Li2—F体系的基态势能面

以超冷分子的感应冷却实验为背景,研究同核碱金属双原子分子Li₂和F原子体系在低和超低碰撞能条件下的冷碰撞动力学机理.针对弱相互作用势能面构建出一个精确势能函数,使势能函数既能考虑到以排斥占优的短程相互作用也能兼顾到以吸引为主的长程相互作用.计算结果表明,Li₂—F基态势能面存在2个比较浅的势阱,θ=0°对应于倒"T"型结构,R_Li—Li=5.6a₀时,阱的深度约为-0.18 cm^-1;θ=90°对应于线型结构,R_Li—Li=2a₀时,阱的深度约为-0.23 cm^-1.Li₂—F分子体系整个势能面呈现出了强的角度各向异性.     

直流电纵向激励机械调Q CO2激光器的动力学分析

用一种快速斩波器实现简单直流电纵向激励CO₂激光的机械Q调制. 产生了峰值功率为1~2 kW、 重复频率为740 Hz、 单脉冲宽度为200~300 ns的激光脉冲. 用六温度模型模拟该机械调Q CO₂激光器Q调制的动力学过程, 分析了CO₂分子分解为CO分子比率、 腔内放电电子密度(放电电流)对输出脉冲强度的影响, 并计算了Q转换输出脉冲线形、 脉冲峰值功率及脉冲宽度, 理论计算分析与实验结果相符.      

飞秒激光作用下RDX/HTPB混合炸药界面反应的分子动力学模拟

为研究混合炸药在飞秒激光作用下界面上的反应特征,构建了RDX/HTPB混合炸药体系的计算模型,基于ReaxFF-lg反应力场,对其在飞秒激光作用下的响应过程进行了反应分子动力学模拟,分析了计算体系的温度、密度变化以及界面上的化学反应特征.结果表明：从HTPB和RDX两端加载激光能量时,RDX/HTPB体系界面上没有明显的温度突变,温度呈现平稳过渡的变化趋势.激光能量越高,HTPB和RDX反应越剧烈,在界面上HTPB分解产生的H或C原子与RDX分解的小分子产物发生化学反应,生成了CO、C₃O、C₂O₂、C₂HO、NH₂、NH₃等中间产物和H₂O、CO₂、H₂等终态产物;激光能量较低时,RDX和HTPB各自反应不充分,RDX区域仍有大量未分解的环状分子存在,HTPB区域主要是长碳链形式的大分子,两者界面区域分解产物间发生的反应较少.     

氢迁移诱导碳氢分子碎裂动力学研究进展

氢迁移反应是最基本、最重要的化学反应之一，它的发生可诱发碳氢分子产生特殊的碎裂通道，表现出独特的动力学特征。近些年来，随着实验技术以及理论手段的发展，对碳氢分子解离中氢迁移过程背后微观物理机制的理解逐步深化完善。本文以参与碳氢分子解离的氢迁移过程为综述对象，简要介绍了研究氢迁移动力学的实验和理论方法，总结了当前对C₂H₂、C₂H₄以及C₂H₆等碳氢分子解离产生碳碳键对称/非对称断裂通道和H⁺₃离子形成通道的机制的认识，并对后续研究内容作出展望。     

钛酸锂负极的相分离机制

尖晶石钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)作为锂离子电池负极材料具有长寿命、高稳定性的特点,是高功率锂离子电池的理想选择,对发展电动汽车以及智能电网有重要意义.结合球差校正透射电镜(STEM)、电子能量损失谱(EELS)和理论计算,在原子尺度观测到了尖晶石钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)的结构,实现了对脱嵌锂过程的直接观测与表征.在锂化过程中,出现一个近似理想的异质界面(Li₄Ti₅O₁₂/Li₇Ti₅O₁₂),界面两侧Ti离子呈不同价态分布(Ti3+/Ti4+).而随着锂离子在材料中的嵌入和脱出,TiO₆八面体里面的Ti—O键会产生相应的收缩或拉伸(“呼吸”模型),而这种键长的变化直接导致材料在不同区域的电子电导率产生质的变化(由绝缘体的Li₄Ti₅O₁₂向近似导体的Li₇Ti₅O₁₂转变),而基本不影响材料的离子电导率,这是材料具有优良倍率性能的重要条件.借助原子分辨的EELS分析研究锂化以后的Li₇Ti₅O₁₂表面, 观测到材料表面的Ti3+自发氧化成Ti4+,这个电荷转移过程可以诱导电极材料界面上的副反应,可以合理解释钛酸锂电池产气的原因.进一步将钛酸锂电池用于储钠研究发现了晶格中存在Li₄Ti₅O₁₂/Li₇Ti₅O₁₂/Na₆LiTi₅O₁₂三相分离机制,深化了对电极材料过程动力学的认识.这些重要研究结果为钛酸锂的工业化应用提供了重要的结构基础与理论指导.     

