超临界CO2钝化金属铀的理论研究

考察超临界CO2 对金属铀表面的钝化作用.首先计算UC、C、UO2 和超临界CO2 的结构和热力学性质,基于这些性质,应用化学平衡原理计算,计算结果指出,反应U(α) +CO2 (g) UO2 (s) +C(Graphite)的△G°为-149. 8~-632. 0kJ,反应2U(α) +CO2 (g) UO2 (s) +UC(s)的△G°为-725. 1~-730. 2kJ,两者均远小于零,即△G<0,且平衡很接近产物一端UC、C、UO2.同时,已经熟知超临界流体的动力学性质极活泼,所以,产物UC、C和UO2 是很稳定的主要成分.根据所计算的产物分子比可以得到元素计量比为UC0. 65±0. 01O1. 30±0. 01,这显然不代表某种分子,但是,这对XPS分析很有用.     

U+CO体系的分子反应动力学研究

基于CUO分子(X3A″)的多体展式分析势能函数,用准经典的MonteCarlo轨迹法研究了U+CO(0,0)的分子反应动力学过程.结果表明:在碰撞能低时(<215kJ.mol-1),可以生成长寿命络合物CUO(X3A″),并且该络合反应是无阈能反应,这一结论与前文用多体项展式理论计算的CUO分子势能曲线结果一致.碰撞能大于4184kJ.mol-1后,逐渐出现置换产物UO和UC,随碰撞能进一步增大,分子将被完全碰散成U,C,O原子,而且反应U+CO(0,0)→UO+C,U+CO(0,0)→UC+O和U+CO(0,0)→U+O+C是有阈能反应基于CUO分子(X3A″)的多体展式分析势能函数,用准经典的MonteCarlo轨迹法研究了U+CO(0,0)的分子反应动力学过程.结果表明:在碰撞能低时(<215kJ.mol-1),可以生成长寿命络合物CUO(X3A″),并且该络合反应是无阈能反应,这一结论与前文用多体项展式理论计算的CUO分子势能曲线结果一致.碰撞能大于4184kJ.mol-1后,逐渐出现置换产物UO和UC,随碰撞能进一步增大,分子将被完全碰散成U,C,O原子,而且反应U+CO(0,0)→UO+C,U+CO(0,0)→UC+O和U+CO(0,0)→U+O+C是有阈能反应 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚体 V型三能级原子 双模压缩态光场 光场正交压缩     

铀与CO反应的分子动力学研究

基于CUO分子(X3A″)的多体展式分析势能函数, 用准经典的Monte-Carlo轨迹法研究了U+CO(0, 0)的分子反应动力学过程. 结果表明 在碰撞能低(<215 kJ/mol)时可以生成长寿命络合物CUO(X3A″), 并且该络合反应是无阈能反应; 碰撞能大于418.4 kJ/mol后, 先后出现置换产物UO和UC; 随着碰撞能进一步增大, CUO分子将被完全碰散成U, C和O原子, 而且反应U+CO(0, 0)→UO+C, U+CO(0, 0)→UC+O和 U+CO(0, 0)→U+O+C是有阈能反应.     

超临界CO2与金属铀表面钝化反应的热力学研究

 对超临界CO₂流体处理金属铀表面的钝化反应过程进行了热力学计算，结果表明：钝化反应在超临界状态下能自发进行，温度升高使钝化覆盖层物质的生成自由能负值降低，而压力增大有利于钝化覆盖层的形成。     

铀铌合金热氧化过程的AES研究

在超高真空下，室温下，通入高纯O2，清洁铀铌合金表面就会吸附O2，并解离与表面铀原子结合生成UO2，与表面铌原子结合生成NbO，继续氧化成为Nb2O5；但在高温(673K)时，反应情况截然不同，在氧化过程中，表面上的Nb基本保持为金属态的Nb，U也不能完全氧化为UO2。利用AES研究真空热处理对铀铌合金表面层的影响，将有助进一步丰富铀铌合金的氧化腐蚀机理。     

赝势平面波计算铀及铀化合物结构研究

构建了铀的“Vanderbilt”型USPP,能够以相对较小的计算量完成铀金属结构全优化.计算验证表明,超软赝势平面波方法对于金属铀的计算结果与全电子计算结果接近,能正确反映对铀的低温下低对称结构特点.对简单的NaCl以及CaF2结构的铀氧化物、碳化物以及氮化物晶体参数的计算结果与实验值相差不到3%.对非整数计量比UO2+x(0相似文献   

铀与表面铝薄膜界面反应的俄歇电子能谱分析

主要利用俄歇电子能谱（AES）研究了室温下铀、UO2与表面铝薄膜之间的界面反应，以及退火对界面反应的影响。在俄歇电子能谱仪超高真空室中，利用Ar^＋枪溅射铝靶，使其分别逐步沉积到铀基体与UO2表面上，然后利用电子枪适时采集表面俄歇电子能谱，研究膜基界面反应。     

超临界CO2迅速降压过程的亚稳成核机理研究

本文对超临界CO2流体迅速降压过程的热力学机理方面进行探讨.对迅速降压中的CO2的亚稳态平衡特性进行分析,研究CO2过热液的成核机理.计算结果表明在迅速降压过程中,CO2气化核心的临界半径和临界势垒都随着过热度的增加而迅速变小,当过热度为0.9 K时,生成临界半径气泡的能量势垒约为0.1 K时的1.2%;当过热度为0.5K时,能量涨落值基本与生成气化核心的临界势垒相当.     

