FeGe_(n)^(0/-)(n=4-16)团簇结构及性质研究

使用全局搜索技术结合密度泛函方法TPSSh对FeGe_(n)^(0/-)(n=4-16)团簇的基态结构和性质进行了研究。结果表明阴离子团簇的生长模式为:在n≤8时,为取代结构;当n=9时,团簇形成半笼结构;当n≥10时,为笼型结构。中性团簇的生长模式与阴离子团簇的相同。在确定基态结构的基础上,进一步模拟了阴离子团簇FeGe_(n)^(-)(n=4-16)的光电子能谱(PES),计算了团簇的平均键能(E_(b))、二阶能量差分(Δ^(2)E)、HOMO-LUMO能隙(E_(gap))、自然布局分析(NPA)。结果表明,FeGe_(10)和FeGe_(15)^(-)团簇既具有优良的热力学稳定性又有良好的化学稳定性,可作为新型纳米功能材料最合适的基元。

Si_nH/Si_nH^-(n=3～8)的结构和电子亲合能的研究

选用四种不同的密度泛函理论方法(B3LYP,B3P86,BLYP,BP86),在全电子的双ζ加极化加弥散函数基组(DZP++)下,对SinH/SinH-(n=3~8)体系进行研究,获得它们的基态结构和电子亲合能。预测Si3H/Si3H-,Si4H/Si4H-,Si5H/Si5H-,Si6H/Si6H-,Si7H/Si7H-和Si8H/Si8H-的基态结构分别为C2v(2B2)/C2v(1A1)氢桥结构,Cs(2A')/Cs(1A'),C2v(2B2)/C2v(1A1),C2v(2B2或2B1)/C4v(1A1),C5v(2A1)/C5v(1A1)和Cs(2A″)/C3v(1A1)。在电子亲合能方面,B3LYP方法预测的电子亲合能是最可靠的,预测Si3H,Si4H,Si5H,Si6H,Si7H和Si8H的电子亲合能分别为2.56,2.59,2.84,2.86,3.19和3.14eV。

钙钛矿型稀土复合氧化物超细粒子对CO还原SO_2的催化性能

以共沉淀—超临界干燥法制得了钙钛矿型ＬａＣｏＯ３和ＬａＭｎＯ３稀土复合氧化物超细粒子，测试了该超细粒子对ＣＯ还原ＳＯ２的催化性能，发现随ＬａＣｏＯ３和ＬａＭｎＯ３颗粒粒径减小和比表面积增大其对ＣＯ还原ＳＯ２的催化活性提高。反应产物主要为单质硫，有微量ＣＯＳ和ＣＳ２生成，其中ＣＯＳ可能是ＣＯ还原ＳＯ２生成单质硫过程中的中间产物。

Si_n/Si_n^-(n=7~10)的结构和电子亲合能的研究

选用4种不同的密度泛函理论方法(B 3LYP,BLYP,BP 86,B 3P 86),在全电子的双ζ加极化加弥散函数基组(DZP++)下,对S in/S in-(n=7~10)体系进行研究,获得它们的基态结构和电子亲合能.预测S i7/S i7-,S i8/S i8-,S i9/S i9-和S i10/S i1-0的基态结构分别为D5h(1A1′)/D5h(2A2)″,C2h(1Ag)/C3υ(2A2),Cs(1A′)/Cs(2A′)和C3υ(1A1)/C3υ(2A1).理论预测S i7,S i8,S i9和S i10的电子亲合能分别为1.90,2.59,2.07和2.20 eV,BLYP方法预测的电子亲合能最为可靠的.

Si_n/Si_n^-(n=2-6)的结构和电子亲合能的密度泛函理论研究

选用四种不同的密度泛函理论方法(B3LYP,BLYP,BP86,B3P86),在全电子的双ζ加极化加弥散函数基组(DZP++)下,研究Sin/Si-n (n=2 -6 )体系的结构和电子亲合能.预测Si2 /Si-2 ,Si3 /Si-3 ,Si4 /Si-4 ,Si5 /Si-5 和Si6 /Si-6 的基态结构分别为C∞h(3Σ-g ) /C∞h(2Σ+g ),D3h(3A′2 ) /C2υ(2A1 ),D2h(1Ag) /D2h(2B2g),D3h(1A′1 ) /D3h(2A″2 )和C2υ(1A1 ) /D4h(2A2u).在电子亲合能方面,B3LYP方法预测的电子亲合能是最可靠的.预测Si2,Si3,Si4,Si5和Si6的电子亲合能分别为 2. 05, 2. 34, 2. 16, 2. 48和 2. 13eV.

