TiO2基态和激发态的几何结构、激发能和偶极矩

采用二阶微扰理论MP2、密度泛函B3LYP方法和含时密度泛函TD-B3LYP方法分别优化了TiO₂分子的基态¹A₁和六个激发态¹B₂、³B₂、¹B₁、³B₁、¹A₂和³A₂的几何结构. ¹A₁、¹B₂、³B₂、¹B₁和³B₁具有弯曲几何结构, ¹A₂和³A₂具有线性对称结构. 我们发现激发态¹B₂、³B₂、¹B₁和³B₁键偶极矩的数值大小顺序和相应的键角大小顺序完全一致. 另外, 采用完全活化空间自洽场(CASSCF)CASSCF(6,6)、CASSCF(8,8)、多参考组态相互作用(MRCI)和含时密度泛函TD-B3LYP 计算了TiO₂ 分子各激发态的垂直激发能和绝热激发能. 对¹B₂、³B₂和¹B₁三个态, MRCI/CASSCF(6,6) 计算的垂直激发能和绝热激发能与已有的实验值最接近. 对其他三个激发态³B₁、¹A₂和³A₂, 计算的激发能和文献报道的激发能计算值基本一致. 最后, 还计算了TiO₂分子的基态和激发态的偶极矩. 对¹A₁和¹B₂态, 偶极矩的计算值与已有的实验值相吻合. 采用原子偶极矩校正的Hirshfeld 布居方法计算了TiO₂分子在¹A₁、¹B₂、³B₂、¹B₁和³B₁态时各原子的电荷, 发现从基态到激发态偶极矩的变化与电荷从氧原子向钛原子的转移有关. 整个计算中还考察了基函数cc-pVDZ、cc-pVTZ和cc-pVQZ对计算结果的影响.     

298.15 K Li2B4O7-MgCl2-H2O体系热力学性质的电动势法测定及离子相互作用模型的研究

测定了298.15 K下, 无液接电池Li-ISE│Li₂B₄O₇ (m_A)(aq.), MgCl₂(m_B)(aq.)│AgCl/Ag的电动势, 利用测定结果计算了Li₂B₄O₇-MgCl₂-H₂O体系离子强度在0.05～3 mol•kg^－1范围内, 不同MgCl₂离子强度分数的溶液中LiCl的平均活度系数, 并给出了其随离子强度I, B₄O₇^2－和Mg^2＋浓度的变化规律. 结合以往关于该体系和Li₂B₄O₇-LiCl-H₂O, Li₂B₄O₇-H₂O体系的等压研究结果, 用迭代和多元线性回归方法对Li^＋-Mg^2＋-Cl^－-B₄O₇^2－-H₂O体系的离子相互作用模型进行了研究. 具体方法为考虑了该体系在不同的总硼浓度范围H₃BO₃, B(OH)₄^－, B₃O₃(OH)₄^－和B₄O₅(OH)₄^2－四种含硼化合物的存在以及各硼化合物间的化学平衡, 以修正了的Pitzer渗透系数方程和活度系数方程为基础, 对该体系的等压法和电动势法研究结果进行最小二乘拟合, 拟合的标准偏差为0.0167, 用该模型计算的该体系的渗透系数、活度系数与实验值基本一致.     

298.15 K Li2B4O7-MgCl2-H2O体系热力学性质的电动势法测定及离子相互作用模型的研究

测定了298.15 K下, 无液接电池Li-ISE│Li₂B₄O₇ (m_A)(aq.), MgCl₂(m_B)(aq.)│AgCl/Ag的电动势, 利用测定结果计算了Li₂B₄O₇-MgCl₂-H₂O体系离子强度在0.05～3 mol•kg^－1范围内, 不同MgCl₂离子强度分数的溶液中LiCl的平均活度系数, 并给出了其随离子强度I, B₄O₇^2－和Mg^2＋浓度的变化规律. 结合以往关于该体系和Li₂B₄O₇-LiCl-H₂O, Li₂B₄O₇-H₂O体系的等压研究结果, 用迭代和多元线性回归方法对Li^＋-Mg^2＋-Cl^－-B₄O₇^2－-H₂O体系的离子相互作用模型进行了研究. 具体方法为考虑了该体系在不同的总硼浓度范围H₃BO₃, B(OH)₄^－, B₃O₃(OH)₄^－和B₄O₅(OH)₄^2－四种含硼化合物的存在以及各硼化合物间的化学平衡, 以修正了的Pitzer渗透系数方程和活度系数方程为基础, 对该体系的等压法和电动势法研究结果进行最小二乘拟合, 拟合的标准偏差为0.0167, 用该模型计算的该体系的渗透系数、活度系数与实验值基本一致.     

