团簇Ti4P的催化析氢研究

研究了团簇Ti4P的催化析氢反应活性,使用量子化学方法B3LYP/Lan12dz对初始构型进行优化、频率验证和计算,得到了最终稳定存在的7种优化构型.根据前线轨道理论分析各优化构型的HOMO图和水分子的LUMO图,同时根据二者之间轨道间的能级差判断出团簇Ti4P在进行催化析氢反应时催化活性最优的构型.结果表明:构型2(2)不仅在吸附氢气过程中具有良好的反应活性,而且在析出氢气的过程中具有最好的反应活性,构型2(2)是团簇Ti4P在进行催化析氢反应时反应活性的优选结构模型.     

CoFe_2BP团簇的组成、电子及磁学性质的研究

根据各优化构型之间的能量差,首次从能量学视角提出一种定量计算团簇CoFe2BP各优化稳定构型组成比例的方法,同时对团簇的电子和磁学性质进行研究,得出:各优化构型中,四重态构型所占的组成比例最大且立体结构趋于多样化;B原子接受电子,P原子提供电子,B原子所带负电荷量与B原子和周围成键金属原子数呈负相关,各原子中所有价轨道均参与成键;Co原子的磁矩小于Fe原子的平均磁矩;受各构型稳定性的影响,Fe原子磁矩在二、四重态中分别呈"凹"、"凸"形变化,Co原子的磁矩变化相对比较平缓;多重度的改变会对Co、Fe原子的磁矩变化产生不同的影响,同时Co、Fe原子的磁矩与构型的立体结构息息相关。     

团簇Ni4P反应活性的密度泛函研究

为了探究团簇Ni4P反应活性最强的结构,运用密度泛函理论中的B3LYP/Lan12dz水平对团簇Ni4P进行了优化计算,得到二、四重态下6种优化构型.从最高占据分子轨道(HOMO)-最低未占分子轨道(LUMO)图、前线轨道能隙差及库普曼斯定理角度对其反应活性展开研究,结果表明,构型1(4)～2(2)得电子能力强于失电子...     

团簇Mo3S4的极化率、电子自旋密度及催化性质

为了探究微观状态下,团簇Mo3S4内部电子的变化情况及其催化机理,基于密度泛函理论的B3LYP方法对团簇Mo3S4的几何构型进行优化和频率计算,得到一、三重态各4种优化构型.文中计算并讨论了该团簇的极化率、能隙差以及Mo、S原子和各原子间的电子自旋密度,研究结果表明:构型1(3)的极化率各向异性不变量最小,说明构型1(...     

C4O7团簇的密度泛函理论研究

利用理论计算方法设计高能量密度材料(HEDM)分子是目前材料科学领域的研究热点之一.本文利用密度泛函理论(DVT)在B3LYP/6-31G(d)水平上对C4O7团簇异构体几何结构进行优化,找到了C4O7团簇的27种稳定结构.以一个C4O7团簇分子分解为3个CO2和一个CO计算,C4O7团簇分子的解离能在7.312×103～2.958×103 kJ/kg之间,放出的能量较多,是用做高能量密度材料的潜在资源.     

FeS_n(n=1~6)团簇的结构与电子性质

利用密度泛函理论对FeSn(n=1~6)团簇的结构和稳定性进行了分析。综合FeSn团簇基态的平均结合能、二阶能量差分、垂直电离势、最高占据分子轨道与最低未占据分子轨道之间的能隙(HOMO-LUMO-Gap)分析可知,n=4时FeSn的稳定性最显著。     

H2在MoxSy团簇上吸附解离的尺寸效应研究

浆态床加氢工艺可以处理不同来源的劣质重油、渣油,氢气的活化是重油加氢处理过程中发生的主要反应之一。钼基催化剂的分散性是影响重油加氢活性的关键因素。构建了Mo₇S₁₅、Mo₁₂S₂₆、Mo₁₈S₃₉、Mo₂₅S₅₄和Mo₃₃S₇₁团簇,利用密度泛函理论研究了团簇自身的稳定性、活性以及H₂在不同尺寸团簇上的吸附与解离过程。结果发现,在目前所建立的团簇中,其尺寸越小,结合能越低,最高占据分子轨道-最低未占分子轨道(HOMO-LUMO)能隙值越小,团簇稳定性越弱,活性越强。H₂在簇上的稳定吸附位点为边缘位点。随团簇尺寸增大,吸附能分别为-64.25、-34.60、-34.14、-7.20、-6.82 kJ/mol,吸附能绝对值减小,氢气分子与团簇的相互作用减弱,并且解离能逐渐增大,分别为13.76、33.14、53.64、60.75、64.47 kJ/mol。目前的结果表明,团簇尺寸越小,氢气的吸附解离越容易,显示出更高的活性。     

