氧化锌电阻阀片中ZnO(002)/β-Bi_2O_3(210)界面结构的第一性原理研究

为了从物质微观结构上了解氧化锌避雷器阀片的性能,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法对ZnO(002)/β-Bi_2O_3(210)界面结构进行弛豫和电子结构计算.结果表明弛豫后,原子间的键长发生改变.界面区域差分电荷密度图和原子布居分析可得ZnO层片中Zn原子电荷缺失,β-Bi_2O_3层片中O原子电荷富集,ZnO层片向β-Bi_2O_3层片转移电子电荷23.61e.晶界结构的内建电场由ZnO层片指向β-Bi_2O_3层片,内建电场是ZnO电阻阀片具有非线性伏安特性的重要原因.界面附近态密度表明界面的结合主要依靠ZnO层片中Zn原子与β-Bi_2O_3层片中O原子相互作用.计算显示ZnO(002)/β-Bi_2O_3(210)界面结合较强,界面能约为-4.203 J/m~2.本文研究结果对于研制高性能非线性伏安特性氧化锌电阻片提供了机理解释和理论支持.     

苯并三氮唑对变压器绕组硫腐蚀抑制机理的分子模拟研究

硫腐蚀现象对变压器绝缘性能的破坏不容忽视,其中腐蚀性硫化物与铜绕组作用产生的硫化亚铜是导致绝缘性能降低的一个重要原因.在变压器内部无氧和有氧的情况下,硫化亚铜的生成主要是因为腐蚀性硫化物与铜或者与氧化亚铜发生了一系列反应.为深入研究铜缓蚀剂苯并三氮唑(BTA)对铜绕组的缓蚀机理,采用分子模拟技术分析了BTA分子与铜晶体的电荷密度分布和态密度分布;同时利用过渡态搜索、红外光谱研究了BTA分子与氧化亚铜的反应过程.结果表明:加入BTA分子前后的铜表面态密度分布发生了变化,并且利用电荷密度分布图说明BTA分子与铜晶体形成了配位键;同时分析了BTA与氧化亚铜反应前后红外光谱的差异,发现BTA分子的结构已发生改变,与氧化亚铜形成了共价键.以上模拟结果说明BTA分子对铜和氧化亚铜有保护作用,能够抑制腐蚀性硫化物对铜绕组的腐蚀.     

聚苯胺/聚丙烯酰胺/镍锌铜铁氧体复合物的制备及电磁性能

采用溶液聚合法制备了聚苯胺/聚丙烯酰胺/镍锌铜铁氧体(PANI/PAM/Zn0.4Ni0.5Cu0.1Fe2O4)三元复合物. 利用X射线衍射仪、红外光谱仪、扫描电子显微镜和振动样品磁强计分别表征了样品的结构、形貌和磁性能, 用阻抗/材料分析仪测定了复合物在1 MHz～1 GHz的频率范围内的磁损耗和介电损耗, 并研究了聚苯胺和引发剂的相对含量对复合物的磁损耗和介电损耗的影响. 结果表明复合物中磁性粒子和聚合物之间具有一定的相互作用, 复合物在1 MHz～1 GHz的频率范围内具有较大电磁损耗能力.     

Incommensurate-commensurate magnetic phase transition in double tungstate Li2Co(WO4)2

Magnetic susceptibility, specific heat, and neutron powder diffraction measurements have been performed on polycrystalline Li$_{2}$Co(WO$_{4}$)$_{2}$ samples. Under zero magnetic field, two successive magnetic transitions at $T_{\rm N1}\sim 9.4$ K and $T_{\rm N2}\sim 7.4$ K are observed. The magnetic ordering temperatures gradually decrease as the magnetic field increases. Neutron diffraction reveals that Li$_{2}$Co(WO$_{4}$)$_{2}$ enters an incommensurate magnetic state with a temperature dependent $\bm k$ between $T_{\rm N1}$ and $T_{\rm N2}$. The magnetic propagation vector locks-in to a commensurate value $\bm k = (1/2, 1/4, 1/4)$ below $T_{\rm N2}$. The antiferromagnetic structure is refined at 1.7 K with Co$^{2+}$ magnetic moment 2.8(1) $\mu_{\rm B}$, consistent with our first-principles calculations.     