G3方法研究As_n(n=2-5)团簇的结构、电子亲合能、电离解和原子化能

采用G3方法计算了Asn(n=2-5)中性分子及其正负离子的结构和能量,报导了它们的基态结构,预测了它们的绝热电子亲合能、绝热电离能和原子化能。和有效的实验值比较,表明G3理论方法适合砷簇的计算,计算结果可信;根据G3方法计算的结果结合已经报导的光电子能谱,对As3-阴离子的光电子能谱进行了重新分配,获得As3的电子亲合能的实验值是1.81 eV;根据G3方法计算的结果结合密度泛函方法计算的结果,论证了1.7eV和3.51eV这两个As5电子亲合能的实验值的不合理性。此外,还计算了As原子的断裂能,并讨论了它们的稳定性。

Si_3H_n(n=1～6)环式及桥式的电子结构计算

选用B3LYP密度泛函理论方法,在全电子的双ζ加极化加弥散函数基组(DZP++)下,对Si3Hn(n=1～6)体系进行了系统的研究,获得了它们的基态结构是以三个硅原子形成的环为基本骨架,硅原子尽可能以四配位键接氢原子在环外或形成桥式结构.同时对它们在气相中可能的断裂途径作了预测.

全膜法水处理技术制备火力发电厂锅炉补给水的应用

通过全膜法水处理技术(超滤+二级反渗透+电去离子)在上都火力发电厂的应用实践,介绍了全膜法水处理技术制备锅炉补给水工艺中各处理单元的控制特点,总结了各单元运行中遇到的实际问题和改进措施。运行结果表明,全膜法水处理系统运行可靠,管理方便,产水水质(电导率<0.06μS/cm,SiO2<5μg/L,硬度为0)满足电厂锅炉补给水的要求。

聚光蒸发式太阳能苦咸水淡化系统水体光热性能分析

针对太阳能苦咸水淡化系统中太阳能集热系统在高温段时效率低,而苦咸水淡化系统在低温段时效率低的结构性不匹配问题,提出了聚光蒸发式太阳能苦咸水淡化系统。为了提高苦咸水对入射太阳光的吸收作用,对太阳能集热系统中的苦咸水进行功能化处理,并对功能化苦咸水的透射率进行了光学性能分析,在实际天气条件下,对功能化苦咸水的热能利用效率进行了试验研究。结果表明,功能化苦咸水的透射率随粒子丰度增加而减小,随粒径减小而降低;粒子丰度由6.25增加为50.0 mg/L时,含有粒径为0.72 mm粒子的功能化水体的热能利用效率增加了41.3%;功能化苦咸水热利用效率计算结果与光学性能测试结果变化趋势一致。该研究为提高太阳能苦咸水淡化系统热利用效率提供了参考。

钙钛矿型LaMnO_(3-δ)及La_(1-x)Sr_xMnO_(3-δ)纳米粒子的XPS表征

采用 XPS手段对钙钛矿型 La Mn O3-δ及 L a1- x Srx Mn O3-δ纳米粒子进行了表征 ,结果显示 ,随L a Mn O3-δ纳米粒子粒径减小 ,其表面氧空位浓度增加 ,表面化学吸附氧性质发生变化 ,同时单位质量试样上化学吸附氧含量增加 ,这些导致化学吸附氧反应活性提高 ,使 CO氧化的起始反应温度降低和一定温度下单位质量催化剂上 CO氧化速率提高。 La Mn O3-δ中的镧被锶部分取代后表面氧空位浓度显著提高 ,表面有 Mn3+ 和 Mn4 + 共同存在 ,CO氧化的催化活性也明显提高。

