有机分子的低温成膜及厚度控制

近年来,随着表面研究的发展,对吸附于金属表面的各种有机分子薄膜性质的研究受到了广泛重视。在这些研究中,首先涉及到有机分子在金属靶(即衬底)上的成膜及膜厚度的控制问题。有机分子在金属靶上的吸附成膜一般可分为物理和化学吸附两种。化学吸附作用比物理吸附作用强得多,它可导致被吸附分子及靶表面分子结构上的变化。在一般条件下,物理     

Cu（100）表面N2O单层膜的原子结构

利用第一性原理研究了氧化亚氮（N2O）分子单层膜在Cu（100）表面吸附的原子结构。CASTEP计算表明当覆盖度为0．5ML时,N2O分子单层膜在虚拟Cu（100）表面稳定。当N2O分子自组装单层膜吸附在Cu（100）衬底上时,最稳定的吸附位是顶位,此时吸附高度是1．98A,分子与衬底法线之间的夹角是54度,而分子内部的键角是174度。计算结果与实验数据吻合。     

偶氮苯分子在银胶中的表面增强拉曼光谱研究

报道了偶氮苯分子的常规拉曼谱（NRS）及其在活性衬底银胶上的表面增强拉曼散射（SERS）谱,对它的拉曼特征峰进行了指认。通过偶氮苯的常规拉曼光谱和SERS谱的对比表明,偶氮苯分子是通过苯环和近邻的氮原子吸附于金属表面,分子近于垂直站立在金属表面。     

石墨烯吸附有机分子硝基苯性质的第一性原理研究

基于量子力学的第一性原理,我们计算了石墨烯吸附有机分子硝基苯的特性.在吸附体系中,吸附分子平面平行于石墨烯衬底时吸附能最大,同时此吸附导致衬底晶格微弱的膨胀.吸附分子平面垂直石墨烯吸附时,吸附能较小,且衬底晶格有微弱的收缩.由于硝基和石墨烯之间较强的相互作用,吸附结构的能带中出现明显的掺杂态.这说明了石墨烯可以作为有机分子硝基苯的化学传感器件之一.     

锐钛矿型TiO_2（101）表面吸附NO_2微观特性的理论研究

TiO2作为传感器的敏感材料具有灵敏度高、响应时间快、工作温度低等独特优点,故而受到广泛重视。本文通过基于密度泛函理论（DFT）框架下的第一原理的平面超软赝势方法,运用CASTEP软件包模拟计算了NO_2吸附在锐钛矿型TiO_2（101）面的吸附距离、吸附能、电子态密度以及光学性质。通过完整锐钛矿型TiO_2（101）面和含有1个氧空位缺陷表面对NO_2的吸附计算发现,NO_2分子在表面吸附时,以O端吸附结构最为稳定;含有1个氧空位的表面对N02的吸附能大干锐钛矿型TiO_2（101）完整表面;吸附过程为放热过程;NO_2分子在含有1个氧空位缺陷表面发生吸附时,对可见光低能部分的吸收率较好,可见光范围内的吸收和反射性质发生明显的改变,光学气敏传感器的特性表现显著,以此来探测汽车尾气中NO_2气体的含量。研究为锐钛矿型TiO_2作为灵敏传感器材料探测汽车尾气有害气体的实验室研制提供理论基础。     

银镜衬底的表面增强拉曼散射机制研究

研究了不同粗糙度的银镜对不同分子的表面拉曼增强效应,实验结果表明：在吸附分子与银镜之间同时存在物理增强和化学增强两种机制,物理增强与银镜衬底的表面粗糙度有关;化学增强则与吸附分子的化学性质有关,总的增强效果因分子而异。     

吸附原子及二聚物在Ag（111）和Cu（111）表面上的扩散和解离研究

采用分子动力学静态计算的方法分别对Ag、Cu和Ag2、Cu2在Ag（111）和Cu（111）表面上的扩散势垒分别进行了计算,探讨同质和异质以及异质中互换衬底和吸附原子的情况下吸附原子或二聚物在表面上的扩散和解离势垒的特点,并与吸附原子或二聚物与衬底的结合能、匹配关系等进行比较,探讨吸附原子和二聚物的扩散势垒与结合能、失配度等的关系．原子间相互作用采用半经验的EAM势．结果表明：对于同一衬底表面来说,不同的吸附原子或二聚物在表面上的扩散势垒似乎和它们与表面的结合能有关;在不同的衬底表面上,单个吸附原子或二聚物的扩散势垒和它们与衬底的匹配关系关联密切．     

CH在再构的金刚石（001）-（2×1）表面吸附的计算机模拟研究

用分子动力学模拟方法,研究了甲烷（CHI）在金刚石（001）-（2×1）表面的碰撞动力学过程与化学吸附构型的关系．观察到了甲烷分子表面碰撞产生的5种化学吸附结构,主要讨论了入射位置以及甲烷入射时的空间取向和入射能量对吸附结构的影响,并分析了单次碰撞过程和CHl分子与表面的能量交换关系．     

