有机电光晶体4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲基苯磺酸盐的太赫兹光谱研究

采用色散校正的密度泛函理论(dispersion-corrected density functional theory,DFT-D2)对有机电光晶体4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲基苯磺酸盐(4-N,N-dimethylamino-4′-N′-methyl-stilbazolium tosylate,DAST)进行结构优化和太赫兹光谱计算,通过逐步提高精度进行几何优化的方法寻找DAST收敛的基态稳定结构,获得与DAST初始结构相一致的基态稳定结构.在此结构的基础上,在0—4 THz范围的太赫兹计算光谱与实验测量结果一致,说明采用DFT-D2进行优化的合理性.重要的是,首次通过计算的太赫兹光谱对DAST在0—4 THz范围的太赫兹吸收峰的振动模式进行了详细归属.结果表明:1.12 THz处的振动是DAST阴阳离子的光学声子模式,1.46 THz和1.54 THz两处的振动主要与磺酸盐有关,而2.63 THz和3.16 THz两处的振动则分别源于阳离子的扭转振动和阴离子的转动.该结果不仅很好地说明了阴阳离子分别在太赫兹响应中的贡献,而且为今后通过取代阴阳离子基团获取具有更高二阶非线性效应的DAST衍生物的新合成提供了重要的参考和指导.本文结果说明密度泛函理论在太赫兹光子学上的重要应用,对探究有机电光晶体的太赫兹响应物理原理、性能控制等具有重要的指导价值.     

中美无机化学课程比较与探讨*——以美国康奈尔大学与河北工业大学无机化学课程为例

以河北工业大学和美国康奈尔大学的无机化学课程为例,从教材设置、教学方法和课程考核评价方式等方面对该课程教学进行了对比探讨,以期构建一套符合我国国情且具有国际视野的无机化学新的课程体系,能为国内高校本科无机化学课程的教学改革提供参考,提高其教育教学质量,促进本科人才培养。     

激光诱导击穿光谱法对钢铁偏析样品的分析

经典判断钢铁样品是否存在偏析带方法有金相显微及硫印方法,其缺点在于分析速度慢,且无法提供元素的含量分布信息。文中在最佳实验条件下,采用激光诱导击穿光谱(LIBS),在空间横向分辨率约为100 μm左右对两块钢铁中低合金板坯及均匀样品扫描分析,在建立校准曲线的基础上,将元素强度二维分布转化为含量二维分布。研究表明,编号为86#样品C,Si,Mn,P,S及Cu等元素存在明显的偏析,编号为174#样品C,Si,P,Ti等元素存在明显的偏析,并对偏析带的宽度进行估算,其偏析带的位置及宽度与金相显微分析方法相吻合。对均匀样品扫描分析,C,Si,Mn,P,S等元素均匀分布,不存在偏析带,通过元素强度或含量二维分布图可间接反映样品的均匀性。与传统的金相分析方法相比较,LIBS不仅可快速准确体现样品偏析带位置及宽度,而且还可同时提供元素含量分布(如C,Si,Mn,P,S等元素)等方面的信息。此方法可用于快速对钢铁样品是否存在偏析带及其宽度进行表怔,从而为钢铁冶炼工艺的改进提供理论依据。     

离子液体型多金属氧酸盐[PyPS]nH3-nPW12O40·xH2O的合成及其对水溶液中染料的光催化脱色作用

以吡啶、丙磺酸内酯和钨磷酸为原料,合成了离子液体型多金属氧酸盐（POM-IL）化合物[PyPS]nH3-nPW12O40·xH2O（n=1,2,3）,用FT-IR、UV-Vis、1H NMR和元素分析等对其进行了表征。 结果显示,POM-IL化合物仍保持相应钨磷酸的Keggin结构,并存在吡啶丙磺酸的特征谱带,熔点均高于130 ℃,且随有机阳离子含量增加,熔点降低。 在紫外光下,n为1和2的POM-IL对水溶液中甲基橙的光催化降解活性与钨磷酸相似;在可见光下,POM-IL对水溶液中靛红的光催化降解活性相近,且均远高于钨磷酸。     

多金属氧酸盐/介孔分子筛杂化材料的制备与表征

采用嵌段共聚物模板P123和缺位Keggin结构的多金属氧酸盐K₈SiW₁₁O₃₉•12H₂O, 由溶胶-凝胶法合成了具有类六方结构的SiW₁₁/SBA-15杂化介孔分子筛材料, 并通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外漫反射光谱(UV/DRS)、电感耦合等离子原子发射光谱(ICP-AES)、低温N₂吸附、透射电子显微镜(TEM)等手段对其进行了表征. 结果表明, 杂化材料中不仅规整均一的类六方介孔结构得以保持, 而且多金属氧酸盐的Keggin单元保留完整(含量达25%左右), 并共价键联于介孔材料的孔道内部. 稳定性实验表明, 杂化材料中多金属氧酸盐在水中的流失率远低于一般浸渍法制备的样品.     

