纳米无机巨簇分子的红外、拉曼光谱研究

本文报道了用红外。

乙醇-水团簇分子发射荧光的机理研究(英文)

利用含时密度泛函理论分别计算了乙醇分子、水分子、以及乙醇和水形成的新团簇分子的基态和激发态能级,得出了各自吸收光能量和光波长的理论极限值;利用分析化学的理论分析了链式的乙醇-水团簇分子的特殊结构,得到了基态团簇分子间形成碰撞复合物的结论;利用量子力学的态叠加原理和量子化学的轨道理论,并结合Hckel近似对该复合物的能级和对应波函数进行了计算和推导,从而解释了乙醇-水溶液能吸收较长波长的光并发射荧光的机理.

团簇碰撞中双团簇分子(Na_9)_2的形成研究

采用紧密结合分子动力学模型 ,对Na9+Na9碰撞系统在质心系中单原子的轰击能量为Ecm/n =0 .0 0 63eV的对心碰撞进行了研究。从动力学的观点对双团簇分子 (Na9) 2 的形成给予了证明 ,结合所谓“突然冷却”技术 ,鉴别出了所形成的 (Na9) 2 ,并给出了其结构性质。

团簇分子[Zn-(CH_3CH_2OH)_n]^(2+)的荧光光谱研究及理论光谱验证

通过荧光光谱实验和理论计算对金属离子在乙醇溶液中的微团簇结构进行了研究。荧光光谱实验发现在275~330 nm范围存在较强的乙醇分子荧光峰,当加入盐离子(Zn^(2+))后该处荧光强度逐渐变弱,说明盐的加入对乙醇体系的荧光效率产生了影响,破坏了原有乙醇分子之间的作用,使得其刚性结构发生改变,荧光效率降低,同时Zn^(2+)与乙醇分子通过溶剂化作用形成了新的微团簇,在350~380 nm之间出现了新峰。通过对团簇结构[Zn-(H_2O)_n]^(2+)(n=1~3)进行优化比较,得到了相对精确及运算成本较低的密度泛函理论B3LYP方法,并应用于Zn^(2+)在乙醇溶液中团簇结构计算。结果表明体系的第一溶剂化层存在着n=1~6的微团簇分子,且最多为6。比较理论计算荧光光谱与实验荧光光谱,进一步说明了Zn^(2+)与乙醇形成了新的微团簇及计算方法的可行性。

团簇分子(Na_n)_2的碰撞动力学研究

采用紧密结合分子动力学模型，对第一个满壳附近（n＝8）钠原子团簇碰撞Nan＋Nan的动力学性质进行了系统性研究．用有限温度下的多次模拟事件，在各种碰撞参数和轰击能量时，对双团簇分子（Nan）2的稳定性进行了研究．从动力学的观点对（Na9）2的存在给予了证明．同时提出A类和B类（Nan）2的概念．

NLi_n（n＝8，10，12）簇分子电子结构性质的AB INITIO计算研究

在本文之中，我们应用精确的量子化学ＡＢＩＮＩＴＩＯ计算方法首次对ＮＬｉｎ（ｎ＝８，１０，１２）结构的稳定性，键的结合能等电子结构性质进行了理论研究。总能量，结合能的计算结果表明ＮＬｉｎ（ｎ＝８，１０，１２）结构是稳定存在的，并且，ＮＬｉｎ的主要构成单位为三角形的Ｌｉ３和金字塔型Ｌｉ４，计算的结果还表明ＮＬｉ８（Ｓ４），ＮＬｉ８（Ｓ６）和ＮＬｉ１０，ＮＬｉ１２中的Ｎ分别为四、六和八配位的，并且随配位数的增加，键长变长，布居数等也发生变化。

碳簇分子和离子的合成及质谱研究

利用脉冲等离子体反应器 ,采用 C2 H2 /Ar,CH4 /Ar,C6H6/Ar放电合成碳簇分子和离子 .采用 TOF-飞行时间质谱和激光电离技术来研究和分析产物分布 .讨论了在不同实验条件下 ,中性碳簇分子和离子的分布情况 ,并对反应过程和机理进行了讨论 .从反应机理来看 ,在相似的等离子条件下 ,采用不同的气体 ,如 C2 H2 /Ar,CH4 /Ar,C6H6/Ar等所得到碳簇分布非常相似 .另外 ,当增加等离子体反应器通道长度 (增大反应时间 ) ,碳簇的尺寸也有增加的趋势 .即较大的碳簇需要较多的反应步骤和较长的反应时间 .这表明 。

糖簇分子和糖树状分子的合成进展

糖簇分子和糖树状分子是为了模拟天然存在的“多价效应”而发展起来的一类糖缀合物 .从糖簇分子和糖树状分子的骨架结构特点出发 。

糖簇分子和糖树状分子及其生物学活性

糖簇分子和糖树状分子是近年来发展起来的一类新型糖缀合物,其目的是模拟天然存在的“多元效应”。本文主要综述了目前已知糖簇分子和糖树状分子所具有的生物活性及其潜在的应用领域。

