Ni(100)表面吸附Sn的第一性原理研究

用第一性原理的密度泛函理论分析了Sn吸附在Ni(100)表面的几何结构和稳定相吸附前后的功函变化情况。能量计算表明最稳定相是0.5ML(monolayer)的Sn替代Ni(100)表面最外层原子形成c(2×2)结构的合金相,皱褶幅度为0.049nm,与通过低能碱金属离子散射法和低能电子衍射法(LEED)所得到的实验值(0.044±0.005nm)以及全矢量线性平面波法所得理论值(0.036nm)吻合得较好,但与三维电子全息图所得值(0.09nm)和Castep程序所得值(0.018nm)相差很大,Sn在Ni(100)表面吸附前后的功函变化值为0.31eV,表明电荷从底物移向吸附物。     

Si_3H_n(n=1～6)环式及桥式的电子结构计算

选用B3LYP密度泛函理论方法,在全电子的双ζ加极化加弥散函数基组(DZP++)下,对Si3Hn(n=1～6)体系进行了系统的研究,获得了它们的基态结构是以三个硅原子形成的环为基本骨架,硅原子尽可能以四配位键接氢原子在环外或形成桥式结构.同时对它们在气相中可能的断裂途径作了预测.     

M-X(M=Cu,Ag,Au,X=He,Ne,Ar)二聚物束缚态特征的理论研究

近年来,超冷原子及超冷分子的研究备受人们的关注,缓冲气体冷却法作为最为普遍有效的研究手段得到广泛应用.但实现具体原子和分子的冷却前需要对相应原子或分子与作为缓冲物质的气体的相互作用有足够的了解.稀有气体是良好的缓冲气体,现已有He实现了贵金属原子冷却的报道,但其它稀有气体是否也能用作缓冲气体还需要进一步研究.采用单参考组态CCSD(T)方法,金属原子采用有效核势aug-cc-pVQZ-pp、稀有气体原子采用二次扩散d-aug-cc-pVQZ基组.通过采用键函数3s3p2d2f1g和3s3p2d的计算结果与实验值比较,最终确定3s3p2d2f1g作为键函数.从头计算用MOLPRO程序包实现,势能曲线的范围为0.30到1.295 nm,步长为0.005 nm.本文研究的九个二聚物的势能曲线都有比较浅的势阱,表明它们都是束缚态,而且这些二聚物原子之间的相互作用都很微弱.对于同一金属不同稀有气体原子的二聚物,从He到Ar,其二聚物的平衡键长越来越小而离解能越来越大.对于同一稀有气体不同金属原子的二聚物,从Cu到Au,其离解能越来越大,但是平衡键长却不是越来越小.Cu-He和Ag-He的平衡键长几乎相同,Cu-Ne和Ag-Ne的也相差不多.由于Cu,Ag和Au的最外层电子有着相同轨道角动量但对应着不同的主量子数,而He,Ne,Ar虽然都是闭壳层但是主量子数不同,这将影响着最外层电子数的分布.波函数的重叠部分不同,表明它们之间的相互作用也会不一样.因此,随着二聚物原子序数的增加,大致呈现出平衡键长减小而离解能增大的趋势.通过LEVEL程序计算得到的振动能级与现有的理论值吻合得很好.对于同种金属不同稀有气体的二聚物,M-Ar的振动能级要明显多于M-Ne.对于同种稀有气体不同金属的二聚物,随着金属原子序数的增加,振动能级也越来越多.同时,首次系统给出了这些二聚物的光谱常数,由于没有可比较的实验值和理论值,这将为以后的工作奠定一定的基础.金属与稀有气体二聚物较大的平衡键长和较小的离解能表明它们之间的确存在范德瓦尔斯力.随着原子序数的增加,大致呈现离解能增大平衡键长减小同时振动能级增加的趋势.MS函数依然可以描述金属与稀有气体原子形成的二聚物之间的弱相互作用.这九个二聚物都有着较大的平衡键长和较小的离解能.由于实验上已经用He来束缚Cu和Ag,也实现了用Ne来束缚Nd,这种类似的弱相互作用表明Ar可以作为缓冲气体,且Au原子可以作为被束缚的原子.     

