三元配合物H[Ni（C7H4O4）（C9H6NO）]·2.5H2O的合成与表征

以2,4-二羟基苯甲酸和8-羟基喹啉为配体,以Ni2+作为中心原子,合成了一种新的三元固体配合物H[Ni(C7H4O4)(C9H6NO)]·2.5H2O,并采用元素分析、IR光谱和TG-DSC分析对它的结构进行了表征。结果表明,在该配合物中,2,4-二羟基苯甲酸配体以羧基O原子和一个羟基O原子与中心原子配位,8-羟基喹啉配体以羟基O原子和喹啉N原子与中心原子配位,配合物的配位数为4。     

单晶硅纳米切削中C–C键断裂对金刚石刀具磨损的影响

本文基于分子动力学方法模拟金刚石刀具纳米切削单晶硅, 从刀具的弹塑性变形、C–C键断裂对碳原子结构的影响以及金刚石刀具的石墨化磨损等方面对金刚石刀具的磨损进行分析, 采用配位数法和6元环法表征刀具上的磨损碳原子. 模拟结果表明: 在纳米切削过程中, 金刚石刀具表层C–C键的断裂使其两端碳原子由sp³杂化转变为sp²杂化, 同时, 表面上的杂化结构发生变化的碳原子与其第一近邻的sp²杂化碳原子所构成的区域发生平整, 由金刚石的立体网状结构转变为石墨的平面结构, 导致金刚石刀具发生磨损; 刀具表面低配位数碳原子的重构使其近邻区域产生扭曲变形, C–C键键能随之减弱, 在高温和高剪切应力的作用下, 极易发生断裂; 在切削刃的棱边上, 由于表面碳原子的配位严重不足, 断开较少的C–C键就可以使表面6 元环中碳原子的配位数都小于4, 导致金刚石刀具发生石墨化磨损.     

2,6-双[N-(1′,1′-二甲基-2′-羟基)甲酰胺]吡啶及镍(Ⅱ)配合物的合成与光谱学研究

合成并表征了有机配体2,6-双[N-(1′,1′-二甲基-2′-羟基)甲酰胺]吡啶(L)及其镍(Ⅱ)配合物,采用元素分析确定目标配合物组成为C15H21N3O4Ni.H2O,通过对比分析的方法讨论了配位前后游离配体L和镍(Ⅱ)配合物的核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、红外吸收光谱和紫外-可见吸收光谱的谱学性质,进而推断出镍(Ⅱ)配合物的结构。结果表明,配体2,6-双[N-(1′,1′-二甲基-2′-羟基)甲酰胺]吡啶以2个酰胺负离子N和1个吡啶环N原子为配位原子,与中心金属离子Ni(Ⅱ)通过三齿形式配位;配合物中Ni(Ⅱ)采取dsp2杂化轨道方式与配位原子构成配位键,中心金属Ni(Ⅱ)的配位数为4,1个Ni(Ⅱ)与1个三齿配体L和1个水分子配位,形成平面正方形构型的低自旋镍(Ⅱ)配合物。     

能量粒子轰击金刚石的计算机模拟

利用Tersoff势和分子动力学方法研究了初始动能为500 eV的硼粒子注入金刚石的微观行为.结果表明：硼注入后产生温度为5000 K的热峰，其寿命为0.18 ps；同时产生半径为0.45 nm局部非晶化区域，三重配位原子数占该区域原子数的7%.薄膜表层原子向内弛豫，近表层原子向外弛豫，表面层与近表层原子的间距减少了15%，表面层表现为压应力.硼原子以B<110>分裂间隙的形式存在于金刚石结构中. 关键词： 分子动力学模拟 金刚石 硼 注入     

高温高压合成金刚石中触媒的价电子结构分析

 在高温高压条件下，金属触媒与石墨形成的碳化物Me₃C（Me为Fe、Ni）是形成金刚石结构的主要碳源。利用固体与分子经验电子理论（EET），计算了多种Me₃C型碳化物和金刚石的价电子结构以及表征界面性质的电子结构参数，并将程氏理论（TFDC）提出的原子界面边界条件应用到碳化物/金刚石界面，发现碳化物晶胞中C—C键络组成的晶面与金刚石中的某些晶面的电子密度在一级近似下是连续的，但不同碳化物其连续程度不同，其中Co₃C和(FeNi)₃C中碳原子组成晶面的价电子结构与金刚石中的最接近，其C—C键转化为金刚石结构需要的能量最低。从电子结构角度上解释了催化机制及不同触媒的催化效果，价电子理论是探讨金刚石催化机制的新途径。     

