GaN（0001）表面吸附TiO2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.     

α-Al2O3(0001)表面电子结构的理论研究

采用基于密度泛函理论的局域密度近似平面波超软赝势法，在周期边界条件下的k空间中，对最外表面终止层为单层Al的α-Al2O3(0001)表面结构进行了弛豫与电子结构计算研究．通过分析表面弛豫前后表面电子密度、态密度变化，表明表面能级分裂主要来自于O的2p轨道电子态变化，α-Al2O3(0001)表面明显地表现出O的表面态．通过电子局域函数图，进一步分析了表面成键与表面电子分布特性．     

过量Y2O3的添加对熔融织构YBCO大块性能的影响

研究了不同添加量Y₂O₃对熔融织构YBCO大块超导体的熔化生长温度、显微结构及其超导性能的影响. 结果发现, 随着Y₂O₃添加量的增加, YBCO材料的熔化生长温度降低, 而其固态反应温度并无明显变化. YBCO块材的磁悬浮力随着Y₂O₃添加量的增加, 先增加后减小而出现了一个峰值, 其最佳的添加量约为10(质量百分数)左右. 结合这组样品的初始成分及显微组织, 分析了Y₂O₃的添加对YBCO超导性能的影响, 并制备出了高质量的YBCO超导块材.     

Y3+掺杂LiV3O8正极材料电化学性能研究

 利用固相合成干冷空气淬火法,合成了一系列Y³⁺掺杂的LiV_3-yY_yO₈ (y=0,0.01,0.03,0.05,0.1,0.2)正极材料.XRD结果表明,Y³⁺掺杂量不同对LiV₃O₈结构的影响不同.适量Y³⁺掺杂能保持LiV₃O₈的原有结构,增大其d₁₀₀值,同时降低材料的结晶度.当Y³⁺掺杂过多时,样品中会产生YVO₄杂相.充放电循环、循环伏安(CV)及交流阻抗(EIS)测试结果表明,Y³⁺掺杂虽然降低了材料的初始容量,但适量的Y³⁺掺杂能稳定材料的循环性能.电池存放实验表明Y³⁺掺杂还能提高电池的存放性能.在高电压下存放15d后,掺杂样的放电容量保持率为94.2%,高于未掺杂样的88.2 %.     

氟和钴共同掺杂对LiV3O8电化学性能的影响

 采用固相烧结法合成了同时掺杂氟离子和钴离子、具有单斜LiV₃O₈型结构的锂钒氧化物样品.通过充放电循环实验、循环伏安实验、XRD衍射和热分析对材料的理化性能进行了表征.实验结果表明,理论组成为Li_1.38V_2.99Co_0.0107.98F_0.02的样品的首次放电容量为233 mA·h/g,40次循环的放电容量为192 mA·h/g.在充放电过程中,同时掺氟和钴的样品的放电平台电压较高,表现出较好的循环性能.     

A12O3在一次烧结BaTiO3中的作用探讨

 探索了掺微量Al₂O₃和SiO₂的BaTiO₃的一次烧结工艺,该工艺有效降低了烧结温度.应用电子探针、光学显微镜、X射线衍射仪,TN-524能谱等设备对样品进行分析.BaTiO₃瓷体电阻随Al₂O₃掺杂量的变化关系及Al在BaTiO₃中分布情况等实验事实,表明在BaTiO₃烧结过程中Al可能是一种半导化元素,起施主的作用.通过新工艺,得到了性能较好的BaTiO₃热敏电阻.     

基于层层自组装的{壳聚糖/多壁碳纳米管}9/玻碳电极电催化氧化H2 O2

 基于带正电荷的壳聚糖(CHIT)和功能化的带负电荷的多壁碳纳米管(MWNTs)之间的静电吸附,通过层层自组装的方法制备了均一、 稳定的{CHIT/MWNTs}₉多层膜。组装{CHIT/MWNTs}₉多层膜的玻碳(GC)电极用来研究H₂ O₂的电催化氧化,测定H₂ O₂的线性范围﹑响应时间和检测下限分别为：8×10^-6～1.0×10^-2 mol/L (相关性系数为0.997)﹑2 s 和4×10^-6 mol/L。另外,{CHIT/MWNTs}₉/GC电极具有较好的稳定性能。     

O2+阳离子第二负带系(A2Πu -X2Πg)(5,21)带的激光光谱

采用光外差-速度调制分子离子吸收光谱技术,在近红外波段11 387~11 800 cm-1范围内,首次对O²₊第二负带(A²Π_u -X²Π_g)（5,21）带进行测量和分析.采用有效Hamilton量,在非线性最小二乘意义上拟合获得了该振动带下态精确的分子常数.     