OH自由基的高精度量子化学研究

采用内收缩MRCI方法(Internally Contracted Multiconfiguration-Reference Configuration Interaction)研究了OH自由基, 计算得到其基态稳定构型的键长是0.09708 nm, 对应的实验值是0.096966 nm, 第一激发态的键长是0.10137 nm,实验值是0.10121 nm. 同时得到势能曲线PECs (Potential Energy Curve), 再分别由Murrell-Sorbie势能函数拟合计算和POLFIT程序计算得到OH自由基在基态X²Π和第一激发态A²Σ⁺时的光谱数据：平衡振动频率ω_e, 非谐性常数ω_eχ_e以及高阶修正ω_eY_e, 平衡转动常数B_e, 振转耦合系数α_e, 解离能D₀和垂直跃迁能量ν₀₀. 这些理论计算结果与最新的实验值非常吻合, 精确度比前人也有很大提高. 其中我们计算得到基态OH(X²Π)的解离能D₀＝35568.86 cm^－1, 第一激发态OH (A²Σ⁺)的解离能D₀＝18953.93 cm^－1, 从第一激发态A²Σ⁺ (ν＝0)到基态X²Π (v＝0)的垂直跃迁能ν₀₀＝32496.42 cm^－1.     

BF分子X1Σ＋, A1P和B1Σ＋态的势能函数

使用SAC/SAC-CI和D95＋＋, 6-311＋＋g, 6-311＋＋g**及D95(d)基组, 分别对BF分子的基态X¹Σ^＋、第一简并激发态A¹Π和第二激发态B¹Σ^＋的平衡结构和谐振频率进行优化计算. 对所有计算结果进行比较, 得出6-311＋＋g**基组为最优基组. 运用6-311＋＋g**基组和SAC方法对基态X¹Σ^＋, SAC-CI方法对激发态A¹Π和B¹Σ^＋进行单点能扫描计算, 并用正规方程组拟合Murrell-Sorbie函数, 得到相应电子态的势能函数解析式, 由得到的势能函数计算了与X¹Σ^＋, A¹Π和B¹Σ^＋态相对应的光谱常数, 结果与实验数据较为一致.     

钐与1-苯基-2，3-二甲基-4-酰代吡唑酮-5的三元配合物的合成与表征

Four new Sm(Ⅲ) ternary complexes with 1-phenyl-2,3-dimethyl-4-acethlpyrazolone-5 (HPDMAP) or 1-phenyl-2,3-dimethyl-4-trichloroacethlpyrazolone-5 (HPDMCP) as the ligand: Sm(PDMAP)₃·bipy (A₁), Sm(PDMAP)₃·phen (A₂), Sm(PDMCP)₃·bipy(B₁) and Sm(PDMCP)₃·phen (B₂) (Where bipy=2,2′-dipyridyl, phen=1,10-phenanthroline.) were synthesized and identified by elemental analysis. They were characterized by UV and FT-IR spectra analysis. Their luminescence from the solid state were studied. The results show that the fluorescence intensities of B₁ and B₂ are stronger than those of A₁ and A₂, but they all have the same order magnitude. As far as A₁ and A₂, B₁ and B₂ are concerned, both bipy and phen have affect on the fluorescence intensities of the complexes.     

