循环冷却水中ATMP与方解石表面相互作用的机制

利用临界pH法,研究循环冷却水中氨基三亚甲基膦酸(ATMP)对CaCO3结晶介稳区增加宽度的影响;用分子模拟研究ATMP在方解石晶面5个生长面(110)、(104)、(102)、(113)和(202)上的优先吸附位点,利用蒙特卡罗方法计算ATMP与方解石不同晶面相互作用的结合能。结果表明:ATMP与方解石晶面上的结合能由大到小顺序为E b(110)E b(113)E b(102)E b(104)E b(202);ATMP低浓度时,各晶面的吸附阻垢作用基本相当,ATMP高浓度时,(102)、(202)晶面对吸附阻垢效果的贡献较大;结合能与在相应晶面上作用后ATMP构型量化参数(能隙ΔE、偶极矩μ和范德华表面体积V VDW)的关系为E b=1.207-0.226ΔE-0.638μ-0.574V VDW(R2=0.995)。     

溶氧水在Fe（001）表面吸附的第一性原理研究

为了研究溶解氧含量对Fe基换热表面腐蚀行为的影响机理,根据第一性原理,对O2单分子、H2O单分子和溶氧水体系在Fe基换热表面的吸附进行了研究,采用GGA/PBE,近似计算吸附过程中的吸附能量、态密度及布居数变化。计算结果表明:含氧水溶液中溶液与Fe基表面存在表面吸附,水分子趋向于顶位吸附,氧分子趋向于Griffiths吸附;H2O分子在Fe(001)表面吸附而相互作用时,引起了界面双电层电荷分布的变化,使Fe原子失去电子带正电,导致表面电位发生变化;O2分子在Fe(001)晶面吸附时,促使Fe(001)表面原子失去电子,表面电位增加,O2分子与表面Fe原子易于发生电子转移,其中O原子的2p轨道对于O2分子在Fe(001)晶面的吸附起主要作用;随着溶氧水体系中O2分子所占比例的增大,吸附能的绝对值也随之增加,Fe基换热表面相互作用更强。研究探明了不同溶氧量对Fe基换热表面腐蚀的影响规律,为实验研究金属基体腐蚀机理提供了理论参考。     

Mg2+影响方解石晶体生长机制的分子动力学研究

采用分子动力学(MD)方法模拟计算了方解石(110)、(104)晶面分别与Mg2+、Ca2+的相互作用.结果表明,在相同的外界条件下,方解石两个晶面与Mg2+的结合能均大于它们与Ca2+的结合能,说明这两个晶面易对Mg2+形成优先吸附.(110)晶面上的结合能远大于(104)面上的结合能,说明前者比后者更活跃.由于Mg2+的优先吸附占据了原本属于Ca2+的晶格点,因此引起方解石晶体发生形变进而达到了阻止方解石晶体生长的结果.通过对体系的对关联函数g(r)的分析,证明方解石晶面与Mg2+和Ca2+均形成了化学键,但前者更强一些,进一步说明了Mg2+的阻垢作用.     

CO在Pd低指数晶面吸附的DFT分析

采用密度泛函理论(DFT)中B3LYP计算方法对CO在Pd(100)、Pd(110)和Pd(111)3个低指数晶面上的3种不同的吸附模式(顶位吸附、空位吸附和桥位吸附)进行了探讨,从CO在3个晶面吸附的结合能、几何结构、集居数以及净电荷分析得到:CO与Pd面均形成强的σ-π键;CO在3个晶面上均倾向于桥位吸附,在Pd(111)晶面上中毒最深.对CO在3个晶面上吸附的结合能和活化程度进行了比较,发现CO在3个晶面的中毒应按以下顺序减弱:Pd(111)》Pd(100)》Pd(110);空位吸附时的活化程度最高,桥位吸附时的活化程度最低.     

CH_3COO~-与Ca~(2+)的络合效应对方解石溶蚀的影响

为探究不同温度下CH_3COO~-与Ca~(2+)的络合效应对方解石的影响以及方解石解理面的溶蚀过程,以方解石为研究对象,在静态条件下开展乙酸溶蚀方解石实验,利用Gaussian模拟软件从量子化学的角度计算络合反应的结合能,并结合SEM等表征手段,分析结合能与溶蚀量之间的关系,观测解理面上次生孔—带—锥的演化过程。结果表明:100℃时,CH_3COO~-与Ca~(2+)的络合效应最强,与溶液中离子的自由扩散以及氢质子的交换作用相结合,使得乙酸对方解石的溶蚀最为剧烈;温度升高或降低,络合反应的结合能均呈现不同程度的减小,络合效应被削弱,使得方解石的溶蚀量减少;晶体解理面上的CO_3~(2-)与Ca~(2+)在不同方向上的排列方式存在差异,造成活性位点沿各个方向的溶解速率不同,导致溶蚀晶锥的形成;晶锥只是方解石溶蚀过程中的一种阶段性产物,随着反应的进行,其规模会逐渐变小甚至消失直至裸露出下方新的晶面。     