一种新型发红光材料SrGdGa3O7:Eu 3+及其性质研究

 采用高温固相法合成了发红光的荧光粉SrGdGa₃O₇:Eu³⁺。漫反射光谱和激发光谱中Eu^₃₊的电荷迁移带、Eu³⁺离子f→f跃迁以及Gd³⁺离子^8S_7/2→⁶I_7/2的跃迁相互吻合;监测Eu³⁺离子的特征发射,激发谱中有Gd^3+离子的激发线表明存在Gd³⁺→Eu³⁺的能量传递。发射光谱中以⁵D₀→⁷F₂ 跃迁为主,表明Eu³⁺离子所占据的晶体学格位没有对称中心的Cs格位。根据低温下的发射光谱计算了⁷F₁ 和^7F₂ 能级完全解除简并后的每个分裂能级的位置。Eu³⁺的发射发生明显的温度猝灭现象,同时发射谱线的分辨率也逐渐降低。Eu³⁺离子的⁵D₀→ ⁷F₂ 跃迁在不同温度下的荧光衰减曲线相似;随着温度的升高,荧光发射强度衰减越快,但是仍然处于毫秒数量级;⁵D₀ → ⁷F₂ 跃迁是宇称和自旋禁阻的跃迁,所以荧光衰减时间比较长。     

Nd(OH)3-Co3O4-Nb2O5纳米复合掺杂和传统复合掺杂BaTiO3基陶瓷性能的对比研究

 制备了Nd(OH)₃,Co₃O₄和Nb₂O₅纳米粒子以及Nd(OH)₃-Co₃O₄-Nb₂O₅纳米复合掺杂和传统复合掺杂BaTiO₃基陶瓷,研究了掺杂剂的粒径对BaTiO₃基陶瓷的微观形貌和介电性能的影响,并对纳米掺杂和传统掺杂BaTiO₃基陶瓷的性能进行了比较.结果表明,掺杂剂的粒度对BaTiO₃基介电陶瓷的微观形貌和介电性能有较明显的影响,特别是纳米复合氧化物掺杂能够促进烧结中晶粒"芯-壳"结构的形成,能有效地抑制晶粒长大并形成细晶结构,从而显著地降低烧结温度,提高介电常数、降低介电损耗,改善BaTiO₃基陶瓷的温度稳定性.     

CO在hcp(0001)和fcc(111)面上吸附的间接相互作用

本文采用格林函数方法,用单电子理论在紧束缚近似下研究了一氧化碳在过渡金属六角密排(0001)面和面心立方(111)面上吸附的间接相互作用。计算中采用复能积分方法避免了由于存在分裂态与共振态给计算带来的困难。计算得到一氧化碳在hcp(0001)面及fcc(111)面上的吸附结构。     

Ru(0001)和(1010)表面上NH_3吸附结构研究

利用密度泛函理论,在slab模型下,研究NH3在Ru表面的吸附行为.结果表明,NH3在Ru(0001)和Ru(1010)面上的优势吸附位皆为顶位.NH3的吸附是化学吸附且具有表面结构敏感性,与密堆积表面(0001)相比,NH3在开放的(1010)面上的吸附更加稳定,吸附能达到1.08 eV.电子结构计算结果表明,NH3通过其3a1轨道与表面Ru原子的4dz2和5s态混合吸附于表面.     

H2O2/Fe2+体系中羟基氧化行为的抑制与促进

 利用邻二氮菲-Fe²⁺氧化分光光度法研究了葛根黄酮、诃子粗提物、芦丁、黄芩甙等 4种天然黄酮类抗氧剂样品对羟自由基氧化作用的影响,发现了抗氧剂发挥抗氧化作用所需要的特定条件.在羟基自由基浓度较高的体系,抗氧剂表现出抗氧化作用;而在羟基自由基浓度较低的体系,抗氧剂反而表现出促氧化性.抗氧剂的促或抗氧化作用均与其本身质量浓度呈量效关系.温度对抗氧剂的行为也有很大影响.     