HO2自由基与NO2反应通道的理论研究

应用密度泛函理论DFT/B3LYP对HO₂＋NO₂反应进行了研究, 在B3LYP/6-311G^**和CCSD(T)/6-311G^**水平上计算了HO₂自由基与NO₂分子反应的单重态和三重态反应势能面, 计算结果表明, 单重态反应势能面中的直接氢抽提反应机理是此反应的主要反应通道, 即HO₂自由基的氢原子转移到NO₂分子的氮原子上形成产物P₁ (HNO₂＋³O₂), 另一个可能的反应通道是单重态反应势能面上HO₂中的端位氧原子进攻NO₂分子中的氮原子形成中间体1 (HOONO₂), 接着中间体1 (HOONO₂)经过氢转移形成产物P₂ (trans-HONO＋³O₂), 以上两个反应通道都是放热反应通道, 分别放热90.14和132.52 kJ•mol^－1.     

HO2自由基与NO2反应通道的理论研究

应用密度泛函理论DFT/B3LYP对HO₂＋NO₂反应进行了研究, 在B3LYP/6-311G^**和CCSD(T)/6-311G^**水平上计算了HO₂自由基与NO₂分子反应的单重态和三重态反应势能面, 计算结果表明, 单重态反应势能面中的直接氢抽提反应机理是此反应的主要反应通道, 即HO₂自由基的氢原子转移到NO₂分子的氮原子上形成产物P₁ (HNO₂＋³O₂), 另一个可能的反应通道是单重态反应势能面上HO₂中的端位氧原子进攻NO₂分子中的氮原子形成中间体1 (HOONO₂), 接着中间体1 (HOONO₂)经过氢转移形成产物P₂ (trans-HONO＋³O₂), 以上两个反应通道都是放热反应通道, 分别放热90.14和132.52 kJ•mol^－1.     

B2Au20/-/2-: 硼金团簇中的硼-硼多重键

采用密度泛函和波函数理论方法对B₂Au^20/-/2-的几何结构和电子结构进行研究. 计算结果表明阴离子B₂Au^2- ([Au-B B-Au]^-) (C_2h, ²A_u)和B₂Au^22- ([Au-B≡B-Au]^2-) (C_2h, ¹A_g)的基态结构均为线性结构, 即以含有多重键的BB单元(B B或B≡B)为中心, 两端各连接一个Au原子, 但两端的B－Au键不在同一直线上, 结构稍有变形; 而中性分子B₂Au₂ ([Au-B＝B-Au]) (D_∞h, ³Σ_g^-)的基态结构是以B＝B为中心, 两端各与一个Au原子相连的完美的线性结构. C_2h B₂Au^2-的单电子垂直剥离能和对称性伸缩振动频率的计算结果为实验表征提供依据.另外, 计算发现无机盐B₂Au₂Li₂结构中仍包含B≡B, 此结果一方面为其实验合成提供了可能性, 另一方面表明含有B≡B的B₂Au₂^2-结构极为稳定, 可作为结构单元存在于凝聚相中.     

Ca2+-Mg2+-Zn2+体系在水溶性聚磷酸铵溶液中螯合规律的研究

近年来,水溶性聚磷酸铵在液体肥料和复合肥料的领域受到了广泛的关注,并在发达国家中得到了大面积的推广及应用。在pH值为5.5~8.0、温度为278.15 K~323.15 K的条件下,本文采用滴定法研究Ca_²⁺-Mg_²⁺-Zn_²⁺体系在聚磷酸铵溶液中的螯合规律。实验结果表明：相同质量分数的聚磷酸铵溶液对金属离子的螯合量会随着体系中Ca_²⁺、Mg_²⁺、Zn_²⁺的摩尔浓度的变化而变化;随着温度的升高而逐渐降低;随着pH的增加而逐渐增加;随着聚合度的升高而逐渐增加。采用傅里叶红外光谱对聚磷酸铵和A₁B₃C₃体系的螯合物进行表征。     