含氮杂环化合物在铜表面缓蚀行为的分子模拟

采用分子动力学模拟方法研究了3种含氮杂环化合物在铜(110)表面的吸附情况,并且分析了吸附距离、吸附角、结合能等性质对缓蚀体系的影响.结果表明,含氮杂环的疏水性直接影响缓蚀剂的性能,相比而言,2-硫基-5-苯基-1,3,4-噻二唑(MPT)的缓蚀效果较好.     

Si3Hn(n=1～6)环式及桥式的电子结构计算

选用B3LYP密度泛函理论方法．在全电子的双ξ加极化加弥散函数基组(DZP )下．对Si3Hn(n=1～6)体系进行了系统的研究．获得了它们的基态结构是以三个硅原子形成的环为基本骨架．硅原子尽可能以四配位键接氢原子在环外或形成桥式结构．同时对它们在气相中可能的断裂途径作了预测．     

AlN/Al2O3（0001）薄膜生长与吸附的表面界面结构研究

针对氮化铝异质薄膜的制备,构建了两种AlN/Al2O3(0001)材料生长模型,采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,对-Al2O3(0001)表面吸附AlN进行了模拟计算。分析了AlN在表面的吸附位置及其表面界面结构,发现AlN相对具有氧六角对称结构的最近邻的表面Al—O键发生了30°的偏转,稳定的化学吸附消除了吸附前表面Al—O层的驰豫,从而有利于AlN薄膜的铅锌矿结构的形成。     

纳米碳酸钙颗粒表面接枝聚合甲基丙烯酸甲酯的结构及机理分析

通过甲基丙烯酸甲酯(MMA)的自由基聚合实现了纳米碳酸钙表面聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)接枝改性,对碳酸钙表面接枝的PMMA进行了分析表征,并对接枝改性机理进行了探讨。MMA接枝聚合改性纳米碳酸钙粒子的红外分析和碳酸钙表面接枝聚合物的1H-核磁分析表明:甲基丙烯酸甲酯聚合在纳米碳酸钙的表面;凝胶渗透色谱分析表明:碳酸钙表面接枝的PMMA相对分子质量大于MMA水相均聚物,而且分子量分布较均聚物宽;随着MMA单体用量的增加,纳米碳酸钙表面PMMA接枝率增加,接枝密度增加,但PMMA在纳米碳酸钙表面的接枝聚合度基本不变。     

Ag-OMS-2的制备及其吸附-放电等离子体氧化脱除甲醛的研究

采用氧化还原法一步制备了掺杂Ag的氧化锰八面体分子筛(Ag-OMS-2),用于吸附-放电等离子体催化过程脱除湿空气中的甲醛.采用X射线衍射(XRD)、N_2物理吸附-脱附(BET)、X射线光电子能谱(XPS)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)、原位漫反射傅里叶变换红外光谱(In-suit DRIFT)等分析手段对Ag-OMS-2的结构和理化性质进行表征.XRD和BET结果表明,掺杂的Ag高度分散在OMS-2表面或孔道中,并未改变OMS-2的cryptomelane-Q型一维孔道结构;XPS结果表明,Ag的掺杂明显提高了表面晶格氧O_(latt)/弱吸附氧物种O_(ads)和Mn~(3+)/Mn~(4+)的比值,导致Ag-OMS-2表面生成更多的氧空位;H_2-TPR结果表明,Ag的掺杂降低了Ag-OMS-2的还原温度;In-suit DRIFT结果表明,Ag的掺杂增强了甲醛在Ag-OMS-2表面的化学吸附,且促使部分吸附甲醛进一步氧化为碳酸氢盐物种.吸附-放电等离子体催化过程实验结果表明,Ag-OMS-2表现出优良的选择性吸附甲醛和等离子体催化完全氧化吸附态甲醛的能力.红外光谱(IR)对反应产物在线检测结果表明,吸附态甲醛可抑制空气放电过程中NO_x的生成.Ag-OMS-2在5次"吸附-放电"循环实验中保持稳定,可发展为一种高效净化室内空气中甲醛的吸附材料.     