乙酸修饰Ag/TiO2复合光催化剂的制备及协同催化性能

利用光化学还原法制备了Ag/TiO_2,然后通过乙酸浸渍制备了HAc-Ag/TiO_2复合光催化剂.利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)等手段表征了催化剂的性质.以降解水溶液中的甲基橙(MO)为探针反应,考察了催化剂在可见光下的光催化性能.结果表明,乙酸对TiO_2的修饰在TiO_2禁带中产生了"带尾",使TiO_2的禁带宽度发生了显著的缩减;Ag纳米粒子和乙酸共同修饰的HAc-Ag/TiO_2样品具有更窄的禁带宽度和更正的价带顶位置;Ag和乙酸的协同作用使HAc-Ag/TiO_2具有良好的可见光催化活性:可见光照射2 h后,甲基橙在HAc-Ag/TiO_2上的降解率接近100%.

双水解法制备SO_4^(2-)/SnO_2·SiO_2固体超强酸及其结构表征

用双水解法合成了SO24-/SnO2-SiO2固体超强酸催化剂。采用FTIR、TG-DTA和XRD技术研究了SO24-/SnO2-SiO2的结构,其测试结果表明:SO42-/SnO2-SiO2的结构与其催化活性存在很好的一致性。

曝气生物滤池Biostyr处理微污染水源

采用曝气生物滤池Biostyr对浙江省T市某水厂微污染水源水进行生物预处理,现场试验研究表明:在气水比为2∶1,滤速6m/h,水温24～32℃的运行条件下,其对水中各污染物的平均去除率为:高锰酸盐指数24.1%,氨氮81.7%,亚硝酸盐氮79.9%,浊度49.0%。完全能达到生物预处理目的。

可见光响应SO_4^(2-)/Ce-TiO_2的光谱特征及催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了Ce掺杂TiO_2,经H_2SO_4处理得到酸化Ce掺杂TiO_2。利用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)、紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis)及X射线光电子能谱(XPS)技术对样品的性质进行了表征,以罗丹明B(RhB)在样品上的可见光催化降解为模型反应,评价了所制备样品的光催化性能。XRD测试结果表明,铈掺杂使TiO_2产生晶格缺陷、粒径减小,有利于光生电荷的转移,继而提高催化剂的活性;FTIR谱图说明SO_4^(2-)以桥式双齿配位吸附形式存在;PyFTIR谱图显示,酸化铈掺杂TiO_2样品表面同时存在Brnsted和Lewis酸位,但以Lewis酸为主。Lewis酸中心的缺电子性质有利于样品表面的光生电子与光生空穴分离,从而改善催化剂的活性;UV-Vis结果表明,Ce掺杂减小了TiO_2的带隙能,引入的杂能级能够捕获导带上的光生电子和价带上的光生空穴,降低光生电子-空穴对的复合几率;同时还可以使能量较小的光子激发杂能级上捕获的电子,拓宽光响应范围;XPS分析表明SO2-4/Ce-TiO_2样品上同时存在Ce3+/Ce4+的混合价态,Ce^(3+)/Ce^(4+)氧化-还原转换有助于TiO_2受光激发后产生的光生电子和空穴的分离,从而提高光量子效率。酸化Ce掺杂TiO_2对RhB的可见光催化降解反应有很好的活性,实验结果证明,H_2SO_4酸化和Ce掺杂的协同作用改善了样品的可见光响应,促进了其可见光催化反应活性。

机械搅拌澄清池处理低温低浊水的应用研究

虽然低温低浊水是最难处理的水质之一,但是通过技术改造和调整,使本来适用于高浊度水的机械搅拌澄清池也能用于对其的处理。根据影响产水水质的因素和实际运行状况,通过在清水区增加斜管、改造导流板、找平出水堰槽和改变污泥回流缝等技术改造,不但使出水水质满足后续水处理工艺的技术指标,而且提高了机械搅拌澄清池的单台出力,解决了电厂生产用水不足的难题。

