H+CH3D→H2+CH2D反应的十维量子动力学研究

本文采用最近发展的十维含时波包方法研究了H+CH₃D→H₂+CH₂D反应的模式选择性,计算了反应物CH₃D在基态、CH₃对称和不对称伸缩振动激发态、CD伸缩振动激发态以及CH₃弯曲模式的基频和倍频激发态等6个初始状态下的反应几率. 计算结果表明,在碰撞能0.0∽1.0 eV区间内,激发CH₃的任意一种伸缩振动模都能增强反应活性,而CD伸缩振动激发对反应的促进作用不明显. CH₃弯曲振动模的基频激发对促进反应活性几乎没有影响,由于CH₃对称伸缩振动模的基频与CH₃弯曲振动模倍频之间的费米共振作用,CH₃弯曲振动模的倍频激发显著增强了反应活性.     

H+Br2→HBr+Br反应的态-态量子动力学研究

H原子与卤素气体(F₂,Cl₂,Br₂)的反应是典型的轻-重-重原子-双原子反应. 对于研究化学激光的基本反应途径十分重要. 之前所有的实验结果都表明,H+Br₂→HBr+Br反应的势垒高度很小,甚至是负值. 本文基于11698个UCCSD(T)/CBS水平的从头算能量点,用FI-NN方法构建了HBr₂体系的精确全维全域势能面,还包括了Br原子²P_3/2轨道的自旋-轨道耦合. 势能面有一个下沉的势垒(-0.351 kcal/mol}),放热(ΔH₀=-41.265 kcal/mol) 和实验值吻合的很好,在这个势能面上应用含时波包方法计算了H+Br₂→HBr+Br反应的态-态积分和微分截面. 对初始基态反应,产物HBr(v′=2,3,4)态在所考虑的整个能量范围内占主导地位,说明HBr是振动态布居反转的. 温度300 K时,计算的产物振动分布在$v$$''$=3有最大值,在v′=0,1的分布可以忽略不计,这与Setser及合作者和Polanyi及合作者的实验结果相一致. 超过一半的总可用能量进入到产物的内部运动中,这其中大部分进入到振动中. 计算表明,反应物Br₂的初始转动激发对产物振转态分布和微分截面影响很小,而初始振动激发则有一定影响. 在低能区域,初始振动激发到v₀=5态很明显的增强了产物的振动激发. 在初始基态和初始转动激发态下,碰撞能量到0.5 eV的微分截面在后向达到峰值,但随着碰撞能量的增加,角分布的宽度显著增加. 对于初始振动激发态,产物微分截面的结构较为复杂,对高振动激发态产物有很强的前向散射峰.     

单个水分子影响OH+O3反应的理论研究

利用CCSD(T)和MP2的理论方法研究了OH与臭氧反应,并考虑大气中水分子的影响．理论计算探索了OH与臭氧反应的两个反应通道,计算出的能垒与以前的实验和理论符合得较好．当水分子被加入时,反应变得更加复杂,发现了六个反应通道,更重要的是反应能垒降低约4.18 kJ/mol．为了评估这些过程在大气化学中的重要作用,用过渡态理论计算了反应速率．计算结果表明,在298 K,对于没有水参加反应的反应速率为5.16×10^-14 cm³/(molecule s)与实验一致．     

H2O2水热合成双峰介孔硅MCM-48球

在温和的条件下,通过H₂O₂水热处理预合成的MCM-48,得到了有序的双峰介孔硅MCM-48球． 结果表明H₂O₂对于同时去除有机模板剂及形成双峰介孔硅MCM-48球具有重要的作用．采用XRD、TEM、FT-IR和N₂吸附-解吸等方法对双峰介孔MCM-48材料进行了表征,对双峰介孔MCM-48的形成机理也进行了探讨．     

N+ND反应的量子力学速率常数

在两个耦合的势能面1²A′和2²A′上对N+ND反应进行了非绝热量子动力学研究. 计算了N+ND→N₂+D反应和N′+ND→N′D+N反应在5 meV～1.0 eV碰撞能的反应几率和积分截面. 结果发现N+ND→N₂+D反应是N+ND反应的主要反应通道.另外,计算了N+ND→N₂+D 反应的速率常数.     

