Al3团簇及其表面锂原子吸附的理论研究

基于密度泛函理论（DFT）,分别对Al3和Al3Li团簇可能的几种结构进行优化和频率分析,随后对所获得的结构分别采用 Becke三参数混合泛函（B3LYP）方法和耦合簇理论CCSD（T）方法计算单点能。计算结果表明：Li原子位于Al3团簇表面桥位时,能量最高;位于顶位时,能量次之;位于洞位时团簇最稳定。结合频率分析,进一步对Li原子在Al3团簇表面的扩散行为进行了研究。研究表明,位于桥位的Li原子可能通过顶位这一过渡态向Al3团簇中心位置扩散,从而形成稳定的结构。与Al3团簇相比,Al3Li（Li原子位于洞位时）团簇中,Li原子的吸附使得Al-Al原子之间的键长增加了;铝原子也由原来的电中性转变为带负电了。     

Al7和Al13团簇的原子特性

采用密度泛函理论研究Al7和Al13团簇的原子特性.分析它们的离化势、电子亲和势、得失电子的能力,与碱金属(Li,Na,K,Rb)和卤素原子(F,Cl,Br,I)之间的结合能和电荷转移等参数.Al7团簇的性质与Li原子比较类似,它可以被看作是类Li的超原子.而Al13团簇则表现出比较复杂的性质,其具有比较好的得电子能力,但氧化能力弱于典型的卤素原子,同时失去电子的能力也比较强,很容易被氧化,它的性质与卤素原子差别比较大,不能被简单地看成"超卤素原子".     

外来吸附原子对Al_(13)团簇的结构影响

应用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对Al13团簇的原子吸附特性(吸附H、Li、Na、K、B、Al、Ga、C、Si、Ge、N、P、As)进行了系统的研究.研究结果表明:第二周期中的原子,随着原子序号的增加对其结构影响逐步增加,第三和第四周期同一族中的原子对Al13团簇的结构影响相似,特别是它们吸附在洞和桥两位置处的优化结构是相同的.Al13团簇结构本身和吸附原子的成键等性质决定了吸附结构的稳定性.     

团簇Ti3Al3的电子性质及催化活性

通过拓扑学原理设计空间构型,运用密度泛函理论,将团簇Ti_3Al_3的构型在B3LYP/lanl2dz水平下进行优化计算,最终得到11种优化构型。从HOMO、LUMO角度分析发现,过渡金属Ti在多数情况下是团簇Ti_3Al_3前线轨道的主要贡献者,是潜在的活性位点,但不排除在少数情况下金属原子Al做出贡献,成为活性位点。从各构型的态密度图分析得到,团簇Ti_3Al_3作为催化剂具有较强的接受电子的能力,但同时也具有一定的提供电子的能力,说明团簇Ti_3Al_3是优良的催化剂。从电子性质角度分析,Ti原子的3d、4s、4p轨道,Al原子的3s、3p轨道均参加了成键作用。构型6(2)中Ti原子的4p轨道参与成键作用的比例很高,较为活跃,容易发生化学反应。     

用密度泛函理论研究Mg_n团簇吸附Ag原子的结构和电子性质

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA)对Mgn团簇吸附Ag原子的几何构型进行优化,并对能量和电子性质进行了计算.结果表明,AgMgn的结构可以通过Ag原子替代Mgn+1中一个Mg原子生长而成.通过分析电子性质,发现Ag原子的掺杂提高了Mgn团簇的化学活性和稳定性;二阶能量差分、分裂能和平均结合能表明AgMg4和AgMg9团簇是稳定的.     