三七素分子印迹聚合物的制备及其识别性能研究

采用分子印迹技术,以三七素的结构类似物甘氨酸 DL 亮氨酸（GL）为假模板分子、二甲亚砜（DMSO）为致孔剂,优化合成条件制备了对三七素有较好选择识别性的假模板分子印迹聚合物（DMIPs）。等温吸附实验证明,与空白印迹聚合物（NIPs）相比,DMIPs对三七素的吸附效果更佳,具有更高的吸附容量。吸附动力学实验中,DMIPs能快速吸附三七素,15 min即能达到最大吸附量的916%。选择性实验中,DMIPs对三七素不同的结构类似物有良好的选择识别性,而NIPs则无此特性。研究结果表明,该分子印迹聚合物有作为高选择性材料在水溶液环境中选择性分离富集三七素的潜能。     

不同均压方式对PSA和VSA空分制氧过程的影响

对存在于变压吸附（PSA）和真空变压吸附（VSA）空分制氧过程中的均压步骤进行研究,应用ASPENADSIM软件,模拟并比较4种不同均压方式（塔顶向塔顶均压（T-T）,塔底向塔底均压（B-B）,塔顶和塔底双向均压（TB）,塔顶向塔底均压（T-B））对过程的影响,分析均压步骤的物流浓度、流量以及均压结束时床层轴向浓度分布。结果表明:采用T-B均压方式的PSA和VSA过程得到的产品O₂纯度和收率最高。在均压步骤,均降床层塔顶出气有利于死空间中O₂的回收,且减少床层吸附相中N₂的脱附带出,从而得到较高的产品O₂收率;均升床层塔底进气可使床层N₂的质量摩尔浓度前沿陡峭,塔顶洁净,因此得到较高的产品O₂纯度。     

文冠果外皮对水体中锌的去除研究

生物吸附法是最经济有效的去除水体重金属污染的方法.为研究文冠果外皮对水环境中的锌离子的去除效率和去除机理,本文以文冠果外皮为吸附剂,研究了溶液pH值、吸附动力学、锌离子浓度、吸附剂投加量对水溶液中锌的吸附量与去除率的影响;通过模型拟合、离子交换实验和远红外光谱分析(FTIR),对吸附机理进行了探讨.结果表明:文冠果外皮是一种理想的锌吸附剂:适应pH值范围宽(3～6),达到吸附平衡时间短(30 min),吸附容量大(最大值为18.656 mg.g-1),去除效率高(60%～90%);吸附过程符合伪二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型.离子交换实验和远红外波普扫描分析表明离子交换和络合反应是主要吸附机理,主要的交换离子为K+,Ca2+,Mg2+和Na+,参与络合、螯合反应的官能团主要有-OH、-NH、-COO-、-C=O.     

醋酸纤维素浓度对嵌段共聚物薄膜的影响

以含有聚环氧乙烷（PEO）和侧链含有查尔酮的聚甲基丙烯酸甲酯（PMA）的二嵌段共聚物（PEO272-b-PMA（Chal）97）为原料,以不同浓度的醋酸纤维素CA（Cellulose acetate）溶液制成的薄膜作为牺牲层,利用相分离法制备具有贯通结构的自支撑薄膜。结果表明：CA的浓度对嵌段共聚物的自组装薄膜的性质产生较大的影响。在一定浓度范围（≤9%）内,薄膜的性质如表面的平滑性、亲疏水性以及通道的尺寸和分布的均匀性等随CA浓度的增加而更优化。     

铁负载膨润土对铀(VI)的吸附特性及机理研究

采用膨润土经提纯、钠化及负载铁等过程制备铁负载膨润土,通过静态吸附实验研究了pH、离子强度、吸附剂投加量、U（Ⅵ）初始浓度、阳离子Ca^2＋、Mg^2＋以及阴离子CO3^2-、HCO3^-等对铁负载膨润土吸附模拟废水中U（Ⅵ）的影响,进行了吸附过程动力学、热力学分析,并利用傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）探讨了相关吸附机理.试验结果表明,pH值和离子强度是影响吸附效果的重要因素,当溶液pH为6,离子强度为0.01 mol/L NaNO3,U（Ⅵ）初始浓度为19.08 mg/L,铁负载膨润土投加量为0.2 g/L,24 h吸附量达到88.06 mg/g.当pH〈6时,Ca^2＋、Mg^2＋、CO3^2-、HCO3^-的存在分别降低了铁负载膨润土对U（Ⅵ）的吸附效果,而pH〉7时影响作用不大.准二级动力学和Langmuir等温吸附模型对铁负载膨润土吸附U（Ⅵ）的拟合效果较好,SEM和FT-IR分析结果表明铁负载膨润土主要通过羟基络合及离子交换作用结合U（Ⅵ）进入其层间及表面.     