Br2+分子离子[1+1]双光子解离动力学

本文利用最近研制的低温离子阱-离子速度成像谱仪在冷离子束中研究了同位素质量分辨的⁷⁹Br₂⁺分子离子的[1+1]双光子激光解离动力学. 借助其1⁴Σ^-_u,3/2态为中间态使⁷⁹Br₂⁺共振吸收两个光子至4∽5 eV区域的高激发态并发生解离. 利用离子速度成像技术获得了光解产物⁷⁹Br⁺的二维速度分布和平动能释放谱. 通过平动能释放谱确定了不同解离能量处量子态分辨的解离产物通道分支比. 光碎片产物的角分布表明⁷⁹Br₂⁺分子离子的双光子解离是1⁴Σ^-_u,3/2态的ΔΩ=0平行跃迁至一个Ω=3/2高解离态发生的. 由于分子激发态中的强自旋-轨道耦合作用,高激发的四重态很可能参与到实验观测的光解过程.     

D+OD+反应的量子动力学研究：交换通道和抽取通道的竞争

基于精确的势能面,研究D+OD⁺反应在0.0～1.0 eV碰撞能范围内的量子动力学. 用CS近似(centrifugal sudden approx-imation)的含时波包方法研究吸热的抽取反应通道(D+OD⁺→ O+D₂⁺)和热中性的交换反应通道(D+OD⁺→D+OD⁺),计算两个通道的反应几率、总积分反应截面和热速率常数. 发现在交换反应的反应路径上存在一个凸起结构. 计算的总角动量J=0时的波包分布的含时演化清楚地表明凸状结构对两个通道的动力学有非常重要的影响.     

He-H2S复合物的六维从头算势能面和束缚态

采用[CCSD(T)]-F12a/aug-cc-pVTZ方法,同时在基组中引入中心键函数(3s3p2d1f1g)构建了He-H$_2$S复合物的高精度六维势能面. 除分子间振动坐标,同时考虑了H₂S分子内的v₁对称伸缩振动Q₁正则模、v₂弯曲振动Q₂正则模和v₃反对称伸缩振动Q₃正则模三种振动模式. 将计算得到的六维势能面在Q₁,Q₂和Q₃方向上分别做积分得到H₂S单体分别处于振动基态、v和v₃激发态下的He-H₂S的三个振动平均势能面. 计算结果表明,每个平均势能面都有一个T形全局极小值、一个平面局部极小值、两个平面内鞍点和一个平面外鞍点. 全局极小值的几何构型位于R=3.46 ?,θ=109.9°和φ=0.0°,势阱深度为35.301 ^-1. 在径向部分采用离散变量表象法和角度部分采用有限基组表象法并结合Lanczos循环算法计算了He-H₂S的振转能级和束缚态. 计算发现He-(para-H₂S)在H₂S的v₂和v₃区域的带心位移分别为0.025 cm^-1和0.031 cm^-1,而He-(ortho-H₂S)的带心位移分别为0.041 cm^-1和0.060 cm^-1,都表现为蓝移.     

H+MgH+→Mg++H2反应中由非绝热耦合引起的复合物形成反应机理

一个化学反应的过程可能涉及多个绝热电子态,其中的非绝热耦合对反应机理起着重要的作用. 本文采用含时量子波包方法和轨线面跳跃方法研究了非绝热耦合对H+MgH⁺→Mg⁺+H₂反应的影响. 通过理论计算得到了绝热和非绝热近似下的反应态-态分辨的积分截面. 计算结果表明,当计算中忽略非绝热耦合时,反应遵循直接剥离的反应机理. 然而,当计算中包含非绝热耦合时,在反应过程中可以形成一个长寿命的激发态复合物(MgH₂⁺)^*,进而使反应遵循复合物形成反应机理. 通过轨线面跳跃计算,进一步揭示了直接剥离和复合物形成反应机理. 由非绝热耦合引起的复合物形成反应机理不仅提高了反应的活性,并且对产物的振动态分布具有显著影响.     

