Au_nS(n=2～8)团簇结构和稳定性的密度泛函研究

采用密度泛函理论的PW91PW91方法,在相对论有效原子实势(RECP)近似情况下,系统研究混合小团簇Au_nS(n=2~8)团簇的几何结构、稳定性、电子特性。通过全优化计算,给出相应团簇的基态稳定几何构型及同分异构体;通过计算平均结合能E_b、HOMO与LUMO间的能级间隙E_g和二阶差分能量Δ~2E,对基态Au_nS团簇的稳定性和电子特性进行研究。结果表明:基态结构既有平面结构又有立体结构,并且具有不同的对称性;随着团簇的增大,热稳定性越高,Au_8S团簇具有最高的热稳定性;Au_6S团簇具有最高的化学稳定性;偶数原子团簇比奇数原子团簇更稳定。本研究可为Au-S团簇的实验研究提供理论参考。     

真空蒸馏砷铁渣提取元素砷

我国所有炼锡厂在粗锡精炼过程中均产出砷铁渣,迄今为止,对砷铁渣的处理仍未有较合理的方法。本文研究了用真空蒸馏法从砷铁渣中回收元素砷的可能性及最佳技术条件,试验考查了蒸馏温度,时间,残压,加料量及试料粒度大小等因素对砷挥发率及砷挥发速率的影响关系。研究结果表明:在温度1140℃～1240℃,时间30～60分钟,残压13.3～66.7Pa的条件下真空蒸馏柳州冶炼厂固体砷铁渣时,砷的挥发率为87～93.6%,蒸馏后残渣含砷1.13～2%,砷挥发速率为3.4×10~(-3)～6.37×10~(-3)g/cm~2·min。冷凝物经二次真空蒸馏产出的元素砷含砷为94.68%。     

真空蒸馏冷凝法提纯粗铟的实验研究

采用真空蒸馏冷凝法研究粗铟的分离提纯,通过分别控制蒸馏温度及冷凝温度,在蒸馏段脱除粗铟中难挥发杂质元素,而冷凝段使易挥发杂质元素分离,达到提纯金属铟的目的.实验表明:蒸馏温度为1 300℃,保温时间40 min,真空压力5～15 Pa,冷凝区温度为830～1 030℃时,可以获得纯度为99.99%的精铟,但Sn元素的含量没有达到4 N国家标准.在蒸馏温度和冷凝区温度分别为1 188℃和830℃,保温时间240 min,真空压力5～15 Pa条件下,可以获得纯度为99.99%的精铟,且所有杂质元素的含量全部符合4 N铟的国家标准.     

利用蒸发冷凝法模拟皮肤出汗的探讨

提出利用蒸发冷凝法模拟皮肤出汗,通过控制蒸发冷凝时间来控制"出汗量"。研究发现,在一定蒸发冷凝时间范围内,模拟皮肤上的"出汗量"随蒸发冷凝时间的增加而线性增加;当水浴温度为70℃时,模拟皮肤的"出汗量"(g)与蒸发冷凝时间(min)之间的定量关系为:y=0.08+0.09*x;与喷水法相比,采用蒸发冷凝法得到的"出汗量"更稳定,操作更简便,且模拟皮肤出汗更均匀。     

磨粒流研磨液颗粒特性的耗散粒子动力学数值模拟

采用了耗散粒子动力学(DPD)模拟方法,选取三种常用的磨粒晶胞团簇模型进行DPD仿真模拟,建立三种晶胞团簇模型、得到DPD条件下的温度、压力及晶格坐标下压力张量及压力差异系数等的变化趋势,结果发现碳化硅磨粒压力及温度变化性质都较稳定,力学性能最好;进一步对碳化硅磨粒晶胞团簇模型分析,得到稳定状态后的压力为22.6Pa,温度为1.0KT.     

真空条件下铋金属蒸气气相形核及冷凝实验研究

随着铋应用范围的不断扩大,其需求量逐年递增,且因无毒不致癌的特性逐渐有取代铅、锑、汞等有毒金属的趋势.然而,铋行业规模小,冶炼及精炼技术水平低,装备落后,无法满足健康发展的要求.本文采用真空冷凝法,研究真空条件下铋金属蒸气的冷凝条件及形核规律.通过理论计算分析发现,当系统压力为1 Pa,温度为698. 4℃时,有利于铋的挥发及蒸气的冷凝,冷凝温度在500～700℃之间;结合理论计算开展蒸气冷凝实验研究,结果表明,在系统压强为1 Pa左右时,铋蒸气的冷凝温度区间为527. 3～753. 2℃,冷凝方式为滴状冷凝,冷凝过程为"非自发形核".     