团簇Ti_3Al_3的磁性及自旋密度研究

设计团簇Ti_3Al_3模型,基于密度泛函理论(DFT)并在B3LYP/lanl2dz水平下运用Gaussian 09程序对其进行一系列的优化、计算。研究发现团簇Ti_3Al_3在二、四重态下的构型具有磁性,且Ti原子磁矩对团簇总磁矩的贡献较大;d轨道的电子自旋态密度图对称性最差,说明其上的成单电子最多,是团簇磁性的主要来源。另外,在0 eV处,由于存在巡游电子的磁性,使自旋向上的α电子和自旋向下的β电子发生位置互换,且磁距完全对称。     

团簇V3BP结构的研究

为深入探究团簇V_3BP的存在构型,本文以三角双锥、四棱锥和平面五边形对原子簇V_3BP进行构造,采用密度泛函理论(DFT)方法对团簇V_3BP各个可能构型进行优化和计算,最终得到20种稳定构型,并研究这些构型的能量和键长。结果表明,除构型10~(4)外,四重态稳定性好于二重态稳定性。构型1~(4)、2~(4)、3~(4)、4~(4)、5~(4)的稳定性在所有优化构型中最好,它们的能量相同且为最低,构型差异很大,但平均键长却几乎接近。在构型6~(4)~1~(2)(10~(4)除外)中,各键键长变化幅度不同,存在此消彼长和协同变化两种趋势。多重度是影响相同构型稳定性的因素之一。构型1~(4)~10~(4)、1~(2)~10~(2)能量依次升高,在3V+B+P→V_3BP的合成路线中各构型均能自发合成,但随着能量的增加自发程度在不断减小。构型10~(2)最不稳定,自发程度最小。     

关于团簇研究之我见

关于团簇研究之我见ＶｉｅｗｓｏｎｔｈｅＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｌｕｓｔｅｒｓ￥／／王震遐（中国科学院上海原子核研究所，教授上海２０１８００）面对一种重要的物理学定律的形成，或者是一个新学科的提出，首先从认识论高度来思量一下，颇有必要。此举不但可以衡量其...     

Fe3Al合金表面偏析的Monte Carlo模拟研究

应用改进分析型EAM理论和Monte Carlo方法模拟研究了温度从700～1 400 K时Fe3Al合金（100）和（110）面的表面成分和剖面成分分布情况,发现在合金不同的表面方向,Al在表面偏析,Fe在次表面偏析,剖面成分呈振荡分布.在（100）方向,模拟发现Fe3Al合金高温时发生有序-无序转变.在（110）方向发现温度较高时计算的表面Al含量比实验测量值低,温度较低时计算结果与实验结果符合得很好.     

添加金属铝粉的锆刚玉莫来石材料显微结构与性能

通过扫描电镜、x射线衍射分析和体积密度、抗弯强度、烧结线收缩率以及抗热震性能的测定 ,主要探讨了金属铝粉的添加对反应烧结锆刚玉莫来石材料性能和显微结构的影响。     

Al_2O_3/Att复合材料的制备及其吸附性能研究

以凹凸棒土（Att）为基体,通过原位溶胶．凝胶浸渍的方法,制备Al2O3包覆改性凹凸棒土的凹凸棒土复合材料（产物标记为Al2O3／Att）。采用XRD、BET、SEM等分析手段对A12O3／Att的形貌进行了表征。研究表明：产物的包覆效果好、比表面大;以直接大红4B溶液为模拟废水,考察了凹凸棒土改性前后吸附性能;对凹凸棒土表面进行包覆改性,有效地改善凹凸棒土对直接大红4B吸附效果,吸附20min后,对90mg／L直接大红4B的脱色率达90％。     

正己烷在CaCO3(100)面吸附的第一性原理研究

致密油在储层多孔介质中的吸附研究多以定量的实验研究为主,定性的机理研究较少。以正己烷为对象,从原子分子层面定性研究其在碳酸钙表面的吸附能力,为解释致密油在储层岩石基质上的吸附性提供了有力依据。采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了C_6H_(14)分子在CaCO_3(100)面的吸附能,对比分析了吸附前后的物理结构和电子态密度。结果表明:C_6H_(14)分子在B11位吸附最稳定,吸附能为-0.782 4 eV,吸附后键长键角变化率均小于1%,是一种弱化学吸附。不同吸附位的能量差值很小,仅为0.017 8 e V,C_6H_(14)分子容易在CaCO_3表面发生稳定流动。吸附后,C_6H_(14)分子的电子态密度向低能量区域整体偏移约3.1 e V,而CaCO_3(100)面的电子态密度曲线基本重合,吸附作用对C_6H_(14)分子的电子结构影响显著,对CaCO_3(100)面电子结构影响甚微。     

