碱金属氧化物和硫化物分子结构的从头算研究

使用分子轨道从头算方法,对Ｌｉ２Ｏ,Ｌｉ２Ｓ,Ｎａ２Ｏ,Ｎａ２Ｓ分子的基态构型进行了理论研究,计算结果表明,在ＨＦ／６－３１Ｇ＊和ＭＰ２（ｆｕ）／６－３１Ｇ＊ｉｉｇｕｈ ,Ｌｉ２Ｏ,Ｌｉ２Ｓ,Ｎａ２Ｓ分子优化结构出现明显的差异,电子相关修正在优化健角过程中起着重要的作用,考虑了电子相关修正后,Ｌｉ２Ｏ２,Ｌｉ２ｓ,Ｎａ２Ｓ分子均呈现象稳定的弯曲结构。Ｎａ２Ｏ分子考虑了电子相关修正后仍生结构。     

锂离子电池负极材料 Na2Li2Ti6O14的嵌脱锂过程动力学研究

为了研究钛酸钠锂(Na2Li2Ti6O14)负极材料嵌脱锂的动力学行为,用溶胶-凝胶法合成 Na2Li2Ti6O14负极材料,采用 X 射线衍射法(XRD)和电子显微镜(SEM)分别对材料进行物相分析和微观形貌的观察.采用恒流充放电测试、循环伏安法(CV)和恒电流间歇滴定法(GITT)研究了 Na2Li2Ti6O14的电化学性能和嵌脱锂过程动力学.研究结果表明,制备的 Na2Li2Ti6O14材料纯度高,结晶度良好,循环稳定性好;由不同扫描速率的循环伏安法测出的 Na2Li2Ti6O14中锂离子在氧化、还原峰对应的化学扩散系数 Da和 Dc分别为7.3×10-11和7.8×10-11cm2/s;由恒电流间歇滴定技术测得的锂离子在 Na2Li2Ti6O14电极中的扩散系数为10-11~10-8cm2/s.     

聚偏氟乙烯负载过硫酸钠超滤膜的制备

通过成膜后浸渍的方法制备了Na2S2O8@PVDF-g-PDMAEMA/PVDF超滤膜。利用XRD、FT-IR、SEM和接触角测定仪等表征方法对Na2S2O8@PVDF-g-PDMAEMA/PVDF超滤膜进行表征。结果表明,PDMAEMA接枝在PVDF上后,通过浸渍法成功使过硫酸钠负载于PVDF膜上,浸渍后对PDMAEMA在PVDF上的接枝并无影响。Na2S2O8@PVDF-g-PDMAEMA/PVDF超滤膜的结构出现了多孔表层、指状孔和海绵状孔结合的亚层,PDMAEMA的加入对超滤膜的结构没有影响。Na2S2O8@PVDF-g-PDMAEMA/PVDF超滤膜的初始接触角为20.6°,亲水性有所提高。     

二元Li_2O-GeO_2体系玻璃的结构和锗反常现象

利用密度、红外和拉曼光谱等方法研究了二元Li2O-GeO2体系玻璃的结构和锗反常现象。结果表明:1)当Li2O摩尔含量低于20%时,网络结构中存在非桥氧,其含量随Li2O含量的增加而增加,但含量仍然很少。2)当Li2O摩尔含量增加到约20%时,Li2O-GeO2体系玻璃结构能容纳的[GeO6]八面体数量和三元环数量达到最大值;3)当Li2O摩尔含量高于20%时,随着Li2O含量的增加,由[GeO4]四面体和[GeO6]八面体参与构成的三维网络结构不断解聚,复杂大阴离子团变成小阴离子团,网络结构中产生大量间断点,[GeO6]转变成[GeO4],使得析晶活化能大大降低,从而导致熔体在冷却过程中的析晶;4)Li2O-GeO2系玻璃的锗反常归因于[GeO4]与[GeO6]之间的转变、Ge—O-非桥氧的产生、六元环向三元环的转变三者之间的交互作用。当Li2O摩尔含量≤20%时,[GeO4]向[GeO6]的转变占主导地位,伴随着六元环向三元环的转变。而当Li2O摩尔含量高于20%时,Ge—O—Ge的断裂(或非桥氧的形成)和[GeO6]向[GeO4]的转变占主导地位。     

