玻璃碳结构形成过程分析

利用Ｒａｍａｎ光谱及Ｘ射线衍射研究了玻璃碳制备过程中的变化规律．随着酚醛树脂不断降解,同时游离出ｓｐ２和ｓｐ３态碳原子,ｓｐ２态碳原子在微区形成不完整的石墨结构．ｓｐ３态碳原子则以非晶形式存在,其含量在９５０℃左右达到最高．由于内应力释放,ｓｐ３态碳原子转变为ｓｐ２态,导致微区结构石墨化．９５０℃成为玻璃碳的石墨化起始温度．     

量子化学从头计算法计算石墨微晶中碳原子的净电荷

采用从头计算法在RHF/STO-3G水平上对石墨微晶中不同位置碳原子的净电荷进行量化计算;研究碳原子的净电荷与炭材料的微观结构变化规律;根据石墨的结构与成键特征,将石墨表面的碳原子分为边缘碳原子与基平面碳原子.研究结果表明：在单碳层及含多层碳的石墨微晶中,不同位置碳原子的净电荷数差别较大;基平面碳原子的电子云密度较小,均带部分正电荷;部分边缘碳原子的电子云密度较大,净电荷为负.随着平行于碳层的微晶尺寸La及垂直于碳层的微晶尺寸Lc的增大,边缘碳原子中电子云密度最大的碳原子所带的负电荷增加.     

锂离子电池碳负极中边缘碳及表面碳原子含量的理论计算

通过理论分析与计算得到边缘碳及表面碳原子含量的表达式。分析了石墨微晶结构与成键特征,研究了石墨微晶中边缘碳原子与基平面碳原子的电化学特性。结果表明:边缘碳原子比基平面碳原子更易于与其他原子或基团形成较为稳固的联接,电化学反应活性较高;在首次充电过程中,边缘碳原子附近电解质的分解与SEI膜成膜反应速度较快,有利于形成联接较为紧密的SEI膜;建立了紧密堆砌的正六棱柱颗粒模型,推导出理想石墨中边缘碳原子及表面碳原子含量与微晶参数、颗粒尺寸之间的关系式。通过引入适当因子,修正了实际石墨颗粒与理想石墨在结构、形貌、孔隙率等方面的差别,得到的表达式可适用于石墨、无定形碳及改性碳等多种碳材料碳原子含量的计算。     

布基球碳原子簇一般结构特点的探讨

用结构化学的原理和几何的方法研究了布基球碳原子簇的一般结构特点，指出碳原子簇都是由只有五元环和六元环组成的类球形碳笼，碳笼的曲率愈小，对称性愈强，该碳原子簇的稳定性愈大．     

C 4H 2等离子体放电产生的中性碳氢团簇(C \%n\%H \%m\%)分子束质谱表征

利用分子束飞行时间质谱和激光电离技术研究C4H2等离子体放电过程产生的中性碳氢团簇（CnHm）的质谱分布、稳定结构和形成机理.实验结果显示,碳氢团簇的质谱峰分布与其所含碳原子的个数有关,当碳原子的个数小于等于8时,偶数碳的碳氢团簇由于共轭效应的影响,其稳定性和质谱峰的强度均大于奇数碳的碳氢团簇;当碳原子的个数大于等于9时,出现偶数和奇数碳氢团簇的相间分布,奇数碳的碳氢团簇的质谱峰强度大于与其相邻的两个偶数碳的碳氢团簇的;当碳原子的个数为6、8、9～15、17时,CnH3出现较强的质谱峰,这与其具有较低电离能有关.随着碳原子个数的增加,碳氢团簇质谱峰的强度总体呈现减弱趋势,这说明碳氢团簇的形成机理可能以碳原子分步加成为主.     

超硬纳米类金刚石膜的结构特点及其形成机制的探讨

研究了超硬碳膜的力学性质、波谱性质及结构性质 ,指出有一种无氢类金刚石膜是由石墨碎片、布基葱和金刚石晶粒以新型的共价键组成的网架结构 ,具有良好的力学性能 .由于石墨碎片中的π键变形 ,石墨碎片和布基葱边缘的不饱和悬键与金刚石晶粒周围的悬键结合成新型的共价键 .金刚石晶粒只能由激发态碳原子在非平衡重组过程中产生 ,而石墨碎片既可以在碳原子重组过程中产生 ,也可以在蒸发石墨过程中产生 .     