聚氧化乙烯在溴化钾表面吸附后的形貌研究

用分子动力学方法模拟了聚氧化乙烯(PEO)在溴化钾(KBr)表面的吸附过程,通过计算表明,溴化钾表面对聚氧化乙烯分子有较强的吸附作用,并且聚氧化乙烯被吸附后分子的螺旋结构平行于溴化钾表面.同时用红外光谱法研究了聚氧化乙烯在溴化钾表面吸附后的形貌,通过红外光谱研究得到了聚氧化乙烯螺旋结构平行于溴化钾表面的结论.本文的研究结果可以对涂层技术、表面自组装或者成核剂的设计等提供指导.     

黄河水体沉积物的表面电荷性质研究

本文运用表面络合原理,研究了内蒙古清水河县喇嘛湾黄河干流沉积物的表面电荷性质.通过酸碱滴定实验求定了不同粒度沉积物样品的零电点PH(PZC),表面质子电荷密度σH及总吸附位Ns.研究表明,沉积物粒子的粒度增大(从200目以上增到80～100目),表面质子电荷密度σH减小.     

氢化非晶硅膜的制备及其钝化机理

介绍了采用辉光放电(GD)法淀积用作钝化的氢化非晶硅(a-Si:H)膜,并将其应用于硅器件的表面钝化。结果表明,采用a-Si:H钝化,器件表面态密度显著下降,特性有较大改善。此外,对a-Si:H的钝化机理作了讨论。     

超低膨胀锂铝硅透明微晶玻璃热处理制度的研究

通过差热分析和测定晶化热处理过程中密度变化的方法来研究超低膨胀锂铝硅透明微晶玻璃的晶化热处理制度,并用传统的正交试验方法进行验证.研究结果表明,这种方法能准确、方便地确定锂铝硅透明微晶玻璃的晶化热处理制度.本微晶玻璃的最佳热处理条件为:700℃核化3小时,780℃晶化2小时.所得透明微晶玻璃的热膨胀系数为0.9×10~(-7)/℃,抗热震性为762℃.     

Pt掺杂CeO2对磷酸铁锂电池热失控特征气体CO的吸附与传感机理研究

近年来,磷酸铁锂储能电池热失控现象引发的安全问题备受关注,热失控气体特征量的有效检测对评估其运行状态具有重要意义,其中一氧化碳(CO)是磷酸铁锂储能电池过充热失控的重要特征气体。基于第一性原理建立了本征二氧化铈(CeO₂)、铂(Pt)掺杂改性CeO₂模型及CO吸附模型,从吸附能、电荷转移、能带、态密度等方面分析了CeO₂基气敏材料的改性机理和气体吸附机理。结果表明本征二氧化铈吸附一氧化碳(CO—CeO₂)的吸附能仅为-0.202 8 eV,表现出较弱的物理吸附能力,而铂掺杂二氧化铈(Pt—CeO₂)对CO的吸附能达到-0.802 0 eV,表现出优异的化学吸附性能,对应的电荷转移值为0.029 0 e,掺杂Pt后CeO₂的能带从1.933 eV降低到1.259 eV,对CO的吸附距离从3.183?缩短为2.021?。因此,Pt掺杂改性CeO₂可作为磷酸铁锂电池热失控特征气体CO检测传感器的候选者,为开发高灵敏、低功耗的磷酸铁锂储能电池...     

