Theoretical Study on Reaction Mechanism of Aluminum-Water System

在B3LYP/6-311+G(d,p)和QCISD(T)/6-311++G(d,p) 水平上,对气相中铝与水的反应进行了计算. 理论计算结果表明,铝水反应经过了三条可能的反应通道并且涉及了四个异构体、七个过渡态和两种产物. 其中两条反应通道所涉及的中间物和产物已被实验测得. 同时,在298 K和2000 K计算了铝水反应的焓变和吉布斯自由能,一些计算结果与以前的计算和实验结果吻合较好.     

Theoretical Study of Haloacetonitrile Anions: CH2XCN- (X=F, Cl)

使用HF-SCF、Becke3-LYP和MP2理论方法和Dunnning基组aug-cc-PVTZ对卤代乙腈负离子CH2XCN-(X=F,Cl)进行一系列计算. 计算说明电子垂直贴附到中性分子是吸热反应. 构型优化的负离子CH2FCN-主要是价层束缚类型,CH2FCN-→CH2CN+F-是非绝热解离过程. 在描述负离子的电子结构以及解离贴附动力学时, 理论计算与实验结果比较得出Becke3-LYP方法是合理的,然而在CH2ClCN-→CH2CN+Cl-的解离势能曲线的计算中,MP2和Becke3-LYP方法有显著的不同.     

Internal Conversion Process of Chlorophyll a in Solvents in Femtosecond Pump-Probe Laser Fields

采用约化密度矩阵理论研究了溶液中叶绿素a分子的内转换过程. 内转换时间可以通过模拟实验荧光亏蚀光谱得到. 计算得到的叶绿素a分子在乙酸乙酯、四氢呋喃和二甲基甲酰胺溶剂中的内转换时间分别是141、147和241 fs. 理论分析表明：荧光亏蚀光谱曲线的振荡行为主要是由分子布居在耦合势能面间的振荡引起的. 分析了两个电子态之间非绝热耦合对内转换时间及荧光亏蚀光谱的影响,还讨论了叶绿素a分子与溶液耦合作用对内转换时间的影响.     

In situ Investigation on Layer-by-Layer Deposition of Polyelectrolytes by Quartz Crystal Microbalance

利用带有耗散测量功能的石英晶体微天平(QCM-D),研究了聚苯乙烯磺酸钠(PSSS)和聚乙烯基苄基三甲基氯化铵(PVTC)的层叠层组装. QCM-D中频率和耗散两个参数的变化表明加入NaCl导致PSSS/PVTC多层膜的厚度增加. 在NaCl浓度较低时,组装由表面电荷反转水平决定;而在NaCl浓度较高时,则由相邻层间聚电解质链的渗透程度决定.     

附载CeO2的纳米γ-Al2O3合成及其悬浮液的分散稳定研究

以异丙醇铝和六水硝酸亚铈为铈源和铝源,采用溶胶-凝胶法制备了前驱体,并将前驱体在800℃下空气中焙烧2 h得到附载CeO2的高纯纳米γ-Al2O3.样品经X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、比表面积(BET)、化学成分和杂质含量分析,结果表明:合成的粉末为由γ-Al2O3和CeO2组成的混合物相,两者均属立方晶系,其中γ-Al2O3空间群为O7H-FD3M,CeO2空间群为Fm3m;晶粒平均粒径为15.7 nm,颗粒平均粒径约60～80 nm,粒子呈类球形,比表面积为159.01 m2·g-1;粒子纯度不低于99.97%,CeO2含量为24.22%.红外光谱(IR)测试结果显示,有Al-O-Ce键生成,表明CeO2与Al2O3并非简单混合.进一步通过对其悬浮液体系Zeta电位和吸光度的测定,研究了不同pH值条件、分散剂种类和用量以及氧化剂对其悬浮液分散稳定性的影响;采用超声波分散法,选择硝酸、氢氧化钾溶液作为pH调节剂,异丙醇胺作为分散剂,过氧化氢作为氧化剂,成功制备了长期存放不沉降的附载CeO2的纳米γ-Al2O3CMP浆料,确定了配制的优化工艺条件.     

