乙二铵多钼酸盐NH3CH2CH2NH3Mo3O10@4.4H2O的合成及其光致变色性质研究

利用乙二胺阳离子为模板,采用温和的反应条件制备出一种新的光致变色化合物NH3CH2CH2NH3Mo3O10·4.4H2O,经过元素分析、热重以及光谱测定,证明该化合物的无机骨架为(Mo3O10)∞^2-无穷长链。乙二胺阳离子通过氢键等超分子作用与无机骨架相连。实验发现该化合物具有良好的光致变色性能,与真空蒸镀MoO3不同的是,经紫外光照后,此化合物由白色变为红棕色,EXAFS(扩展X射线精细结构)研究结果表明紫外光照后,质子从乙二铵阳离子转移到Mo-O^-为其可能的机理。     

特定位点上CO2与(TiO2)n团簇相互作用的第一性原理研究

本文基于密度泛函理论系统地研究了(TiO₂)_n团簇上二氧化碳(CO₂)的吸附和活化性质. 计算结果表明,CO₂更倾向于吸附在(TiO₂)_n团簇的桥氧原子上,形成“化学吸附”碳酸盐络合物. 而CO更倾向于吸附到末端Ti-O的Ti原子上. 发现计算得到的碳酸盐振动频率值与实验获得的结果非常吻合,这表明配合物中CO₂的几何构型与其线性型相比,有微小的弯转. 通过对电子结构、电荷密度、电离势、HOMO-LUMO以及态密度的分析,证实了CO₂与团簇之间的电荷转移以及相互作用. 从预测的能量分布图来看,(TiO₂)_n团簇上的CO₂活化与结构密切有关,相比于块体的TiO₂,CO₂在团簇结构上更易于吸附和活化.     

酸碱度调控氧化锌纳米材料形貌及其光催化还原CO2研究

利用水热法合成了形貌可控的氧化锌(ZnO)微纳材料。利用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),紫外-可见(UV-Vis)分光光谱和比表面积分析(BET)等技术对所制备的ZnO材料进行了表征。不同酸碱度(pH值)条件下,经过500 ℃退火2 h制备的ZnO均为纤锌矿结构。随着前驱液pH值的增加,所得ZnO从片状晶体变为棒状晶体。片状ZnO主要暴露极性晶面,棒状ZnO主要暴露非极性晶面。从生长角度考虑,在溶液为弱酸性条件下(pH 6.5),溶液中游离的氯离子(Cl^-)抑制了ZnO在锌极性面({Zn²⁺}_{crystal surface})的生长,水热反应产物为片状Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O,退火后得到微孔片状ZnO;当溶液中添加氢氧根(OH^-)后,锌离子(Zn²⁺)被络合为四羟基锌络合离子(Zn(OH)₄^2-),该络离子促进了ZnO在{Zn²⁺}_{crystal surface}的生长,从而得到棒状晶体。利用上述催化剂,在氙灯照射下进行光催化还原二氧化碳实验,发现极性面较多的片状ZnO具有更高的光催化性能。     

铟掺杂调控氧化锌纳米棒长径比

利用水热法合成了铟掺杂的氧化锌(In-ZnO)纳米棒. X射线衍射(XRD)结果表明铟掺杂能导致氧化锌晶格膨胀. 扫描电镜(SEM)结果显示, 随着前驱液中铟浓度的增加, 氧化锌纳米棒的长径比先减小后增大, 在铟原子浓度为1.0% (原子分数, x), 长径比达到最小值; 随着前驱液中铟浓度继续增加, 长径比增大. 从晶体生长角度考虑, 溶液中存在四羟基铟(In(OH)₄^-)生长基元, 该生长基元可转化为铟替位掺杂(In_Zn)和羟基铟氧化物(InOOH)两种状态, 二者之间存在竞争关系, 共同引起长径比的非线性变化. 当铟原子分数小于1.0%时, In_Zn是主要存在形式, 其能破坏锌极性面, 从而抑制(002)晶面的生长. 当铟原子浓度高于1.0%时, 生成微量的InOOH, 其能起到晶粒粘结剂的作用, 促进(002)面的生长. 因此, 可以通过改变前驱液中铟的浓度, 调控氧化锌纳米棒的长径比. 本文阐述了In-ZnO的生长机理, 并提供一种制备实用的掺杂氧化锌纳米棒的方法.     

基于分形自仿射的混沌时间序列预测

从混沌与分形的关系出发，基于奇怪吸引子的分形结构和时间序列的自仿射特性，提出了一种混沌时间序列的预测方法.采用迭代函数系统跟踪混沌的局部运动轨迹，由此确定统计意义上仿射性能最优的时间序列段，并根据吸引子定理和拼贴定理建立预测模型.以Mackey-Glass混沌系统、脑电信号和Lorenz混沌系统等三种混沌系统为例进行预测试验，结果表明本方法能对混沌时间序列进行准确预测，且对混沌时间序列先验知识要求少，具有广泛的实用性. 关键词： 自仿射 迭代函数系统 混沌时间序列 预测