组成对Li_2O-Bi_2O_3-WO_3-B_2O_3系统玻璃性能的影响

采用传统的熔融冷却法制备了Li2O-Bi2O3-WO3-B2O3系统玻璃,对玻璃的电导率、质量密度和硬度进行了研究。结果表明,在Li2O-Bi2O3-WO3-B2O3系统玻璃中,固定n（Bi）：n（B）=3：2,当Li2O摩尔分数保持不变时,随着WO3摩尔分数的增加,玻璃的质量密度增大,硬度减小;当WO3摩尔分数保持不变时,随着Li2O摩尔分数的增加,玻璃的质量密度和硬度先增大后减小,在Li2O摩尔分数为13％时达到最大值,出现了硼反常现象,质量密度最大值为6．6g／cm^3,硬度最大值为401．6HV。     

添加剂（Li2O BaO Na2O K2O）对CaO基熔剂熔点影响的实验研究

对于 CaO－ SiO2－ Fe2O3－ MnO2－ MgO－ P2O5系熔剂,采用添加剂（ Li2O BaO Na2O K2O）分别替代熔剂中部分 CaO,测定添加剂对实验熔剂熔点的影响关系。结果表明,添加剂的加入均具有降低熔剂熔点的效果,其熔点降低效果的强弱顺序为： Li2O>BaO>Na2O>K2O。在 w(添加剂 )≤ 25％范围内,随着加入量的增大, Li2O、 BaO使熔剂熔点不断降低,而添加 Na2O、 K2O的熔剂熔点发生异常变化。根据实验结果,推荐 Li2O作为 CaO基熔剂的添加剂。当熔剂中： w（ CaO＋ Li2O） /w（ SiO2）≤ 2.5, w（ Li2O）≥ 5％, w（ Fe2O3）≥ 5％时,熔剂熔点≤ 1 384℃。     

CsLaTa2O7/Na2Ta2O6异质结构的构建及光催化性能

利用层状结构CsLaTa2O7的亚稳特性,通过水热法在其表面原位合成烧绿石型Na2Ta2O6粒子,构建出CsLaTa2O7/Na2Ta2O6异质结构光催化剂。利用XRD、SEM、TEM、UV⁃Vis光谱和荧光光谱等测试手段,对CsLaTa2O7/Na2Ta2O6样品进行表征。结果表明,CsLaTa2O7/Na2Ta2O6异质结构可以有效地抑制光生电子和空穴的复合,并且在紫外光下光照10 min就能将亚甲基蓝染料完全降解,其紫外光下光催化性能明显高于单一相。     

碱金属改性g-C3N4及其对氮气吸附影响的理论研究

研究了碱金属改性对g-C₃N₄光催化剂的影响,利用密度泛函理论从几何和电子结构的角度阐述了不同碱金属改性对提高光催化活性的微观机理。结果表明,Li、Na、K、Rb原子随着核外电子层数的增加,碱金属和g-C₃N₄的结合能越来越弱,对g-C₃N₄结构的影响也越来越弱。电子结构分析可知,Li、Na、K原子对g-C₃N₄具有活化作用,Rb原子对g-C₃N₄表面有钝化作用。同时模拟了N₂分子在M-g-C₃N₄ (M=Li、Na、K、Rb)上的吸附,理解N₂分子与碱金属之间的作用机理,通过分析N₂吸附的吸附能、结构参数和电子特性,发现Li、Na原子对N₂吸附的影响更大,N₂的N—N键长伸长,K和Rb原子对N₂基本没有作用。碱金属改性g-C₃N₄比纯g-C₃N₄更有利于N₂分子的吸附,但是随着碱金属原子半径的增加,吸附能力越来越弱,电子的转移也越来越少,即活化N₂分子的能力按照Li、Na、K、Rb的顺序降低。     

新型溶胶-凝胶法制备铌酸锂钠钾纳米粉体

用络合法将Nb2O5 转化成可溶性的铌盐来代替价格昂贵的乙醇铌作为铌源,采用溶胶-凝胶法,合成了纳米 (Li0.06Na0.47K0.47)NbO3超细粉体.通过XRD、Raman和TEM等技术手段对 (Li0.06Na0.47K0.47)NbO3纳米粉体的相结构和微观形貌进行了表征.结果表明,干凝胶在500 ℃煅烧5 h可制得平均晶粒尺寸为20 nm,纯四方相结构的(Li0.06Na0.47K0.47)NbO3纳米粉体,该合成温度比传统固相法降低了350 ℃以上.     

