Structural evolutions and electronic properties of Au_nGd(n=6–15) small clusters: A first principles study

Structural, electronic, and magnetic properties of Au_nGd(n = 6–15) small clusters are investigated by using first principles spin polarized calculations and combining with the ab-initio evolutionary structure simulations. The calculated binding energies indicate that after doping a Gd atom Aun Gd cluster is obviously more stable than a pure Au_(n+1) cluster.Au_6Gd with the quasiplanar structure has a largest magnetic moment of 7.421 μ_B. The Gd-4 f electrons play an important role in determining the high magnetic moments of Au_nGd clusters, but in Au_6Gd and Au_(12) Gd clusters the unignorable spin polarized effects from the Au-6 s and Au-5 d electrons further enhance their magnetism. The HOMO–LUMO(here, HOMO and LUMO stand for the highest occupied molecular orbital, and the lowest unoccupied molecular orbital, respectively)energy gaps of Au_nGd clusters are smaller than those of pure Au_(n+1) clusters, indicating that Au_nGd clusters have potential as new catalysts with enhanced reactivity.     

First-principles studies of electronic,optical,and mechanical properties of γ-Bi_2Sn_2O_7

The detailed theoretical studies of electronic,optical,and mechanical properties of γ-Bi_2Sn_2O_7 are carried out by using first-principle density functional theory calculations.Our calculated results indicate that γ-Bi_2Sn_2O_7 is the p-type semiconductor with an indirect band gap of about 2.72 e V.The flat electronic bands close to the valence band maximum are mainly composed of Bi-6s and O-2p states and play a key role in determining the electrical properties of γ-Bi_2Sn_2O_7.The calculated complex dielectric function and macroscopic optical constants including refractive index,extinction coefficient,absorption coefficients,reflectivity,and electron energy-loss function show that γ-Bi_2Sn_2O_7 is an excellent light absorbing material.The analysis on mechanical properties shows that γ-Bi_2Sn_2O_7 is mechanically stable and highly isotropic.     

Fe-Gd-Ni 三元系合金相图

为探明稀土元素在Fe-Ni殷钢中的作用,了解RE-Fe-Ni(RE为稀土元素)三元合金体系的相关系是必要的。Fe-Ni、Gd-Fe和Gd-Ni三个二元系已有报道。本文在文献[4]的基础上,以Fe替代Co,研究了Fe-Gd-Ni(Gd≤25.0 at.％)三元系合金相图的室温截面。 配制合金用的金属Fe的纯度为99.99％;Ni为英国B.D.H实验室化学部生产的Ni片,纯     

三元系Ce-Al-Cu中化合物晶体结构的Rietveld法计算机程序修正

利用Rietveld方法对三元体系Ce-Al-Cu(<50%(原子分数)Cu)中的化合物晶体结构进行修正,验证该体系在传统高频电弧熔炼条件下所得的熔铸合金存在16个单相.利用精修得到的晶体结构参数对其熔铸态固溶度范围进行了计算,发现Cu在Al,α-Ce3Al11,CeAl3和CeAl2中的最大固溶度依次是(原子分数)2.48%,1.6%,3.7%和5.3%,Al在CeCu5中的最大固溶度为44.1%,Al2Cu和AlCu的固溶度区域分别为(原子分数)32.1%～32.7%Cu和53.5%～57.3%Cu.证实在熔铸态下研究的体系中存在5个三元化合物:CeAl12-xCu(4.0≤x≤4.53),CeAl4-xCu(0.73≤x≤1.10),Ce2Al17-xCux(6.49≤x≤7.87),CeAl13-xCux(6.62≤x≤6.92)和Ce2AlCu2,而Al92Ces,Al3Cu2和CeAlCu并不存在.     