聚合物阻垢机理的分子动力学模拟研究

为了研究聚羧酸类阻垢剂分子的阻垢性能,采用分子动力学方法模拟了方解石（110）晶面加入聚丙基-丙烯酸甲酯（PPA）分子后晶面与CO3^2-和Ca^2＋的相互作用。计算结果表明,加入PPA后方解石晶面对游离态CO3^2-和Ca^2＋离子结合能明显小于加入PPA前,说明PPA分子阻止了CO3^2-和Ca^2＋在方解石晶面的吸附。同时,对两种体系下CO3^2-离子的动力学行为的分析结果也证明了PPA的阻垢能力。相互作用后PPA分子发生了一定的形变,并且其中部链基变化比两端大,说明中部链基的阻垢能力比较强。     

硫铁矿烧渣水热法合成形貌可控的氧化铁

以硫铁矿烧渣硫酸浸出液与氨水反应制备的Fe(OH)3胶体为前驱体,采用水热法合成不同形貌的氧化铁粒子。在中性介质中考察反应温度、物质的量比(n(Fe2+)/n(Fe3+))、水热体系总Fe浓度及晶种量对水热法氧化铁物相、形貌和粒径的影响。采用X线衍射仪、扫描电镜、透射电镜及选择区域电子衍射对水热产物物相和形貌进行研究。研究结果表明:反应温度为230℃,n(Fe2+)/n(Fe3+)为0.1以及水热体系总Fe浓度为1.25 mol/L和晶种量为2 g时,水热产物为片状α-Fe2O3粒子;控制上述其他条件不变,当温度在140～260℃时,随着温度的升高,水热法产物由α-FeOOH相向α-Fe2O3相转变,α-Fe2O3粒子形貌由球形向小圆饼状和片状依次转变;当n(Fe2+)/n(Fe3+)在0～0.12时,随着n(Fe2+)/n(Fe3+)的增加,水热产物由α-Fe2O3相向α-Fe2O3和Fe3O4相转变,α-Fe2O3粒子形貌由球形逐渐向片状转变,其粒径由小变大;当水热体系中总Fe浓度为0.625 mol/L和1.875 mol/L时,水热法氧化铁分别为不均一形貌和球形;当没有加入晶种及晶种量为6 g时,水热...     

无机阴离子在Fe_2O_3制备过程中的作用

利用粉末X射线衍射,N2吸附-脱附实验对以铁的硝酸盐、氯化物和硫酸盐为原料制备的Fe2O3进行晶体结构表征和比表面积测定,经对煅烧样品洗涤前后比表面积的对比,利用MEDUSA软件计算铁盐溶液中的组分分布,分析NO3-、Cl-和SO24-在Fe2O3制备过程中的作用。研究结果表明,未经洗涤硝酸盐制得的Fe2O3比表面积最大,洗涤对产物比表面积几乎没有影响;而Cl-和SO24-的铁盐所制得的Fe2O3经洗涤后颗粒比表面积显著增加。     

高碱煤中NaCl与水冷壁吸附作用的量子化学研究

利用量子化学理论,采用广义梯度近似(GGA)及Perdew-Burke-Ernzerhof(PBE)算法,分别对NaCl(110)在Fe2O3(110),Al2O3(110),NiO(110)的吸附作用进行计算.结果表明Fe2O3(110)与NaCl(110)的吸附能为-1 592.576 9eV,Al2O3(110)与NaCl(110)的吸附能为-348.856eV,NiO(110)与NaCl(110)的吸附能为-16.022 9eV.由吸附能越大,吸附结构越稳定,结渣、沾污情况越严重可知,吸附能的大小与煤结渣量的多少呈正相关,说明可以通过量子化学的理论计算,对煤的熔融结渣性能进行有效预测.     

硫铁矿烧渣水热法合成纺锤形α-Fe2O3

运用XRD、TEM等测试手段,对硫铁矿烧渣水热法合成的纺锤形α- Fe2O3的工艺进行了研究.结果表明以Fe(OH)3为前驱体水热合成纺锤形α-Fe2O3的适宜条件是搅拌速率500 r/min,升温速率2.5 ℃/min,加热到(170±2) ℃水热反应1.5 h,快速冷却.反应系统中NaH2PO4的加入量对产物的α-Fe2O3轴比有显著影响.NaH2PO4对α-Fe2O3形貌的影响机理为NaH2PO4与水热反应的前驱体Fe(OH)3、中间体α-FeOOH和产物α-Fe2O3的络合作用,抑制了α-Fe2O3晶核的成核速率并控制了α-Fe2O3在不同晶面的生长速率.     

