NO在稀有金属钇表面的吸附行为

以往的理论在预测六方结构(HCP)金属的表面能时,计算值与实验值存在较大误差.鉴于此,本文首先用一种较为合理的方法精准地预测了稀有金属钇(Y)(0001)面的表面能,计算值(1.141 J/M^(2))与实验值(1.125 J/M^(2))吻合的很好.随后,系统研究了NO小分子在Y(0001)面不同位置(空位、桥位和端位)的吸附行为.结果表明:空位(H1)表现出了良好的吸附能力,吸附能超过了5eV,同时N-O键长伸长量超过了24%,此时,NO分子几乎平行地吸附于Y(0001)表面.所有的吸附位置的N-O分子伸长量范围为0.2-0.42.这种伸长量明显超过了NO在其它金属表面时的计算结果.

氢原子在Ru(0001)表面的化学吸附

用密度泛函理论研究了氢原子的污染对于Ru(0001)表面结构的影响.通过PAW(projector-augmented wave)总能计算研究了p(1×1)、p(1×2)、(3～(1/2)×3～(1/2))R30°和p(2×2)等几种氢原子覆盖度下的吸附结构,以及在上述结构下Ru(0001)面fcc(面心立方)格点和hcp(六方密堆)格点的氢原子吸附.所得结果表明,在p(1×1)-H、p(1×2)-H、(3～(1/2)×3～(1/2))R30°-H和p(2×2)-H几种H原子覆盖度下,以p(1×1)-H结构单个氢原子吸附能为最大.在p(1×1)-H吸附结构下,由于氢原子吸附导致的Ru(0001)表面第一层Ru原子收缩的理论计算数值分别为-1.11%(hcp吸附)和-1.55%(fcc吸附),因此实际上最有可能的情况是两种吸附方式都有一定的几率.而实验中观察到的“清洁”Ru(0001)表面实际上是有少量氢原子污染的表面.不同覆盖度和氢分压下氢原子吸附的污染对Ru(0001)表面结构有极大的影响,其表面的各种特性都会随覆盖度的不同而产生相应的变化.

CO和H在Pt/WC(0001)表面的吸附

采用密度泛函理论(DFT)和周期平板模型,研究两种WC(0001)表面的几何结构和表面能,并对Pt原子单层(PtML)在两种WC(0001)表面的高对称性吸附位上的吸附能和分离功进行计算.结果发现,终止于W原子的WC(0001)为最稳定的WC(0001)表面,Pt原子单层以hcp位的方式吸附于W终止的WC(0001)表面是PtML/WC(0001)体系最稳定的几何构型.在此基础上研究了CO分子和H原子分别在PtML/WC(0001)表面和具有相似表面结构的Pt(111)表面的吸附行为.在0.25 ML(monolayer)低覆盖度下,与在Pt(111)表面相比,在PtML/WC(0001)表面上的Pt—C间距明显拉长和CO分子吸附能减少,说明PtML/WC(0001)表面抗CO中毒能力比Pt(111)表面高;态密度分析进一步解释了CO分子与不同表面Pt原子的成键机理.在同一覆盖度下,H原子在PtML/WC(0001)表面的最大吸附能等于甚至略高于在Pt(111)表面的,表明Pt/WC对氢气氧化反应具有良好的催化活性,是一种很有前途的质子交换膜燃料电池(PEMFC)阳极催化剂.

阳离子表面活性剂与曙红Y的荧光反应及其分析应用

研究阳离子表面活性剂(CSAA)在水溶液中与曙红Y的荧光反应,发现当CSAA单体与曙红Y形成离子缔合物时,荧光发生猝灭,而CSAA胶束与曙红Y作用又会出现一个新的、更强的荧光.荧光猝灭反应具有很高的灵敏度,对于不同的CSAA,其检测限在6.6～12.0ng/mL之间,可用于痕量CSAA的测定.此外,荧光猝灭和新荧光的产生也为研究表面活性剂和荧光染料在溶液中的存在状态提供了新的途径.还研究了反应体系的荧光特征、适宜条件并讨论了反应机理.

