锂离子电池正极材料Li2FeSiO4的电子结构与输运特性

采用基于密度泛函理论第一性原理方法, 研究了对称性为Pmn2₁的正交结构聚阴离子型硅酸盐Li₂FeSiO₄及其相关脱锂相LiFeSiO₄的电子结构, 并进一步采用玻尔兹曼理论对其输运性质进行计算. 电荷密度分析表明, 由于强Si–O共价键的存在使Li₂FeSiO₄晶体结构在嵌脱锂过程中始终保持稳定, 体积变化率只有2.7%. 能带结构与态密度计算结果表明, 费米能级附近的电子结构主要受Fe-d轨道中电子的影响, Li₂FeSiO₄ 的带隙宽度明显小于LiFeSiO₄, 说明前者的电子输运能力优于后者. 输运性质计算表明, 电导率在300–800 K时对温度的变化并不敏感, 同时也证明了Li₂FeSiO₄晶体的电导率大于LiFeSiO₄晶体, 与能带和态密度分析结论一致.     

Simulation of the f-d transitions of lanthanide ions in YPO4 using quantum-chemical calculations

We constructed an effective one-electron Hamiltonian by using the 4f/5d energies and eigenvectors obtained from the first-principles calculation with the relativistic self-consistent discrete variational Slater software package （DV-Xα）.From the effective Hamiltonian,we obtained the crystal-field and spin-orbit interaction parameters for the 4f and 5d electrons of lanthanide ions （Ce～（3+）,Pr～（3+）,Nd～（3+） and Eu～（3+）） doped in YPO₄,and these parameters were used to calculate the 4f～N-4f～（N-1） 5d transition.Comparison with experiments shows that the obtained parameters are reasonable and the excitation spectra can be well predicted.     

煤粉加压气流床气化特性实验研究

煤气化技术由于具有高煤炭利用率和低污染排放,近年米得到快速发展.我国煤种灰熔点普遍偏高,约占保有储量的57%,无法满足现有液态排渣气流床气化技术的需要.为扩大该技术对我国高灰熔点煤种的适应性,本文在25kg/h规模的加压气流床气化装置上,对我国高灰熔点煤种进行了气化特性实验研究.研究结果表明:高温有利干气化反应向吸热方向进行,碳转化率升高,但过多氧气存在,使得气化炉内燃烧份额增加,导致合成气中 CO2和H2O的含量升高,CO、H2含量降低,冷煤气效率下降,因此,存在最佳气化温度.本实验条件下,最伟气化温度为1300～1350℃;1350℃连续运行1小时30分,此时气化炉底部和旋风分离器内的灰渣,整体上仍以固态形式存在,只有灰中部分低熔融成分发生熔融,其熔融部分在数μm左右.     

液体密封端面倾斜椭圆孔上游泵送特性

气液异相介质隔离密封的实现有赖于密封端面几何型槽的上游泵送特性,为探索多孔端面实现液封气密封的设计途径,对液体密封端面倾斜椭圆孔上游泵送特性开展研究. 考虑空化效应,采用有限差分方法对转速、密封间隙、密封压力等操作参数和孔深、倾斜角、方向因子、孔数等结构参数对开启力和泄漏率的影响规律进行了数值分析. 结果显示:液体润滑条件下端面倾斜椭圆孔可产生明显的上游泵送效应,增加周向孔数和方向因子可实现被密封介质的完全零泄漏,同时可产生明显的流体动压效应使端面开启力提高50%以上. 文中密封压力条件下,孔深取5~10 μm,倾斜角取45°,周向孔数大于80,方向因子大于3时,密封可实现完全反向泵送,反向泄漏率的增加与随着孔数、方向因子和孔深的增加而增加.      

