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。     

X射线晶体学和电子晶体学在分子筛结构表征中的应用（英文）

分子筛是一类具有规则孔道或笼结构的晶态微孔材料,在吸附、分离和催化中都表现出了优异的性能.为了探索其结构与性质的关系,在原子尺度上研究分子筛的微观结构是十分必要的.本综述介绍了一系列与X射线晶体学和电子晶体学相关的表征技术(倒易空间和正空间)在分子筛结构表征中的应用.随后,基于分子筛的结构表征方法和化学组成,对2007年之后发现的85种新分子筛进行了系统总结,对其中9种具有独特合成方法或结构特征的分子筛进行了详细介绍.     

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。     

小角X射线散射研究乳胶分散液的微观结构

采用同步辐射小角X射线散射（SAXS）技术观察了2种不同乳胶体系的微观结构以及将其混合对结晶行为的影响。 结果表明,体积分数为50%的苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物乳胶液在室温下没有结晶。 通过对散射强度曲线的拟合,乳胶粒子的平均半径是76 nm,小于动态光散射的测量值（80 nm）。 然而,50%的苯乙烯-丁二烯共聚物乳胶液发生了结晶。 利用面心立方（fcc）结构和晶格常数为212 nm的晶格衍射进行拟合,发现散射曲线中的所有Bragg衍射峰均对应1个或多个晶面指数。 将2种乳胶液混合后各个衍射峰仍能分辨出来,这说明原始乳液中的部分微晶在混合过程中仍然稳定存在。     

θ-2θ型X射线衍射仪测定水溶液的结构

采用θ-2θ型粉末衍射仪并以NaCl溶液为研究对象,完成了该溶液不同浓度的结构测定,验证了方法在测定溶液尤其是低浓度溶液中的可行性。由衍射数据可知,随着浓度的提高,溶液的衍射曲线的特征峰由13.4°到14°发生偏移,且19°肩峰逐渐消失,表明随着浓度的增大,NaCl溶液的微观结构发生了较明显的变化。利用PDFgetX3软件对衍射数据进行了处理,得到了溶液的差值对分布函数,由差值对分布函数分析得到水分子间O-O间的峰位为0.276nm,该峰随浓度的增大,逐渐降低,当质量分数大于15%时出现了较明显的0.314nm处的Cl--O峰。     

软X射线光谱的第一性原理模拟(英文)

软X射线光谱是通过核激发或去激发以探测分子、表面及各种化合物的电子结构和化学结构的有效的测量技术。本文对基于密度泛函理论描述X射线吸收、发射的各种不同过程的计算方法进行了综述。重点讨论了各种方法的基本原理、实际操作和具体应用。提供了K边X射线光电子能谱、吸收和发射光谱详细的模拟细节以及一些代表性体系的算例(包括分子、富勒烯、碳纳米管、单层石墨和DNA链)。     

小角X射线散射法研究液晶结构中样品架改进及影响因素

采用自制样品架对粘性液晶样品的小角X射线散射测试进行了改进,研究了影响测试结果的因素并进行了排除.     

采用X射线吸收光谱表征单原子催化剂:至关重要与持久挑战（英文）

X射线吸收光谱(XAS)可为负载型单中心(单原子或单核金属络合物)催化剂的结构和电子特性提供重要信息.虽然XAS技术可表征真实反应条件下、无需长程有序结构的催化剂,并且可提供对于负载型单中心催化剂非常重要的金属-载体界面信息;但是它给出的信息是包括与催化有关或无关的所有负载型金属物种的平均信息.负载型催化剂的准确表征具有长期挑战性,也限制了我们准确地理解催化剂的构效关系.为了更好地利用XAS表征技术,深入研究催化剂的构效关系,并最终用其指导设计开发出高效的催化剂,制备具有均一结构活性位的负载型单中心催化剂,并采用XAS及相关技术对其表征至关重要.本文列举了一些实例以说明XAS在表征具有均一结构活性位的负载型单中心催化剂方面的能力,以及XAS如何与其他技术(如扫描透射电子显微镜和红外光谱)互补,为以分子筛和金属-有机骨架材料为载体而制得的具有均一结构活性位的负载型单中心催化剂提供原子尺度的信息.     

酞菁（H_2TAP）的X－射线光电子能谱（XPS）

酞菁（Ｈ_２ＴＡＰ）的Ｘ－射线光电子能谱（ＸＰＳ）朱志昂，卜显和，刘月霞（南开大学化学系天津３０００７１）ＰａｕｌＧ．Ｇａｓｓｍａｎ（美国明尼苏达大学化学系）关键词酞青，ＸＰＳ，Ｃ１ｓ电子结合能，Ｎ１ｓ电子结合能酞菁及其金属配合物作为叶绿素，血红素的?..     