硫酸根自由基处理邻苯二甲酸酯类废水

采用紫外辐射和零价铁2种高级氧化技术,活化Na2S2O8产生.SO4-,对含邻苯二甲酸酯类废水进行处理。以邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为目标污染物,考查了Na2S2O8投加量、Fe0投加量以及反应时间等因素对DMP和COD去除率的影响。结果表明,单独紫外辐射时,过硫酸钠投加量较低时DMP去除率增长缓慢。m(Na2S2O8)∶m(DMP)=0.7,紫外辐射3h后,DMP去除率在57%左右。加入催化剂零价铁后,提高了过硫酸钠的活化效率,缩短了反应时间。m(Na2S2O8)∶m(DMP)=0.5,Fe0投加量0.15g/L,紫外辐射2.5h后,反应体系中的DMP和COD去除率分别达65%和51%。此外,Fe0在室温下就可以活化过硫酸钠产生.SO4-,单独Fe0活化Na2S2O8,3.5h后DMP和COD去除率分别为50%和38%。在紫外辐射中加入Fe0能加快Na2S2O8的活化速率,增加.SO4-的生成量,进一步提高对废水的处理效果。     

CH3CH2F与O（3P）反应机理的量子化学研究

用量子化学从头算MP2(full)/6-311G(d,p)方法研究了CH3CH2F与O(3P)反应的反应机理.在QCISD(T)/6-311++G(d,p)水平上精确计算了各反应物种的能量.结果表明:CH3CH2F与O(3P)反应共存在4类反应9个反应通道,分别为抽提氢反应,消氢反应,碳碳键断裂反应和消氟化氢反应,抽提氢反应为主反应通道.     

O3/Na2S2O8耦合体系处理垃圾渗滤液生化出水

为提高垃圾渗滤液生化出水的化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、色度以及氨氮的去除效率,在不同的臭氧通气量、过硫酸钠投加量、pH、反应时间等反应条件下,研究了臭氧过硫酸盐耦合体系对于垃圾渗滤液生化出水的氧化效果.实验结果表明:COD、色度和氨氮的去除率随着过硫酸盐、臭氧通气量、反应时间的增加而增大,并且溶液pH为10的环境更有利于用臭氧过硫酸盐体系氧化降解污染物,在臭氧通气量为0.8 g/h、过硫酸钠投加量为10 g/L、pH为10、反应时间为200 min的条件下,废水的COD、色度和氨氮的去除率分别达76.3%、92.0%和55.4%.相较于单一过硫酸盐氧化方式,在过硫酸盐氧化过程中加入臭氧,处理效果显著提高,臭氧氧化与过硫酸钠氧化产生了一定的协同效应.     

COS与O2反应机理的理论研究

用量子化学密度泛函理论 (DFT)方法 ,对 COS与 O2的反应进行了理论研究 ,在 UB3LYP/6-31G* , UB3LYP/6-311 G**计算水平上 , 优化了反应势能面上各驻点(反应物、产物、中间体和过渡态)的几何构型 , 在 UB3LYP/6-31G*水平上通过内禀反应坐标( IRC)计算和振动分析 , 对过渡态进行了确认 , 并确定了反应机理. 研究结果表明 , 反应主要产物为 CO2和 SO.     

Li_2O-Al_2O_3-SiO_2系统光敏微晶玻璃的低温热处理

主要研究和探讨了Ｌｉ２Ｏ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２系统光敏微晶玻璃热处理制度及曝光时间对其析晶晶相及其在氢氟酸中侵蚀的作用和影响，并通过Ｘ衍射等手段分析研究了其低温析晶晶相     

1.5Li2O-P2O5-xTiO2玻璃/微晶玻璃快离子导体的研究

通过固相法制备了1.5Li2O-P2O5-xTiO2（x=0.1、0.2…0.9）玻璃以及微晶玻璃快离子导体。对制备的玻璃以及微晶玻璃分别进行了交流阻抗和充放电电化学性能等测试。结果表明,1.5Li2O-P2O5-xTiO2微晶玻璃导电率比对应的玻璃导电率要高,最高为1.77×10^-6S/cm,二者的导电率都随TiO2含量的增加而增加,而且1.5Li2O-P2O5-xTiO2微晶玻璃作为锂离子电池负极充放电性能比对应的玻璃充放电性能要好,但是二者总体充放电性能不佳,最高首次放电比容量为283 mAh g^-1。     

