过饱和五硼酸钠溶液结构

用快速X射线衍射法测量了298和323K时过饱和五硼酸钠溶液的时间空间平均结构,得到了溶液径向分布函数.通过模型设计及理论计算获得了B-B、B-O、O-O、Na-O、Na-B原子对相互作用的理论偏径向分布函数,并讨论了浓度和温度对五硼酸钠溶液结构的影响.在五硼酸钠过饱和溶液中六水合Na+形成八面体结构,其平均配位数随浓度和温度变化不大,作用距离随温度升高及浓度减小而减小;给出了溶液中主要硼酸盐离子B3O3(OH)4-、B5O6(OH)4-和B(OH)3的水合结构,较高温度及较高浓度有利于更高聚合的多聚硼酸根离子的形成;浓度对硼酸盐离子的第一水合层的水合数影响较大,在较浓的五硼酸钠过饱和溶液中,五硼酸根离子的一个端氧单齿配位到Na+上形成离子对,Na-B特征距离为0.328nm.     

RDF法对非晶态聚醚砜共聚物的近程有序结构研究

用径向分布函数(RDF)研究了聚醚砜共聚物(PES)在r=1.5 nm范围内的近程结构, 结果表明, 分子链间存在近程有序结构, 有序周期约为0.5 nm; 聚醚砜共聚物经退火处理后, 由g(r)图可以看出, 第一个峰变高、变窄; 由G(r)图可以看出, 分子链间第一个有序区内, 分子链间贡献大于链内贡献; 于200 ℃退火处理后有序畴尺寸(rs)略有增大, 原子平均位移(σ)变小, 使得分子链内原子间距分布更加均匀, 相邻分子链间距(rv)变小. 同时透射电镜(TEM)的形态结构分析表明, 经退火处理后, 其聚集态确实形成了某种局部有序的结构.     

RbCl和CsCl水溶液结构的X射线散射及经验势结构精修模拟

采用X射线散射法研究了RbCl和CsCl水溶液的结构,利用基于经验势的结构精修(EPSR)方法获得了溶液中的水合Cl^-、Rb⁺、Cs⁺、离子缔合及本体水的对径向分布函数、配位数分布及空间密度分布(3D结构)等结构信息。在水溶液中,Cl^-具有相对稳定的6水合结构,其水合距离为0.321 nm,外加阳离子对其水合作用的影响不明显。7.3 ± 1.4个水分子与Rb⁺水合,其特征水合距离为0.297 nm,8.4 ± 1.6个水分子与Cs⁺水合其水合距离为0.312 nm。Cs⁺不具有第二水合层,而Rb⁺表现出了更强的水合能力,具有较明显的第二水合层。Cl^-、Rb⁺及Cs⁺常被认为是“结构破坏”型离子。从微观角度来看这种所谓的“结构破坏”主要体现在破坏了本体水分子的第二水合层保持四面体构型的趋势。RbCl和CsCl水溶液中部分存在着Rb-Cl和Cs-Cl直接接触离子对,在1.0 mol·dm^-3的溶液中Rb-Cl及Cs-Cl的特征距离分别为0.324和0.336 nm,溶剂分割离子对的距离则都在0.6 nm左右。相对于Cs⁺,Rb⁺与Cl^-离子之间表现出了更强的缔合能力。     

Atomic-Scale Structure of Water-Based Zirconia Xerogels by X-Ray Diffraction

The structural evolution of zirconia thin films and gel powders has been evaluated by X-ray diffraction. Maxima (r ₁ and r ₂) of the experimental radial distribution function RDF and the bond angles were determined and correlated with TGA (thermogravimetric analysis), DTA (differential thermal analysis) and MS (mass spectrometry). The results indicate that the topological short-range structure (<5 Å) of amorphous zirconia thin films, independent of drying temperature, resembles that of crystalline tetragonal ZrO₂. In contrast, amorphous zirconia powder gels dried at temperatures below 120°C show atomic arrangements similar to that of tetragonal ZrO₂. The structure of these gels annealed at temperatures between 165–340°C resembles a distorted tetragonal ZrO₂, monoclinic-like structure. Zirconia powders and films contain crystalline tetragonal ZrO₂ at 400°C.     

温度对液态水结构的影响：中子及X射线散射研究

采用中子散射和X射线散射研究了液态水在298～373 K温度范围内的结构,通过偏径向分布函数(PDF)、配位数分布(CN)、角分布(ADF)及空间密度分布(SDF)等讨论了温度对液态水结构的影响。整体来看,液态水具有"不规则四面体"氢键网络的短程有序结构,该有序度可延续到第三水合层。液态水分子的第一水合层中,围绕中心水分子约有4.8个水分子,然而其中仅有约3.3个水分子与中心水分子通过氢键相键合,约1/3进入到第一水合层的水分子并未与中心水分子直接键合,也正是这些间隙水分子的存在加剧了液态水结构的复杂性。温度对液态水的有序度存在一定的影响,在298～373 K的有限温度变化范围内,温度对液态水中氢键的键长、键角分布及第一水合层SDF的影响不大。从298K升温到373K,O(W)-O(W)距离仅增加0.03?,氢键数目也仅有微小减少,温度对第二和第三水合层的影响则要显著很多。     