一个Schiff碱配体的镍和锌配合物的合成及晶体结构

合成了两个含邻甲氧基苯甲醛Schiff碱配体的单核过渡金属配合物:Ni (C15H13N2O3)2 (1)和Zn (C15H13N 2O3)2(2).采用元素分析和单晶X-射线衍射对制备的晶体进行了结构表征.结构分析表明,这两个配合物属于异质同晶,晶体属四方晶系,空间群为P41212,Z=4.镍原子和锌原子都形成了扭曲的八面体配位构型.配体的酚氧原子(O1和O1A)未与金属原子配位,而甲氧基的氧原子(O3和O3A)却与金属原子配位.     

Al89La6Ni5非晶合金的第一性原理分子动力学模拟

采用第一性原理分子动力学（ AIMD）方法模拟 Al89 La6 Ni5合金的退火过程,结合双体相关函数和配位多面体（团簇）分布分析了体系短程有序结构随温度的演化。结构分析表明,非晶态 Al89 La6 Ni5原子短程有序结构近似密堆排列;在非晶形成过程中,Al 原子周围短程有序结构几乎没有发生变化,而 La 和 Ni原子周围环境发生明显改变,由此推测,La 原子的加入改变了 Ni 原子周围的短程有序结构,因而增加了Al－La－Ni 体系的非晶形成能力;Al 原子和Ni原子间存在Al－Ni共价键作用,电子态密度的计算说明,费米面附近Al－p和Ni－d 之间电子的相互作用是Al－Ni原子间形成局域共价键的原因。     

NiAl中Ni空位对杂质C原子的多重俘获及温度效应的第一性原理研究

本文应用基于密度泛函理论的第一原理方法,研究了NiAl金属间化合物中Ni空位对杂质C元素的多重俘获.研究结果表明:在Ni空位存在时,单个C原子最易于存在于空位中心附近的富Ni八面体间隙位置且与邻近的Ni原子和Al原子之间存在共价键形式的相互作用.多个C原子在NiAl中倾向于以"Sequential"的方式被Ni空位俘获,进而形成CnVNi(n=1,2,3,4)团簇.通过电荷密度和差分电荷密度分析得到,当Ni空位俘获多个C原子后,C原子之间有着优先于自身成键的特性.进一步,我们应用热力学模型计算了温度对于C_nV_(Ni)(n=1,2,3,4)团簇浓度及空位浓度的影响.研究表明本征Ni空位的浓度会随着温度的升高而升高.在NiAl金属间化合物中,大多数的杂质C原子会被Ni空位俘获而不是存在于远离Ni空位的八面体间隙位置.由于C原子被Ni空位俘获的过程是一个放热过程,使得体系温度升高,因此会进一步激发更多的Ni空位产生.但是在一定的温度范围内(温度小于700 K时),Ni空位均以C_nV_(Ni)团簇的形式存在.     

氮氢共掺杂金刚石中氢的典型红外特征峰的表征

所有天然Ia型金刚石红外光谱中都存在3107 cm-1特征峰,而在金属触媒直接合成的金刚石红外光谱中没有检测出3107 cm-1特征峰.本文在6.3 GPa,1500?C条件下,通过Fe70Ni30触媒中添加P3N5直接合成出具有3107 cm-1特征峰的氮氢共掺杂的金刚石.红外光谱分析表明,合成的金刚石中氢有两种存在形式:一种对应着乙烯基团C=CH2中C—H键的伸缩振动(3107 cm-1)和弯曲振动(1450 cm-1)的吸收峰,另一种对应着sp3杂化C—H键的对称伸缩振动(2850 cm-1)和反对称伸缩振动(2920 cm-1)的吸收峰.通过分析发现,3107 cm-1吸收峰与金刚石中聚集态的氮原子有关,当金刚石中没有聚集态的氮元素时,即使氮含量高也不会出现3107 cm-1峰;并且2850和2920 cm-1附近的吸收峰比3107 cm-1附近的吸收峰更为普遍存在.这说明sp3杂化C—H键比乙烯基团的C—H键更广泛存在于金刚石中,从两者的峰值看,天然金刚石中的氢杂质主要以乙烯基团C=CH2存在.3107 cm-1吸收峰与聚集态的氮原子的这种存在关系为天然金刚石形成机制的研究提供了一种新思路,同时较低的合成条件也可能为氢与其他元素共掺杂合成具有n型半导体特性的金刚石提供一个较理想的合成环境.     