锂离子电池电极材料Li4Ti5O12@TiO2的制备及性能

用水热法制备Li₄Ti₅O₁₂@TiO₂复合材料与同样方法制备的尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂进行对比.对2种材料采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、光电子能谱仪(XPS)进行表征;N₂吸附-脱附曲线进行比表面积分析;恒电流充放电测试和电化学交流阻抗(EIS)技术进行电化学性能分析.结果表明Li₄Ti₅O₁₂@TiO₂和Li₄Ti₅O₁₂均呈颗粒状,粒径分别约为50和70 nm.XPS分析显示Li₄Ti₅O₁₂@TiO₂中的Ti为+4价态.电化学测试结果显示Li₄Ti₅O₁₂复合了锐钛型TiO₂...     

锂氧电池中过氧化锂生成路径之谜（英文）

固态放电产物过氧化锂(Li₂O₂)与锂氧电池的性能密切相关，Li₂O₂会加剧浓差极化和电荷转移阻力，导致电压突降和较差可逆性。尽管先前的Li₂O₂生成理论有助于指导电池设计，但却难以解释Li₂O₂的全部行为，特别是那些非常规形态的Li₂O₂。因此，Li₂O₂的生成路径仍然是一个谜。本文回顾了近二十年来对Li₂O₂生成的认识过程，包括Li₂O₂形貌的变化、导致不同形貌的反应路径以及相应的反应界面。本文认为由于溶液路径与表面路径的动态耦合，一些Li₂O₂颗粒对电极表面具有强烈的依赖性，并基于实验结果和理论提出了一种可能的机制，以期开发更先进的表征技术来揭示Li₂O₂     

锆酸锂的合成及其吸收CO2性能研究

以纳米级四方相ZrO₂(t)为反应物,采用高温固相法合成了在高温下可直接吸收CO₂的Li₂ZrO₃材料。用扫描电子显微镜（SEM）、X-射线粉末衍射仪（XRD）分别分析了所合成材料的表面与结构特征,使用热重分析仪（TG）研究了Li₂ZrO₃材料吸收CO₂的性能。实验结果表明,吸收温度影响材料吸收CO₂的性能,500℃下Li₂ZrO₃材料具有最佳的CO₂吸收性能。此外,CO₂气体流量、Li₂ZrO₃材料样品重量以及升温速率均影响材料吸收CO₂的性能。     

Li3S和Li2S高压结构与超导电性的第一性原理计算

采用第一性原理方法研究Li₃S和Li₂S在0~50 GPa下的晶体结构、 电子性质与超导电性. 结果表明： 当压力高于16 GPa时, Li₃S由Li₂S和Li单质合成, 其高压相变序列为P6₃/m→P6₃/mmc→Pm-3m; Li₃S呈金属性, 但其电声相互作用较弱, 不是超导体; 预测的Li₂S的高压相变序列与已有结果相符, 在50 GPa下的Li₂S仍未实现金属化.     

飞秒激光参数对三态梯度型分子态布居数的影响

 利用含时波包法研究并且首次量化了强飞秒泵浦-探测激光场中泵浦场强、泵浦波长和脉宽对三态梯度型K₂分子态布居数的影响。泵浦场强、泵浦波长和脉宽影响Rabi振荡,而Rabi振荡的变化又导致了基态和激发态布居数周期性变化。量化这3个激光场参数对激发态布居数的影响验证了此周期性变化规律,表明变化频率随着泵浦场强和脉宽的增大而变化。研究表明调节激光场参数可实现对态布居数的选择性分布,可以为实验上实现分子的光控制提供重要参考。     