CexPr1-xO2-δ复合氧化物的XRD和Raman表征

CeO2是重要的催化材料,在三效催化剂中起着特别重要的作用。CeO2通过Ce3 和Ce4 之间的高效氧化还原循环产生储氧和释放氧的能力,在三效催化剂中起到“氧缓冲器”的作用[1~3]。但是在850℃以上焙烧CeO2容易发生烧结并和γ-Al2O3相互反应生成CeAlO3[4],使储氧能力降低,影响了它在     

Cr/MgO催化剂上乙腈和甲醇选择性合成丙烯腈的研究

用浸渍法制备了系列MgO负载过渡金属氧化物催化剂，比较了这些催化剂的催化性能，详细考察了Cr／MgO催化剂的活性组份含量、焙烧温度及反应温度等因素对乙腈和甲醇选择性合成丙烯腈的影响。结果表明，对于Cr／MgO催化剂，当负载量3％时催化性能最佳，过高的负载量对生成丙烯腈的选择性影响不大，但乙腈转化率呈下降趋势，焙烧温度对生成丙烯腈选择性的影响不大，但经600℃焙烧的催化剂乙腈转化率最高，随着反应温度提高，乙腈转化率提高，而生成丙烯腈选择性400℃左右出现最高值，CO2-TPD表明，催化剂强吸附碱中心越多，越有利于乙腈和甲醇选择性合成丙烯腈反应，Cr／MgO催化剂中引入Na2O后，提高了乙腈的转化率，而生成丙烯腈的选择性降低。     

CuO/Al2O3催化剂高温固相反应的原位XRD和Raman研究

采用原位XRD和激光Raman光谱等技术对CuO/Al2O3系列催化剂高温下的表面组成和体相结构的变化进行研究.结果表明,随着焙烧温度升高,CuO首先与载体Al2O3发生固相反应生成CuAl2O4.CuAl2O4层能阻止外层CuO进一步向载体Al2O3扩散,从而使部分CuO稳定在CuO/Al2O3催化剂的表层.     

硫化锌与硫化锌/氧化锌异质结纳米线的化学气相沉积法制备与表征

介绍一种利用石墨还原快速制备大量硫化锌纳米线的方法,并分别合成了超晶格型、双轴型、核/壳型的硫化锌/氧化锌异质结纳米线.所合成的硫化锌纳米线存在六方纤锌矿和立方闪锌矿两种晶型,纳米线长度达几十微米,直径在20～50 nm,直径均匀且产量很高.在具有双轴型的硫化锌/氧化锌异质结中,首次发现具有超结构特征的氧化锌.HRTEM分析表明,硫化锌/氧化锌超晶格异质结界面为ZB-ZnS(111)//ZnO(0001),而核/壳型异质结界面为W-ZnS(0001)//ZnO(0001),这3个晶面分别为各自晶体的极性面,即所合成的硫化锌/氧化锌异质结中极性面相互平行.对ZnS和ZnS/ZnO异质结的生长机制进行了探讨,并对硫化锌纳米线与硫化锌/氧化锌异质结的光学性质进行了分析.     

外电场下c-C_4F_8和C_3F_7CN分子福井函数与电负性研究

为了量化研究外电场对c-C_4F_8和C_3F_7CN气体化学稳定性和灭弧性能的影响,采用密度泛函B3LYP方法在6-311G~*基组水平上计算了其福井函数、简缩福井函数和电负性.结果表明:c-C_4F_8内亲电、亲核反应位点均在F原子上,随着电场在-0.03a.u.至0.03a.u.范围内变化,碳环上关于电场方向对称的两组F原子的简缩福井函数变化一致,位于电场方向的两组F原子的简缩福井函数变化呈现互逆性;c-C_4F_8的电负性随着电场绝对值的增大而增强.C_3F_7CN内亲电、亲核反应位点均为5N、4C、12F,随着电场变化,5N、4C亲电反应活性增强,亲核反应活性减弱,12F亲电反应活性减弱,亲核反应活性增强;相比c-C_4F_8,C_3F_7CN电负性受电场大小和方向的影响,随着电场的变化而逐渐减弱.无外电场时,c-C_4F_8和C_3F_7CN的电负性分别为SF_6的0.67倍和0.77倍.     

基于密度泛函理论的外电场下盐交联聚乙烯分子的结构及其特性

交联聚乙烯是主要的高压电缆绝缘材料.为了研究外电场对盐交联分子结构的影响,本文对Zn原子使用def2-TZVP基组, C, H, O原子使用6-31G(d)基组,运用明尼苏达密度泛函(M06-2X)对交联聚乙烯分子进行优化得到了它的稳定结构.并研究了不同外电场(0—0.020 a.u., 1 a.u.=5.142×10~(11)V/m)作用下盐交联聚乙烯分子结构和能量变化,外电场对前线轨道的能级和成分的影响,原子之间的键级、断键和红光光谱的变化.研究结果表明:随着电场的增大,交联聚乙烯分子从空间网状结构逐渐变成线性结构,总能量降低,但势能增大,偶极矩和极化率升高,交联聚乙烯分子的稳定性随着电场的增大而降低;最高占据轨道能级持续增大,最低空轨道能级从0.011 a.u.电场开始持续降低,能隙持续降低,临界击穿场强为11.16 GV/m;沿电场方向聚乙烯链端表现出亲核反应活性,它的C—C键更容易断裂,形成甲基碳负离子,逆电场方向聚乙烯链端表现出亲电反应活性,它的C—H键更容易断裂形成H正离子;分子红外光谱高频区吸收峰明显红移,低频区吸收峰既有红移又有蓝移.