金催化作用的结构敏感性（英文）

金催化是纳米催化的代表性体系,金催化作用表现出复杂的结构敏感性。这篇综述总结了金催化作用研究的文献结果和我们利用从单晶到纳米晶的模型催化剂研究金催化作用的进展。展示了NO分解,CO氧化,丙烯在氢气和氧气气氛中环氧化等反应中金催化作用的结构敏感性和金催化剂的活性结构,讨论了金纳米粒子几何结构和电子结构、金纳米粒子–氧化物载体相互作用对金催化作用的影响和金表面低温高催化活性的来源,并展望了金催化作用结构敏感性的未来研究方向。     

单斜氧化锆表面水合和脱水的动态模拟（英文）

常用的氧化物负载金属催化剂通常在水相中制备,且在使用前常常需要经过煅烧.因此,氧化物载体表面的水合和脱水过程对于负载型金属催化剂的真实建模至关重要.通过第一性原理分子动力学模拟,本文考察了温和温度下无水单斜氧化锆(■)表面在显式溶剂水中的演化.在模拟过程中,所有的双重配位桥位氧位点很快被溶剂水质子化,形成酸性羟基(HO_L),并在锆原子上留下碱性羟基(HO~*).这些碱性羟基(HO~*)可以与表面未解离的吸附水分子(H₂O~*)进行活跃的质子交换,进而在表面自由扩散.在273 K到373 K的温度范围下,第一性原理分子动力学水相模拟可以得到一种较为确定的、有代表性的平衡水合单斜氧化锆(■)表面,其表面锆原子上覆盖度(θ)为0.75.随后,为了模拟低于800 K的温和煅烧温度下的表面脱水过程,本文使用密度泛函理论计算了表面水分子的逐步脱附自由能.通过获得表面的脱水相图,总结了不同煅烧温度下有代表性的、部分水合的单斜氧化锆(■)表面(0.25≤θ<0.75).这些水合单斜氧化锆(■)表面具有重要的理论意义,可以方便快捷地被应用于氧化锆催化剂及...     

压电势构建的内建电场增强光催化和光电催化（英文）

科技的飞速发展和世界人口膨胀带来一系列迫在眉睫的环境问题和能源危机.光催化和光电催化为缓解这些问题提供了绿色、经济有效的途径,已经被开发用于催化降解环境中的有机污染物、二氧化碳还原、水分解制备氢气,把生物质转化为清洁燃料,以及其它反应.通常,具有合适能带位置和带隙的半导体可以吸收太阳光,形成光生电子空穴对,然后转移到光催化剂表面,引发氧化还原反应.然而,有限的太阳光利用率和光诱导电子空穴对的高复合率阻碍了它们的工业化发展.在过去几十年里,研究人员已经制备了许多复合光催化剂,用以将光吸收范围从紫外区拓宽到可见光和近红外区域,如g-C₃N₄,BiVO₄,Fe₂O₃,Ag₃PO₄,WO₃,CdS,Sn₃O₄等.另一方面,还通过多种改性方法促进光生电子和空穴分离,包括表面改性、金属/非金属掺杂和异质结设计等.此外,偏压有助于电子的定向传输.因此,光电催化可以通过光照和偏置电压的...     

酚醛树脂热（裂）解产物的X射线衍射研究

用X射线衍射方法研究了酚醛树脂及对甲基酚醛树脂热解产物本征态及碘掺杂结构,结果表明,不加ZnCl_2的酚醛树酯热解产物具有多晶结构,且随T_p升高层间距如值逐渐减小,加入一定比例ZnCl_2起着增大比表面积和孔径的作用,掺杂碘后如值比本征态有所增加,对甲基酚醛树脂热解产物虽具有无定形结构,但如值基本上不随T_p变化。     

均匀电场对冰晶结构及生长的影响（英文）

采用分子动力学模拟方法研究了强度为4.0-40.0 V·nm-1的均匀电场对过冷水冰晶结构和冰晶生长速率的影响.文中通过CHILL算法来识别不同的冰相结构,通过拟合Avrami公式来得到冰晶生长所需的特征时间.结果表明,在所施加的电场强度范围内生成的冰相以立方冰为主.随着电场强度的增加,形成的立方冰的变形程度逐渐增大,冰晶的密度从0.98 g·cm-3增加到1.08 g·cm-3,同时冰晶生长的特征时间从5.153 ns减小到0.254 ns,冰晶生长的速率逐渐增长.对水分子的动力学分析表明,冰晶生长速率增加的部分原因是电场能够促进水分子运动到形成冰晶所需要的取向.此外,对冰相分子形成过程的分析表明缺陷冰分子在冰晶的生长过程中扮演着中间态的角色.随电场强度的增加,由缺陷冰转变为立方冰的比例增长的速率逐渐提高.     

