染料敏化太阳能电池——神奇的人造树叶

阐述了染料敏化太阳能电池的基本结构及其工作原理,并且讨论了其应用发展前景与存在的问题。     

CoH生成热力学函数的量子力学计算

用B3LYP/SDD密度泛函方法计算了CoH的微观性质、CoH(g)、CoD(g)和CoT(g)的能量(E)和熵(S),进而计算Co与H2、D2、T2反应的△H(-)、△G(-)、△S(-).CoH分子的基电子状态为三重态,Re、D(-)0、ωe分别为1.52nm、277.84 kJ/mol和1321 cm-1,与实验值基本一致.在固态分子的E和S的计算中,以气态分子计算得到的总能量中的振动能Ev代替固态能量,以总熵中的电子振动熵SEv代替固态熵.导出了Co与氢同位素气体反应的△H(-)、△G(-)、△S(-)及平衡氢压力与温度的关系.CoH的室温下平衡离解压力很低,表明CoH是一种稳定的氢化物,这与CoH分子的D(-)0很大的实验事实一致.     

TiH(D、T)分子性质的量子力学计算

运用量子力学从头计算中的B3LYP密度泛函方法,计算了TiH(D、T)分子的结构,力学,光谱学性质和部分热力学函数,基于Debye晶格振动比热模型和Fermi-Dirac自由电子统计理论,计算了固体Ti的振动内能EV,振动和电子熵SEV,从而最终探讨了Ti吸收氢同位素气体生成一氢化物的ΔH、ΔS、ΔG以及氢同位素的平衡离解压P.结果表明:这些计算方法是可行的;在Ti吸收氢同位素生成一氢化物的反应中,ΔH、ΔS均为负值,且随温度升高,绝对值越大,ΔG则向正的方向增加;Ti的α-β转变对反应的热力学函数变化影响不大;室温直至723K,Ti的一氢同位素化物是相当稳定的;相同温度和压力下,氢置换一氢化物中的氘和氚,以及氘置换氚的反应,在热力学上有利.     

纳米材料有毒吗

介绍了纳米材料的一些应用和几种主要纳米材料（如纳米TiO2、碳纳米管、纳米铁粉等）目前已取得的部分生物效应及毒理学的研究结果;讨论了纳米材料对人体和环境带来的潜在影响,及纳米颗粒材料未来的毒性研究重点,并对纳米材料安全性进行了展望。     

锆钴合金氢化反应热力学函数的计算

在有效原子实势近似下,采用Gaussian 98计算程序及B3LYP/SDD密度泛函方法计算得到了ZrCo和ZrCoH分子的结构、力常数、离解能,能量(E)、熵(S)以及ZrCo与氢同位素气体反应的热力学函数.在固态ZrCo、ZrCoH(D、T)的E和S的计算中,近似以气态分子总能量中的振动能EV代替该分子处于固态时的振动能量,以电子运动和振动运动熵SEv代替分子处于固态的熵,在这种近似下,计算了不同温度下ZrCo与H2、D2、T2反应的ΔH、ΔG、ΔS及氢化反应平衡压力,导出了氢化反应温度与平衡压力的依赖关系.计算得出：ZrCoH、ZrCoD、ZrCoT的生成焓(398～598 K）分别为82.81、81.54和80.49 kJ•mol－1,与实验结果有很好的一致性,表明这种近似处理方法是合理的,可以用于一些未知氢化物的热力学函数的近似计算.     

8-羟基喹啉铁配合物对锐钛矿型TiO2（101）表面的敏化机理

用密度泛函理论和DMol3程序包对锐钛矿型TiO2(101)表面复合三(8-羟基喹啉-5-羧酸)铁的敏化机理进行了研究.计算结果表明,该染料敏化剂经式结构的HOMO(最高占据分子轨道)-LUMO(最低未占据分子轨道)能隙非常小,很容易受到激发;TiO2纳米晶吸附染料后,HOMO、LUMO和费米能级都升高,导致吸附染料后开路电压VOC升高.并进一步探讨了(8-羟基喹啉-5-羧酸)铁在TiO2(101)表面复合过程及作用机理.     

四方相BaTiO3铁电性的第一性原理研究

在广义梯度近似下,利用超软赝势对立方相和四方相BaTiO3晶胞中Ti原子沿c轴位移时体系的能量、原子间电子云重叠布局数和各原子上的净电荷等进行了自洽计算.结果显示,当Ti原子沿c轴位移0.012nm时,四方相BaTiO3体系能量最低,其自发极化强度为0.261C/m2,该结果与实验数据相符合;同时表明,O原子的2p轨道和Ti原子的3d轨道的杂化是BaTiO3晶体出现铁电性的重要原因.     

超临界CO2热力学性质的理论计算

应用BWR方程在温度为310～600 K、压强为75～300 bar范围内拟合的超临界CO2流体状态方程,计算了超临界状态下CO2体系的熵、热容和焓.研究表明,这些热力学函数具有明显的超临界特性;与文献值相比,超临界状态下CO2熵的相对误差小于0 .4%,而定压热容的相对误差稍大,为2.45%(T:330～360 K),其数据为进一步从理论上研究超临界CO2与金属铀表面反应的热力学行为奠定了基础.     

CoH生成热力学函数的量子力学计算

用B3LYP/SDD密度泛函方法计算了CoH的微观性质、CoH(g)、CoD(g)和CoT(g)的能量 (E)和熵(S) ,进而计算Co与H2 、D2 、T2 反应的ΔH 、ΔG 、ΔS .CoH分子的基电子状态为三重态 ,Re、D 0 、ωe 分别为 1.5 2nm、2 77.84kJ/mol和 132 1cm-1,与实验值基本一致 .在固态分子的E和S的计算中 ,以气态分子计算得到的总能量中的振动能Ev 代替固态能量 ,以总熵中的电子振动熵SEv代替固态熵 .导出了Co与氢同位素气体反应的ΔH 、ΔG 、ΔS 及平衡氢压力与温度的关系 .CoH的室温下平衡离解压力很低 ,表明CoH是一种稳定的氢化物 ,这与CoH分子的D 0 很大的实验事实一致 .     

二氧化碳热力学性质的理论计算

用HF、MP2、QCISD和B3LYP四种方法,在6-311G* *基集合水平上对气态CO2(X1Σg)分子全优化,可直接得到热力学性质熵S和定压热容CP,在这四种方法中,B3LYP方法算得的结果与实验值最吻合,其相对误差分别只有0.00%和-0.15%;CO2分子的生成焓包含电子焓(为-393.31 kJ.mol-1)和核部分焓(为1.653 kJ.mol-1)两部分,其生成焓相对误差为0.37%.结果表明,所用理论方法计算气态CO2分子在1atm下的热力学性质是可行的.