氢原子在Ti(0001)表面吸附的密度泛函理论研究

用密度泛函理论研究了氢原子的污染对于Ti(0001)表面结构的影响.通过PAW总能计算研究了p(1×1)、p(1×2)、("3×"3)R30°和p(2×2)等几种氢原子覆盖度下的吸附结构,以及在上述结构下Ti(0001)面fcc格点和hcp格点的氢原子吸附.结果表明,在p(1×1)-H、p(1×2)-H、("3×"3)R30°-H和p(2×2)-H几种H原子覆盖度下,以p(1×1)-H结构的单个氢原子吸附能为最大.在p(1×1)-H吸附结构下,由于氢原子吸附导致的Ti(0001)表面Ti原子层收缩的理论计算数值分别为-2.85%(hcp吸附)和-4.31%(fcc吸附),因此实际上最有可能的情况是两种吸附方式都有一定的几率.而实验中观察到的所谓“清洁”Ti(0001)表面实际上是有少量氢原子污染的表面.不同覆盖度和氢分压下,氢原子吸附的污染对Ti(0001)表面结构有极大的影响,其表面的各种特性都会随覆盖度的不同而产生相应的变化.

NbB_2(0001)表面性质的第一性原理研究

应用密度泛函理论的第一性原理的方法分析了两种不同终端的NbB2(0001)表面的几何结构和电子结构。结果表明:两种不同终端的(0001)表面结构弛豫主要发生在前三层,并且硼终端的表面弛豫程度小于铌终端表面的弛豫。表面能分析结果表明,终止于硼终端的(0001)表面结构在更宽的范围内具有较低的表面能,即硼终端的(0001)表面比铌终端的表面更稳定。进一步分析NbB2(0001)两种终端表面的电子结构表明:在金属铌和硼之间发生了电子转移,加强了化学键的相互作用,导致第一间层向内弛豫。对于铌终端的表面第一层铌转移到第二层的电子数比硼终端表面第二层铌转移到第一层的电子数多,这是导致铌终端表面弛豫程度大于硼终端表面的主要原因。

氢分子在Mg(0001)表面的吸附与解离性能研究(英文)

采用基于密度泛函理论的第一原理计算方法,研究了氢分子(H2)在清洁、空位缺陷及Pd原子吸附的Mg(0001)表面的吸附与解离性能。结果显示:H2在清洁Mg(0001)表面呈较弱的物理吸附,H2解离需克服较高的能垒(1.3774eV);空位缺陷的存在增强了Mg表面对H2的物理吸附能力,且使H2的解离能垒(1.2221eV)有所降低;而清洁表面吸附的Pd原子则会与H2产生强烈的化学吸附作用,极大地降低了H2的解离能垒(0.2860eV)。电子结构分析发现:3种表面对H2吸附与解离的催化活性与Mg(0001)表面最上层与H2直接产生吸附作用的金属原子在费米能级(EF)附近s轨道的成键电子数密切相关。

原位傅里叶变换红外光谱研究Y型分子筛表面酸性对吸附有机分子的影响

采用吡啶原位吸附傅里叶变换红外(Py-FTIR)光谱对液相离子交换(LPIE)和固相离子交换(SSIE)法制备的CeY分子筛以及HY和NaY的酸性进行了测定.在原位条件下采用单探针分子噻吩、环己烯和苯对其在分子筛上的吸附过程进行了研究;以噻吩和环己烯、噻吩和苯组成的双探针分子对吸附过程中存在的竞争吸附、催化反应以及吸附机理进行了系统研究.结果表明,HY和L-CeY分子筛表面强Brnsted(B)酸性位可导致吸附在其表面的噻吩发生低聚反应以及吸附的环己烯产生二聚环己烯碳正离子.低聚的噻吩和吸附的环己烯在分子筛上发生强的化学吸附,进一步抑制和阻碍噻吩硫化物与分子筛吸附活性中心发生作用,从而降低了吸附剂的选择性以及吸附硫化物的能力.吸附剂表面Lewis(L)酸中心是吸附的主要活性中心,大量弱的L酸,有利于噻吩吸附.并且,S-CeY分子筛表面弱的L酸对吸附噻吩具有一定的选择性,它受到环己烯的影响较小,NaY吸附剂对噻吩、环己烯和苯选择性较差,它只与吸附质作用的先后有关.