氮、碳原子在X@Al_(12)(X=Al~-,C,Si,P~+)团簇吸附性质的研究

使用基于第一性原理的密度泛函理论(DFT)对X@Al12(X=Al",C,Si,P+)等幻数团簇吸附氮原子和碳原子性质进行研究.分析氮原子和碳原子在X@Al12表面的吸附位置,还分析了Al-N和Al-C键长,最高占据分子轨道与最低未占据分子轨道的能隙,吸附的结合能和电荷转移等性质.结果表明氮原子和碳原子都倾向于空位吸附.尽管X@Al12(X=Al-,C,Si,P+)性质都很稳定,但很大的结合能表明氮原子和碳原子都能稳定地束缚在这些团簇表面.但是由于中性的Al13团簇不具有满壳层的电子结构,它对N和C的吸附性质明显不同于具有满壳层电子结构的X@Al12(X=Al-,C,Si,P+)团簇,表明掺杂可以有效地调节团簇的性质,从而获得所期望的性质.     

纳米级石墨晶体的各向异性力学性能的计算

理想的石墨晶体是由碳原子以sp^2杂化轨道和邻近的三个碳原子形成共价键，构成六角平面的网状层片结构，层片之间以Van der Waals力相结合．基于原子键合理论的力能关系基本原理：层片内以C—S键合单元相结合，层片间采用连续介质填充单元，建立石墨晶体的复合模型．其中C—C键合单元包括两个节点，每个节点包含三个自由度：ux，uy，uz．键合单元是该复合建模方法的主要部分．通过运算分析，确定了石墨晶体C—C键合单元的各个参数，该参数保证了石墨晶体正交各向异性的性质．同时，通过建立石墨晶体的拉伸、剪切等计算模型，并与实验数据相对比，验证了该石墨晶体复合建模方法的正确性，并将该复合模型用于研究石墨晶体的模态分析．该复合建模方法为研究石墨的微观结构、性能等提供了一种有效的数值模拟方法．     

人工合成金刚石的体扩散机制

本文研究了在合金触媒参与下石墨转变为金刚石的机理。认为在超高压高温条件下,石墨以碳原子集团的形式扩散到溶剂合金中,形成似胶体溶液的扩散区。在合金触媒的催化作用下,正离子化的碳原子集团相变成金刚石结晶基元。结晶基元达到过饱和时,经体扩散在合金与石墨的界面上形核生长,沿金刚石[111]和[100]方向长大,长成立方-八面体。     

奇数类富勒烯团簇结构的遗传算法和密度泛函理论研究

用遗传算法(GA)和密度泛函理论(DFT)相结合的方法，对实验中所观察到的奇数高碳团簇(C51～C59)及相关的含Rh富勒烯团簇的结构进行了计算，首先利用遗传算法对奇数高碳团簇C51～C59的结构进行搜索，找出其最低能量结构，然后在此基础上利用B3LYP／3—21G方法对相应的奇数高碳团簇结构进行再优化，利用遗传算法得到了比已报道的能量更低的奇数高碳团簇C51～C59的基态结构，计算所得的奇数高碳团簇具有准笼状类富勒烯结构，其最低能量异构体都含有一个两配位的碳原子，在金属富勒烯C14Rh的结构中，Rh原子取代C55上两配位的碳原子而形成取代型类富勒烯结构。对奇数高碳团簇及含Rh富勒烯团簇的结合能和结构参数进行了计算，还讨论了奇数高碳团簇异构体的结构随能量的变化。     

激光作用于稠环芳烃及其衍生物产生碳原子簇的负离子质谱研究

在自制的装置上以脉冲激光束作用于多种稠环芳烃及衍生物,产生各种大小的碳原子簇与它们的化合物,对这些簇负离子的质谱分析表明,其中质量较高的离子具有球烯(Fullerene)的空间封闭体构型,信号强度最突出的是C~-_(50),次为C~-n,而C~-(60)在实验记录的多数质谱中并不突出;质量较低的离子的构型则是直链状的,其组成为C~-_n和C_nX~-(X因样品的不同分别为N、B、H、P和OH),而C_nX~-因其杂原子X的组成的不同,n或者必须为偶数、或者必须为奇数;质量靠近样品分子量的离子则仍为环状构型,其中保留了较多数量的氢原子。     

激光蒸发产生的GaxAsy—,GaxPy—与InxPy—及其质谱

在自制的激光等离子体源飞行时间质谱计上,以脉冲激光束轰击砷化镓、磷化镓、磷化铟等由Ⅲ A族和Ⅴ A族元素组成的半导体材料,可以产生Ga_xAs_y~-、Ga_xP_y~-与In_xP_y~-等二元原子簇负离子,质谱分析发现,在这些负离子中,所有含奇数个原子的簇离子的信号强度相对较高,说明这些原子簇均具有特殊的电子构型。     

Cupriavidus metallidurans CH34中2个苯酚降解基因簇的筛选与功能鉴定

Cupriavidus metallidurans(C.metallidurans)CH34是一种重金属耐受性细菌,能在以苯酚、甲苯酚、苯甲酸、苯胺等芳香族化合物为唯一碳源和能源的培养基中生长,其基因组中含有2个苯酚降解基因簇.以载体pIndigo-BAC 5构建C.metallidurans CH34的细菌人工染色体(bacterial artificial chromosome,BAC)文库,获得约3万个克隆,平均插入片段大小为30 kb,插入频率为98%,推测该文库覆盖CH34基因组约1 240倍.用PCR筛选文库中的3 000个单克隆,共获得9个阳性克隆,其中5个克隆含有长基因簇,4个含有短基因簇,并从中得到含有全长苯酚降解基因簇的克隆.利用以苯酚为唯一碳源的无机盐培养基,研究2个基因簇在大肠杆菌中的表达情况.结果显示,两个基因簇均表现出了苯酚降解能力,短簇的降酚能力要优于长簇.     

