(H_(2)O)_(n)^(+)(n=2~5)团簇离子在308 nm处的光解动力学

本文利用一套高分辨圆柱形低温离子阱速度成像谱仪装置研究了小团簇离子(H_(2)O)_(n)^(+)(n=2-5)在308 nm处的光解动力学.通过记录光解产物碎片质谱和速度影像,发现二聚体水团簇(H_(2)O)_(2)^(+)解离生成H_(3)O^(+)和H_(2)O^(+)光碎片,表明其同时存在质子转移(H_(3)O^(+)-OH)和半束缚(H_(2)O-OH_(2))+两种构型,水团簇离子(H_(2)O)_(n)^(+)(n=3~5)普遍通过同时丢失OH和H_(2)O部分解离得到H+(H_(2)O)_(n-2,…,1)光碎片,并且(H_(2)O)_(5)^(+)团簇离子有一个仅通过丢失OH的额外通道得到H+(H_(2)O)4.前者表明(H_(2)O)_(n)^(+)(n=3~5)的构型是(H_(2)O)_(n-2)H_(3)O^(+)OH,后者表明在(H_(2)O)_(5)^(+)团簇离子中核H_(3)O^(+)和OH被H_(2)O分开.基于实验影像得到的光碎片各向异性参数为负值并且值较小,表明(H_(2)O)_(n)^(+)(n=2~5)团簇离子在光子吸收后经历垂直电子跃迁,随后缓慢解离,并导致光碎片的高内部激发.

Si_3X_n(X=C,O,N;n=1,2)团簇的密度泛函研究

使用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对Si3Xn(X=C,O,N;n=1,2)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的电子结构、振动特性、成键特性和电荷特性等进行了理论研究.结果表明团簇的几何结构都是平面结构,通常Si3X2出现是Si-X键,较少出现X-X键;而Si3X中出现Si-X键和Si-Si键共存,Si3Xn(X=C,O,N;n=1,2)团簇的电荷布局分布表明这种电荷转移的作用使得团簇中所有X原子呈负电性,Si原子显正电性.处于不同位置的Si原子呈不同大小布局数,而且由于Si3X2的对称性,2个X负电性相同.

(TiO_2)_(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。

基于团簇结构模型的Na_2O-Al_2O_3-SiO_2三元体系熔体吉布斯混合摩尔自由能计算

以三元硅酸盐熔体团簇结构模型为基础,选取了Na_2O-Al_2O_3-SiO_2体系不同成分的团簇结构,采用半经验量子化学方法MNDO/d分别计算该三元体系熔体中不同结构的团簇基元在1473、1873、2000 K温度下的熵、焓、热容和自由能等热力学数据,计算得出不同团簇结构基元的混合自由能,并根据统计热力学波尔兹曼分布定律,推导计算得出Na_2O-Al_2O_3-SiO_2三元体系各成分下的混合摩尔自由能。三元硅酸盐熔体的热力学性质与该熔体的微观结构密切相关。

Na_2O-Al_2O_3二元系团簇微结构与特征拉曼振动波数的相关性

针对含铝四配位Na_2O-Al_2O_3二元系熔体团簇结构,构建了九种团簇模型,并对其拉曼振动波数和散射活性进行了密度泛函理论(DFT)计算。微结构的命名参考了硅酸盐体系的命名规则^([1]),其中Al-O四面体简记为Qi(i为桥氧数)。分析表明,Na_2O-Al_2O_3二元系团簇中Q_2和Q_3微结构单元中Al-O_(nb)(non-bridging oxygen,即非桥氧)键对称伸缩振动波数随其键长呈现线性相关性。Q_2和Q_3微结构中铝氧键长随着参与成环铝氧四面体的数目的增加而增加,这些相关性有助于Na_2O-Al_2O_3二元系熔体中铝氧四面体连接方式及团簇的诊断和鉴别。

[NH_3(H_2O)_n]^-(n=2-4)团簇结构和电子结合方式研究

采用密度泛函理论B3LYP/6-311++g**方法对[NH3(H2O)n]-(n=2-4)团簇的结构和频率进行研究,从而得到[NH3(H2O)n]-(n=2-4)团簇的基态结构,得到的结构与Subha Pratihar等的研究一致.同时,文章还研究了水氨团簇的电子束缚方式和偶极矩,结果表明,在n=2时,电子束缚方式为表面束缚,而在n=3,4时,既有表面束缚方式,又有内部束缚方式.