AunRu（n=1-8）团簇的结构与稳定性研究

用B3LYP／LANL2DZ方法,对AunRu（n=1～8）团簇的各种几何构型进行优化计算,得到AunRu（n=1、2、3、4、6）的基态稳定结构为平面结构,团簇AunRu（n=5、7、8）的基态稳定结构为三维结构。通过计算AunRu（n=1～8）团簇的每原子平均结合能、垂直电离势和电子亲和能、破碎能量、二阶差分能量和能级分布,结果表明AunRu具有较高的几何结构与化学稳定性。     

Au_n Zn(n=1-8)团簇的密度泛函研究(英文)

用PW91P86/LanL2DZ方法,系统研究了锌掺杂金团簇AunZn(n=1-8)可能的稳定结构和最低能量异构体的相对稳定性。计算结果表明:AunZn(n=1-8)团簇的基态几何结构为平面结构,含奇数个原子的团簇比含偶数个原子的团簇具有更高的稳定性,其中Au2Zn为幻数团簇,具有较高的稳定性。     

InVO_x(x=1～5)团簇的结构及稳定性研究

用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法研究了InVOx(x=1～5)团簇的稳定构型和稳定性。结果表明:InVOx(x=1,2)的基态为平面构型,InVOx(x=3～5)的基态为立体构型。对掺铟钒氧团簇中原子的平均结合能、能级间隙、二阶差分能量和离解能等性质的研究发现InVO3团簇最稳定,为幻数团簇。相对于VOx(x=1～5)团簇,InVO3团簇的稳定性略有提高,其余4个团簇的稳定性略有降低。同时,InVOx(x=2,3,5)团簇的化学活性较对应的VOx团簇低,而InVOx(x=1,4)团簇的化学活性较对应的VOx团簇高。立体团簇中,InVO4参与化学反应的能力最强。     

CunNi（n=1-9）团簇的密度泛函研究

利用密度泛函理论（DFT）在BLYP水平上对cunNi（n=1～9）团簇进行了结构优化和能量计算。通过计算得到不同异构体的总能以及CunNi（n=1～9）团簇的稳定结构,利用团簇的结合能、二阶能量差分,发现cu,Ni、Cu6Ni、cu8Ni团簇的稳定性较高。     

碳酸铅真空热分解的实验研究

废旧铅酸蓄电池湿法处理过程得到碳酸铅,碳酸铅分解可以制备出PbO.根据碳酸铅的特性以及真空热分解方法的优势,开展碳酸铅真空热分解的实验研究.在系统压强30 Pa的条件下,研究了加热温度、保温时间、颗粒尺寸等因素对碳酸铅真空热分解的影响,借助TG-DSC和XRD的手段对原料和实验产物进行分析.结果表明:保温时间30 min,加热温度310～490℃,可得到PbCO_3·2PbO和ɑ-PbO;加热温度490～580℃,可得β-PbO.分解时间由30 min至180 min,碳酸铅分解完全.加热温度400℃,分解时间为30 min时,不同颗粒尺寸混合的物料更有利于热分解反应进行.通过实验研究,以期用废旧铅酸蓄电池制备氧化铅提供了一种新思路.     

奥氏体化温度对微硼耐磨钢组织性能的影响

采用力学性能测试、金相分析及TEM微观结构分析,研究了淬火温度及保温时间对低合金耐磨钢显微组织和力学性能的影响,并通过端淬试验研究了奥氏体化温度对淬透性的影响.结果表明:在830～910℃温度范围内,淬透性随奥氏体化温度升高而提高,当奥氏体化温度超过910℃时,钢板淬透性降低.850℃保温30～45 min的亚温淬火组织中,存在尺寸为1μm左右的高缺陷铁素体弥散分布,使钢板韧性得到提高;910℃保温45～60 min完全淬火后,钢板具有良好的强韧性;奥氏体温度超过930℃以及延长保温时间都会使原始奥氏体晶粒粗化,导致钢板韧性降低.     