NFeN结构和性质及反应势能曲线

用B3LYP/6-311+G(d)方法对化合物NFeN弯曲型和直线型的不同自旋多重度多个电子态的几何结构、电子结构、能量和振动光谱进行了计算研究. 结果表明, 单重态中Fe―N键长普遍比三重态和五重态中的短, 在155 pm左右; NFeN三重态电子结构最丰富, 自然键轨道和Mulliken布居显示Fe―N键具有部分离子键特征; 两种结构的所有稳定态中能量最低的是1⁵A₂态, 能量相近的有1³B₁、1³A₂、1³B₂和1¹A₁态, 直线型中能量最低是³Δ_g态; 相对于分子基态反应物Fe(a⁵D)+N₂(X¹Σ_g⁺)所有电子态的能量都偏高, 该反应在热力学上是不利的, 但是对于原子态反应物Fe(a⁵D)+2N(⁴S)则是放热反应; 计算振动频率和强度与实验较吻合的是1³B₁态; 复合物FeN₂与化合物NFeN结构差异明显; Fe原子直接插入N₂分子的势能曲线表明该反应能垒很高, 在动力学上也是不利的.     

B2O3/TiO2-ZrO2的结构表征及其与酸性和催化性能间的关系

采用XRD、N₂吸附、 ¹¹B MAS NMR、NH₃-TPD和催化性能评价等方法研究了B₂O₃/TiO₂-ZrO₂催化剂的结构、酸性及催化环己酮肟气相Beckmann重排反应性能间的关系。结果表明,催化剂中的B₂O₃同时以三配位的BO₃和四配位的BO₄结构单元存在;     

SrAl2O4：Eu2+，Dy3+的助熔剂法制备及其发光特性

以B₂O₃为助熔剂，在1 350 ℃、还原性气氛下成功制备了SrAl₂O₄单相粉末样品。用同样的方法制备了系列单相Sr_1-x-yAl₂O₄：Eu²⁺_x，Dy³⁺_y·nB₂O₃(0.005≤x≤0.07， 0.01≤y≤0.05，0.05≤n≤0.25)样品并表征了其长余辉发光特性。结果表明，最佳的Eu²⁺含量为0.02。辅助激活离子Dy³⁺在Sr_0.98Al₂O₄：Eu²⁺_0.02中的掺杂在一定范围内可以显著提高亮度和余辉时间，最佳Dy³⁺含量为0.03。研究不同B₂O₃含量对Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺_0.02，Dy³⁺_0.03发光性能的影响，结果说明最佳的B₂O₃含量为n=0.1，余辉肉眼可见(≥0.32 mcd·m^-2)时间达4 000 min。利用正电子湮灭技术和热释光技术，研究和讨论了B₂O₃对Sr_0.95Al₂O₄：Eu²⁺_0.02，Dy³⁺_0.03的发光和余辉性能的影响，结果表明B₂O₃的添加有助于Dy³⁺在晶格中形成深度合适、有益于余辉的空位缺陷。     

一种用于检测罗红霉素和B4O72-的高稳定性Cd(Ⅱ)配位聚合物

在溶剂热条件下,成功合成了一种稳定的配位聚合物[Cd₂(L)(bpb)(H₂O)₄]·0.5H₄L(1)(H₄L=1,1''-乙烷基联苯-3,3'',5,5''-四羧酸,bpb=1,4-二(4-吡啶基)苯)。1在不同的有机溶剂和水中表现出优异的稳定性。1可通过荧光猝灭检测水中的罗红霉素(ROX)和B₄O₇^2-,检测限分别为0.21和1.59μmol·L^-1。1可成功用于延河水中ROX和B₄O₇^2-的测定。此外,分析讨论了其传感机理。     

溴代烷烃与活性氮的反应发光研究

在流动余辉装置上, 利用N₂空心阴极放电制备活性氮, 研究了活性氮与溴代烷烃(CHBr₃、CH₂Br₂、C₂H₅Br、C₄H₉Br) 反应的化学发光.上述所有反应中, 在550～750 nm波段均观察到了较强的NBr (b¹Σ+→X³Σ^-)跃迁发射谱. 同时在活性氮与CHBr₃和CH₂Br₂的反应中, 在流动管下游还观察到了CN (A²π, B²π→X²Σ⁺)的发射谱. 验证性的实验表明, 激发态NBr (b¹Σ⁺)是由二步过程形成: N(⁴S)与溴代烷烃反应生成NBr (X³Σ^-), 再通过N₂ (A ³Σ_u⁺)分子能量转移到激发态NBr (b¹Σ⁺); 而激发态的CN是通过N(⁴S) + CBr→CN(A, B) + Br过程形成的.     