三元Mg2-xRExNi（where RE=La，Ce，Pr，Nd，Y）合金的制备研究

利用两步法制备了一系列三元Mg2-xNdxNi(z=0．05，0．1，0．2，0．3)合金和Mg1.95RE0.05Ni(where RE=La，Ce，Pr，Nd，Y)合金。XRD分析证实，当x为0．05和0．1时，制得的三元Mg2-xNdxNi和Mg2Ni单相合金。x为0．2和0．3时，制得多相合金，合金的相组成为Mg2Ni，NdNi，NdMgNi4。一系列Mg1.95RE0.05Ni合金也均为Mg2Ni单相合金。根据硅内标法计算出的Mg2Ni相的晶格参数的变化，推测认为，添加的稀土元素会引起：Mg2Ni相发生晶格畸变，为保持结构的稳定，Mg2Ni相的晶格可能沿a轴和c轴以近似相同的比例变形或膨胀，故计算出的△a，△c变化较大，而△(c／a)变化很小。由两步法制备的Mg2Ni合金和三元Mg1.95RE0.05Ni(where RE=La，ce，Pr，Nd，Y)合金，球磨时有Mg2Ni相的分解为Mg和Ni的反应发生，而三组元Mg1.95RE0.05Ni合金除此外，还存在替换或固溶的稀土元素RE从Mg2Ni晶格结构中离解或脱溶，且其离解或脱溶要早于Mg2Ni相的分解反应而发生。样品中存在的并非单质的RE，而是相应的稀土氧化物。     

MgH_2储氢热力学研究进展

近年来,材料和能源领域中高能量密度车载储氢材料的研究和开发吸引了世界各国科技工作者的广泛兴趣.MgH2作为一种相对廉价的固体储氢材料,其理论储氢量高达7.6 wt%,且循环吸放氢性能较好,业已成为储氢材料领域的研究热点.本文着重从热力学的角度,对MgH2储氢材料的近期研究进展,特别是其储氢热力学性能的改进,包括纳米化、复合、催化、限域以及理论计算等方面进行简要综述,旨在明确当今MgH2作为潜在可应用储氢材料的研究重点和未来发展趋势.     

低钴LaNi4.5Co0.4-xAl0.1+x储氢合金的相结构和电极性能

采用XRD,SEM等材料分析方法及恒电流充放电、线性极化等电化学测试技术研究了低钴LaNi4.5Co0.4-xAl0.1+x(x=0.00～0.30)储氢合金的电极性能。XRD分析表明:合金均为单一CaCu5型六方结构的LaNi5相结构,随着合金中Al含量的增加,其晶胞参数a和c及晶胞体积都显著增加。301 K时模拟电池测试结果表明:x=0.00时,合金电极具有最佳自放电性能;x=0.15时,合金电极的循环稳定性能最好,其高倍率放电性能达到70.21%(放电电流密度为1800 mA.g-1)。当0.10≤x≤0.15时,Al替代Co能改善AB5型低钴储氢合金的循环稳定性能和高倍率放电性能。     

基于第一性原理的合金化掺杂MgH2的热力学稳定性研究

基于密度泛函的第一性原理,系统研究了合金化掺杂过渡金属（TM=Sc,Ti,Y）和IIA族元素（M=Ca,Sr,Ba）对MgH₂（金红石和萤石结构）的热力学稳定性的影响。结果表明,在低掺杂量（<20%） 时,MgH₂的萤石结构比金红石结构相对更稳定。掺杂Ti,Sr,Ba时,MgH₂的结构发生了失稳现象。MgH₂由金红石结构转变到萤石结构的掺杂TM和M的比例分别大约在20%和40%左右。Mg_0.5Ba_0.52萤石结构的形成焓比MgH₂萤石结构高约0.3 eV,表明其放氢温度在标准大气压下将远低于纯MgH₂。理论计算数据与实验数据有很好的一致性.     

Al-LiBH4复合材料的制备与产氢性能

采用机械球磨法制备了Al-LiBH4系列铝基复合材料.该材料的产氢性能和X射线衍射(XRD)分析结果表明,反应温度升高有利于金属铝和LiBH4之间的相互促进作用,提高材料的氢气产量及产率.常温下该复合材料与水反应迅速,氢气产量高.球料比30∶1、球磨5 h制备的Al-25%LiBH4复合材料30 min内每克材料可以产生720 mL氢气;当反应温度升高至90℃时,在30 min内的氢气产量高达2026 mL/g,氢气产率达95%;而在90℃反应时Al-30%LiBH4材料的氢气产量为2211 mL/g,氢气产率在96%以上.