双水杨醛缩乙二胺铁（Ⅱ）配合物的合成及其晶体结构

设计合成了双水杨醛缩乙二胺（H2salen）及其铁（Ⅱ）配合物Fe（salen）2,并通过X-射线单晶衍射技术测定了其晶体结构。该配合物属正交晶系,Pbca空间群,晶胞参数a=0.7473（3）nm,b=1.3823（5）nm,c=2.6146（9）nm,V=2.7009（16）nm3,Z=8,Dc=1.584 mg.m-3,F（000）=1328,μ=1.122 mm-1。配合物中,中心铁（Ⅱ）离子采取平面四边形配位构型,配体双水杨醛缩乙二胺的2个N原子和2个氧原子与Fe（Ⅱ）离子配位,单核单元之间通过超分子作用构成一维链状结构。     

聚合物缓蚀剂对碳钢缓蚀作用的机理研究

用分子动力学模拟计算了聚天冬氨酸PASP、聚环氧琥珀酸PESA和水解聚马来酸酐HP-MA3种聚合物缓蚀剂与Fe（110）和Fe（001）面在水溶液和无水条件下的相互作用。结果表明：3种聚合物缓蚀剂与Fe晶面的结合能排序由大到小均为PASP〉HPMA〉PESA;缓蚀剂与Fe（110）晶面的结合能要大于Fe（001）面。水溶液中聚合物缓蚀剂的形变能总体要小于无水体系中的形变能,水分子的存在消弱了缓蚀剂的形变程度。从对关联函数g（r）的分析表明,Fe原子分别与聚合物缓蚀剂和水分子中的O原子形成了非键作用。溶剂化效应在模型构建时存在着不可忽略的影响。这些结果的获得可以为新型缓蚀剂的开发提供理论指导。     

两个Cu（Ⅱ）配位超分子的研制及光物理性质

采用水热和溶剂热方法合成了2个Cu（Ⅱ）配合物：[Cu（C3H2O4）（phen）（H2O）]2·3H2O（1）和[Cu（inic）2（H2O）3]·H2O（2）（phen=邻菲啰啉;inic=异烟酸根）.通过单晶X射线衍射、IR、UV-Vis-NIR吸收光谱、表面光电压光谱（SPS）对其进行了结构表征和物性测试.结构分析表明,2种配合物均为单核Cu（Ⅱ）配合物.配合物（1）中Cu（Ⅱ）离子为五配位,配位环境为畸变的四方锥构型;配合物（2）中Cu（Ⅱ）离子为五配位,配位微环境为畸变的四方锥构型.丰富的分子间氢键将它们网联成了2D配位超分子.2种配合物的SPS在300～800nm范围内都呈现出正的表面光伏响应,表明它们都具有一定的光电转换能力.分析讨论了2种配合物的电子光谱和SPS谱.     

1个新的三核镍配位超分子的合成、晶体结构及光物理性质

采用水热方法合成了1个新的Ni(Ⅱ)配合物{[Ni3(dcp)2(phen)2(H2O)6]·4H2O}(H3dcp=吡唑-3,5-二羧酸).对该配合物进行了单晶X射线衍射结构表征及UV-Vis-NIR吸收光谱,IR光谱和表面光电压光谱(SPS)性质测定.结构分析表明,该配合物为三核Ni(Ⅱ)配合物,其中2个Ni(Ⅱ)离子[Ni2(Ⅱ)、Ni2A(Ⅱ)]是晶体学等效的,另外1个Ni1(Ⅱ)离子与它们是不等效的.每个Ni(Ⅱ)离子均为6配位[Ni1(Ⅱ)离子配位模式为N2O4,Ni2(Ⅱ)和Ni2A(Ⅱ)离子配位模式为N3O3],配位构型均为畸变的八面体.配合物最终由氢键网联成具有2D结构的超分子.配合物的表面光电压光谱的测定结果表明,它在300~800nm范围内呈现出正的表面光伏响应,表明它具有一定的光电转换能力.同时对配合物的UV-Vis-NIR吸收光谱和IR光谱进行了分析和指认.     