“开放型蝶形”[2Fe2S]化合物光催化产氢性能与机理探究

合成并表征了两个新的具有 “开放型蝶形” 结构的[2Fe2S]化合物A和B; 并以A和B为催化剂、 藻红B钠盐 (EBS^2-) 为光敏剂、 三乙胺 (TEA) 为电子给体和质子源, 构建了一个均相光催化产氢体系. 结果表明: 体系在pH为12, 体积比为1∶1的CH₃CN/H₂O溶液中,产氢活性最高,经4 h可见光照射,最大产氢量分别为156.1 μmol (37.9 TON vs. A) 和18.4 μmol (TON 4.6 vs. B); 催化剂中含有质子捕获位点, 有利于形成产氢活性中间体H₂-Fe₂S₂(η²-H²-Fe^IIFe^I) 物种, 从而提高催化剂的产氢活性. 在当前的体系中, 还原态的 Fe^IFe⁰ 物种通过^1* EBS^2-转移到Fe^IFe^I中心上, 然后再经历一个EECC (化合物A) 或ECEC (化合物B), 形成产氢活性中间体H₂-Fe₂S₂(η²-H₂-Fe^IIFe^I)物种, 最终产生H₂分子, 并使Fe^IFe^I 物种再生.     

Criegee自由基CH2O2与H2O反应机理及动力学的理论研究

在6-311＋G(2d,2p)水平下, 采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 研究了Criegee 自由基CH₂O₂与H₂O的反应. 结果表明反应存在三个通道: CH₂O₂＋H₂O®HOCH₂OOH (R1); CH₂O₂＋H₂O®HCO＋OH＋H₂O (R2); CH₂O₂＋H₂O®HCHO＋H₂O₂ (R3), 各通道的势垒高度分别为43.35, 85.30和125.85 kJ/mol. 298 K下主反应通道(R1)的经典过渡态理论(TST)与变分过渡态理论(CVT)的速率常数k^TST与k^CVT均为2.47×10^－17 cm³•molecule^－1•s^－1, 而经小曲率隧道效应模型(SCT)校正后的速率常数k^CVT/SCT为 5.22×10^－17 cm³•molecule^－1•s^－1. 另外, 还给出了200～2000 K 温度范围内拟合得到的速率常数随温度变化的三参数Arrhenius方程.     

1,10-邻啡啰啉取代的希夫碱配体及其双核配合物的合成(英)

A new ligand N, N′-Bis(salicyidene)-5,6-phenanthrolinenediamine (H₂L) 1 and its four binuclear complexes [M²⁺LM²⁺(B^-)₂]( M=Cu²⁺, B^-=Ac^-, 1a; M=Ni²⁺, B^-=Ac^-, 1b; M=Co²⁺, B^-=Cl^-, 1c; M=Ni²⁺, B^-=Cl^-, 1d) have been prepared by condensing 1 equiv. of 5,6-diamino-1,10-Phenanthroline with 2 equiv. of 2-hydroxybenzaldehyde and reaction of 1 with metal salts, and characterized by IR, ¹H and ¹³C NMR, UV-Vis and EI-MS analysis.     

YS+(1Σ+, 3Φ)与COS气相反应: YS++COS→YS2++CO的理论研究

采用密度泛函B3LYP方法研究了硫化钇离子YS⁺ (¹Σ⁺, ³Φ)与硫转移试剂COS在气相中的反应: YS⁺+COS→YS₂⁺+CO. 在单重基态和三重激发态势能面上都找到了四条反应通道. 但是除一条反应通道之外, 其他的反应机理和几何结构变化趋势在不同的势能面上有很大不同. 实验中生成YS₂⁺ 所表现出的吸热特征来自于在基态反应中的三条通道(A, B和C), 其活化势垒分别为28.3, 140.5和120.2 kJ·mol^-1. 计算结果表明硫转移反应没有双态反应活性, 因此产物YS₂⁺ 在低能量区的放热特征是由于基态反应物中还混有残留的激发态YS⁺.