二阶导数紫外分光光度法测定混合物中烷基酚聚氧乙烯醚和烷基苯磺酸钠

用二阶导数紫外分光光度法直接测定混合物中烷基酚聚氧乙烯醚和烷基苯磺酸钠的含量。此法不需经任何分离手续,快速、简便、准确,标准偏差±0.01,回收率在98%以上。     

胆囊疾病的临床快速诊断红外光谱新方法研究

研究了衰减全反射(ATR)红外光谱法快速检测胆囊癌的灵敏度和特异性, 结果表明, 正常组织和胆囊癌组织的红外光谱存在一系列差别, 减法光谱技术有助于判别胆囊炎和胆囊癌. 统计分析结果表明, 此方法灵敏度为100%(6/6), 特异性为97%(39/40), 准确率为97%(45/46), 说明中红外ATR光谱法是一种可快速、无创检测胆囊癌组织的新方法.     

沟道长度和宽度对石墨烯场效应晶体管电荷输运的影响

本文基于理论的方法研究了沟道长度和宽度对石墨烯场效应晶体管中大信号和小信号参数的影响. 在快速饱和及高特征频率条件下,石墨烯场效应晶体管均表现出优异的性能. 从传递曲线可以看到,随着沟道长度从440 nm变到20 nm,产生了一个从0.15 V 到0.35 V的狄拉克点正偏移,同时也揭示了石墨烯的双极特性. 而且,由于沟道变宽及漏电流增加,当沟道宽度为2 μm和5 μm时,相应的最大电流为2.4 mA和6 mA. 另外,还在石墨烯场效应晶体管中观察到了几乎对称的电容-电压特性,电容会随着沟道变短而减小,但另一方面电容又可以通过沟道展宽来增加. 最后,在沟道长度为20 nm处获得了一个6.4 mS的高跨导,在沟道宽度为5 μm处获得的跨导值为4.45 mS,特征频率为3.95 THz.     

双-β-萘基丙烷及其衍生物的低温荧光光谱

前文报道了合成一系列1,3-双-β-萘基丙烷的衍生物C_(10)H_7CHXCH_2CH_2C_(10)H_7,在次甲基链的第一位碳原子上分别引入OH、OAc及Cl等基团,并测定了它们的荧光光谱。从荧光光谱的结果可以看出,它们都能形成分子内激基缔合物(excimer)。最近,我们又合成了CN取代的衍生物,测定了这一系列双-β-萘基丙烷衍生物的低温荧光光谱,并计算出它们形成分子内激基缔合物所需之活化能。由于在溶液中激基缔合物的形成是扩散控制过程,在低温条件下升高温度将有利于激基缔合物的形成。     

光氧化反应的研究 II: 9-苯甲叉芴的电子转移光氧化反应

芳香族烯烃, 芳烃以及稠环芳烃是光氧化反应中的重要研究对象, 本文以9-苯甲叉芴(BF)作为底物, 发现它在9,11-二氰蒽(DCA)敏化作用下易发生电子转移反应, 反应生成芴酮和BF的相应环氧化物, 用紫外光谱测出BF的电荷转移配合物的络合物稳定常数,用循环伏安法测定BF的氧化电位. 由Rehm-Weller方程计算出DCA敏化的单电子转移过程的自由能变化, 并观察到BF对DCA有明显的荧光猝灭作用.     

疏水作用对光化学和光物理过程的影响 IV: 不良溶剂中双-β-萘甲酸多亚甲基二醇酯分子的构象及分子内激基缔合物

本文研究了双-β-萘甲酸多亚甲基二醇酯(Bn)在二甲基亚砜-水(DMSO-H2O)和乙二醇-水(EG-H2O)两种混合溶剂中的稳态和时间辨荧光光谱以及温度、溶剂组成对荧光光谱的影响. 发现疏水作用使B3、B4、B5和B10的两个发色团在基态时相互重叠, 因此被激发时, 很容易形成分子内激基缔合物. B2的激基缔合物中, 两个亚甲基为顺叠式构象, 在基态时两个发色团只能相互靠近. 以减小排斥能. 受激后, 两个发色团需稍作运动, 才能形成激基缔合物, 测定了B2激基缔合物形成的动力学和热力学参数, 并和β-萘甲酸酯发色团形成分子间激基缔合物的参数进行了比较.