CHx(x=2~4)在Co(111)表面吸附的DFT研究

采用密度泛函理论与周期平板模型相结合的方法,对物种CHx(x=2~4)在Co(111)表面的top,fcc,hcp和bridge位的吸附模型进行了结构优化、能量计算,得到了各物种较有利的吸附位;并对最佳吸附位进行密立根电荷和总态密度分析.结果表明：CH4和CH3在Co(111)表面的最稳定吸附位都是top位,吸附能分别是-60.35和-227.61 kJ·mol-1,而CH2在Co(111)表面的最稳定吸附位hcp的吸附能是-440.52 kJ·mol-1;三物种与金属表面作用都较强,且有电荷转移,属于化     

纳米ZnO膜光催化氧化测定化学需氧量的应用研究

提出了一种利用石英管负载的纳米ZnO膜光催化测定化学需氧量的方法.通过添加无机强氧化剂K₂Cr₂O₇提高光催化体系对有机物的降解效率，在光催化氧化有机物的同时,K₂Cr₂O₇也会被纳米ZnO表面的光生电子还原为Cr(Ⅲ)，根据Cr(Ⅲ)浓度的变化量确定水样化学需氧量的值.实验结果表明，在50~1 000 mg/L的COD范围内，Cr(Ⅲ)浓度的变化量与标准水样中的COD_Cr值成正比例关系，检出限为20 mg/L.将该方法用于实际水样检测，分析时间短，减少了二次污染，光催化反应后水样无需后处理可直接进行测定,且与国家COD标准分析法具有好的相关性.     

CHx(x=0～4)在γ-Al2O3(110D)表面吸附的密度泛函研究

使用基于密度泛函理论(DFT)的Castep量子力学计算程序模块,对CHx(x=0～4)在γ-Al2O3(110D)表面吸附的位置,空间结构和能量进行了理论计算.计算结果表明,CHx(x=0～3)与表面形成强的相互作用.CH3,CH2物种处于表面八面体铝的正上方时,结构最为稳定;CH,C物种处在表面八面体铝和三配位氧的桥键位置时,体系的总能量最低.而CH4只与γ-Al2O3(110D)表面发生非常弱的相互作用,构成物理吸附.布居分析表明CHx(x=0～3)与表面作用时电子从表面向CHx转移.     

Ir在La_2O_2CO_3(001)表面吸附的理论研究

制氢技术是发展燃料电池的关键技术之一,而目前研究较多且具有良好应用前景的制氢技术是醇类水蒸气重整制氢法制氢.具有高活性、高选择性、高稳定性的催化剂在醇类催化制氢过程中起重大作用.采用密度泛函和周期边界模型对La2O2CO3负载Ir催化剂体系界面作用作了理论研究,计算了Ir在La2O2CO3(001)面上的各个吸附位点的吸附能.计算表明Ir原子在La2O2CO3(001)面上各个吸附位点上均发生化学吸附,其中吸附能最高的吸附位点为桥位平行,其吸附能为-479.863 kJ/mol.进而计算了Ir在Ca掺杂的La2O2CO3(001)面上各位点吸附能,结果表明Ca掺杂后的载体对Ir的吸附能力大大提高,且桥位平行位点依旧为最佳吸附位点,其吸附能达到-676.971 kJ/mol.     

R(Fe, Si)12(R=Y, Nd)化合物的电子结构与磁性

介绍了新近发展的基于密度泛函理论的全势能线性缀加平面波((L)APW)+局域轨道(lo)方法, 并对R(Fe, Si)₁₂化合物(R=Y, Nd)作了理论计算. 由结构优化后的单胞总能量分析了Si原子的占位分布, 计算得到并分析了Si原子替代晶位不同引起的原子磁矩、总态密度和局域态密度的变化特点. 结果表明RFe₁₀Si₂化合物(R=Y, Nd)饱和磁矩明显大于同类RFe₁₀M₂化合物(M=Ti, V, Cr, Mn, Mo和W), Si原子在化合物中存在两种杂化机制, Si(8j)原子会同时减小3种晶位Fe原子磁矩, Si(8f )则主要减小Fe(8i)与Fe(8j)原子磁矩. 由Fermi面态密度变化分析认为加入Si原子会大大提高化合物居里温度.     

液态Al2O3结构的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了不同温度、不同压力下液态Al₂O₃体系的结构,讨论了温度和压力对于体系结构的影响。模拟计算了体系的双体相关函数、最近邻配位数、键长值、以及键角分布，并给出了原子水平的瞬时结构图形。计算结果与已报道的实验结果相符，并比以往的模拟更接近实验事实。模拟的结果还得到了键价理论的验证。模拟的液态Al₂O₃结构主要为AlO₄^5-四面体单元，大多数四面体间由一个连接三个四面体的氧原子连接。在模拟的温度和压力范围内，发现温度和压力都不对体系结构造成影响。