过饱和MgSO4溶液结构的X射线衍射研究

用X射线衍射法研究了过饱和MgSO₄溶液298 K的水合结构.用经验黄金规则r=0.618λ/sin θ推断实验衍射曲线的结构信息,而另一个r=0.618×4π/s阐述结构函数曲线的峰.结构模型的计算表明,过饱和溶液中存在着水共享离子对和接触离子对.接触离子对的Mg-S特征距离为0.328 nm,表明硫酸根离子大多是以单齿形式配位到镁离子.Mg²⁺与硫酸根氧原子Mg-O_S(1)距离为0.205 nm,与Mg-H₂O是等价的;Mg-O_S(2)和Mg-O_S(3)很接近,大约为0.355 nm; Mg-O_S(4)距离为0.456 nm.随着浓度增加,接触离子对明显增加.水共享离子对Mg-S距离被确定在0.492 nm,并同时与接触离子对共存.硫酸根配合物的形成,降低了硫酸根水合结构的对称性.     

利用X射线衍射和拉曼光谱法对KCl和NaCl混合溶液微观结构的研究

利用X射线衍射法和拉曼光谱法系统研究了25 ℃下, 0-26%质量分数浓度范围内KCl和NaCl混合溶液的结构。通过分析X射线衍射法所得的混合溶液的差值结构函数F(Q)以及差值对分布函数G(r)发现,混合溶液组分中的K⁺的水化层半径及其水化数均大于Na⁺,从而揭示出常温下NaCl在水中的溶解度大于KCl的原因。在拉曼光谱的研究中,观察到溶液中水分子的四面体氢键受破坏程度随KCl浓度的增加和NaCl浓度的减少,先增大后减小,并结合X射线衍射法的结果,推断混合溶液中Na⁺对水溶液中氢键结构的破坏程度比K⁺严重,且加入适量的K⁺会使Na⁺由结构缔造者转变为打破结构者,对水溶液结构的破坏增强。     

粉末衍射技术解析青蒿素晶体结构方法学比对研究

以粉末X射线衍射技术(PXRD)表征有机物晶体结构为目的,选取我国第1个全新药物青蒿素(Artemisinin)验证粉晶解析有机物晶体结构方法的合理性。粉晶解析结果为正交晶系,P212121空间群,a=23.98223±0.01624,b=9.42480±0.00645,c=6.34589±0.00439,α=β=γ=90°,Z=4,V=1434.693;单晶解析结果为正交晶系,P212121空间群,a=23.9564(9),b=9.3224(5),c=6.3205(3),α=β=γ=90°,P212121,Z=4,V=1411.55(17)3;两者所确定分子非氢结构键长、键角、二面角的相关系数分别为0.9921、0.9833和0.9997,晶胞参数基本吻合,分子构型相似。结果表明,粉晶X射线衍射技术可以求得较为准确的青蒿素晶胞参数及晶胞内分子构型。     

一种测定电化学体系中动态相变的原位X—射线衍射实验装置

自制了一种可在Ｘ－射线衍射仪上现场观察电化学反应电极表面物相变化的电解池装置，该装置在使用时，不需对衍射仪部件作任何改变，只需将其固定在衍射仪的测角台上，联结恒电位仪相应接线柱即可。     

甘油水溶液氢键特性的分子动力学模拟

为了研究低温保护剂溶液的结构和物理化学特性, 以甘油为保护剂, 采用分子动力学方法, 对不同浓度的甘油和水的二元体系进行了模拟. 得到了不同浓度的甘油水溶液在2 ns内的分子动力学运动轨迹, 通过对后1 ns内运动轨迹的分析, 得到了各个原子对的径向分布函数和甘油分子的构型分布. 根据氢键的图形定义, 分析了氢键的结构和动力学特性. 计算了不同浓度下体系中平均每个原子(O和H)和分子(甘油和水)参与氢键个数的百分比分布及其平均值. 同时还计算了所有氢键、水分子之间的氢键以及甘油与水分子之间的氢键的生存周期.     

聚丙烯酰胺稀溶液的分子模拟

聚丙烯酰胺(PAM)是一类重要的线性水溶性聚合物,具有"百业助剂"之称,因此对其溶液性质的研究意义重大.在溶液质量浓度约为1g·mL-1的基础上,分别构建了含有不同水分子数的溶液模型.采用分子动力学(MD)方法模拟分析了不同温度下非离子型的聚丙烯酰胺(PAM-H)和阴离子型的聚丙烯酰胺(HPAM)在纯水溶液及含不同质量分数NaCl的水溶液中的回旋半径(Rg).结果发现,不同温度下PAM-H和HPAM的抗盐性能的模拟结果与实验数据基本吻合,水分子数不同的溶液模型所得模拟结果趋势没有明显变化,为了提高模拟效率,选取含有2000个水分子的溶液模型分析HPAM链中氧负离子及氧原子的径向分布函数,从微观结构模拟说明了HPAM水溶液粘度随NaCl质量分数增加而减小,且HPAM比PAM-H具有较好的增粘效果及较差的抗盐性能的原因.     