鼓形有机锡氧杂环羧酸簇合物[PhCH_2Sn(O)(O_2CC_4H_3S)]_6·2CH_2Cl_2 和 [PhCH_2Sn(O)(O_2CC_3H_2NO)]_6·2CH_2Cl_2的合成和晶体结构

利用三苄基氧化锡与 2 -噻吩甲酸和 2 -唑甲酸反应 ,合成了六聚体苄基锡氧 2 -噻吩甲酸酯 (1 )和六聚体苄基锡氧 2 -唑甲酸酯 (2 )鼓形簇合物 .通过元素分析、红外光谱和 X射线单晶衍射对其结构进行了表征 .测试结果表明 :化合物 1属三斜晶系 ,空间群 P1 ,a=1 . 2 76 0 (3) nm,b=1 .30 5 6 (3) nm,c=1 .334 3(3) nm,α=1 0 5 .6 5 (3)°,β=96 .2 7(3)°,γ=97.2 0 (3)°,Z=1 ,V=2 .0 997(7) nm3 ,Dc=1 .80 9g/ cm3 ,μ=2 .0 97mm- 1 ,F(0 0 0 ) =1 1 1 6 ,R=0 .0 6 5 1 ,w R=0 .1 2 92 .化合物 2属三斜晶系 ,空间群 P1 ,a=1 .2 2 4 0 (4 ) nm,b=1 .36 73(4 ) nm,c=1 .374 4(4 ) nm,α=1 0 7.76 0 (4 )°,β=98.0 6 9(5 )°,γ=91 .4 80(5 )°,Z=2 ,V=2 .1 6 31 (1 2 ) nm3 ,Dc=3.373g/ cm3 ,μ=3.799mm- 1 ,F (0 0 0 ) =2 1 36 ,R=0 .0 382 ,w R=0 .0 79.它们均为鼓形簇状结构 ,锡原子呈畸变的八面体构型 .化合物 1通过分子间 S… S近距离作用 ,形成一维链状结构 .

微波辅助溶剂热法制备纳米Fe_3O_4团簇

采用微波辅助溶剂热法制备了纳米Fe3O4团簇,其中乙二醇和二甘醇作为反应溶剂和还原剂,乙酸钠和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为表面活性剂和稳定剂。采用X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）对样品的结构和形貌进行了表征,利用样品振动磁强计（VSM）对样品的磁学性能进行了表征。结果表明,微波加热2 h和4 h,获得的是尺寸为40~50 nm的纳米Fe3O4团簇,而在微波加热5 min的条件下,获得的是10 nm的Fe3O4纳米颗粒。所制备样品在室温下表现出超顺磁性。

固体超强酸SO_4^(2-)/Fe_2O_3催化N,N-二乙氨基乙醇与含芳香环的羧酸的酯化反应

用固体超强酸SO2-4/Fe2O3催化N,N 二乙氨基乙醇与9个含芳香环羧酸的酯化反应,合成了9个相应的酯,产率在75%～95.6%之间.讨论了不同的固体超强酸及催化剂用量,溶剂和反应温度,反应时间等因素对酯化产率的影响.实验结果表明:当催化剂用量占反应物总量的3.4%～3.8%,溶剂为二甲苯,反应温度140℃,反应时间6h的条件下,酯化产率最高.