水冷铜模铸造Fe3Al金属间化合物的组织和力学性能

采用中频感应炉熔炼、水冷铜模冷却的方法制备Fe3A1合金.利用X射线衍射、金相显微镜、扫描电镜及力学性能测试对铸态及热处理后合金的组织、力学性能和冲击断裂行为进行研究.结果表明:合金的铸态组织为等轴晶,晶粒尺寸大小不均;合金经1 000℃、15 h均匀化退火+炉冷+600℃、1 h中温回火+油淬热处理后,晶界得到细化,晶内和晶界上析出弥散分布的第二相,晶粒尺寸明显长大;热处理后合金的σb提高73 MPa,硬度由铸态时的22.3 HRC提高到了26.2 HRC,但合金的冲击韧性有所下降;铸态时合金的断裂方式主要以沿晶断裂为主,热处理后合金断口呈沿晶+穿晶的混合型断裂特征.     

铝酸钠溶液中Al(OH)3吸附草酸盐行为研究

通过模拟拜耳法晶种分解过程研究了铝酸钠溶液中Al(OH)₃对草酸盐的吸附平衡和动力学行为,并考察了草酸盐初始浓度和Al(OH)₃粒度对吸附的影响规律. 结果表明:Al(OH)₃对草酸钠有较大的吸附能力,随草酸钠浓度的升高和Al(OH)₃粒度的细化,草酸钠吸附率随之升高,达到平衡的时间也相应缩短;不同粒度Al(OH)₃的吸附能力不同,这跟Al(OH)₃的比表面积有很大关系;Al(OH)₃对草酸钠的等温吸附符合Freundlich模型,吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附行为为多分子层吸附,同时存在物理和化学吸附过程.     

通过稀土元素La细化Al3Ti合金晶粒

对机械合金化后的粉末进行热压成型和在万能实验机上进行三点弯曲强度和断裂韧性实验(加载速度为10-2cm.s-1,切槽宽2 mm,长3～4 mm,根部半径200μm),结果发现添加原子分数为4%La时,在TiAl3晶粒周围出现新相Al11La3,隔绝了晶粒生长,实现了晶粒由柱状晶粒-扁长晶粒-等轴晶粒的转变,从而细化了晶粒,在较大程度上改善了TiAl合金的塑性。     

水环境中营养盐磷在生物膜上吸附热力学研究

营养盐磷是浮游藻类生长繁殖乃至水体发生富营养化的最重要的限制性元素之一,受到水环境中生物膜的强烈吸附作用,探究生物膜对磷的吸附特性对水环境治理有着重要意义.采集天然水体中的生物膜吸附不同初始浓度的正磷酸盐溶液,并分析了多种环境因素对吸附作用的影响,研究了天然水体生物膜吸附磷的热力学特征,获得了多种环境因素影响下的吸附等温线.研究结果表明,天然水体生物膜吸附磷的热力学特征符合Langmuir模型;温度和振荡速率能显著影响生物膜对磷的吸附作用,25~30℃为最佳吸附温度,振荡速率越大,饱和平衡吸附量越大;pH对吸附的影响主要表现为在碱性条件下天然水体中生成的絮状体的间接作用;磷负荷是影响平衡吸附率和单位干质量生物膜平衡吸附量的主要因素,磷的总质量和生物膜的总用量是影响总吸附量的主要因素.     

新型Al3+掺杂硅胶吸附材料的制备与性能

将陶瓷纤维纸经水玻璃、铝盐溶液等浸渍及调节溶液pH值,得到了新型高吸附性能Al^3 掺杂硅胶吸附材料．探讨了浸渍条件对材料吸附性能和表面结构的影响,反应的优化条件为：水玻璃含量26．7％(质量分数,下同),铝盐含量10％,浸渍时间120min,反应温度60℃,溶液DH值1．8,得到的Al^3 掺杂硅胶能较好地分布在陶瓷纤维表面及其孔隙中,在多孔掺杂硅胶中,起吸附作用的主要为中孔,由于铝替代硅进入硅胶网络(Al^3 掺杂),材料的吸附性能、耐热性能及机械强度等均优于同等条件下反应生成的硅胶。