锂离子导体Li6La2BaTa2O12在潮湿空气中的稳定性研究

利用交流阻抗谱研究锂离子导体Li La₂ BaTa₂ O₁₂在空气的稳定性。锂离子导体Li₆ La₂ BaTa₂ O₁₂首先在空气中吸附水气进入晶界,导致该材料晶界电阻变大;随后进入晶界中的水气和Li₆ La₂ BaTa₂ O₁₂材料发生质子和锂离子的离子交换反应,导致了晶格的进一步畸变,表现为晶粒电阻直线增加。因此可通过提高陶瓷材料致密度,抑制水气进入晶界,提高该材料对水气的稳定性,这对该材料在全固态锂离子电池中的应用具有十分重要的意义。     

2-氨基-3-苯并恶唑喹啉水复合物激发态分子内与分子间质子转移的竞争机理

基于密度泛函与含时密度泛函理论方法, 研究2-氨基-3-苯并恶唑喹啉（ABO）水复合物(ABO-H₂O)激发态分子内与分子间质子转移的竞争机理. 结果表明： ABO-H₂O复合物中存在一个分子内的氢键和两个分子间的氢键; 基态ABO-H₂O复合物被激发至第一电子激发态后, 仅需越过一个34.157 kJ/mol能垒, 复合物即可发生激发态分子内的质子转移反应; ABO-H₂O复合物激发态分子间的双质子转移过程中存在一个63.585 kJ/mol能垒; 在第一电子激发态上, ABO-H₂O复合物中存在分子内与分子间质子转移的竞争机制; ABO-H₂O复合物更易出现激发态分子内的质子转移过程.     

通过构建Li2ZnTi3O8@LiAlO2复合物来实现高性能的储锂材料

立方尖晶石结构的Li₂ZnTi₃O₈（LZTO）具有成本低和安全性高的优势,被认为是代替碳材料作为锂离子电池负极材料的理想选择。然而,Li+和Zn2+离子位于LZTO的四面体位点,在一定程度上阻碍了离子的迁移,导致LZTO电导率差,锂离子扩散系数低。LiAlO₂的包覆有效避免了电极表面与有机电解质的接触,从而减少了副反应的发生。因此,本文采用简单的高温固相法合成了Li₂ZnTi₃O₈@LiAlO₂复合材料。结果表明:LiAlO₂改性未改变LZTO的形貌和粒径,但是提高了其结构稳定性、锂离子脱嵌的可逆性和电化学活性,促进了锂离子的迁移。Li₂ZnTi₃O₈@LiAlO₂ (8wt%)在0.5 C、1 C、2 C、3 C和5 C时的充电容量分别为203.9、194.8、187.4、180.6和177.1 mAh·g?1,表现出良好的倍率性能。然而,在相同的倍率下,纯LZTO仅有134.5、109.7、89.4、79.9和72.9 mAh·g?1的容量。即使在较大的充放电倍率下,Li₂ZnTi₃O₈@LiAlO₂(8wt%)材料也表现出良好的循环性能。在5 C倍率循环150次后后,Li₂ZnTi₃O₈@LiAlO₂(8wt%)仍具有263.5/265.8 mAh·g?1的充放电容量。LiAlO₂的引入增强了LZTO材料的电子导电性,使Li₂ZnTi₃O₈@LiAlO₂复合材料具有优异的电化学性能。     

溶胶-凝胶法制备Li1.3Al0.3 Ti1.7(PO4)3薄膜及其性质

采用溶液沉积法制备Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃薄膜,用X射线衍射、扫描电子显微镜检测和分析薄膜的物相及表面形貌,采用循环伏安检测不同条件下制备的Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃薄膜的电化学窗口,采用电流检测仪测定薄膜的电子绝缘性能.研究表明该法制备的Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃薄膜结晶性良好,薄膜均匀、致密、无龟裂,薄膜的电化学窗口为2.4V,电子电导率的数量级为10^-11 S/cm,薄膜具有较宽的电化学窗口和良好的电子绝缘性.     

V2分子的解析势能函数和Vn（n=2～4）分子的自旋极化效应

基于密度泛函BLYP方法,使用DZVP-GGA基组,研究了V₂分子的基态平衡几何结构和能量,并拟合得到了V₂基态分子的九参数Murrell-Sorbie解析势能函数,根据拟合的参数值导出其力常数和光谱数据.在此基础上,研究了V_n（n=2～4）分子的自旋极化效应.计算结果表明:V₂,V₃的基态电子状态分别是X³∑_g^-,X⁴A₁,存在自旋极化效应,V₄分子的基态电子状态为X¹A_g,不存在自旋极化效应.     

