明Ω₂在碲钨酸盐玻璃中主要受到Er-O键的共价性的影响，而Er^{3 +} 离子周围配位场的非对称性影响可以忽略.测得了Er³⁺在15 μm发射谱的荧光 半高宽 (FWHM=71—77nm)和Er³⁺的⁴I_13/2能级寿命 (τ^m=3—34 ms).应用McCumber理论计算了Er³⁺在15 μm处的受激发射截面(σ^peak=068—103×10^-20 cm²).比较了Er³⁺在不同玻璃基质里 的15 μm荧光带宽和发射截面，研究结果表明碲钨酸盐玻璃是一种制备宽带光纤放大器的理想基质材料.     

自旋玻璃锰氧化物La0.67Ca0.33(Mn,Fe)O3中的分步磁化和超大磁电阻

在Mn位替代钙钛石氧化物La_0.67Ca_0.33(Mn,Fe)O₃中观察到分步磁化现象,并在临界场附近获得大于10⁴%的超大磁电阻效应.指出自旋玻璃相中反铁磁团簇在外磁场下的熔化是分步磁化的物理起因.     

[Co(CO2)n]+团簇的红外解离光谱实验和理论研究

本文利用红外光解离光谱研究了一价钴阳离子与二氧化碳之间的相互作用. 通过密度泛函理论计算得到[Co(CO₂)_n]⁺团簇的几何结构,并且模拟了它们的振动光谱与实验数值进行比较. 研究结果表明,在[Co(CO₂)_n]⁺(n=2∽6)团簇中,钴阳离子通过电四极矩静电作用以端点结合的方式与二氧化碳中的氧原子结合在一起. 团簇的红外光谱都集中在二氧化碳反对称伸缩的波数附近,并且随着团簇尺寸的变化出现蓝移,最后把[Co(CO₂)_n]⁺的红外光解离光谱与稀有气体贴附的[Co(CO₂)_n]⁺-Ar的红外光解离光谱进行了比较.     

双金属纳米团簇Au2@Cu6电子结构的稳定性：闭壳层作用和多中心键

采用密度泛函理论方法，研究了近年来实验报道的双金属纳米团簇Au₂@Cu₆的电子结构和成键特征. 一般认为，纳米团簇Au₂@Cu₆中(CuSH)₆环和(Au₂PH₃)₂两部分之间的相互作用可以看作是d¹⁰-σ闭壳相互作用. 然而，化学成键分析表明，两个部分之间存在一个十中心两电子(10c-2e)的多中心键. 将该结构与其他双金属纳米团簇M₂@Cu₆(M=Ag、Cu、Zn、Cd、Hg)做对比分析，结果表明除了d¹⁰-σ闭壳层相互作用外，多中心键也是配合物的电子结构稳定性的原因. 这一结果将为理解闭壳层相互作用提供有利的帮助.     

Density Functional Theory Study on Electronic and Magnetic Properties of Mn-doped (MgO)n (n=2～10) Clusters

利用密度泛函理论方法优化了纯的和M_n原子掺杂的(MgO)_n (n=2～10)团簇的几何结构. 在Mn原子掺杂的氧化镁结构中, 获得了一系列的同分异构体和与之相对应的总能量.MnMg_n-1O_n(n=2～10)的几何构型显示Mn原子优先取代低配位的Mg原子. 结构稳定性分析表明,除了(MgO)₁₀团簇外,其它纯的和掺杂结构的平均结合能均随着团簇的增大而增强. MnMg_n-1O_n团簇的二阶能量差结果表明MnMg₅O₆和MnMg₈O₉比相邻的团簇表现出更高的相对稳定性. 除了MnMgO₂团簇的磁矩为3.00 μB外,其它掺杂结构的磁矩均为5 μB左右. 它们的磁性主要受电荷转移大小、原子在结构中的位置以及结构尺寸所影响.     

ConCm±(n=1-5; m=1,2)团簇的密度泛函理论研究

本文采用基于自旋极化的密度泛函理论系统研究了Co_nC_m^± (n=1-5; m=1,2)团簇的几何结构和电子结构特性. 将Co_nC^± (n=2-5)团簇中的一个Co替换为C原子, 个体的基态几何结构发生明显变化; 在Co_nC₂^± (n=1-5)团簇的生长序列中, 发现从n=3开始团簇中的两个C原子有彼此分离分布的趋势, 我们分析, 这是Co金属能够维持单壁碳纳米管(SCNTs)保持开口生长, 成为非常有效的一种催化剂的重要原因. 同时, 将Co_nC^± (n=2-5)团簇中添加一个Co原子后系统的总磁矩出现大幅下降的趋势, 但仍保持奇偶交替的规律. 通过比较中性及带电的Co_nC以及Co_nC₂ (n=1-5)团簇的碎裂能, 本工作发现: 由实验获取的SCNTs应均为带正电的体系, 这一结论与已有的实验模型拟合得很好.     

