尖晶石型LiMn2O4晶体结构及锂离子筛H+/Li+交换性质研究

采用密度泛函理论平面波超软赝势和广义梯度近似法对尖晶石型LiMn2O4及其锂离子筛HMn2O4的晶体结构和性质进行了从头计算。PW91泛函最为有效,Li+被H+取代后HMn2O4晶胞收缩,点阵常数从LiMn2O4的0.823 nm减小至0.799 nm,其XRD峰也相应向高角度方向明显位移。经同种格点原子的XRD分析表明,Mn、O两元素对XRD方式和强度起着决定作用。其中Li呈+1价完全离子化,可被H+彻底交换,H与周围O在等电子密度图中呈现电子云相互连接,只带有0.42个正电荷。价轨道分态密度表明,Mn-O之间强的共价键合主要归因于Mn-d和O-p在费米能级下-7.3~-1.6 eV间的轨道重叠,形成了有利于H+/Li+交换的骨架空穴隧道。阵点和空穴多面体的体积遵守如下顺序:V8a>V48f>V8b、V16c>V16d、V16c>V48f。Li+最易迁移至邻近的16c位置,碱金属离子的交换受到离子半径和作用能大小的限制。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铂铑合金中铑

提出了电感耦合等离子体原子发射光谱法测定铂铑合金中铑含量的方法。含铑(wRh≤40%)的铂铑合金称样0.1000 g,用盐酸-硝酸(3+1)溶液10 mL和氢氟酸(ρ=1.18 g·mL-1)0.5 mL于微波消解仪中消解完全。选择波长为343.489 nm的谱线作为测定铑的分析线。方法的检出限为0.029 mg·L-1。方法用于分析5个铂铑合金样品,测定值与国家标准方法测定值的相对误差在0.10%~0.40%之间,回收率在99.6%~101.0%之间。     

金属卤化物钙钛矿纳米光电材料的研究进展

金属卤化物钙钛矿广泛应用于太阳能电池、发光二极管和纳米激光器等领域,引起了科学家们极大的兴趣.纳米材料由于具有量子约束和较强的各项异性,表现出与普通块体材料不同的光学和电学性质.金属卤化物钙钛矿纳米材料具有可调节带隙、高量子效率、强的光致发光、量子约束效应和长的载流子寿命等优点,并且其成本低、储量丰富、易于合成多种化合物,有很广阔的光电应用前景.但另一方面,钙钛矿由于表面存在陷阱缺陷状态以及晶体边界导致稳定性较差,环境中的水、氧气、紫外线和温度等因素会使其光电性能大幅度降低.本文介绍量子点、纳米线、纳米片钙钛矿纳米材料的合成与生长机制,并且讨论其新奇的光电性能及在各种光电设备中的应用.最后总结了钙钛矿材料新出现的挑战并讨论了下一代金属卤化物钙钛矿光电设备应用.     

基于分子间卤键的超分子平面大环自组装

本工作报道了含卤键供体和受体片段的三种芳酰胺分子(化合物1~3)的设计和合成, 并对固相中卤键的不同作用模式进行了探索和分析. 化合物1的晶体数据显示, 由于没有分子内氢键, 组成分子的三个芳环相互扭转一定角度, 并且在分子间交替排列的N···I和O···I卤键的控制下, 组装成了一条线型的超分子组装体. 由于酰胺羰基和两个紧邻的氟原子之间的排斥作用, 化合物2未能形成分子内三中心氢键. 在此基础上, 将三氟碘代苯作为卤键供体片段引入到化合物3中, 并且在折叠体骨架中嵌入了嘧啶单元. 化合物3的晶体数据显示, 基于多组有效的分子内三中心氢键和分子间较强的卤键作用, 双分子间形成了[1+1]的超分子大环. 另外, 由于嘧啶环的引入, 使得该超分子大环接近共平面.     