用XPS和AES研究MoS_4~(2-)在钢铁表面的配位化学反应

本文研究MoS_4~(2-)在钢铁表面发生配位化学反应所形成的具有装饰效果的多种彩色Mo-S-Fe表面簇合物膜。FI-IR、F-IR、FT-Raman、XPS和AES分析表明,簇合物膜由Fe、Mo、S、O元素组成,在膜表面铁以Fe(Ⅲ)、钼以Mo(Ⅵ)状态存在,而在膜内层以Fe(Ⅱ)、Mo(Ⅳ)和Mo(Ⅵ)共存,S和O都呈-2介,膜表面含少量 4、 6价硫。从AES深度分布曲线的组成恒定区求得了各组元素的相对原子百分浓度和膜层厚度,反应时间越长,膜越厚,膜为多分层子结构。加热后膜层所含元素种类及价态不变,但其元素分布有所改变。     

退火对非晶ErAlO高k栅介质薄膜特性的影响

利用射频磁控溅射法在P型Si(100)衬底上成功制备了非晶Er2O3-Al2O3(ErAlO)栅介质薄膜,得到了电学特性优异的薄膜样品,对薄膜的退火研究发现,600℃氧气氛退火可使ErAlO薄膜的介电常数得到了提高并使其漏电流特性也得到改善,退火后样品的有效介电常数达到了15,在-1.5 V偏压下,漏电流密度仅为2.0×10-7A/cm2.氧气退火消除了薄膜中原有的缺陷,并使得薄膜更加致密,表面更加平整.     

草酸根桥联的Zn_3~ⅡFe~Ⅲ异四核配合物的合成及其性质

合成和表征了两种新的草酸根桥联的异四核配合物 [Zn3Fe(C2 O4 ) 3(bpy) 6](NO3) 3(1 )和 [Zn3Fe(C2 O4 ) 3(Me2 bpy) 6](NO3) 3(2 ) ,其中 bpy表示 2 ,2′-联吡啶 ,Me2 bpy表示 4,4′-二甲基 - 2 ,2′-联吡啶 .经元素分析、摩尔电导率和红外光谱等测定结果推定 ,配合物具有草酸根桥联结构 .实验结果表明 ,异四核配合物的杀菌活性优于桥联配体的杀菌活性 .     

双核镉(Ⅱ)原子多氮穴合物的合成与晶体结构研究之三

本文报道了以三(3-胺基丙基)胺(trpn)在Cd(ClO_4)_26H_2O存在下,与2,6-二甲醛基-4-甲苯酚(dmp)的钠盐发生[2+2]的希夫碱缩合反应,合成了又一个新的双核镉(Ⅱ)多氮穴合物[Cd_2L~2(H_2O)]2ClO_4·0.5CH_3OH。晶体结构表明,有一个H_2O分子位于穴合物的内核之中,且参与配位,成为连接两个镉(Ⅱ)原子的另一座桥。这使得分子中的每一个镉原子仍处于一个十面体的中心。并进一步比较了几个结构类似的穴合物的稳定性大小。     

PECVD法制备SnO_2气敏元件的研究

采用等离子体增强化学汽相沉积薄膜型SnO_2的方法,研究了不同掺杂浓度及衬底温度对成膜的影响,用能带论估算了表面吸附原子密度,并测量了元件对石油气、氢气的灵敏度。     

含N,S杂原子功能基螯合树脂的合成及其吸附性能

以2-巯基苯并噻唑(MBT)、2-巯基苯并咪唑(MBM)、2-氨基苯并噻唑(ABT)、氨基噻唑(AT)及苯基硫脲(PTU)与环氧酚醛树脂(F46)反应合成了五种含氮、硫杂原子功能基的螯合树脂;分别测定了各种树脂对多种金属离子的吸附性能.结果表明,树脂对不同金属离子的吸附能力不同,对Ag+的吸附符合Freundlish等温方程.     

聚硅芳撑硅氧烷的研究进展

概述近半个世纪来在合成及表征聚硅芳撑硅氧烷方面所进行的研究工作．这类聚合物合成路线主要有四种：1．相同官能团之间的自缩聚；2．不同官能团间的杂缩聚；3．阴离子聚合；4．开环聚合．合成出了硅芳撑硅氧烷的均聚物及无规，嵌段，严格交替出聚物．采用红外（IR），核磁（1H—NMR，13C—NMR,29Si—NMR），凝胶色谱（CPC），热失重（TCA），示差扫描量热法（DSC）等对聚合物的性质进行研究．