Ba0.98Ce0.8Tm0.2O3-α的离子导电性及其燃料电池性能

用高温固相反应法制备了Ba_0.98Ce_0.8Tm_0.2O_3-α钙钛矿型氧化物固溶体,粉末X射线衍射表明该固溶体为单相. 用交流阻抗谱技术和气体浓差电池方法研究了样品在500～900 oC、不同气体气氛中的导电性,以及该样品为固体电解质的氢-空气燃料电池性能. 该电池能稳定地工作,在900 oC时,电池的最大功率密度为110.2 mW/cm²,高于以Ba_xCe_0.8RE_0.2O₃^- (x≤1, RE=Y, Eu, Ho)为固体电解质的氢-空气燃料电池的功率密度     

针状纳米MnxNi0.5-xZn0.5Fe2O4的共沉淀法制备及表征

通过在碱液中共沉淀Mn²⁺、Ni²⁺和Fe²⁺后制备了棒状的前躯体,前躯体于不同温度煅烧后制得了Mn_xNi_0:5-xZn_0:5Fe₂O₄棒状体. 利用X射线衍射仪和透射电镜对棒状体的物相、形貌及粒径进行了表征,并利用振动样品磁强计对磁性能进行研究. 结果表明长径比大于15的棒状,随着x值的增加,Mn_xNi_0:5-xZn_0:5Fe₂O₄样品的直径增加,长度下降,长径比变小,当x=0.5时其直径在50 nm左右而长径比减小到7～8. 随着x值的增加,样品的矫顽力先增加后减少,x值达到0.4时样品的矫顽力再次增加,当煅烧温度为600 oC,x=0.5时样品的矫顽力最大为134.3 Oe. 饱和磁化强度随着x值的增加先增加后减少,当煅烧温度为800 oC和x=0.2时达到最大为68.5 Oe.     

Al2O3:V3+晶体局域结构及其自旋哈密顿参量研究

提出了解释掺杂离子局域结构畸变的配体平面移动模型，建立了此模型下晶体微观结构与自旋哈密顿参量之间的定量关系.在考虑自旋与自旋、自旋与另一电子轨道和轨道与轨道作用等微小磁相互作用的基础上，采用全组态完全对角化方法，对Al₂O₃晶体中V³⁺的局域结构和自旋哈密顿参量进行了系统的研究.结果表明，V³⁺掺入Al₂O₃晶体后，上下配体氧平面间距离增大了0.0060 nm.从而成功地解释了Al₂O₃:V³⁺晶体的自旋哈密顿参量.在此基础上，研究了三角晶场下3d²离子自旋哈密顿参量的微观起源.研究发现，自旋三重态对自旋哈密顿参量的贡献是主要的，微小磁相互作用对自旋哈密顿参量的贡献只与自旋三重态有关.     

化学计量的氧化钠团簇阳离子结构的离子迁移质谱法研究

本文通过离子迁移质谱法研究了氧化钠团簇阳离子(Na_nO_m⁺,n≤11)的稳定结构. 质谱结果表明化学计量组成Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺ (n=3、5、7、9和11)系列是稳定的,并且NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺ (n=5、7、9和11)系列作为二级稳定系列. 为了获得这些团簇离子的结构,通过离子迁移率测量实验测定离子和氦缓冲气体之间的碰撞截面. 同时计算了这些组合物优化结构的理论碰撞截面. 结果表明,Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺和NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺的结构除了n=9之外,其它具有相似结构框架. Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺所有的化合键位于钠和氧之间. 另一方面,NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺中除了Na-O键之外,还存在一个O-O氧键,表明NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺具有过氧化物离子(O₂^2-)作为Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺的氧化物离子(O^2-) 的替代物. Na(Na₂O)_(n-1)/2⁺和NaO(Na₂O)_(n-1)/2⁺两种稳定系列都是闭壳组合物. 这些闭壳特征对氧化钠簇阳离子的稳定性具有强烈影响.     

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.