强激光场中不同尺寸原子团簇的电离和光辐射

通过数值求解一维含时薛定谔方程 ,研究了在强激光场中原子及不同尺寸原子团簇的电离几率和光辐射现象。结果表明 ,当外场强度相同时 ,小尺寸原子团簇电离几率小于原子的电离几率 ,可以产生高频率的高次谐波。当原子团簇尺寸较大时 ,其电离几率大于原子的电离几率 ,原子团簇越大 ,电离几率也越大 ,大尺寸原子团簇更易吸收外场能量。     

Mass spectrometric study of Ag’s clustering ability with O, S and Se

Samples Ag/O/S, Ag/O/Se and Ag/S/Se were ablated directly by laser to produce clusters. The detection was performed with a time-of-flight mass spectrometer (TOF MS). The cluster ions produced had the following distribution: Ag/S binary cluster ions for sample Ag/O/S, Ag/Se binary cluster ions for sample Ag/O/Se, and Ag/Se binary cluster ions and Ag/S/Se ternary cluster ions as the main products for sample Ag/S/Se. Laser double ablation reactor was used to study the reaction between Ag/S(Se, O) binary clusters and Se(S) homoclusters. The experiments show that Se clusters can replace S and O in Ag/S and Ag/O clusters while S clusters can replace O in Ag/O clusters. This fact indicates the sequence of the clustering ability of Ag presented as follows: Ag/Se > Ag/S > Ag/O, which was also proved by theoretical calculation. The reason of this tendency was considered to be the different abilities of the elements’ polarization, which acts on the stability of clusters.     

自制激光等离子体源飞行时间质谱计的性能测试

本文介绍了笔者新近设计与制造的激光等离子体源飞行时间质谱计的结构,利用该仪器进行了碳原子簇正负离子的质谱检测与分析,探讨了激光等离子体的产生情形以及提高仪器质量分辨能力的途径。     

肃北县镜铁滩钼矿地质特征及成因

甘肃省肃北县镜铁滩钼矿属于新发现的矽卡岩型钼矿床。通过调查分析敦煌杂岩、三个井群下岩组碎屑岩、华力西中期的闪长岩、华力西晚期的花岗岩等成矿地质条件、构造条件以及通过手持式矿石元素Niton XL3t 500分析仪找矿和地表探槽工程系统取样分析验证,得出,镜铁滩钼矿主要位于岩体与围岩的外接触带上,其成因为矽卡岩型钼矿。     

Te原子团的形成研究

原子团的形成和状态是研究离化原子团淀积（ＩＣＢＤ）机理的首要问题。作者采用一种新的测量方法研究了Ｔｅ在不同蒸发温度下形成的原子团的平均尺寸和尺寸分布。对朗加热温度从６５０Ｋ增大到７９０Ｋ时，Ｔｅ平均原子团尺寸从１０个原子增大到７５个原子。离化电压大于２５０Ｖ时，原子团经过高化区，部分碎裂成小原子团或原子。     

碳纳米管的拉曼光谱定量分析研究

拉曼光谱分析技术具有对样品无破坏、用量少等独特优点．本文用拉曼光谱技术对碳纳米管进行研究，获得了高质量的单壁碳纳米管拉曼谱．并通过单壁碳纳米管的“G”峰和聚苯乙烯拉曼特征峰的积分强度的变化，对不同组分的单壁碳纳米管／聚苯乙烯复合物进行了定量成分分析．实验结果表明，拉曼光谱技术的分析结果同该复合物的原始配比一致．     

气粒并流向上流动中准静止颗粒团现象

为研究不同操作条件下气粒并流向上两相流动中颗粒团的特性,采用流动显示的方法对颗粒团的瞬态运动行为进行观察,采用图像灰度梯度法对颗粒团进行识别,根据颗粒团图像的面积计算颗粒团截面尺寸,采用互相关方法计算颗粒团瞬时速度,并根据相关系数的变化判断颗粒团变形和计算颗粒团生存时间。结果表明:在某种操作条件下,竖直窄槽道壁面附近会出现类似“沙丘”形状的大尺度准静止颗粒团;这种颗粒团的形状和尺寸能在较长时间内基本保持不变,其运动速度在零附近波动;准静止颗粒团的生存时间可达1~2 s,而其他类型颗粒团的生存时间不会超过0.25 s。