水分子团簇分子间氢键协同作用

氢键是生物分子中重要的弱相互作用,对生命物质结构和功能的实现等方面有着重要的意义.在多分子聚集体中,氢键的强度会因周围环境或其他分子的改变而发生变化,即存在“协同作用”.氢键协同作用的研究对解释许多物理、化学、生物学现象也具有着重要意义.基于水分子中三体、四体相互作用对团簇稳定性具有较大贡献的事实,系统地构建了4种三元、四元水分子团簇结构(共计22000个),并在DLPNO-MP2/aug-cc-pVTZ水平上对氢键的协同作用的强弱进行了探讨.结果表明,分子间氢键的协同作用同时存在着短程的正协同和短程的负协同两种作用,其强度随分子间距离的增强快速衰减.这种协同作用与氢键相关原子电荷变化有关,本文的研究为进一步发展基于可极化力场的分子间协同作用计算方法提供依据.

基于原子/分子团簇结构的材料与器件制造

原子/分子团簇是物质结构的一种新形态,具有独特的本征性质。从原子/分子团簇到器件的跨尺度制造,将为国防高端装备和新兴电子等产业发展带来深刻变革。团簇的多物质构效关系、宏量制造、团簇结构跨尺度构筑以及团簇器件的高性能制造等是原子/分子团簇器件制造的关键发展方向,主导着从原子到产品制造的发展历程。把握这些发展背后的重要机遇,将有助于占领原子级制造研究的制高点,引领原子级制造方法的变革。本文从团簇新材料的宏量制造、新型功能器件的原子/分子团簇构筑、团簇—器件的跨尺度制造工艺和装备等三个方面概括了原子/分子团簇与器件制造领域的主要研究进展,总结了原子/分子团簇与器件领域的关键科学问题及面临的挑战,并对其未来发展方向和发展战略给出了建议。

有机污染物分子团簇的环境行为和效应研究进展

环境中与日俱增的有机污染物严重危害着生态环境和人体健康.先前研究往往忽视了有机污染物分子团簇(molecular cluster of organic contaminants,MCOCs)的影响,而MCOCs的形成可能改变有机污染物的理化特性,进而影响其环境行为和归趋.分子结构特性及环境条件决定了有机污染物的赋存状态(分子态、离子态、团簇态和沉淀态),也进一步决定了其环境行为和风险.比如,MCOCs相较于其它赋存状态可能更有利于其被快速吸附,但也可能由于其尺寸较大而限制了在孔隙内的活动.文章综述了决定有机污染物(多环芳烃、邻苯二甲酸酯、其它有机污染物)赋存状态的因素以及它们的环境行为和环境效应,并总结了MCOCs形成的普遍性和显著性,着重强调了它们的环境行为、效应及潜在的环境风险,旨在为有机污染物的环境行为和效应研究以及其污染控制策略的形成提供理论支撑.

用稳态和时间分辨荧光光谱研究乙醇-水分子团簇的可能类型(英文)

研究了紫外光照射乙醇-水混合溶液的稳态和时间分辨荧光光谱.通过检测其荧光光谱和激发光谱,得到了稳态发射光谱的三个荧光峰,峰值分别位于290 nm、305 nm、330 nm,相应的最佳激励光分别为265 nm,280 nm和236 nm.在荧光光谱峰值波长处分别监测其荧光强度随时间的衰变过程,将获得的荧光衰减动力学曲线采用指数拟合并进行解卷积处理获得不同荧光光子的寿命值.乙醇-水溶液稳态光谱的特点和三个不同的荧光寿命都表明了溶液中含有三个不同的生色团,分析认为乙醇和水分子间通过氢键作用形成了不同结构的团簇分子.

季戊四醇衍生物为骨架的糖簇、糖树枝状分子的合成与应用

综述了以季戊四醇衍生物为骨架的糖簇、糖树枝状分子的合成与应用.由于季戊四醇衍生物本身所具备的结构特点,这类分子非常适合于合成新型的糖簇分子和糖树枝状分子.同时,由于季戊四醇衍生物在有机合成领域应用广泛,很多有机合成方法都可以应用到这类糖缀合物的合成中.