同步辐射X光散射方法研究聚苯硫醚（PPS）的结晶动力学

本文报道了用同步辐射X光散射方法研究聚苯硫醚(PPS)等温过程结晶动力学,测定了在不同结晶温度Tc下,小角和广角散射强度曲线、散射峰极大值随结晶温度的升高而向小角度移动。由小角和广角测得的一系列不同Tc温度的时间解析谱图,计算出PPS结晶速度(?)1/2最小值为0.47min,相对应的Tc为189℃,低于100℃和高于250℃结晶速度极为缓慢。长周期随结晶温度升高而增大,接近250℃时减小;密度随结晶温度升高而增加,接近熔融时,则有较大的增加;由PPS 30～225℃之间Q随温度变化曲线上的折点,求出T_g=89±5℃(加热速度10℃/min);并计算出在T_g温度时PPS两相热膨胀系数差为:     

g-CN体系的准粒子能带结构和光学特性（英文）

利用多体格林函数理论,本文研究了二维CN体系(包括triazine和tri-s-triazine)的激发态特性。通过GW方法,我们计算了准粒子的能量。考虑电子-空穴相互作用,通过求解Bethe-Salpeter方程,我们获得了激发态能量和光谱。我们发现,在这两种CN体系的价带中,σ轨道和π轨道之间的交换作用非常强烈。由于占据的σ轨道和π轨道之间的准粒子修正量非常不同,因此,为了得到准确的带隙值和光谱,我们需要对这两种轨道开展精确的GW计算。与单层的CN体系相比,双层结构中层与层之间的范德华相互作用使带隙值降低了0.6 e V,而光吸收谱红移了0.2 e V,这是由于双层结构具有更小的激子束缚能。我们计算的吸收峰的位置与实验结果符合很好。实验中的吸收峰主要是由深能级的π轨道到π*轨道的跃迁形成的。π→π*跃迁和σ→π*跃迁之间的耦合能够在长波长范围产生弱的吸收尾巴,如果调整入射光的极化方向,由σ→π*跃迁产生的高强度的吸收峰将会在更低能量处出现。     

同步X射线衍射与分子模拟研究AlPO_4-18骨架中N,N-二异丙基乙胺模板分子的位置和取向（英文）

Phase pure AlP O4 with the AlP O4-18(AEI) structure was synthesised using N,N- diisopropylethylamine as a template. Using a combination of X-ray powder diffraction and computational methods, the location and orientation of the N,N-diisopropylethylamine molecules inside the cages of the AEI structure were determined. Thermogravimetric analysis confirmed that the number of template molecules per unit cell was consistent with the diffraction study. We unequivocally show that only one template molecule is present in each cage of the crystalline AEI material. Our work demonstrates that a combined approach enables accurate structure resolution of such complex materials.     

铜-氧化铈界面:几何及电子结构（英文）

纳米催化材料的性能主要由粒子尺寸、形貌和界面决定,即活性位点的电子及几何结构.尺寸、形貌可控的纳米催化材料的合成及其反应性能的研究,即催化剂的构效关系,一直是催化领域的研究热点.氧化物负载的金属催化剂广泛应用于多相催化反应过程.基于氧化铈优异的氧化还原性能, Cu/CeO₂催化剂在CO氧化、N₂O消除、水气变换、甲醇合成等反应中表现出优异性能.其中,通过铜物种与氧化铈表面化学键合形成的金属-载体界面通常被认为是催化活性中心.铜物种和氧化铈的相互作用主要体现在氧化铈固定铜物种,而铜物种促进氧化铈的氧化还原能力,涉及Cu²⁺/Cu⁺/Cu⁰和Ce³⁺/Ce⁴⁺之间电子的传输和转移.Cu/CeO₂催化剂活性位的原子结构与金属-载体相互作用程度密切相关.氧化铈形貌和铜负载量是决定界面电子和几何结构的重要因素.常见的纳米氧化铈形貌包括纳米粒子(多面体)、纳米棒和纳米立方体,可分别选择性暴露(111)、(110)和(100)...     

用X射线径向分布函数法（RDF）研究煤中碳原子层的堆垛结构

基于Ｘ射线径向分布函数法（ＲＤＦ）原理，本文发展了一种研究煤中有序碳原子层堆垛结构的新方法，Ｎ个碳原子层平行堆垛的几率ＰＮ正比于其约化径向分布函数在相应层间距处的跃变ＧＮ。动用这一方法，本文研究了三个不同煤阶镜质组试样的煤大分子有序碳分数，芳香碳分数、脂环碳分数以及碳原子层多层堆垛的几率、堆垛平均高度等煤结构参数。