Cu(I)Y分子筛表面酸性对其吸附脱硫性能的影响

用固相离子交换(SSIE)和液相离子交换(LPIE)法制备了不同离子交换度的Cu(I)Y分子筛,采用吡啶吸附红外光谱(Py-IR)表征了分子筛的表面酸性,并用固定床吸附穿透实验评价了分子筛的吸附脱硫性能.结果表明,不同的离子交换法改性后,Cu(I)Y分子筛仍然保持了完整的Y型分子筛结构.Cu+的交换量和表面酸性的分布显著地影响分子筛的吸附脱硫性能,固相离子交换后随离子交换度的增加,分子筛表面Brnsted(B)酸逐渐转化为Lewis(L)酸,吸附性能增强.对不同离子交换法制备的Cu(I)Y分子筛吸附脱硫性能与表面酸性关联后,发现分子筛表面B酸量减少,提高了分子筛的吸附脱硫活性.

TiB_2(0001)表面性质的密度泛函理论

用第一性原理方法分析两种TiB2(0001)表面的几何和电子结构。结果表明:两种TiB2(0001)表面都不发生重构,但表面几层原子都出现明显的弛豫现象,其中以终止于硼原子的表面弛豫尤为明显,而终止于钛原子的表面相对较稳定,弛豫较轻;进一步对两种不同表面的表面能分析表明,终止于钛原子的表面在更宽的范围内具有较低的表面能;这些结果说明,终止于钛原子的表面较稳定。

阳离子表面活性剂-曙红Y体系的二级散射光谱及其在分析化学上的应用

本文研究了阳离子表面活性剂（C－sf）与曙红Y离子缔合物的二级散射和“反二级散射”光谱．考察了它们的光谱特征，影响因素和适宜条件，提出用二级散射光谱法测定痕量c－sf的新的高灵敏度分析方法。

叠加Y环单元频率选择表面的设计

对Y环单元进行改造得到了叠加Y环单元图形,以延迟频率选择表面(FSS)的高次谐振,实现无干扰的单通带滤波器。运用谱域法分析得到的叠加Y环单元,并与Y环单元进行对比,分别讨论其角度稳定性、极化稳定性、-3dB带宽和高次谐振点。分析表明:当中心频点同为17.6GHz时,叠加Y环单元具有更窄的带宽,而高次谐波向后延迟6.5GHz,并保证了良好的极化稳定性和角度稳定性。叠加Y环单元臂长从2.78mm增大到3.18mm时,中心频率从17.6GHz下降到14.1GHz;臂宽从1.1mm增大到1.5mm时,中心频率从17.6GHz提高到20.6GHz,带宽变大;单元间距从7.2mm增加到8mm时,带宽从4.5GHz减小到3.5GHz,中心频点不变;缝隙宽度增大时,带宽变大,中心频点升高。在微波暗室中对叠加Y环单元FSS进行测试,结果与预期一致。结果表明,叠加Y环单元在保证角度稳定性与极化稳定性前提下,能够延迟高次谐振点,为工作频段内实现单通带滤波器提供了新的思路。

球型Ni(OH)_2表面包覆Y(OH)_3及其高温充放电性能

应用共沉淀的方法在球型Ni穴OH雪2的表面包覆了一层Y穴OH雪3,并研究了包覆不同含钇量后的球型Ni穴OH雪2的高温充放电性能。研究结果表明:包覆Y穴OH雪3的球型Ni穴OH雪2具有良好的高温充放电性能。其中1C充放电条件下,包覆量为0.3%的Ni穴OH雪2较好,0.2C充放电条件下,包覆量为1%的Ni穴OH雪2较好。

Ru(0001)表面氮分子和钡原子的相互作用

本文采用密度泛函理论方法研究了Ru(0001)表面氮分子和钡原子的相互作用.计算结果表明,钡原子的作用弱化了氮分子键.氮分子键长从Ru(001)—N_2表面的0.113 nm伸长至Ru(001)—N_2/Ba表面的0.120 nm;分子的拉伸振动频率从2221 cm^(-1)减小到1746 cm^(-1);氮分子得到的电荷数从清洁表面的0.3e增加到1.1 e.电荷从钡原子6s轨道向钌原子4d轨道转移,转移电荷增强了氮分子2π空轨道和钌原子4d轨道间的杂化作用,导致5σ分子轨道和dπ杂化轨道发生极化.轨道极化使分子电偶极矩增加了约—0.136 eA.金属钡在Ru(0001)表面氮分子活化过程中具备电子型助催剂的特征.