一种基于转动光谱的分子团簇结构拟合程序

分子团簇是宏观物质的构成单元,其结构的表征可以揭示单.元分子之间的相互作用、由于转动尤谱与分子团簇的质量分布直接相关,通过与高精度量子化学计算相结合,啁啾脉冲-傅里叶变换微波光谱学成为了表征分子团簇结构的有力工具.然而,由于分子团簇结构的多样性,从实验光谱中确定较大或复杂团簇的结构仍然具有很大挑战性:从头算和密度泛函搜索分子团簇的稳定结构非常耗时且高度依赖于计算方法。为了解决这些问题,本文开发了一种无需量子化学优化、仅基于实验旋转常数来搜索潜在分子团簇结构的方法.该方法通过半经验采样程序或拟蒙特卡罗万法创建初始构象集合,并采用信赖域反射算法对分子团簇进行结构拟合,从而快速生成潜在构象并获得精确的结构信息。本文在水六聚体和苯甲醛-水团簇中验证了该结构拟合程序的有效性,得到的拓扑结构与实验结果高度吻合.

梯恩梯(TNT)爆轰初期形成富碳团簇分子及类石墨结构的分子动力学模拟

富碳炸药在爆轰过程中可产生团簇分子,而现有的实验手段不能直接观测团簇分子的形成过程.本文采用Reax FF/lg力场对梯恩梯(TNT)在不同温度下的热分解过程进行了模拟.研究发现:团簇分子在反应初始阶段形成缓慢,大约一次增加一个TNT相对分子质量.随着反应进行,团簇分子迅速增大,最大团簇分子相对分子质量可达8000~10000,约占体系质量的18%.分析团簇分子的结构发现,团簇分子中一部分苯环被破坏,形成五元环和夹杂N、O原子的六元环,在3500 K条件下还形成了更为复杂的七元环等结构.通过体积膨胀和直接降温的方法,研究了团簇分子的稳定性:体积膨胀使得团簇分子迅速分解;而直接降温,团簇分子又聚合成更大的团簇.分析类石墨结构的产生过程,发现先膨胀然后降温是必不可少的步骤.比较团簇分子和TNT分子中各原子质量所占比,团簇分子中C原子质量比始终在增加.

分子团簇串级飞行时间质谱仪

本文报道了国内首台用于研究分子团簇的串级飞行时间质谱仪的研制过程.内容包括:串级飞行时间质谱仪的结构、原理、真空系统、检测控制系统、性能测试以及提高系统分辨率的措施等.并给出了用该装置所获得的碳原子簇正负离子的分布和硫原子簇的分布及S_5^+离子激光裂解等实验结果.

乙醇-水分子团簇C_2H_5OH(H_2O)_n(n=1-9)稳定结构的量子化学研究

采用密度泛函理论B3LYP方法,在B3LYP/6-311++G(2d,2p)//B3LYP/6-311++G(d,p)基组水平上对乙醇-水分子团簇(C2H5OH(H2O)n(n=1-9))的各种性质进行研究,如:优化的几何构型、结构参数、氢键、结合能、平均氢键强度、自然键轨道(NBO)电荷分布、团簇的生长规律等.结果表明,从二维(2-D)环状结构到三维(3-D)笼状结构的过渡出现在n=5的乙醇-水分子团簇中.此外,利用团簇结合能的二阶差分、形成能、能隙等性质,发现在n=6时乙醇-水分子团簇的最低能量结构稳定性较好,可能为幻数结构.最后,为了进一步探讨氢键本质,将C2H5OH(H2O)n(n=2-9)最低能量结构的各种性质与纯水分子团簇(H2O)n(n=3-10)比较,结果表明前者与后者中的水分子之间氢键相似.

小分子簇水对老年大鼠血糖、血脂水平的影响

目的探讨小分子簇水对老年大鼠血糖、血脂水平的影响。方法取40只Wistar老年大鼠(18个月),随机分为空白对照组(饮用农夫山泉水),小分子簇水组(饮用小分子簇水),每组20只。3个月后检测大鼠血糖、血脂、肝、肾功能的变化。结果与对照组比较,小分子簇水组血糖、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白(LDL)水平明显降低(P<0.05),肝功能谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)的水平明显降低(P<0.001,P<0.01,P<0.05),尿素氮(BUN)水平明显降低(P<0.01)。且该水能抑制老年大鼠的TG及LDL水平的升高;抑制丙氨酸氨基转移酶、天门冬氨酸氨基转移酶及ALP的活性升高;抑制BUN含量升高。结论小分子簇水具有明显的改善老年大鼠血糖、血脂水平,保肝、清除体内代谢物的保健功能。

铝离子水分子团簇Al^(3+)(H_2O)_n(n=1～6)性质的理论研究

采用高水平的从头计算方法对铝离子水分子团簇Al3+(H2O)n(n=1～6)进行了几何构型的优化、能量和振动频率的计算.计算结果表明Al3+(H2O)n(n=1～6)的最稳定构型都是水分子直接结合于离子.随着团簇中水分子数的增加,R(Al3+—O)逐渐增长,总的结合能逐渐增大,连续结合能逐渐减小.团簇中,铝离子和水分子之间有明显的电荷转移,铝离子的极化作用导致O—H键伸缩振动向低波数方向移动,而对∠HOH的弯曲振动影响较小.