新生Fe_2O_3对磁铁精矿预热球团强度的影响

据磁铁精矿在空气及氮气气氛中预热的质量损失计算新生Fe2O3质量分数,研究预热温度、预热时间对新生Fe2O3质量分数的影响和新生Fe2O3质量分数对磁铁精矿预热球团抗压强度及转鼓强度的影响。研究结果表明:提高预热温度,预热球新生Fe2O3质量分数迅速增加,当Fe2O3质量分数超过50%后,其抗压强度迅速提高(大于400 N/个);同时,预热球中新生Fe2O3由邻近矿粒结晶向毗邻的氧化物体间扩散迁移并形成Fe2O3连接桥,球团强度迅速提高。

Fe2O3对碳热还原氮化SiO2合成Si2N2O的催化效应及机理

采用碳热还原氮化SiO2的方法在1 500℃制备了Si2N2O,并通过XRD和热失重分析,研究了Fe2O3对合成Si2N2O的催化作用及机理。Fe2O3对Si2N2O的合成具有显著的催化作用,加入少量Fe2O3可以使SiO2的转化率达到100%。Fe2O3的催化机理为:一方面,Fe2O3被C还原为纳米铁单质,并与Si形成Fe-Si液相,该Fe-Si液相可溶解SiO2和C颗粒,促使SiOC中间相在较低温度下形成,从而显著降低碳热还原反应的开始温度。另一方面,Fe-Si液相中的CO2与FeSi反应,通过形成SiO和CO而加速碳热还原反应的进行。

(LiN3)n(n=1～2)团簇的密度泛函研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对(LiN3)n(n=1~2)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、成键特性和电荷布局等性质进行了理论研究.结果表明,LiN3团簇最稳定构型为直线构型;(LiN3)n(n=1~2)团簇中N—N键长在0.1146~0.1203nm之间,N—Li键长在0.1722~0.1987nm之间;Li原子的自然电荷在0.708e^0.907e之间,N原子的自然电荷在-0.896e^0.208e之间.

(MgB_2)_n(n=1～3)团簇结构与性质的密度泛函研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对(MgB2)n(n=1-3)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测各团簇的最稳定结构,并对其振动特性、成键特性、极化率和超极化率等性质进行理论研究.结果表明,团簇的几何结构大多是平面结构,团簇的稳定结构中通常是几个呈负电性的B原子形成一个负电中心,而其他B原子和Mg原子处在端位,且显正电性,Mg原子的自然电荷在+0.559e-+0.920e之间,B原子的自然电荷在-0.724e-+0.197e之间;团簇中通常是B-B键和B-Mg键共存,较少出现Mg-Mg键,计算得到的B-B键键长在0.153-0.182 nm之间,B-Mg键键长在0.218-0.231 nm之间.

(Mg3N2)n(n=1～4)团簇结构与性质的密度泛函研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对(Mg3N2)n(n=1～4)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构。并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷特性和稳定性等进行了理论分析。结果表明:(Mg3N2)n(n=1～4)团簇易形成笼状结构,其最稳定构型中N原子配位数以3、4较多见;团簇主要由Mg-N键组成,Mg-N键长为0.194～0.218 nm,Mg-Mg键长为0.262～0.298 nm;N原子的平均自然电荷为-2.06 e,Mg原子的平均自然电荷为+1.37 e;(Mg3N2)2团簇有相对较高的动力学稳定性。

一种二帽pseudo-Keggin结构簇合物[HN(C_2H_5)_3]_3[N(C_2H_5)_3]_2[Mo_8~ⅣMo_4~ⅤV_2~ⅣO_(38)(PO_4)]的水热合成、结构和性质研究

The novel polyoxometalate, 32[Mo8ⅣMo4ⅤV2ⅣO38(PO4)], was synthesized and characterized by elementary analysis, EPR, IR spectra and X ray diffraction. The compoundcrystallizes in triclinic system, space group with a= 1.41999(2)nm, b=1.43467(2)nm, c=1.694610(10)nm, α=95.7250(10)°, β=92.2110(10)°, γ=92.6060(10)°, V=3.42829(7)nm3, Z=2, Dc=2.388g·cm-3, Mr=2465.10g·mol-1, μ=2.489mm-1, F(000)=2388, R1=0.0584, wR2=0.1461, S=1.164. The heteropolyanion is a bi capped pseudo Keggin complex. CCDC: 186645.