Infrared Spectroscopy and X-Ray Diffraction Studies on the Structure and Thermal Behavior of Biodegradable Polyhydroxyalkanoates

The structure and thermal behavior of new types of bacterial copolyester, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate); P(HB-co-HHx) (HHx=2.5, 3.4, and 12 mol %) have been explored by means of wide-angle x-ray diffraction (WAXD), differential scanning calorimetry (DSC), and infrared (IR) spectroscopy. The WAXD pattern of P(HB-co-HHx) (HHx=12 mol %) copolymer measured at room temperature has revealed that it has an orthorhombic system (α=β=γ=90°) with a=5.76Å, b=13.20Å, c=5.96Å (fiber repeat), which is identical to that of poly(3-hydroxybutyrate) (PHB). It has been found from the temperature-dependent variations of the WAXD pattern that only the a lattice parameter shows the thermal expansion, while the b lattice parameter changes little with temperature in the crystalline P(HB-co-HHx) (HHx=12 mol %). This observation suggests that there are inter and intramolecular interactions between C=O groups and alkyl groups along the a axis and that interactions are broken little by little with temperature. IR spectra were measured for the four kinds of polymers over a temperature range from 30°C to high temperatures (200°C; PHB, 180°C; P(HB-co-HHx) (HHx=2.5 mol %), 180°C; P(HB-co-HHx) (HHx=3.4 mol %), 150°C; P(HB-co-HHx) (HHx=12 mol %)). Temperature-dependent IR spectral variations were analyzed for the CH, C=O, and C-O-C stretching band regions, and bands characteristic of crystalline and amorphous parts were identified in each region. It has been found from the IR study that the strength of interaction between the C=O group and the CH₃ (or CH₂) group is similar among the four polymers and that the population of C=O groups that are not involved in the interaction becomes higher with the increase in HHx. Both WAXD and IR studies have revealed that the crystallinity of P(HB-co-HHx) (HHx=12 mol %) decreases gradually starting from relatively low temperature (about 60°C) while that of PHB remains high up to 170°C.     

ChemInform Abstract: The Hydration Structure of NO- 3 in Concentrated Aqueous Sodium Nitrate Solutions.

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ChemInform Abstract: Structure of KNaReH9 by Single Crystal X-Ray Diffraction and Infrared Spectroscopy.

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分子动力学模拟无定形BCN体系结构特征

为研究无定形BCN材料的原子结构特征, 采用分子动力学方法模拟了高温下无定形BCN体系的动力学行为, 计算并分析了引入C原子对体系的径向分布函数(RDF)和配位数的影响. 模拟结果表明, C原子对BCN体系的RDF曲线的峰位置及形状影响很小, 但使其偏径向分布函数(PRDF)的一些峰向右偏移; 引入的C原子部分占据了原来N原子的位置, 使得B-N的配位数降低. 在模拟条件下, 未观察到BN相与C相分离.     

三氧化二硼和五硼酸钠水合物非晶结构

X射线衍射法测量了三氧化二硼及五硼酸钠水合物的非晶结构, 通过非晶衍射实验数据处理, 得到了它们的径向分布函数(RDF). 模型定量计算, 得到了其短程有序结构, 三氧化二硼水合物非晶中75%的硼参与形成平面硼氧六元环(boroxol), 给出了环内ortho-B-O, meta-O-O, meta-B-B和para-B-O相互作用的距离和作用数, 支链与硼氧六元环之间的夹角为125°±15°; 五硼酸钠水合物非晶中, 由两个硼氧三角形(B_△)和一个硼氧四面体(B_□)构成的两个变形六元环通过公共顶点(B_□)相连而形成五硼酸阴离子, 高度有序的离子内相互作用占绝对优势. 六配位Na^＋与五硼酸阴离子中一端氧相连, Na-B特征距离为0.330 nm.     

ChemInform Abstract: Crystal Structure Solution of Hydrated High-Alumina Cement from X-Ray Powder Diffraction Data.

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LiCl、CaCl_2和NaCl-CaCl_2水溶液体系低温相变过程的X射线衍射法研究

本文使用低温X射线衍射法对不同浓度的LiCl、CaCl2和NaCl-CaCl2水溶液在降温过程中的相变情况进行了实时监测,获得了降温过程中的衍射图。结果显示,在快速降温的实验条件下,随温度降低,CaCl2溶液在-10～-60℃范围内析出冰或CaCl2·6H2O;LiCl溶液在5～-80℃范围内析出冰或LiCl·H2O;CaCl2-NaCl溶液在5～-40℃范围内析出CaCl2·6H2O或NaCl、冰。实验结果与相图的对比验证了这一实验方法的可行性。根据实验结果推断,本实验条件下固相可能先以无水盐的形式析出,而水合盐的形成则需要更长的平衡时间。本文的实验方法可为其他油田卤水子体系低温相平衡的研究提供有用信息,进而为油田水低温下结晶析盐规律的研究奠定基础。