Fe_3O_4@Au核壳结构的制备及在苯乙烯环氧化中的研究

以FeCl3·6H2O为铁源,乙二醇为还原剂,聚乙二醇为表面活性剂,在200℃水热条件下制备平均粒径约为300 nm的介孔Fe3O4.以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为偶联剂对Fe3O4进行改性,室温超声下用柠檬酸钠将Au3+还原为Au0,制备了Fe3O4@Au核壳材料.利用扫描电镜(SEM),N2-吸附-脱附等温线,X射线衍射(XRD),傅里叶变换红外对核壳材料进行表征,结果表明,比表面为95.56 m2/g、孔径为5.67 nm,Fe3O4表面被金均匀涂层,其具有较好的光催化环氧化选择性.     

尖锥八面体Fe3O4的水热合成及微波吸收性能

采用水热法,在碱性条件下,以PEG-6000与水的混合溶液为反应介质,以硫代硫酸钠氧化前驱体氢氧化亚铁制备Fe3O4晶粉.采用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物结构和形貌进行表征.用微波矢量网络分析仪测试了样品在2～18 GHz微波频率范围内的复介电常数和复磁导率,计算微波反射系数,探讨材料的微波损耗机制.研究结果表明:在水热反应一定时间后,得到单分散的尖晶石型Fe3O4晶粒,颗粒呈规则的尖锥八面体形貌且表面平整;对反应为12h、厚度为2.8 mm的样品,7.1 GHz频率位置的反射系数峰值为-35 dB,小于-10dB吸收带宽为7.9 GHz;低频段(2～13 GHz)的微波吸收主要源于磁损耗兼具介电损耗,高频段(13～18GHz)的微波吸收主要源于介电损耗且磁损耗弱.尖锥微八面体Fe3O4是一种低反射率宽带微波吸收材料.     

几种主要营养元素对直链藻生长速率的影响

在实验室条件下,通过单因子实验和正交实验,研究了不同氮(N)、磷(P)、铁(Fe)和硅(Si)的营养盐及其质量浓度对直链藻生长速率的影响.氮元素的营养盐为:硫酸铵(NH4)2SO4、硝酸钠(NaNO3)和尿素(NH2)2CO,氮质量浓度分别为0,10,20,30,40,50,60 mg·L-1;磷元素的营养盐为:磷酸二氢钾(KH2PO4)和磷酸二氢钠(NaH2PO4),磷质量浓度分别为0,0.5,1,2,3,4,5 mg·L-1;铁元素的营养盐为:硫酸亚铁(FeSO4)和柠檬酸铁(FeC6H5O7),铁质量浓度分别为0,0.02,0.05,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5 mg·L-1;硅元素的营养盐为:硅酸钠(Na2SiO3),硅质量浓度分别为0,5,10,15,20,25,30,35,40 mg·L-1.单因子的实验结果表明:对直链藻生长速率(K值)影响最大的营养元素分别为:N,P,Fe,Si,其对应的最佳营养盐质量浓度范围分别为20~40 mg·L-1;0.5~1 mg·L-1;0.02~0.05 mg·L-1;10~20 mg·L-1.正交实验结果表明:培养直链藻的最佳营养盐[(NH2)2CO,KH2PO4,FeC6H5O7,Na2SiO3]质量浓度配比为30∶0.5∶0.05∶10.     

半夹芯16e化合物CpCoS2C2B10H10与FcC（O）C≡CH反应得到不含钴的产物：同时含有一个FcC（O）-CH=CH单元和一个双环[2．2．1]庚烯单元

半夹芯16e化合物CpCoS2C2810H10（1）与FeC（O）C≡CH反应得到两个不合钴的产物2-3。2-3含有一个与硫原子相连的VeC（O）-CH=CH单元和一个与碳硼烷笼体B（3）／B（6）位及另外一个硫原子同时相连的双环[2．2．1]庚烯单元。2-3用红外，核磁，元素分析，质谱和单晶X-射线衍射分析进行了结构表征。     

萘乙酸及2，2’-联吡啶的铕（Ⅲ）配合物的晶体结构与荧光性质

利用水热法制备了一种新型稀土配合物[Eu（NAA）,（2,2＇-bipy）]（NAA=萘乙酸;2,2＇-bipy=2,2＇-联吡啶）,通过x-衍射单晶结构分析、元素分析、红外光谱分析以及荧光光谱分析进行了表征．结构分析表明,标题配合物属于三斜晶系,n空间群,晶胞参数a=1．21506（15）nm,b=1．28762（16）nm,c=1．3144（3）nm,α=96．792（3）°,β=94．331（3）°,γ=115．843（2）°,V=1．8191（5）nm3,z=2。金属离子Eu（Ⅲ）与三个NAA配体和一个2,2＇-bipy配体配位,处于九配位的单帽四方反棱柱构型中。配合物中存在点对面式和面对面式的两种π-π堆积作用共同构筑了三维超分子结构。荧光分析表明,配合物发光主要表现为金属离子Eu（Ⅲ）的特征发光峰。