分子间卤键和氢键控制的网络结构的组装（英文）

分别以四苯甲烷和四苯基卟啉为中心,端位引入四氟碘代苯,合成了两类四齿卤键供体分子,并合成了3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-联吡啶(TMBP)作为卤键受体分子.以四苯甲烷为中心的卤键供体分子和TMBP基于分子间I…N卤键和H…N氢键在固相中自组装,得到一类超分子网络结构.晶体结构显示,一个四面体卤键供体分子通过两组I…N卤键和两组H…N氢键结合四个TMBP分子,与之对应,一个TMBP分子通过一组I…N卤键和一组H…N氢键结合两个四面体分子,形成单层网络结构,网格为宽度2.37nm的正方形结构,层与层之间通过其它氢键和卤键进一步堆积.卟啉类四齿卤键供体分子的晶体数据显示,通过较为复杂的分子间C—I…π及H…F等弱相互作用,供体分子自身进行平面组装,层与层之间通过π-π堆积等作用进一步堆积.     

电池系统建模中Butler-Volmer方程的同伦分析求解

Butler-Volmer方程是电化学系统中描述电极动力学过程的本构方程,具有强非线性．为了对这一方程(耦合两个Ohm方程)进行解析求解,在同伦分析方法的框架下,发展了满足简单条件的广义非线性算子的算法,以取代原同伦分析中的非线性算子．该广义非线性算子的构造保证了高阶形变方程的线性特征．这一方法的有效性通过一些算例得到了验证．最后通过同伦分析方法对Butler-Volmer方程进行了求解,结果显示过电位和电流密度的级数解析解与数值解吻合很好,并有很好的收敛效率．     

基于粗糙集模型的霾与气象要素相关性分析

针对霾与气象要素存在怎样的相关性这一研究问题,本文致力于探讨和挖掘出霾与哪些气象要素存在多大的相关性,提出一种基于决策属性重要度不一致多粒度粗糙集的霾与气象要素相关性分析模型。在真实气象观测数据集上对该模型进行对比测试和结果分析,测试结果验证了所提出模型的有效性。     

咖啡因、茶碱和氨茶碱的低温热容和热分析

咖啡因、茶碱和氨茶碱是临床应用中广泛使用的三种重要的甲基化的黄嘌呤.采用绝热量热、热重分析(TG)和差示扫描量热法(DSC)研究了这三种药物的热力学性质.采用绝热量热法测定了β型-咖啡因、茶碱和氨茶碱在80-370K温度范围内的摩尔热容值,结果显示氨茶碱的摩尔热容值最大,茶碱的摩尔热容值最小.采用最小二乘法对这三种药物热容的测量值和温度进行了拟合,得到了热容与折合温度的多项式,计算了咖啡因、茶碱和氨茶碱在298.15K时的热容分别为226.49、218.13和554.78J·K-1·mol-1;并计算了它们相对于298.15K时的焓和熵.采用热综合分析仪对这三种药物的热稳定性进行了评价,结果表明它们的热稳定顺序为氨茶碱咖啡因茶碱.通过DSC分析,得到了咖啡因和茶碱的相转变温度、相转变焓和熵.基于密度泛函理论的第一性原理,计算了咖啡因和茶碱分子的结构稳定性,结果显示咖啡因分子的稳定性低于茶碱,与实验结果吻合.     

MgB2超导晶须的研究

本文报道了用混合物理化学气相沉积法(hybrid physical-chemical vapor deposition,简称为HPCVD)在铜衬底上生长出了MgB2超导晶须.这些晶须几乎都是以垂直或接近垂直于衬底表面生长,互不接触.M～T测量给出了这些MgB2晶须的磁超导转变温度是39.0 K,但无法测得其具有超导转变温度值的R～T曲线.经过与铜衬底MgB2超导膜的相关数据比较和计算也确认了这些MgB2超导晶须的确实性.     

硝酸酯的热分解性能

分别在B3LYP/6-31G*和MP2/6-31G*的理论水平下,计算得到硝酸正丙酯、硝酸异丙酯、硝酸异辛酯和二缩三乙二醇二硝酸酯4种硝酸酯的O-NO2键离解能(BDE)。 采用常压DSC和高压DSC实验方法,研究了4种硝酸酯的热分解过程,获得热分解反应动力学参数。 常压下4种物质的热分解反应发生在气相区,当压力增大至2 MPa时,4种物质直接发生液相分解反应。 4种硝酸酯的O-NO2键离解能在很大程度上符合由实验分析得到的活化能,表明4种硝酸酯的热分解反应只是单分子O-NO2键的均裂反应。