飞秒激光场中甲醇产物离子的角分布

利用直流切片离子成像技术结合飞行时间质谱技术,我们研究了甲醇(CH_3OH)分子在800 nm飞秒激光场中的多光子解离和库仑爆炸过程.获得了甲醇分子在光场中的飞行时间质谱和产物离子的切片影像,分析得到了不同库仑爆炸通道碎片离子的动能分布和角度分布.本文对比分析了C-O键断裂产生H_2O~+的H转移通道和产生OH~+的非H转移通道的角分布,计算了不同激光强度下两个通道的各向异性参数α_2和(cos~2θ),并根据产物离子角度分布与激光强度和离子价态的关系,揭示了甲醇分子在飞秒光场中的准直机制为动力学准直.     

甲酸分子内质子转移过程的分子轮廓的动态变化

在MP2/6-311+G(d,p)水平下,获得甲酸分子内质子转移反应的过渡态,并在MP2/6-31G(d)水平下,研究了该反应的反应路径(IRC).沿着IRC反应路径选取了9个特征点,使用MELD精密从头计算中的CISD/3-21+G(d,p)方法,结合我们自编的分子形貌程序,绘制了甲酸的分子形貌以及其分子界面的特征轮廓,定义和计算了分子形貌轮廓参数[包括分子形貌轮廓(R)以及电子密度(ED)],比较了各原子端轮廓值与孤立原子半径的相对大小,反映了甲酸分子形貌轮廓的动态变化,以及该反应过程中电子密度的变化.生动形象地展现了甲酸分子内质子转移过程中的空间和前沿电子密度的动态变化信息,清晰地再现了电子的转移过程.为该反应,提供了一种微观认识.     

大气压等离子体射流引发液相OH与H2O2的研究

大气压等离子体在生物医学领域有着巨大应用前景,等离子体引发的液相OH和H₂O₂具有重要的医学效应.明确等离子体工作参数与液相OH和H₂O₂生成之间的关系,进而实现液相OH和H₂O₂的调控,对于探明等离子体医学中关键作用机制具有重要的意义.笔者利用微秒脉冲直流高压等离子体射流作用去离子水,通过发射光谱研究不同工作参数（工作电压、脉冲宽度、脉冲频率以及工作气体组分）下等离子体射流关键气相激发态粒子的变化规律;采用荧光探针结合酶标仪测量了不同工作参数（工作电压、脉冲宽度、脉冲频率以及工作气体组分）下等离子体射流引发的液相OH和H₂O₂的绝对含量,并分析了它们之间的差异.结果表明：等离子体引发的液相OH可能主要是由高能粒子与水面的水分子反应生成的,气相OH溶解到水中的部分不是液相OH的主要来源;而液相H₂O₂则主要是由气相OH复合生成气相H₂O_2...     

改性磁性材料对亚甲基蓝的吸附特性研究

制备了壳聚糖、SiO₂改性Fe₃O₄磁性复合材料,并用于亚甲基蓝的吸附研究.利用FT-IR,XRD,BET和VSM等手段表征了材料的结构和形貌.结果表明,壳聚糖、SiO₂成功修饰在Fe₃O₄磁性材料表面,新制备磁性复合材料具有较大的比表面积和多孔结构,且饱和磁化强度为85.84 emu/g,磁响应明显;新材料对亚甲基蓝的吸附动力学数据与准二级动力学方程拟合较好,等温吸附过程符合Freundlich等温模型.     

肖特基异质结Pt/Bi4O5Br2的制备及其光催化性能研究

以Bi₄O₅Br₂为前驱体，通过静电吸附辅助光还原法成功制备了低负载量（0.05%～0.50%,质量分数）且高分散Pt纳米粒子修饰Bi₄O₅Br₂光催化剂体系.对一系列Pt/Bi₄O₅Br₂样品进行了降解双酚A（BPA）活性测试，结果表明，0.20%Pt/Bi₄O₅Br₂样品在模拟太阳光照射30 min对BPA的降解效率达96%,远高于单一Bi₄O₅Br₂.通过一系列表征手段（XRD,SEM,TEM,XPS,UV-vis DRS,PL等）对催化剂的结构形貌、化学组分及光学性质进行了系统性研究.研究发现，0.20%Pt/Bi₄O₅Br₂复合物活性显著提高的主要原因归因于以下几点：第一，Pt作为电子捕...