Mg_8B_(14)团簇笼状结构与性质的密度泛函理论研究

运用杂化密度泛函(B3LYP)方法,在6-31G*水平上对Mg_8B_(14)团簇的笼状结构进行了几何结构优化,并在同一水平上计算了Mg_8B_(14)团簇的电子结构、振动特性及极化率和超极化率。计算结果表明:优化后的Mg_8B_(14)团簇为笼状结构,其最强的红外光谱(IR)和拉曼光谱(Raman)谱峰分别位于581.78,214.67cm~(-1)。用自然键轨道(NBO)方法分析了成键性质,表明Mg原子的价电子布居数为1.10e和1.33e,B原子的价电子布居数在3.33e~3.70e之间;Mg_8B_(14)团簇笼状结构中B原子主要是sp杂化轨道参与成键,Mg原子主要是s轨道参与成键。     

密度泛函理论研究金属镧离子的水合团簇

Y型分子筛具有许多工整均匀的孔道结构,经常作为酸催化剂、双功能助推剂和择形催化剂,被广泛应用于干燥、洁净过滤、吸附分离和催化等领域。工业生产中稀土Y型分子筛的制备一般选用稀土离子水溶液与NaY型分子筛通过离子交换置换制取,但稀土离子水合结构以及通过分子筛孔的微观机理仍不清楚。本工作采用密度泛函理论(DFT)在M06-2X-D3/def2-SVP计算水平下,La3+采用LANL2DZ赝势基组,采用SMD=water隐式溶剂模型研究了La3+水合团簇及其不同价态时的结构性质,对水合团簇结构尺寸、Mulliken电荷、结合能以及能量分解进行了分析。结果表明,La3+水合团簇结构柔性较大,并非大于某个水合数无法通过分子筛孔;随水合数目的增大,La-O(H2O)平均半径有着增大的趋势,La3+在水溶液中总是趋于更稳定的多水合团簇结构;La-O(OH-)形成的键能比La-O(H2O)强;在[La(H2O)n]3+水合数目小于等于9时,团簇结构中以静电为主导作用,其次是诱导作用和交换互斥作用,色散作用所占比例最小;当水合数目大于9时,诱导作用所占比例升高,静电作用所占比例降低。研究结果对于深入认识稀土水合结构和分子筛制备机理具有重要理论指导意义。     

H2在Mo x S y 团簇上吸附解离的尺寸效应研究

浆态床加氢工艺可以处理不同来源的劣质重油、渣油,氢气的活化是重油加氢处理过程中发生的主要反应之一。钼基催化剂的分散性是影响重油加氢活性的关键因素。构建了Mo₇S₁₅、Mo₁₂S₂₆、Mo₁₈S₃₉、Mo₂₅S₅₄和Mo₃₃S₇₁团簇,利用密度泛函理论研究了团簇自身的稳定性、活性以及H₂在不同尺寸团簇上的吸附与解离过程。结果发现,在目前所建立的团簇中,其尺寸越小,结合能越低,最高占据分子轨道-最低未占分子轨道(HOMO-LUMO)能隙值越小,团簇稳定性越弱,活性越强。H₂在簇上的稳定吸附位点为边缘位点。随团簇尺寸增大,吸附能分别为-64.25、-34.60、-34.14、-7.20、-6.82 kJ/mol,吸附能绝对值减小,氢气分子与团簇的相互作用减弱,并且解离能逐渐增大,分别为13.76、33.14、53.64、60.75、64.47 kJ/mol。目前的结果表明,团簇尺寸越小,氢气的吸附解离越容易,显示出更高的活性。     

