阳离子Gemini表面活性剂溶液的自组装结构

两亲性表面活性剂(Gemini)是通过一个联接基团将两个传统表面活性剂分子在其亲水头基处连接在一起而形成的一类新型表面活性剂.构建了表面活性剂分子球簧结构模型,采用耗散粒子动力学方法(DPD),研究了表面活性剂在水溶液中的自组装行为,考察了添加剂醇分子对表面活性剂自组装结构以及临界胶束浓度(CMC)的影响.结果表明随着表面活性剂分子浓度的增加,其水溶液中依次出现球状、蠕虫状以及层状胶束等自组装结构;添加醇分子可提高表面活性剂疏水基团在溶液中的溶解性从而增大表面活性剂溶液的CMC,具有抑制胶束生成的作用.     

SPEEK/PVDF-g-PSSA复合膜中质子扩散的MD模拟研究

为了探究改性磺化聚醚醚酮(SPEEK)基复合质子交换膜的性能,研究了SPEEK和PVDF-g-PSSA(聚苯乙烯磺酸接枝聚偏氟乙烯)共混膜的微观结构和质子传输性能.构建含水量不同的SPEEK/PVDF-g-PSSA共混膜的分子结构模型,采用分子动力学(MD)研究了平衡态模型的微观结构以及质子扩散过程,发现水含量的增加首先会引起水团簇数量的增加,质子电导率随含水量的增加快速升高;在含水量达到饱和(λm=20)时体系的质子电导率为105 mS/cm,与实验测得的96 mS/cm结果相符;当含水量大于λm时,水含量的继续增加会导致磺酸根基团间距增大,质子传导趋于稳定.     

尿素晶体线性和非线性光学系数的计算

本文使用从头计算平面波赝势法计算了尿素晶体的电子能带结构、线性和非线性光学系数,折射率和倍频系数的计算结果与实验结果基本符合.计算发现尿素晶体中C、N和O元素的2p轨道电子态发生了明显杂化,而能量较高的2p轨道电子态的杂化是其非线性光学效应的主要来源.     

新型PtPd合金纳米颗粒修饰g-C3N4纳米片以提高可见光照射下光催化产氢活性

石墨相氮化碳(g-C_3N_4)纳米片因其廉价、易得、无毒等优点而在光催化领域被广泛应用和研究.但单一的g-C_3N_4存在光生电子与空穴易复合等缺陷,而助催化剂的存在可以促进电荷转移,延长载流子寿命,从而提高光催化性能.本文通过合成PtPd双金属合金纳米颗粒作为助催化剂,对g-C_3N_4纳米片光催化剂进行修饰以提高可见光照射下的光催化产氢速率.g-C_3N_4是以尿素为原材料,通过高温热缩聚和热刻蚀的方法合成, PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂通过化学还原沉积法合成.对所获得的复合光催化剂进行了XRD测试并将结果与PdPt标准卡片进行了对比,结果表明,各峰的位置都能有较好的对应,说明成功合成了PdPt.采用TEM对PtPd/g-C_3N_4的形貌进行观察,发现g-C_3N_4呈薄片状,且PdPt颗粒较为均匀地分布在其表面.XPS测试发现, PtPd/g-C_3N_4复合样品中Pt和Pd元素的峰值较Pt/g-C_3N_4和Pd/g-C_3N_4均发生0.83eV的偏移,进一步说明合成了PtPd双金属合金纳米颗粒.DRS测试表明, g-C_3N_4的带隙宽度为2.69eV,而PtPd双金属合金纳米颗粒的负载有效地减小了禁带宽度,从而提高了光催化剂对光的利用率.光催化产氢性能实验发现,当g-C_3N_4负载PtPd双金属合金纳米颗粒后,光催化产氢速率大幅度提高,其中负载量为0.2wt%的PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂的产氢速率最高,为1600.8μmol g~(–1)h~(–1),是纯g-C_3N_4纳米片的800倍.向光催化体系中添加10gK_2HPO_4后,产氢速率提高到2885.0μmolg~(–1)h~(–1).当二元合金中Pt:Pd比为1:1时, PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂上的产氢速率最高,分别是Pt/g-C_3N_4和Pd/g-C_3N_4上的3.6倍和1.5倍.另外,在420nm处量子效率为5.5%.PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂还表现出很好的稳定性,能够在完成4次光催化实验循环后仍然保持其良好的光催化活性.对PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂进行了一系列光电化学表征.PL结果表明, PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂与纯g-C_3N_4相比荧光强度减弱,说明PtPd/g-C_3N_4复合光催化剂有较慢的光生电子-空穴复合速率,这可以更有效地使电荷分离,从而提高光催化活性.根据光催化反应和表征分析结果提出了复合光催化剂上水分解产氢可能的机理,即PtPd/g-C_3N_4之间的协同作用有助于提高复合光催化剂的光催化活性.     