虎杖天然染料的提取及其对棉织物的染色

研究了从中药虎杖中提取天然染料,并对其酸碱、热稳定性进行了分析。为了提高其对棉织物的上染率,实验对棉织物进行了阳离子化改性。研究发现虎杖天然染料具有好的热稳定性;染料颜色在酸性条件下为黄色,在碱性介质下为红棕色;同时确定了虎杖天然染料的最佳提取工艺为：5g／L提取促进剂ZS-1、温度100℃、物料比1：30、时间2h;棉织物最佳改性工艺为：改性剂浓度10／0／0（owf）、NaOH用量10g／L、温度80℃、时间30min;虎杖天然染料对改性棉织物最佳染色工艺：pH值4．0～6．0、温度100℃、时间60min、NaCl用量5～10g／L。     

从龙脑樟中提取天然冰片的工艺改进

将从龙脑樟提取天然冰片传统工艺中的单级冷却水冷凝改为两级分段冷凝,第一级为空气冷凝,第二级为冷却水冷凝,采用正交试验和单因素试验研究原料浸泡时间、料水比以及蒸馏时间对产品收率的影响,并对蒸馏釜残液进行套用,研究套用次数对产品收率及纯度的影响.结果表明,原料浸泡24 h,料水比1∶5,蒸馏时间30 ℃～35 ℃条件下30 min,5 ℃～10 ℃条件下60 min,天然冰片收率可达1.2%,纯度达95%,蒸馏釜液套用6次后的收率均维持在1.1%～1.2%,釜液的套用对产品的收率和纯度未造成明显的影响.     

NH3(H2O)2中性团簇和负电团簇的结构研究

通过经验势得到NH3（H2O）2团簇的十四种初始构型,在HF/6-31＋G（d,p）水平上分别对中性团簇和负电团簇进行结构优化,对稳定结构在B3LYP/6-31＋G（d,p）水平上继续优化,通过能量比较和频率计算,确定中性团簇稳定构型为环状结构,而负电团簇稳定构型为近似线形结构。     

Au_（n-2）Ni_2（n=3-7）团簇的第一原理研究（英文）

用基于密度泛函理论的第一原理方法,系统研究了合金团簇Aun-2Ni2（n=3-7）可能的稳定结构和最低能量异构体的相对稳定性,确定了系列低能量异构体,部分异构体的电子态具有较高的自旋多重性,比较研究了混合团簇与纯Aun团簇的稳定性。结果表明：Au-Ni原子间相互作用较强,这改善了混合团簇的稳定性,这种影响随团簇体积的增大而减小;混合团簇的能级间隙存在奇-偶振荡。     

Aun-2Ni2(n=3-7)团簇的第一原理研究

用基于密度泛函理论的第一原理方法,系统研究了合金团簇Aun-2Ni2 (n=3-7)可能的稳定结构和最低能量异构体的相对稳定性,确定了系列低能量异构体,部分异构体的电子态具有较高的自旋多重性,比较研究了混合团簇与纯Aun团簇的稳定性.结果表明:Au-Ni原子间相互作用较强,这改善了混合团簇的稳定性,这种影响随团簇体积的增大而减小;混合团簇的能级间隙存在奇-偶振荡.     

金团簇二维到三维的结构转变和电子特性的理论研究

基于密度泛函PW91/TZVPP理论级别,研究Aun团簇的平衡结构和电子性质。结构优化显示:在n=3~13范围内,Aun团簇的基态构型均为二维结构,当n=14时,开始从二维结构转变成三维结构。原子平均结合能、二阶能量差分、能级间隙、电子亲和势和垂直电离势分析表明:较大金团簇原子之间的结合力强于较小金团簇;偶数金团簇比奇数金团簇具有较高的稳定性;奇数金团簇的化学活性比偶数金团簇高且在化学反应中容易得电子。     

Aun- (n=3~8)离子团簇的结构演变与电子性质研究

利用密度泛函PW91方法和TZVPP基组,研究Au_n-(n=3~8)离子团簇的结构演化和电子特性。结果显示:所有基态金负离子团簇为平面构型,其生长模式存在奇偶效应,即奇数金负离子团簇在能形成高对称结构处加上一个Au原子后,经过小的弛豫便可生成偶数金负离子团簇;同时,在此基态结构下,电离能的理论值与实验结果符合较好,能量二阶差分与能级间隙也表现出相同的奇大偶小的特点,这说明奇数金负离子团簇比偶数金负离子团簇具有较高的物理和化学稳定性。     

安全壳内蒸汽冷凝驱使的氦气分层特性

为了进一步认识核电站严重事故下安全壳内氢气-空气-蒸汽混合气体输运与冷凝的复杂耦合现象,本文研究了针对冷凝及组分输运的实验装置.利用Star-ccm+软件在宽氦气浓度、宽蒸汽浓度条件下,对单一传热管外蒸汽冷凝及气体输运过程进行数值模拟分析.结合相应的验证实验,提出了用于评估冷凝作用下混合气体氦气分层的经验判别式和理论判别式.模拟结果揭示了蒸汽冷凝作用下氦气-空气-蒸汽混合气体形成稳定的氦气分层,关联式判别结果与实验结果具有较好的一致性.