铜(Ⅱ)离子印迹聚合物的制备及其吸附性能研究

以铜离子为模板,以3-氨基丙基-三乙氧基硅烷为偶联剂,纳米TiO2/SiO2为载体,利用表面离子印迹技术,在纳米TiO2/SiO2表面聚合形成了铜离子印迹聚合物.详细研究了铜离子印迹聚合物的吸附性能和选择性.实验结果表明,与非印迹聚合物相比较,铜离子印迹聚合物对铜离子具有较好的识别性和选择性.铜离子印迹聚合物与非印迹聚合物的吸附量分别是36.51mg g-1和11.79mg g-1.该法的检出限为0.17ng mL-1,相对标准偏差为1.97%.将该印迹聚合物用于自来水、青海湖水和扎陵湖水中的铜离子的分离富集和测定,分析结果令人满意.     

Ir（110）表面原子结构、氧原子吸附和STM图像的第一性原理研究

用密度泛函理论（DFT）的总能计算研究了金属Ir（110）表面结构以及氧原子的吸附状态.计算得到Ir（110）-（1×1）的外层表面间的弛豫分别是-13.3%（△d12/d0）和＋6.1%（△d23/d0）,表面能σ=175meV-2,功函数Φ=5.22eV;相应的Ir（110）-（1×2）缺列再构表面的△d12/d0=-9.7%,△d23/d0=-2.4%,表面能为169meV/2,Φ=5.33eV.研究Ir（110）-（1×1）和（1×2）再构表面氧吸附,发现各吸附位置的吸附能值均为正值,表明吸附为放热反应,且氧原子最有可能吸附在短桥位（shortbridgesite,SB）.同时我们还模拟计算Ir（110）-（1×2））缺列再构表面和氧吸附再构表面的扫描隧道显微镜（STM）图像并记录STM针尖的起伏变化,结果显示表面吸附氧的位置远高于{001}方向的铱原子列,但是在STM形貌图上氧原子基本上没有凸起.     

钢渣滤料的制备及其吸附除磷性能

将转炉渣破碎、筛分后与粘结剂和造孔剂混合,制备钢渣滤料,并考察其除磷性能。结果表明,制备钢渣滤料的最佳原料配比为钢渣：粘土：淀粉=5：2：1,最佳烧结条件为1100℃,30min;对含磷2～25mg／L的水样,达到吸附平衡的时间随着浓度的升高而延长,反应2h可保证达到吸附平衡;对pH为3—7的废水均具有理想的吸附效果,对碱性废水的吸附效果下降;不同温度条件下钢渣滤料对磷的吸附过程属于单分子层吸附,以化学吸附为主,符合Langmuir模型（线性相关系数R2〉0．98）;且最大吸附量随着温度的上升而增加,升温有利于吸附进行;通过破碎和重新造粒,可有效提高钢渣的除磷效果。     

竹木质纤维素吸附水溶液中铅离子的研究

采用盐酸对竹木质纤维素进行改性,研究其吸附水溶液中铅离子的性能。采用傅立叶红外(FT-IR)对其结构进行了表征。研究了溶液pH、吸附时间、吸附剂用量、溶液浓度等对吸附容量的影响。实验结果表明,4 h后达到吸附平衡,在Pb(II)溶液浓度在100 mg/L时,pH在4.5~5.5范围内时达到最大吸附量,盐酸改性的竹木质纤维素吸附性能较高,表明HCl改性后的竹木质纤维素吸附性能得到提高。利用竹木质纤维素来吸附重金属离子,具有绿色环保,无污染点成本低廉等优点,具有良好的应用前景。     

环三磷腈对羟基苯甲醛芳胺衍生物的合成及分子识别功能

以环三磷腈为起始原料,在2,2-二羟基联苯的保护下合成了化合物（1）和（2）,并与对羟基苯甲醛芳氨希夫碱进一步反应,经分离纯化后得到四种环三磷腈衍生物。通过红外光谱、核磁共振波谱对化合物进行了结构表征,证实为目标产物。利用紫外光谱研究了四种衍生物对信号分子激活剂磷酸吡哆醛(PLP)的识别功能和剂-效关系。结果表明,希夫碱基枝化衍生物（6）和（8）具有较好的识别能力。     

辅酶Ⅰ诱导Cerasome聚集及乳酸脱氢酶对聚集的影响

用紫外可见分光光度计分别在500 nm和340 nm考察了由肽脂质—溴化N,N-二-十六烷基-Nα-6-三乙氧基硅基己酰基-L-甘氨酰胺（（EtO）3SiC3N＋C5Ala2C16）形成的阳离子脂质体——Cera-some,在还原型辅酶I（NADH）的作用下,以及在乳酸脱氢酶（LDH）和底物丙酮酸的存在下,其光密度（吸光度）随时间的变化。结果表明：随着NADH浓度的增加,Cerasome悬液的光密度（吸光度）明显增加,脂质体产生了聚集,但是聚集体不能被乳酸脱氢酶重新分散;而由溴化N,N-二-十六烷基-Nα-6-三甲胺基己酰基-L-丙氨酰胺（N＋C5Ala2C16）形成的阳离子脂质体聚集体,在乳酸脱氢酶的作用下,可以被重新分散。