内掺过渡金属富勒烯衍生物Ni@C20H20几何结构、成键和电磁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Ni@C20H20的几何结构、成键和电磁性质进行密度泛函计算研究.结构优化发现位于偏离笼子中心三种位置处的Ni原子优化之后均回到笼子中心.结合能和能隙分析表明C20H20的中心位置是Ni原子热力学和动力学最稳定的位置.成键分析表明:Ni原子位于C20H20中心时,和C原子之间几乎没有相互作用,保持自己的孤立状态.电磁分析表明:原子磁矩为2μB的Ni原子内掺到C20H20中心后磁性完全猝灭,而本来无磁性的笼子由于与Ni原子之间没有发生电子转移仍然无磁性.     

On the structure of quenched condensed germanium-noble metal films

Electron diffraction patterns of quenched condensed pure Ge and Ge-noble metal films with concentrations of Cu of Au between 23 at-% and 60 at-% are taken directly after the condensation at 4.2 K and during annealing up to 330 K. The changes of the radii of the first and second diffraction rings, the annealing behaviour and the change in residual resistance point to the fact that a changed short range order more or less similar to that of liquid Ge is responsible for the metallic behaviour and superconductivity.     

金属包裹体的变化及对人造金刚石强度的影响

 当温度超过1 000 ℃时，人造金刚石中的金属触媒包裹体，在形态、结构和成份上都将发生改变，并且这种变化会在金刚石晶格内造成尺寸更大的缺陷区域，因此在表面氧化不起决定性作用的情况下，金属触媒包裹体的这种变化，就成了导致金刚石强度下降的最直接的原因。我们对在氩气保护下、不同温度处理的一系列人造金刚石样品进行了强度测量，并用SEM、X射线衍射及光学显微镜等手段观测了金刚石断裂表面上的包裹体及其形态变化。我们的实验结果证实了上述结论。我们还发现，金属触媒包裹体的存在极大地影响着金刚石的热稳定性，它们使金刚石在1 000 ℃左右即可向石墨转化。     

The key role of biochar in the rapid removal of decabromodiphenyl ether from aqueous solution by biochar-supported Ni/Fe bimetallic nanoparticles

Some problems exist in the current remediation of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) from aqueous solution by using iron-based nanoparticles. Our efforts have contributed to the synthesis of biochar-supported Ni/Fe bimetallic nanoparticle composites (BC@Ni/Fe). Under the optimum operating parameters of BC@Ni/Fe, the morphologic analysis revealed that biochar effectively solved the agglomeration of Ni/Fe nanoparticles and the removal efficiency of BDE209 obtained by BC@Ni/Fe (91.29%) was seven times higher than the sum of biochar (2.55%) and Ni/Fe (11.22%) in 10 min. The degradation products of BDE209 in the solution and absorbed on the BC@Ni/Fe were analyzed with gas chromatography-mass spectroscopy, which indicated that the degradation of BDE209 was mainly a process of stepwise debromination. Meanwhile, compared with Ni/Fe nanoparticles, the adsorption ability of the by-products of BDE209 by BC@Ni/Fe was greater, to a certain extent, which reduced the additional environmental burden. In addition, the concentration of nickle ion leaching from the Ni/Fe nanoparticles was 3.09 mg/L; conversely, the concentration of nickle leaching from BC@Ni/Fe was not detected. This excellent performance in our study indicates a possible means to enhance the reactivity and reduce the secondary risks of Ni/Fe nanoparticles.     

高压熔渗生长法制备金刚石聚晶中碳的转化机制研究

在6 GPa和1500 ℃的压力和温度范围内, 利用高压熔渗生长法制备了纯金刚石聚晶, 深入研究了高温高压下金刚石聚晶生长过程中碳的转化机制. 利用光学显微镜、X-射线衍射、场发射扫描电子显微镜检测, 发现在熔渗过程中金刚石层出现了石墨化现象, 在烧结过程中金刚石颗粒表面形貌发生了变化. 根据实验现象分析, 在制备过程中存在三种碳的转化机制: 1)金属熔渗阶段金刚石颗粒表面石墨化产生石墨; 2)产生的石墨在烧结阶段很快转变为填充空隙的金刚石碳; 3)金刚石直接溶解在金属溶液中, 以金刚石形式在颗粒间析出, 填充空隙. 本文研究碳的转化机制为在高温高压金属溶剂法合成金刚石的条件下(6 GPa和1500 ℃的压力和温度范围内)工业批量化制备无添加剂、无空隙的纯金刚石聚晶提供了重要的理论指导.     