La3Ta0.5Ga5.5-xAlxO14高温压电晶体材料的声表面波特性研究

本文计算了La3Ta0.5Ga5.5-xAlxO14(x＝0,0.3,O.5)压电晶体的X,y和Z切型的声表面波速度、机电耦合系数及能流角.计算结果表明了La3Ta0.5Ga5.5-xAlxO14(LTGAx)具有声表面波速度低、机电耦合系数大、存在能流角为零的切型等优点,同时总结出y切型为声表面波特性比较好的切型,为LTGAx(x＝0,O.3,0.5)晶体的声表面波应用提供了理论依据.     

Sr3TaGa3Si2O14(STGS)单晶的晶格振动

根据空间群理论,预测了Sr3TaGa3Si2O14(STGS)单晶的振动模式,并分别计算了非极性和极性振动模式的Raman散射强度。测量了STGS晶体的Raman光谱,并对其振动模式进行了指认。实验结果表明STGS晶体具有6个A1对称类特征振动模式:波数为126cm-1的振动峰可指认为SiO4团簇、Sr原子和TaO6团簇间的相对平动;245cm-1的振动峰是SiO4团簇的扭曲振动和Sr—TaO6—Sr伸缩振动耦合的结果;特征峰557和604cm-1分别来源于O—Ta—O和O—Ga—O的伸缩振动;896cm-1谱带对应着两个SiO4四面体的O—Si—O伸缩振动;991cm-1的谱带对应着两个SiO4四面体的Si—O伸缩振动。实验结果和理论计算结果均确证了STGS晶体的层状结构,其弱的各项异性和压电模量归因于十面体结构单元的微弱形变。     

[MnHg(SCN)4(H2O)2]·2C4H9NO(MMTWD)晶体的光谱分析

根据商群对称性分析法对MMTWD晶体的振动模作了理论计算.计算结果显示,通过实验可观察到的拉曼散射峰和红外反射带应分别不超过297和148个.运用实验的手段,分别测定晶体的拉曼光谱和红外光谱,给出了MMTWD晶体在50～3 000 cm-1范围内的拉曼光谱图和400～4 000 cm-1范围里的红外光谱图,并对光谱中的谱线作了指认.给出了MMTWD晶体的分子结构示意图,最终确定MMTWD晶体结构为三维网状结构,说明在众多新型光功能材料当中MMTWD晶体是一种更适合生长成较大尺寸且稳定性较好的非线性光学晶体,在光电子领域中具有良好的应用前景.     

磁场对水系统内能影响的MC计算机模拟方法研究

用Monte-Carlo计算机模拟方法,通过对一个含有64个水分子的三维体系在磁场作用时内能变化的计算,定量评估了磁场强度及温度对磁处理效应的影响。研究发现:水的内能与外加磁场强度的关系曲线是一条多极值曲线;水-水径向分布函数伴峰的高度与磁感应强度也具有多极值特征;计算机模拟结果与实验结果基本一致,计算机模拟确实是从分子水平研究磁处理机理的有效方法。     

离子——偶极混合物的集团展开方法研究

将电解质溶液简化为带有Ｌ－Ｊ位能的离子－偶极混合犁,用集团展开方法计算了溶液的位形配分函数,得到了混合物的第二维里系数的内能。对有关的计算结果进行了讨论。     

(TiO2)3n（n=1～4）纳米团簇的几何结构和电子性质研究

本文采用广义梯度近似(GGA)方法,对(TiO2)3及增长后的(TiO2)3n(n=1～4)纳米团簇进行了结构优化,计算并分析其几何结构、结合能、能级、态密度以及HOMO-LUMO的电子云密度分布。结果表明:随n增加,(TiO2)3n(n=1～4)纳米团簇结合能、HOMO轨道能量和态密度峰值逐渐增加。当团簇受到激发时,电子从HOMO轨道向LUMO轨道跃迁,同时,悬挂键以及连接键氧原子上的电子向Ti原子转移。