双金属镍-锰/γ-Al2O3催化剂对甲烷二氧化碳重整反应的影响 (cited: 1)

用浸渍法制备γ-Al₂O₃负载的Ni-Mn双金属催化剂．在500～700 oC按照17:17:2的CO₂/CH₄/N₂比例,以36 mL/min的载气流速进行甲烷二氧化碳重整反应, 利用甲烷二氧化碳的转化率、生成的合成气H₂/CO比例以及长期稳定性等指标评价了催化剂的催化性能． 实验表明, 添加Mn提高催化性能并使双金属催化剂的稳定性更高, 比单金属催化剂更好地抑制焦炭生成,Mn最合适的添加量0.5wt％ ．通过BET、CO2-TPD、TGA、XRD、SEM、EDX和FTIR各种技术对催化剂进行了表征．     

用于白光LED的单一基质白光荧光粉Ca2SiO3Cl2:Eu2+，Mn2+的发光性质

用高温固相法合成了Eu²⁺，Mn²⁺共激活的Ca₂SiO₃Cl₂高亮度白色发光材料，并对其发光性质进行了研究. 该荧光粉在近紫外光激发下发出强的白色荧光，Eu^{2+中心形成峰值为419 nm和498 nm的特征宽带，通过Eu2+中心向Mn2+中心的能量传递导致了峰值为578 nm的发射，三个谱带叠加从而在单一基质中得到了白光. 激发光谱均分布在250—415 nm的波长范围，红绿蓝三个发射带的激发谱峰值分别位于385 nm，412 nm，370 nm和396 nm处，可以被InGaN管芯产生的紫外辐射有效激发. Ca₂SiO₃Cl₂:Eu2+，Mn2+是一种很有前途的单一基质白光LED荧光粉.}     

用神经网络方法拟合的反应体系H+CH4→H2+CH3的一个全域势能 (cited:12)

利用神经网络方法,基于47783个高精度从头算能量点构建了反应体系H+CH₄→H₂+CH₃的一个全域势能面．通过大量的准经典轨线以及量子散射计算测试了势能面的收敛性质．这个势能面对于拟合过程以及从头算点的数目都已经完全收敛,拟合误差很小且比Shepard插值的势能面计算速度更快,代表了此标志性多原子反应体系最好的势能面．     

Er3+/Yb3+共掺Gd3Sc2Ga3O12晶体的上转换发光

研究了提拉法生长的Er³⁺/Yb³⁺:Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂和Er³⁺:Gd₃Sc₂Ga₃O₁₂晶体在室温下320—1700nm范围的吸收光谱和500—750nm范围内的上转换荧光谱,同时对其上转换荧光的可能发生机制、途径以及上转换过程可能对Er^{3+相似文献}   

F+H2O→HF+OH反应的高精度速率常数的计算研究

F+H₂O→HF+OH是四原子反应的典型代表,并在环境和天体化学中扮演着重要角色. 基于全维势能面,本文采用环-聚合分子动力学(RPMD)方法计算了该反应的速率常数. 该势能面可以重现高精度理论化学水平(FPA和HEAT)上得到的反应能垒和放热数据,它是目前该体系的最准确势能面. RPMD方法重现了之前半经典过渡态理论结合两维主方程得到的速率常数,二者都与实验结果高度吻合. RPMD方法可以高效可靠地考虑量子效应,如量子隧穿和零点能效应等. 另外,RPMD计算结果随珠子数量增加收敛较快,这些都与之前RPMD的诸多计算应用发现的结论一致.     

节能灯用BaMgAl10O17:Eu2+,Mn2+荧光粉的劣化机理研究

对节能灯用BaMgAl₁₀O₁₇: Eu²⁺,Mn²⁺荧光粉的热劣化和紫外辐照劣化机理进行了对比研究. 发现热处理和紫外辐照处理均对BaMgAl₁₀O₁₇: Eu²⁺,Mn²⁺产生明显的发光劣化作用. 研究结果表明：热劣化主要涉及到Eu²⁺ 的氧化及其格位偏移, 而紫外辐照劣化与上述过程无关. 紫外辐照劣化主要源自高能紫外辐照使Eu²⁺ 处于更加不稳定的状态, 从而降低Eu²⁺ 的直接吸收和发射强度.     