D-D结合型金刚石聚晶的高压合成研究

 为了探索功能金刚石聚晶的高压合成，使其具有优异的透红外和散热性能，我们采取了提高合成压力、温度和尽量减少结合剂的办法进行试验。首先探索如何使合成的金刚石聚晶具有D-D型结合，然后尽量减少结合剂，以合成出高密度的D-D型金刚石聚晶。为了尽量减少结合剂含量，不用粉末混合法，而是分别采用7~14 μm和63~80 μm粒度的金刚石为原料，与纯Ni或Ni₇₀Mn₂₅Co₅合金为基底积层组装，通过高温高压下触媒金属向金刚石晶粒间渗透进行烧结生长。在6.3 GPa的压力和1 440~1 650 ℃的不同温度下分别保持3~40 min。所得到的金刚石聚晶在触媒金属渗透得充分的区域形成了D-D结合型结构，而没有发现碳化物生成及金刚石表面石墨化等现象。     

用过剩压法生长金刚石过程石墨再结晶现象的研究

 描述了在过剩压驱动下金刚石晶种外延生过程中，大量伴生的石墨再结晶现象。再结晶石墨抑制了金刚石的自发成核；它们分布于合成腔触媒金属的低温区，结晶数量多，晶粒片状分层，尺寸大，但出现乱层晶体结构；同时产生一定数量的无定形碳。分析认为，这与长时间的低过剩压驱动，触媒金属内有足够的碳源供给，并具备在高温高压下石墨充分结晶但又达不到完全石墨化条件有关。还讨论了在低过剩压驱动下，促进金刚石晶体外延生长的碳源可能是活化的碳原子，而不是具有乱层结构特征的再结晶石墨。     

预处理石墨对合成金刚石性能的影响

 本文介绍了对合成金刚石用石墨片进行预处理的方法。研究表明，用已处理过的石墨片合成出粒度组、强度高、完整单晶多的金刚石，金刚石中Ni、Mn、Co、Si的含量明显减少，而氮的含量明显增加。并观察到触媒片两面都能均匀地生长理想的金刚石晶体。该预处理方法不仅提高金刚石的质量，而且有可能为认识石墨转化为金刚石的机理提供一些依据。     

用可调探测深度电子能量损失谱与俄歇电子能谱研究Pb/Ni(001)界面

本工作用可调探测深度电子能量损失谱(ELS)与俄歇电子能谱(AES)研究Pb在Ni(001)表面的生长过程。发现Pb是一层一层地在表面生长的,即按Franck-van der Merwe(F-M)模式生长。当Pb的覆盖度大于1单层(ML)时,Pb的6s能带对应的电子能量损失峰开始出现,当Pb的覆盖度为3ML时,Pb的体等离激元的损失峰已相当明显。在Pb的蒸镀过程及随后的整个退火过程中,Pb的体等离激元峰,6s能带峰和Ni的3p能带峰的峰位与峰宽均保持与纯金属相同的值,也没有出现新的体等离激元峰。由此说明P     

Influence of Synthesis and Composition conditions on Strength Characteristics of Synthetic Carbonado-Type Diamonds

Polycrystalline diamonds carbonado were synthesized under pressure 6.0-12.0 GPa. Ni-Cr-Mo alloy and pure Ni were used as the catalysts. The strength was tested by static compression technique according to GOST 9206-80. Diamond powders APK 4 with the grit size 500/400 and 400/315 were made by crushing of the bulk polycrystalline samples and this diamond powders were under investigation. Influences of the synthesis pressure and the chemical treatment on strength of diamond carbonado were studied.     

Melting of copper and nickel at high pressure: the role of d electrons

Melting curves of Cu and Ni were measured in the laser-heated diamond cell to 97 GPa (3800 K) and 60 GPa (2970 K), respectively. The temperatures of Cu are in good agreement with recent theoretical calculations. The Cu melting slope (dT/dP) is about 2.5 times steeper than for Ni. The present results confirm the key role d-shell electrons play in determining the temperature dependence of high pressure melting curves in transition metals that have filled or partially filled d electron bands.