团簇Ni4P的热力学稳定性及电子性质

为探究团簇Ni4P各构型的稳定性及各原子间电子流动的规律,利用密度泛函理论,在B3LYP/Lanl2dz水平下对已设计的初始构型进行二、四重态下的优化计算,得到6种稳定构型,依据其空间结构的差异将所得构型分为三大类:三角双锥型、四棱锥型和单帽三角锥型。研究结果表明:随各原子空间位置及重态的不同,各构型稳定性发生改变,且四重态构型稳定性优于二重态,各构型稳定性大小关系为1(4)1(2)2(4)2(2)3(4)=3(2);在团簇Ni4P中电子由P原子流向Ni原子,其中构型2(2)的Ni和P原子所带电量绝对值最大,电子流动能力最强;整体来看,Ni原子的电子流动主要由Ni-4s流向Ni-3p和Ni-3d,P原子的电子流动主要由P-3s流向P-3d,但不同构型的Ni和P原子间电子流动能力相差不大。     

Ni82B18和Ni64B36非晶态合金电子性质DFT研究

根据Ni82B18和Ni64B36非晶态合金的原子簇构成，结构的短程有序，Ni和B之间是较强的化学作用和结构中存在B－B直接相连的实验事实,选择了Ni4B2,Ni4B3和Ni6B2原子簇模型，用DFT方法对其进行高水平的量子化学计算。结果表明，模型体系中B原子供给Ni原子电子，与Ni82B18和Ni64B36非晶态合金的实验结果一致，说明Ni4B2,Ni4B3和Ni6B2原子簇模型能够反映Ni82B18和Ni64B36非晶态合金的结构特点。     

原子簇Ni1—mComB2和Ni2—nConB2结构的理论研究

根据非晶态结构的短程有序，Ni，Co和B之间是较强的化学作用以及存在B－B直接相连的实验事实，利用原子簇模型Ni1-mComB2(m=0,1）和Ni2-nConB2(n=0,1,2）对Ni-B,Co-B,Ni-Co-B非晶态合金用DFT方法进行高水平的量子化学计算。结果表明，模型体系Ni1-mComB2和Ni2-nConB2中，B原子供给Ni原子、Co原子电子，这与非晶态合金的实验结果一致。     

原子簇Ni4—mComB（m=0—3）的结构和性质DFT研究

根据非晶态合金的结构特点，选择系列原子簇模型Ni4-mComB(m=0-3)对Ni-Co-B非晶态合金用DFT方法进行高水平的量子化学计算，结果表明，在Ni-Co-B非晶态合金中，Co-B键强于Ni-B键，Co原子的引入及Co含量的变化对镍原子的电子结构有调变作用。     

原子簇NiFeB_2的结构及催化性能

利用DFT（密度泛函理论）方法,对原子簇NiFeB_2的10余种可能构型在单重态下进行优化计算,分析比较了优化结果的能量、成键、电荷分布情况及不同构型的催化性能。结果表明：原子簇NiFeB_2以B-B键较长的三角锥形1构型最稳定,是原子簇NiFeB_2最有可能存在的构型,B-B在Ni-Fe异侧的平面四边形2构型次之;Ni-B,Fe-B原子问有强烈的成键作用且Fe-B间作用力比Ni-B间作用力大;各构型中电子由B转向Ni,Fe;在形成原子簇NiFeB_2的过程中Fe,B原子的所有轨道均参与成键,Ni原子的4p,4s在其成键中起主要作用;除了B-B键较短的三角锥形3构型外的其它构型中Fe原子的催化活性高于Ni原子,B-B键较短的三角锥形3构型和直线型4构型可能具有较好的催化性能;在催化加氮和加氢上直线型4构型具有较好的催化活性。     

用DFT和MP2方法研究原子簇NiB2，Ni2B2，Ni3B2，Ni4B2

为了考察不同方法、不同基函数对计算结果的影响,选择了原子簇NiB2,Ni2B2,Ni3B2,Ni4B2模型,用DFT(Lanl1dz,Lanl2dz)和MP2(Lanl1dz,Lanl2dz)方法对其进行高水平的量子化学计算．结果表明：DFT方法和MP2方法的定性结果一致,计算结果存在一定差别,基函数对MP2方法的结果影响较小．     

团簇Co4P的成键及HOMO和LUMO轨道贡献

为深入了解Co-P非晶态合金的特性,在密度泛函理论中的B3LYP/Lanl2dz水平下对团簇Co_4P模型进行优化,最终得到6种优化构型.分别通过键长、键级以及态密度对团簇Co_4P的成键情况进行分析,得到以下结论:Co-P键对团簇Co_4P构型的稳定性提供了较大贡献; Co-P键的杂化方式包括p-d、 p-p和p-p-d 3种,其中Co-3d轨道与P-3p轨道形成了较强p-d杂化作用,进一步促进了Co-P键的稳定形成; Co-4s轨道、 P-3s轨道及P-3d轨道对团簇Co_4P的贡献极小.另外,通过对Co、 P原子的HOMO及LUMO轨道贡献率进行分析,发现Co原子是团簇Co_4P的潜在催化活性位点.     