铬掺杂硅团簇的结构、稳定性和光电子谱性质研究

采用CCSD(T)/aug-cc-pVTZ-DK//MP2/6-31G(2df,p)和B3LYP/aug-cc-pVTZ基组研究了小尺寸团簇CrSin(n=3~9)及其阴离子的结构、稳定性以及光电子谱。结果表明:中性及其阴离子的基态结构是外嵌结构。由计算得出的解离能可知,在n<5时,CrSin中性结构的稳定性弱于其阴离子结构。在n≥5时,CrSin中性结构中,CrSi5和CrSi8结构的稳定性强于其相邻团簇;CrSin阴离子结构中,CrSi4和CrSi7结构的稳定性弱于其相邻团簇。计算得出的CrSin垂直电子解离能分别为:CrSi3(2.26 eV),CrSi4(3.21 eV),CrSi5(2.72 eV),CrSi6(3.54 eV),CrSi7(2.45 eV),CrSi8(2.71 eV)和CrSi9(2.95 eV)。除CrSi4以外,其他CrSin结构的垂直电子解离能数值与实验值很好符合,平均绝对误差仅为0.073 eV。计算得出的CrSin绝热电子亲和能分别为:CrSi3(2.07 eV),CrSi4(1.95 eV),CrSi5(2.4 eV),CrSi6(2.32 eV),CrSi7(2.38 eV),CrSi8(2.67 eV)和CrSi9(2.63 eV)。除CrSi6以外,其他CrSin结构的绝热电子亲和能与实验值很好符合,平均绝对误差仅为0.09 eV。此外,在PBE1PBE/6-31G(2df,p)水平下模拟了CrSin(n=3~9)阴离子基态结构的光电子光谱,并与报道的实验结果相比较,可以得出该研究得到的基态结构是可靠的。

碱土金属掺杂ZnO电子结构的理论研究

采用第一性原理的超软赝势方法,对碱土金属掺杂纤锌矿ZnO以及未掺杂ZnO的电子结构进行了详细的计算。计算结果表明,随着原子序数的增加,能带带隙逐渐变小,但仍大于未掺杂的带隙(除镭外),这一现象显示了碱土金属比Zn的金属性强而导致O离子的电子密度分布向碱土离子的方向偏移的程度比原来为Zn离子时更大。

铁小檗碱化合物结构的密度泛函理论研究

本工作采用密度泛函理论（B3LYP）方法对铁小檗碱化合物的中性分子及离子进行了结构优化和频率计算.结果表明：无论是中性分子还是离子,铁小檗碱物化合物基态结构都是小檗碱基态结构中的与N原子相邻的C10原子上键合一个Fe原子形成的.其阳离子结构具有C1对称性和3A电子态;中性分子的基态结构具有C1对称性和2A电子态;阴离子的基态结构具有C1对称性和5A电子态.当铁小檗碱物化合物的阳离子得到一个电子后,C（10）-Fe（26）及Fe（26）-H（44）的键长都有所变短;当中性分子得到一个电子变成阴离子后,C（10）-Fe（26）及Fe（26）-H（44）的键长都有所增加.

氯代苯酚类化合物毒性的构效关系研究

应用BLYP方法计算得到的量子化学参数,对氯代苯酚类化合物进行了定量结构-活性相关(Q SAR)研究,并用逐步回归法建立了相关方程,经过残差分析,证明线性方程统计意义很好.结果表明,该类化合物对发光细菌的毒性作用随分子氯取代基数增多而增强,随分子最高占据轨道能级的增高而增大.

Fe_3O_4@SiO_2-TiO_2磁性介孔复合材料光催化降解亚甲基蓝的性能研究

染料废水处理是水污染治理中非常重要内容之一,针对染料废水带有极高的色度、可生化性差和含"三致"物等特点。本文采用水热法制备复合材料用于染料废水处理。通过XRD、TEM、SBET等表征手段证实制备材料为核-壳Fe3O4@SiO2-TiO2复合材料。将此材料用于染料废水处理,选用亚甲基蓝(Methylene Blue,简称MB)作为染料废水典型目标物,测定催化剂Ti:Si摩尔比、催化剂用量、染料溶液pH值和催化剂重复利用对染料废水降解效果影响。研究结果表明,染料废水浓度为14mg/L,双氧水用量为2mL,催化剂用量为2g/L,脱色90min时,溶液脱色率能达到98.6%。催化剂重复使用4次,其脱色效果仍然保持在90%左右。由此可见,用此方法制备的核-壳材料是比较有效且实用的一种染料废水处理非均相Fenton催化剂。