新型毛细管等电聚焦驱动方法的建立及其应用

毛细管等电聚焦(CIEF)在生物分离分析领域中的发展迅速．CIEF可分为两步法聚焦和一步法聚焦．电渗流(EOF)可作为一种新的驱动力．Rassi等根据串连体系中电渗流速率将被平均化的原理,将未涂层毛细管与聚乙二醇涂层的毛细管通过聚四氟乙烯管耦合起来,成功地利用毛细管区带电泳快速分离蛋白．此外,利用电渗流输液原理设计的电渗泵还可用作流动注射和微柱液相色谱的驱动系统。     

Si(001)-(2×2×1):H表面O2吸附的密度泛函理论研究

A novel model was developed to theoretically evaluate the O2 adsorption on H-terminated Si(001)-(2*2*1) surface. The periodic boundary condition, the ultrasoft pseudopotentials technique based on density functional theory (DFT) with generalized gradient approximation (GGA) functional were applied in our ab initio calculations. By analyzing bonding energy on site, the favourable adsorption site was determined. The calculations also predicted that the adsorption products should be Si=O and H2O. This theoretical study supported the reaction mechanism provided by Kovalev et al. The results were also a base for further investigation of some more complex systems such as the oxidation on porous silicon surface.     

温度对α-Al2O3(0001)表面吸附生长ZnO影响的DFT研究

The adsorption and the growth of ZnO on α-Al2O3(0001) surface at various temperatures were theoretically calculated by using a plane wave pseudopotentials (USP) method based on density functional theory.The average adsorption energy of ZnO at 400, 600 and 800 ℃ is 4.16±0.08, 4.25±0.11 and 4.05±0.23 eV respectively. Temperature has a remarkable effect on the structure of the surface and the interface of ZnO/α-Al2O3(0001). It is found that the Zn-hexagonal symmetry deflexion does not appear during the adsorption growth of ZnO at 400 ℃, and that the ZnO10-10 is parallel with the 10-10 of the α-Al2O3(0001), which is favorable for forming ZnO film with the Zn-terminated surface. It is observed from simulation that there are two kinds of surface structures in the adsorption of ZnO at 600 ℃: one is the ZnO surface that has the Zn-terminated structure, and whose 10-10 parallels the 10-10 of the substrate surface, and the other is the ZnO10-10 //sapphire 11-10 with the O-terminated surface. The energy barrier of the phase transition between these two different surface structures is about 1.6 eV, and the latter is more stable. Therefore,the suitable temperature for the thin film growth of ZnO on sapphire is about 600 ℃, and it facilitates the formation of wurtzite structure containing Zn-O-Zn-O-Zn-O double-layers as a growth unit-cell. At 600 ℃, the average bond length of Zn-O is 0.190±0.01 nm, and the ELF value indicates that the bond of (substrate)-O-Zn-O has a distinct covalent character, whereas the (Zn)O-Al (substrate) shows a clear character of ionic bond. However, at a temperature of 800 ℃, the dissociation of Al and O atoms on the surface of the α-Al2O3(0001) leads to a disordered surface and interface structure. Thus, the Zn-hexagonal symmetry structure of the ZnO film is not observed under this condition     

SnⅡ取代的Keggin型多金属氧酸盐的合成及光催化性能

合成了Sn~(Ⅱ)取代的Keggin型钨磷、钨硅多金属氧酸盐,用IR、电子光谱、~(31)P NMR测试技术对样品进行了表征,表征结果显示,合成化合物为纯的Sn~Ⅱ取代多金属氧酸盐,无Sn~Ⅳ取代物存在,其中Sn~(2 )未进入空穴八面体的中心,其阴离子的对称性介于相应的饱和与缺位结构之间。继而研究了此类化合物对于几种水溶性染料的光催化降解性能。结果表明,所制备的Sn~Ⅱ取代的钨硅多金属氧酸盐具有高的光催化活性,活性高于一般常用的PW_(12)、SiW_(12)化合物。特别是Sn~Ⅱ取代的钨硅多金属氧酸盐,即使在室内自然日光下对甲基橙和亚甲基蓝的光降解也呈现出很高的催化活性,反应7 h,降解率可达90％以上。对光催化机理的研究表明, Sn~Ⅱ取代的钨磷、钨硅多金属氧酸盐发生O→W荷移跃迁所需的能量较小,因此低能量的光照就可激发其HOMO能级上的电子,引发光催化反应,大大提高了光能利用率。     

单分散SiO2微球的制备及疏水改性研究

采用改进的凝胶-溶胶法制备了200~800 nm的单分散SiO2微球,并通过真空冷冻干燥法得到不易团聚的单分散SiO2粉体,采用乙醇超临界方法对制备的SiO2微球进行疏水改性.通过扫描电镜和氮吸附-脱附分析仪对SiO2微球的表面形貌、粒径以及孔径分布进行表征;用傅里叶红外变换测试和测量接触角对疏水改性的SiO2微球进行分析.结果表明SiO2微球粒径随二次加入TEOS体积增加呈先增大后减小.经过乙醇超临界处理,SiO2微球表面成功接枝上了疏水烷基,微球尺寸越小,疏水性越好,其接触角高达149°,单次SiO2微球处理量对结果无明显影响.采用本方法可以单次处理12 g以上的SiO2微球,接触角均在140°左右,可充分满足实验室使用需求.经过真空冷冻技术和乙醇超临界技术得到疏水单分散SiO2微球粉体,具有不易团聚及单分散性良好的优点,能够作为胶体晶体原料和三维有序材料(3-DOM)模板剂进行广泛应用.