HCN在Ni(111),Ni(100)和Ni(110)面吸附的密度泛函理论研究

针对乙腈加氢反应机理的研究,采用密度泛函方法计算了HCN在Ni(111),Ni(100)和Ni(110)表面上的吸附,并在1/4覆盖度的基础上讨论了表面吸附结构及吸附能.结果表明:在Ni(111)面,最稳定的吸附构型为HCN分子中C-N键,几乎平行吸附在表面上,其吸附结构为f-η3(N)-h-η3(C),吸附能为1.369eV.在Ni(100)上,最优吸附构型为HCN吸附在表面上的fcc位,其中C-N键与4个相邻的Ni原子成键,吸附能为1.932eV.在Ni(110)上,HCN吸附构型与其它两个表面相类似,位于两个long-bridge位,其吸附能为1.780eV.同时,也通过电子电荷及态密度分析了HCN在Ni(111),Ni(100)和Ni(110)表面上的成键机理,表明吸附的HCN在表面上已重新杂化,形成了非线性弯曲的吸附结构,这更有利于加氢反应的发生.     

Ni系非晶态合金膜的晶化过程与吸氢性能(I)——Ni系非晶态合金膜的DSC、XRD、EXAFS和TPD表征

利用改进的化学镀镍技术,制备了对氢具有高选择性和透过性Ni基非晶态合金膜,并用DSC和XRD技术表征了膜的晶化过程。结果表明,Ni-Ru-P非晶态合金膜的热稳定性明显高于Ni-P膜,并且Ni-P合金的晶化过程是由无定形NixPx生成Ni2.55P和Ni的微粒,最后转化为更稳定的Ni和Ni3P结构。EXAFS结果证实,新制备的Ni-P合金膜具有长程无序结构。晶化后,长程无序结构消失。H2-TPD分析发现,Ni-P非晶态合金膜的吸氢性能完全不同于晶化后的Ni-P合金膜。晶化后,Ni-P非晶态合金膜中的粒子聚集和弱的吸附位消失。     

Ni系非晶态合金膜的晶化过程与吸氢性能（I）——Ni系非晶态合金膜的DSC、XRD、EXAFS和TPD表征

利用改进的化学镀镍技术,制备了对氢具有高选择性和透过性Ni基非晶态合金膜,并用DSC和XRD技术表征了膜的晶化过程.结果表明,Ni-Ru-P非晶态合金膜的热稳定性明显高于Ni-P膜,并且Ni-P合金的晶化过程是由无定形NixPx生成Ni2.55P和Ni的微粒,最后转化为更稳定的Ni和Ni3P结构.EXAFS结果证实,新制备的Ni-P合金膜具有长程无序结构.晶化后,长程无序结构消失.H2-TPD分析发现,Ni-P非晶态合金膜的吸氢性能完全不同于晶化后的Ni-P合金膜.晶化后,Ni-P非晶态合金膜中的粒子聚集和弱的吸附位消失.     

Ni2P微球的溶剂热合成与表征

以氯化镍作为镍源,无水乙醇和水作为混合溶剂,采用硬脂酸钠辅助的溶剂热法成功地制备了Ni2P微球.X射线粉末衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）分别对所制备样品的结构、形貌进行了表征.结果表明：所制备的Ni2P具有纯的六方相结构,形状为微球,其直径介于2～4μm之间.硬脂酸钠用量、反应温度、反应时间及溶剂配比等对样品尺寸、形貌及微球形成过程等均有一定的影响.通过对比实验得出Ni2P微球的最佳条件是硬脂酸钠的质量百分数为0.42%,VH20∶VEthanol=1∶1,反应温度为180℃,反应时间12h.     

Ni—P—MoS2与Ni—P—CaF2化学复合镀层自润滑性能的对比研究

为对比研究Ni—P—MoS2和Ni—P—CaF2两种化学复合镀层的自润滑性能,以45钢为基体,制备了Ni—P-MoS2和Ni-P-CaF2复合镀层并研究了镀层的施镀工艺,详细介绍了caF2、MoS2固体自润滑微粒镀前预处理技术,通过金相显微镜、x射线荧光仪对复合镀层的表面形貌和结构等性能进行了分析,在PLINT微动疲劳试验机上对复合镀层的自润滑性能进行了测定。结果表明：所述复合镀层的工艺配方能够可靠完成复合镀层的施镀,常温下,Ni-P-MoS2复合镀层具有优异的自润滑性能,且优于常温下的Ni—P—CaF2复合镀层。     

Ni系非晶态合金膜的晶化过程与吸氢性能（Ⅱ）——Ni系非晶态膜的XPS和XAES表征

利用改进的化学镀镍技术,制备了对氢具有高选择性和透过性Ni基非晶态合金膜,并通过XPS和XAES手段对Ni-P非晶态合金膜表面进行了考察。结果表明,Ni-P合金表面物种,Ni以Ni_2O_3,而P以P~(5+)的形式存在,体相以元素态Ni~0和P~0存在为主。Ni-P合金膜经高温晶化后,P由体相向表面扩散。     

压铸镁合金AZ91表面化学镀Ni P合金研究

研究了压铸镁合金AZ91的表面化学镀镍磷合金的工艺，利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜SEM)、能谱(XPS)及极化曲线的测量等方法，探讨了镁合金表面化学镀Ni P层的组织、相、成分及其耐蚀性，结果显示，镁合金化学镀Ni-P合金镀层在350 ℃热处理后成晶态，镀层成分为NiP、Ni₂P等.化学镀Ni-P合金镀层在3.5% NaCl中的极化曲线存在明显的钝化区，且钝化区呈直线均匀，耐蚀性较好.     