利用X射线光荧光谱法研究BaO-Tio_2-B_2O_3-SiO_2玻璃体系中Ti的配位数

本文采用X射线荧光光谱法,对BaO-TiO_2-B_2O_3-SiO_2玻璃体系中Ti的配位数进行了研究,测得了TiKα谱线的线形方差,将其结果与具有不同配位数的标样相比较,得到了玻璃中Ti的配位数。实验结果表明:在BaO-TiO_2-B_2O_3-SiO_2玻璃体系中,Ti的配位数主要为四,这与X射线光电子能谱(XPS)和Raman光谱的结果完全一致。     

Mixed Conduction in BaCe0.8Pr0.2O3-α Ceramic

以高温固相反应法合成了BaCe0.8Pr0.2O3-α陶瓷,用X射线衍射法对其结构进行了表征. 用交流阻抗谱、气体浓差电池和氢泵方法测定了材料在500-900 ffiC、不同气氛中的电导率以及离子迁移数,研究了材料的导电特性. 结果表明,该陶瓷材料为单一钙钛矿型斜方晶结构. 在500-900ffiC下,在干燥和潮湿的氧气、空气和氮气气氛中,材料以电子空穴导电为主,其总电导率随氧分压的增加而稍有增加;在潮湿的氢气气氛中,材料以离子导电为主,其总电导率比不含氢气气氛(O2,air,N2)中的电导率高一到两个数量级.     

Grain Growth Kinetics of BaTiO3 Nanocrystals During Calcining Process

以醋酸钡和钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法合成了纳米BaTiO3粉体;运用差示/热重、X射线衍射及透射电镜对前驱体凝胶和产物进行了表征,并根据XRD结果,研究了纳米BaTiO3的晶格常数、晶格畸变度和晶粒尺寸随焙烧温度及时间的变化。结果表明,焙烧温度与时间对纳米BaTiO3晶格常数的影响不明显;随焙烧温度或时间的延长,纳米BaTiO3的晶格畸变度减小,晶粒尺寸增大,但晶格畸变度和晶粒尺寸更敏感于焙烧温度. 基于扩散控制机理的传统模型探讨了焙烧过程纳米BaTiO3晶粒生长动力学,得出其晶粒生长指数为7,晶粒生长活化能为75.49 kJ/mol. 将基于扩散与反应共同控制机理的新型等温模型应用于本研究中,结果表明,新型等温模型更能真实地反映纳米BaTiO3焙烧过程中的晶粒生长行为,说明纳米BaTiO3晶粒生长过程同时受溶质扩散和表面反应控制,其藕合晶粒生长活化能为27.23 kJ/mol.     

Monte Carlo Study on Spontaneous Recoil of Confined DNA Chain

在外加电场作用下,长链DNA分子的一部分链段进入构象熵较小的受限区域,其余部分仍滞留在高熵区. 电场撤除后,位于受限区域的DNA链段将自发回弹到高熵区域. 采用键涨落算法对这一动力学过程进行了模拟研究. 链段的回弹速度逐渐增大,这与实验结果是一致的. 模拟结果揭显示,增加受限区域的障碍物的尺寸或缩小间距都会导致DNA链段回弹速度的增加. 进一步的分析表明链单元在受限区域内的有效熵正比于其在受限区所能到达部分占总受限区域面积的比例.     

影响纳米CeO2沉淀法合成的工艺因素研究

以Ce(NO3)3·6H2O为铈源, (NH4)2CO3·H2O为沉淀剂, 加入少量表面活性剂作分散剂, 采用液相沉淀法成功合成了纳米CeO2. 研究了反应温度、反应时间、搅拌速率、表面活性剂种类及用量、焙烧温度和焙烧时间等因素对纳米CeO2晶粒尺寸和相对密度的影响, 得出优化工艺条件, 通过XRD, DTA/TG, TEM, BET比表面积、 N2等温吸附与脱附、 BJH脱附孔径分布及杂质含量分析等方法对合成产品性能进行了表征. 结果表明 采用浓度为0.1 mol·L-1的(NH4)2CO3·H2O溶液快速倒入浓度为0.1 mol·L-1 的Ce(NO3)3·6H2O溶液中以化学计量比进行反应, 同时加入0.4% (质量分数) PEG4000, 反应时间为10 min, 反应温度为40 ℃, 搅拌速率为800 r·min-1, 经水洗、醇洗、脱水和真空干燥后所得的前驱体于300 ℃的空气中焙烧1 h, 该条件下合成的CeO2属于立方晶系, 空间群为Fm3m, 原生晶粒粒径为5 nm左右, 颗粒粒径为20 nm以下, 比表面积达140.61 m2·g-1, 孔径分布为5～15 nm, 孔径峰值为9.3 nm, 纯度≥99.97%.