α-Al_2O_3(0001)表面吸附ZnO的DFT研究

建立了α-Al2 O3( 0 0 0 1 ) 2× 1表面薄片吸附模型 ,采用基于 DFT动力学赝势方法 ,对 Zn O分子的吸附生长进行了计算 .详细地研究了 Zn O分子在表面吸附的成键方式以及表面化学键特性 .在较稳定的吸附位上 ,Zn O化学键 [( 0 .1 85± 0 .0 1 ) nm]与最近邻的表面 Al— O键有 3 0°的偏转角度 ,Zn在表面较稳定的化学吸附位置偏离表面 O六角对称约 3 0°.通过吸附能量、原子布居数和态密度的分析 ,Zn O的 O2 -与表面上的Al3+形成的化学键表现出强离子键特征 ;而 Zn2 +同基片表面 O2

AlN在α-Al_2O_3(0001)表面吸附过程的理论研究

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势法,对α-Al2O3(0001)表面吸附AlN进行了动力学模拟计算,研究了AlN分子在a-Al2O3(0001)表面吸附成键过程、吸附能量与成键方位。计算表明吸附过程经历了物理吸附、化学吸附与稳定态形成的过程,其化学结合能达到4.844eV。吸附后AlN化学键(0.189±0.010nm)与最近邻的表面Al-O键有30°的偏转角度,Al在表面较稳定的化学吸附位置正好偏离表面O六角对称约30°,使得AlN与蓝宝石之间的晶格失配度降低。

经过表面处理的BHB250Y型填料在液液萃取中的应用

研究了规整填料的形状和特点,提出了合理改进方法,对填料表面进行光滑处理,应用于液液萃取单元操作中,采用新填料,提高了分离效率,解决了原来因分离物系中含有固体颗粒和杂质而堵塔的难题。结果表明,新填料到达了提高产量、提高分离效率以及克服堵塔的效果,带来了很好的经济和环境效益。

纳米Y2O3：Eu^3＋的内量子效率和表面钝化效应

采用化学自燃烧方法制备了Eu3+掺杂的Y2O3纳米晶粉末材料,并在制备过程中引入了少量的Ag+离子。计算了Eu3+的5D0能级的发光的内量子效率,发现Ag+离子的加入可以使发光的量子效率最大增加12%。通过发射光谱的测量发现荧光最大可增强约50%,通过X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、荧光激发和发射光谱研究证实Ag+离子的引入产生两个方面的作用:(1)是能够部分地消除表面的无辐射中心,使量子效率提高,发光增强;(2)是使激发光能够更有效地到达发光中心,提高激发效率,从而使荧光产额提高。

GaN(0001)表面吸附TiO_2的DFT研究

建立了GaN(0001)2×2表面吸附模型,采用基于DFT动力学赝势方法,对TiO2分子的吸附进行了理论计算.研究了TiO2分子在GaN(0001)表面的吸附成键过程、成键方位及表面化学键特性.计算结果表明吸附过程经历了物理吸附、化学吸附与稳定态形成的过程,化学结合能达到7.184～7.423 eV.不同初始位置的TiO2分子吸附后,Ti在fcc或hcp位置,两个O原子分别与表面两个Ga原子成键,Ga—O化学键表现出共价键特征,O—O连线与GaN[11-20]方向平行,与实验观测(100)[001]TiO2//(0001)[11-20]GaN一致.

Pd/Y薄膜在气态吸放氢过程中的表面形貌和可转换光学特性

利用直流磁控溅射法制备了Pd/Y稀土薄膜,研究了薄膜在气态吸放氢过程中表面形貌及光学特性变化.研究表明,采用磁控溅射法制备的薄膜具有柱状晶结构,最外层的Pd层为纳米级的孤岛状颗粒结构.室温气态充氢过程中,在Pd颗粒催化作用下, Y可形成氢化物YH3和YH2,形成氢化物的局部区域发生膨胀开裂.在气态充氢过程中,薄膜的透光率随充氢时间和入射光波长的增加而增加,由于YH3自身禁带宽度的原因,在λ=400 nm处存在吸收限.放氢过程中,YH3分解为YH2,薄膜在λ=689 nm处透光率最大.