FeO+催化N2O与CO反应的密度泛函理论研究

本文采用密度泛函理论DFT-B3LYP方法6-311+G(2d) 的基组, 计算研究了气相中六重态和四重态FeO+离子催化N2O和CO生成N2和 CO2反应的微观机理, 通过计算两种重态金属离子亲氧性（OA）, 从热力学方面说明了主题反应的可行性。分析反应过程的热力学性质和动力学因素得到FeO+与N2O复合生成反应复合物, 之后继续与CO复合成中间体是能量有利反应路径,所得结果与实验观测相符.     

FeO~+催化N_2O与CO反应的密度泛函理论研究

本文采用密度泛函理论DFT-B3LYP方法6-311+G(2d)的基组,计算研究了气相中六重态和四重态FeO+离子催化N2O和CO生成N2和CO2反应的微观机理,通过计算两种重态金属离子亲氧性(OA),从热力学方面说明了主题反应的可行性.分析反应过程的热力学性质和动力学因素得到FeO+与N2O复合生成反应复合物,之后继续与CO复合成中间体是能量有利反应路径,所得结果与实验观测相符.     

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.     

二溴卡宾与CH3OH多通道反应的理论计算

对单、三重态CBr2与CH3OH的多通道反应进行了理论计算. 在b3lyp/6-311g*水平上优化了势能面上构型并进行了构型确认. 计算了各物种经零点能校正的CCSD(T)能量. 结果表明, 单重态CBr2既可以与O－H键插入生成1,1-二溴代甲醚P1 (CH3OCHBr2), 也可以与C－H键插入生成2, 2-二溴代乙醇P3(Br2HCCH2OH). 同时, 存在单重态CBr2与CH3OH抽提双氢生成Pabs(CH2O+CH2Br2)的反应. 采用统计热力学及Wigner校正的Erying理论研究了主反应通道的热力学及动力学性质, 并对反应通道上的关键点进行了NBO和AIM分析.     

二溴卡宾与CH3OH多通道反应的理论计算

对单、三重态CBr2与CH3OH的多通道反应进行了理论计算. 在b3lyp/6-311g*水平上优化了势能面上构型并进行了构型确认. 计算了各物种经零点能校正的CCSD(T)能量. 结果表明, 单重态CBr2既可以与O－H键插入生成1,1-二溴代甲醚P1 (CH3OCHBr2), 也可以与C－H键插入生成2, 2-二溴代乙醇P3(Br2HCCH2OH). 同时, 存在单重态CBr2与CH3OH抽提双氢生成Pabs(CH2O+CH2Br2)的反应. 采用统计热力学及Wigner校正的Erying理论研究了主反应通道的热力学及动力学性质, 并对反应通道上的关键点进行了NBO和AIM分析.     

基态UC2分子的结构和势能函数

采用密度泛函理论 (DFT)的B3LYP方法和相对论有效原子实势理论模型 (RECP) ,对UC2 分子可能的结构进行优化计算 ,得到UC2 分子稳定构型为角形C -U -C(C2v) ;由微观可逆性原理 ,判断了UC2 分子的离解极限 ;并且导出了基态UC2 分子 (X 5B1)的多体项展式势能函数 ,其势能面等值图展现了C -U -C(C2v)稳定结构 ;根据势能面等值图 ,讨论了C +UC(X 3 П)反应和U +C2 (X 1∑+ g)反应的势能面静态特征     

吡喃木糖热裂解机理的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论理论方法M062X/6-311++G(d,p)，对吡喃木糖的热解反应机理进行了理论计算分析。针对吡喃木糖热解可能发生的化学反应共设计了九条可能的热解路径，并对各路径中的反应物、中间体和过渡态的几何结构进行了能量梯度全优化，并在梯度全优化的基础上计算了各热解反应路径的热力学和动力学参数。文中以两大类方式来设计反应路径：1）木糖首先经过过渡态TS1发生开环反应生成链状中间体2，该步的反应能垒为188.7 kJ/mol，对于中间体2共设计了五种可能的热解反应路径；2）考虑双键同时断裂的情况，木糖先发生脱水反应，接着按C-C和C-O键同时断裂的情况发生开环反应，针于这种情况共设计了四条可能的热解路径。计算结果表明，吡喃木糖热解的主要反应产物有乙醇、乙醛、糠醛、丙酮、酸类、CO2和CO等小分子化合物。     

Growth and Chemical Thermodynamics Analysis of SiC Film on Si Substrate by Heating Polystyrene/Silica Bilayer Method