Effect of Li content on the microstructure and properties of lead-free piezoelectric （K0.5Na0.5）1-xLixNbO3 ceramics prepared by SPS

Lead-free piezoelectric （K0.5sNa0.5）1-xLixNbO3 （x = 0at%-20at%） ceramics were synthesized by spark plasma sintering （SPS） at low temperature and the effects of LiNbO3 addition on its crystal structure and properties were also studied. When the Li content was less than 6at%, a single proveskite phase with the similar structure of （K0.5Na0.5）NbO3 was formed; and a secondary phase with K3Li2Nb5O15 structure was observed in the 6at% 〈 x 〈 20at% compositional range. Furthermore, LiNbO3 existed as the third phase when the Li content was higher than 8at%. The grain sizes increased from 200-500 nm to 5-8 μm when the K3Li2Nb5O15 and LiNbO3 like phases were formed. With increasing Li content, the relative density of the ceramics first decreased from 97% to 93% and then kept constant. The piezoelectric coefficient d33, dielectric constant, and planner electromechanical coupling factor exhibited a decreasing tendency with increasing Li content because of the decrease in density and the formation of the secondary phase such as K3Li2Nb5O15 and LiNbO3. The formation of dense microstructure with a single phase is necessary in improving the properties of the （K0.5Na0.5）1-xLixNbO3 ceramics.     

HBBH与离子-π作用的B3LYP和MP2(full)研究

采用B3LYP和MP2(full)的方法,研究了缺电子B B双键与离子(H+,Li+,Na+,Be2+和Mg2+)形成的复合物离子-π作用的特性.分子间相互作用能由大到小的顺序为HB BH…H+,HBBH…Be2+,HB BH…Mg2+,HBBH…Li+,HBBH…Na+.HBBH(1Δg)与离子间相互作用能比HC≡CH与相应离子间的相互作用能强.利用自然键轨道(NBO)的分析,原子在分子中(AIM)理论及电子云密度转移方法揭示了离子-π作用的本质.BB的π轨道的电子云转移到金属离子,形成离子-π作用.HBBH…H+复合物呈现一定的共价性.     

Ab Initio and DFT Study of Magnesium Sulfate Contact Ion Pairs

The stuctures of contact ion pairs of magnesium sulfate were studied. The geometries of contact ion pairs of MgSO4(H2O)n(n=1-6) were optimized by using Hartree-Fock (HF/6-31 G^*, HF/6-311 G^** )and density functional theory (DFT) (B3LYP/6-31 G^* , B3LYP/6-311 G^** ) methods. The stable struc-tures of monodentate, bidentate and tridentate contact ion pairs were obtained. The bidentate structure of contact ion pairs are the most stable compaired with the monodentate and tridentate ones for the same composition. The hydration enthalpies of contact ion pairs of MgSO4(H2O) n (n = 1- 4) increase with their hydration numbers.     

Thermodynamic study of K_2CrO_4-KAlO_2-KOH-H_2O and Na_2CrO_4-NaAlO_2-NaOH-H_2O systems

Phase diagrams of complex multi-component aqueous chromium salt system are the important theoretical bases for increasing the recovery ratio of chromium and reducing the poisonous waste in the chromate production process. Phase equilibrium of multi-component system has been calculated from the limited known data with thermodynamic models. The phase equilibriums of KOH-K2CrO4-H2O, KOH-KAlO2-H2O, NaOH-Na2CrO4-H2O and NaOH-NaAlO2-H2O systems were calculated with thermodynamic models. The solubilities of Cr and Al was measured in the systems at different temperatures. The results were compared with experimental data and they are consistent with each other. It shows that the lower concentration of KOH (or NaOH) is favorable for the crystallization of KAlO2 (or NaAlO2) and higher concentration of KOH (or NaOH) is favorable for the crystallization of K2CrO4 (Na2CrO4). Therefore, K2CrO4 (or Na2CrO4) can be separated from KAlO2 (or NaAlO2) with controlling the KOH concentration in solutions of KOH-K2CrO4-KAlO2-H2