La2Zr2O7:Eu3+纳米棒的合成、表征及其荧光性能

采用传统固相法和水热法成功地制备出棒状La₂Zr₂O₇:Eu³⁺荧光粉. 利用X射线粉末衍射仪、透射电镜和荧光光谱仪等分析了产物的结构、形貌和发光特性. 结果表明红色荧光粉La₂Zr₂O₇:Eu³⁺有良好的晶相,属于立方结构,空间点群为Fd3m; 其形貌主要为纳米棒, 平均直径约47 nm, 长度为50～700 nm. 并对纳米棒的生长机理进行了探讨. 在466 nm蓝光激发下,La₂Zr₂O₇:Eu³⁺荧光粉能发射出Eu³⁺的特征红色荧光,发射主峰位于616 nm处,归属于Eu³⁺的⁵DO_→⁷F2_{超灵敏电偶极跃迁.此外,在产物的发射光谱中能够观察到⁵D}1_→⁷FJ _{(J=0, 1, 2)跃迁和⁵D}1_→⁷FJ _{(J=1, 2, 4)跃迁的劈裂峰,这说明Eu³⁺处在低对称性的晶体场格位中.}     

Tm3+/Yb3 :LiYF4单晶的高效近红外量子剪裁及其在光伏电池中的应用

采用改进的坩埚下降法成功地生长了Tm/Yb共掺氟化钇锂单晶. 该单晶体具有每吸收一个蓝色光子并能发射出2个1000 nm近红外光子的下转换发光效应. 测定了样品的激发光谱、发射光谱和荧光衰减曲线. 在465 nm蓝光激发下观察到由Yb³⁺：²F_5/2→²F_7/2能级跃迁所致的960～1050 nm 波段的发射带,此发光带源于Tm³ 对Yb³ 离子的能量下转换过程. 应用Inokuti-Hirayama模型,研究了晶体的能量转换过程,结果表明Tm³ 向Yb³ 的能量传递是一个电偶极子相互作用机制过程. 当Tm³ 与Yb³ 离子的掺杂浓度为0.49mol%与5.99mol%时,单晶的量子剪裁效率达到最大值167.5%.     

纤维状TiO2/Bi2O3光催化剂的制备及其光催化性能

以C₁₆H₃₆O₄Ti和Bi(NO₃)·5H₂O为原料,以棉花纤维为生物模板,合成了系列纤维状TiO₂/Bi₂O₃光催化剂．采用XRD、SEM、UV-Vis等测试技术对样品的相结构、形貌和吸光性能等进行了表征分析．结果表明,样品中的Bi₂O₃为单斜相和四方相共存的混晶,纤维长度达到毫米级,     

Ho3+/Yb3+→α-NaYF4单晶的上转换荧光光谱特性

以KF作为助熔剂,采用固液界面温度梯度(70～90 oC/cm),通过改进的助熔剂-坩埚下降法从NaF-YF₃熔体系统中生长出了Ho³⁺/Yb³⁺离子双掺杂的α-NaYF₄单晶体. 在980 nm激光泵浦下可以观察到544 nm的上转换绿光和657和751 nm的上转换红光. 上转换的绿光强度明显强于上转换红光. 通过测量泵浦功率和上转换光的强度之间的关系研究了上转换发光的机理. 当Ho³⁺的掺杂浓度保持为1.0 mol%的情况下,Yb³⁺的浓度为8.08 mol%时上转换强度最强.     

SiN掺杂提高BaMgAl10O17:Eu2+荧光粉光学性能的第一性原理研究

使用基于密度泛函理论的CASTEP软件计算了BAM:Eu²⁺(BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺)荧光粉在SiN掺杂前后的能带、态密度、吸收光谱和Mulliken布居．Eu²⁺处于BR位置光吸收更强;SiN掺杂使处于BR位置的Eu²⁺的数量上升,而处于mO位置的Eu²⁺的数量下降,抵消了SiN掺杂降低Eu的态密度对光谱的影响．所以适量掺杂的SiN提高了BAM:Eu²⁺荧光粉的吸收发射光谱强度．Si-N键和Eu-N键的Mulliken布居数分别高于Al-O键和Eu-O键, 说明Si-N键和Eu-N键的共价性分别强于Al-O键和Eu-O键．发光中心Eu²⁺局域结构共价性的增强降低了BAM:Eu²⁺镜面层的活性,这是SiN掺杂提高BAM:Eu²⁺+荧光粉光学稳定性的主要原因．