采用改进的PS/OCS/Si(111)叠层热解法,在石英高温管式炉中,常压流通Ar气氛下,于1300 o C制备出了无层错空洞缺陷的晶态SiC薄膜．采用红外、X射线衍射和扫描电镜等分析方法对薄膜样品进行了表征．并研究了这种方法制备SiC薄膜的化学热力学过程．通过对反应平衡常数和吉布斯自由能的计算,初步确定了生成SiC的主反应的发生顺序以及反应体系的平衡状态,并论证了流通的Ar气氛对于反应的持续进行是必须的．该方法制备的薄膜为SiO2/SiC/Si(111)结构,这种结构对于半导体MOS器件的应用是非常有利的．该SiO2层形成反应后期降温阶段,并且可以通过RCA清洗工艺(标准半导体清洗工艺)彻底清除．目前还没有发现用这种方法生长SiC薄膜的报道．     

不同干燥法制备纳米TiO2光催化剂的光谱研究

本文分别用常态、超临界乙醇和超临界CO2干燥法干燥钛酸正丁酯的醇凝胶，制备纳米TiO2光催化剂。应用XRD，FTIR，FT－Raman和Fluorescent spectrum(FS)等光谱技术对催化剂进行了表征。以光催化降解罗丹明B为模型反应，比较所得样品光催化活性。实验结果表明，不同干燥方法对催化剂的晶相结构、半导体能带结构、光吸收性能、表面性质及光催化活性均产生显著的影响，用超临界CO2干燥法制备的TiO2光催化剂具有较好的光催化活性。     

碱土金属氧化物阳离子2MO+(M=Ca, Sr, Ba) 介入N2O与CO反应的理论研究

本文采用UB3LYP/6-311G(2d)+SDD//CCSD(T)/6-311+G(2d)+SDD方法, 计算研究了气相中碱土金属氧化物阳离子2MO+(M=Ca, Sr, Ba)参与N2O (X1∑+) + CO (X1∑+) → N2 (X1∑+g) + CO2 (X1∑+g) 的反应机理. 通过计算亲氧性得到在三种氧化物阳离子中只有2CaO+从N2O得到O原子并传递给CO的过程是热力学允许的. 碱土金属氧化物阳离子2MO+参与主题反应的机理通过以下两种方式进行, 其一为2MO+从N2O获取O原子生成2MO2+, 进而向CO提供O原子得到2MO+和CO2, 该过程为催化反应机理; 其二为2MO+先与N2O复合生成中间体IM1, 之后IM1继续与CO复合生成中间体IM2', 经过一系列反应过程最终生成2MO+, N2和CO2. 通过对两种反应过程的热力学性质和动力学因素分析得到, 2MO+(M=Ca, Sr, Ba)参与反应N2O (X1∑+) + CO (X1∑+) → N2 (X1∑+g) + CO2 (X1∑+g)的机理为后一路径, 所得结果与实验观测相符.     

碱土金属氧化物阳离子2MO+(M=Ca,Sr,Ba)参与N2O与CO反应理论研究

本文采用UB3LYP/6-311G(2d) +SDD//CCSD(T)/6-311+ G(2d) +SDD方法,计算研究了气相中碱土金属氧化物阳离子2MO+ (M=Ca,Sr,Ba)参与N2O (X1∑+)+CO(X1∑+)→N2(X1∑g+)+CO2 (X1∑g+)的反应机理.通过计算亲氧性得到在三种氧化物阳离子中只有2CaO+从N2O得到O原子并传递给CO的过程是热力学允许的.碱土金属氧化物阳离子2MO+参与主题反应的机理通过以下两种方式进行,其一为2 MO+从N2O获取O原子生成2MO+,进而向CO提供O原子得到2MO+和CO2,该过程为催化反应机理;其二为2MO+先与N2O复合生成中间体IM1,之后IM1继续与CO复合生成中间体IM2',经过一系列反应过程最终生成2MO+,N2和CO2.通过对两种反应过程的热力学性质和动力学因素分析得到,2 MO+ (M=Ca,Sr,Ba)参与反应N2O(X1∑+)+CO(X1∑+)→N2(X1∑g+)+CO2(X1∑g+)的机理为后一路径,所得结果与实验观测相符.     

铀与水蒸气体系的热力学性质计算

应用Gaussian 98程序对U-H₂O体系所有可能的构型进行优化计算-采用密度泛函 理论的B3L YP方法和MP2方法，对铀原子采用相对论有效原子实势及(6s5p2d4f)/［3s3p2d2f］收缩价基 集合，氧、氢原子采用6-311G^**全电子基集合-计算得到了6种五重态的相对稳 定结构 的电子状态、几何结构、能量、谐振频率、力学性质和电性质等-结果表明，H₂ O蒸汽在金 属铀表面的反应首先是铀和氧的相互作用-对C_{2v关键词： 密度泛函理论 B3LYP 分子结构 热力学函数}