富镁Mg70(Ni3RE)30非晶合金的玻璃形成能力研究

玻璃形成能力(GFA)是判断合金非晶态结构形成的重要指标.利用甩带快冷技术制备了Mg70(Ni3RE)30(RE=La、Ce、Pr、Nd、Y)非晶合金条带(宽5mm,厚0.2mm),通过差示扫描量热技术(DSC)表征了合金条带的非晶结构转变及其热稳定性.从原子尺度,对合金的原子尺寸参数(δ)、电负性差(Δx)以及原子结构参数(λ)进行了计算和分析.实验数据和理论分析结果表明:RE=Pr时,相应合金的玻璃形成能力最大,RE=Y的最小,其大小次序为:Mg70(Ni3Pr)30> Mg70(Ni3la)30> Mg70(Ni3Ce)30> Mg70(Ni3Nd)30>Mg70(Ni3Y)30,影响Mg70(Ni3RE)30非晶合金玻璃形成能力的主要因素是电负性差,原子尺寸参数和原子结构参数的作用次之.     

纳米Ni/SiO2核壳结构粒子的制备和表征

采用微波多元醇法制备了纳米Ni粒子,再通过水解正硅酸乙酯(TEOS)得到SiO2,实现对纳米Ni粒子的表面包覆,形成Ni/SiO2核壳结构。通过X射线衍射和透射电镜对包覆前后的粒子进行了观察分析。结果表明,微波多元醇法制备的Ni纳米粒子平均粒径100 nm,分散较均匀;包覆后的Ni粒子表面有一层非晶态的SiO2壳层,壳层的厚度随TEOS的浓度增大而增加。     

化学镀法制备Ni—P／Al2O3特种陶瓷及性能

采用化学镀方法在平均粒径为200nm的Al2O3粉体表面镀覆Ni-P合金,制备出了Ni-P／Al2O3复合粉体,再利用无压烧结将此种复合粉体制备成氧化铝基特种陶瓷。这一方法不仅降低了烧结温度,也进一步提高了陶瓷的性能,尤其是在提高韧性方面。结果表明,粉体镀层为晶态,主要由NiP2相和NiP相组成,镀层中含镍量为9．32％,含磷量为2．38％。为低磷合金镀层,制备特种陶瓷所需的烧结温度由制备单一氧化铝陶瓷所需的1700℃降低至1350℃;断裂韧性也从单一Al2O3陶瓷的3．0MPa·m^1/2提高到6．91MPa·m^1/2,增加了130．3％;耐磨性与纯氧化铝陶瓷相当。     

Ni20Zr10Al70非晶合金的制备技术及组织的研究

利用快速凝固单辊平面流铸技术,通过调整各种工艺参数,成功地制备了Ni20Zr 10 Al70非晶合金条带.利用XRD、TEM和SAED等手段对合金的非晶态结构进行了验证,并对不同凝固速率下合金的相组成进行了分析.结果表明:随着凝固速率的提高,Ni20Zr 10Al70合金的凝固首先是NiAl3相与α-Al相的结晶受到抑制;随着凝固速率进一步增大,Ni0.3 Al1.7Zr相的结晶也受到抑制;凝固速率再进一步增大,Ni2Al3相的结晶也受到抑制,最终得到完全的非晶态结构.     

液态合金Ni3AI冷却过程中微观结构的转变

采用反映原子多体相互作用的FS势模型,通过分子动力学方法对液态Ni3AI的冷却过程进行了研究,考察了不同温度下Ni3AI结构变化特点,并给出了合金Ni3AI冷却过程微观结构转变的重要信息。对模拟的结果用热运动理论、从能量转换的角度给出了一些解释。     

Nb2C及Ni功能化材料光催化性能的第一性原理研究

二维过渡金属碳化物和氮化物（MXenes）,因具有高效的吸附催化性能、较宽的光吸收范围和良好的导电性等优点,已成为具有广泛应用前景的明星材料。掺杂Ni原子的Nb₂C材料具有优异的光催化性能,为了探索Ni掺杂Nb₂C提高光催化性能的内在机制,基于密度泛函理论（DFT）,研究了Nb₂C及其Ni功能化形式（即Ni?Nb₂C）的电子结构性质及其对CO₂气体分子的吸附性能。结果表明,Nb单原子被Ni单原子取代,导致Ni原子周围的电荷密度增加和基底电荷密度的再分配,从而改善了光催化CO₂的电子环境,提高了对CO₂气体的光催化性能。