Pdn(n=1~4)团簇催化CO还原N2O的机理研究

采用密度泛函理论(DFT)研究了Pdn(n=1~4)团簇催化N2O和CO的反应机理.该反应分两步进行:首先N2O在Pdn(n=1~4)团簇上还原并分解,形成活性氧并释放出N2;接着CO被氧化形成CO2.势能面分析表明,对于Pd2,Pd3和Pd4,CO的氧化是整个反应的决速步骤,其中Pd3团簇对N2O分解和CO氧化表现出高的催化活性,决速步骤的能垒仅为61.36 kJ·mol-1.NPA电荷分析表明,电子从Pdn(n=1~4)团簇转移到N2O促进了N-O键的解离,团簇的尺寸效应对反应具有很大的影响.这些结果丰富了我们对基于Pd基催化剂的N2O催化离解和CO氧化机理的理解.

MgO对Fe_2O_3压团还原过程铁氧化物晶格结构的影响

以纯试剂为原料,采用"压团-焙烧-还原"的方法,研究了MgO对Fe_2O_3压团在还原不同阶段铁氧化物晶格结构的影响,为探索球团矿还原膨胀机理、理解铁氧化物还原反应机制提供理论基础。研究结果表明:在压团焙烧阶段,晶格常数a,b的变化是由于溶质原子周围点阵膨胀所致,而晶格常数c的变化是因为氧的减小;在Fe_2O_3还原到Fe_3O_4阶段,Mg^(2+)能同时固溶在两种铁氧化物中,稳定晶格,阻碍了还原的进行;在Fe_2O_3还原到FexO阶段,随着MgO添加量的增加,FexO晶胞参数随之减小,符合Vegard线性定律;Fe_2O_3还原到Fe阶段,MgO对Fe的晶胞参数无明显影响。最终探明了MgO在Fe_2O_3压团还原过程中的行为规律。

密度泛函理论研究La掺杂(Al2O3)n团簇的结构和性质

本文采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,研究了(Al2O3)n(n=1、2)团簇掺杂La原子前后的几何结构、单点能、HOMO能级、LUMO能级和能隙值Egap。结果表明:(Al2O3)团簇最稳定的结构为三重态,具有C2v对称性,(Al2O3)2团簇有3种结构;La取代图1(a)中Al原子后结构的稳定性降低而绝缘性能得到了提高,La取代图1(b)中Al原子后结构的稳定性降低同时绝缘性能减弱;La取代图2(a)、2(b)和2(c)中Al原子后结构的稳定性均降低但绝缘性能均增大。

(LiN_3)_n(n=1～2)团簇结构与性质的密度泛函研究

用密度泛函理论(DFT)的杂化密度泛函B3LYP方法在6-31G*基组水平上对(LiN3)n(n=1～2)团簇各种可能的构型进行几何结构优化,预测了各团簇的最稳定结构.并对最稳定结构的振动特性、成键特性和电荷布局等性质进行了理论研究.结果表明,LiN3团簇最稳定构型为直线构型;(LiN3)n(n=1～2)团簇中N-N键长在0.1146～0.1203nm之间,N-Li键长在0.1722～0.1987nm之间;团簇中Li原子全部显正电性,越靠近Li原子的N原子负电性越强,在直线构型的N3-离子中,两端的N原子均具负电荷,而中心N原子具正电荷.

Al(H_2O)^(3+)_6水交换反应溶剂效应的量子化学团簇模型-密度泛函理论方法研究

在气相模型、极化连续模型、超分子模型和超分子-极化连续模型的基础上,采用量子化学团簇模型-密度泛函理论方法,在B3LYP/6-311+G(d,p)基组水平下系统地开展了以下研究:优化得到Al(H_2O)^(3+)_6水交换反应的反应物、过渡态和产物构型,采用MP2方法在相同基组水平下计算得到相应的单点能,考虑零点振动能、热力学校正项和熵等参数的影响,计算得到Al(H_2O)^(3+)_6水交换反应的Gibbs自由能变和反应速率常数k_(ex)。计算结果表明:GP-SM//MP2-PCM和GP-SM-PCM//MP2-PCM模型得到的k_(ex)相近,并且与文献值相符,说明GP-SM//MP2-PCM模型可以充分考虑真实溶剂效应和主体溶剂效应,适用于Al(H_2O)^(3+)_6体系水交换反应的模拟。