单晶钴颗粒的合成和磁性研究

采用水合肼还原法制备出钴纳米颗粒的团簇,通过对钴颗粒形貌及结构的分析发现钴为单晶颗粒,并存在六角和面心立方两种密排结构;探讨了溶液中钴团簇的形成机制,并对其磁性质进行了初步的研究。     

化学镀非晶态Co-Ni-P薄膜磁性的研究

化学镀Ｃｏ－Ｎｉ－Ｐ薄膜镀态下为非晶态结构,Ｃｏ－Ｎｉ－Ｐ薄膜的矫顽力较低,矩形比较高,其易磁化方向与膜面垂直。薄膜越厚,矫顽力越高,矩形比越低;镀液的ｐＨ值越高,矫顽力越高;当以化学镀Ｎｉ－Ｐ合金作为中间镀层时,可获得较高的矫顽力和矩形比。     

Co3O4对2,4-二氯苯酚的吸附性能影响

以硝酸钴(Co(NO₃)₂·6H₂O)为钴源,考察了不同沉淀剂(6 mol/L氨水、1 mol/L NaOH溶液、饱和碳酸铵溶液)对Co₃O₄吸附2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)性能的影响。考察了焙烧温度、pH值、沉淀剂种类、吸附剂用量、2,4-DCP初始质量浓度对Co₃O₄吸附性能的影响,并进行了离子干扰实验。结果表明,焙烧温度为300℃、pH=9.0、沉淀剂为1 mol/L NaOH时,Co₃O₄对20 mg/L 2,4-DCP吸附性能最佳。Co₃O₄对2, 4-DCP的动力学吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附方程符合Langmuir方程,吸附过程以单分子层化学吸附为主。     

组织结构对Co-Ni-P薄膜形貌和磁性的影响

化学镀 Co- Ni- P薄膜镀态下为非晶态结构 ,表面较为平整 ;经 30 0℃× 1 h热处理 ,发生了晶化转变 ,表面由“圆锥峰“所构成 ;随加热温度的提高 ,镀层析出了 Co2 P相 ,并发生了由密排六方结构的α- Co向面心立方结构的β- Co的同素异构转变。非晶态 Co- Ni- P薄膜的矫顽力较低 ,矩形比较高 ;薄膜向晶态转变时 ,矫顽力和矩形比皆呈上升趋势 ;50 0℃× 1 h热处理 ,薄膜由α- Co和 Co2 P相构成时 ,且在晶界上偏聚较多磷的影响下 ,矫顽力和矩形比的值达到最高 ;温度继续升高 ,晶粒长大 ,第二相粗化时 ,薄膜的矫顽力和矩形比都减小。化学镀 Co- Ni- P薄膜具有优秀的高密度垂直记录特性。     

Electron Paramagnetic Resonance and Magnetic Circular Dichroism Spectra of the Nitrogenase M Cluster Precursor Suggest Sulfur Migration upon Oxidation: A Proposal for Substrate and Inhibitor Binding

The active site of the nitrogen-fixing enzyme Mo-nitrogenase is the M cluster ([MoFe₇S₉C ⋅ R-homocitrate]), also known as the FeMo cofactor or FeMoco. The biosynthesis of this highly complex metallocluster involves a series of proteins. Among them, NifB, a radical-SAM enzyme, is instrumental in the assembly of the L cluster ([Fe₈S₉C]), a precursor and all-iron core of the M cluster. In the absence of sulfite, NifB assembles a precursor form of the L cluster called the L* cluster ([Fe₈S₈C]), which lacks the final ninth sulfur. EPR and MCD spectroscopies are used to probe the electronic structures of the paramagnetic, oxidized forms of both the L and L* clusters, labeled L^Ox and [ L* ] ^Ox . This study shows that both L^Ox and [ L* ] ^Ox have nearly identical EPR and MCD spectra, thus suggesting that the two clusters have identical structures upon oxidation; in other words, a sulfur migrates away from L^Ox following oxidation, thereby rendering the cluster identical to [ L* ] ^Ox . It is proposed that a similar migration could occur to the M cluster upon oxidation, and that this is an instrumental part of both M cluster formation and nitrogenase substrate/inhibitor binding.     

Ca3Co4O9陶瓷的制备与表征

本实验采用溶胶-凝胶法制备了Ca3Co4O9陶瓷,寻求了其合适的制备工艺,并对陶瓷的显微结构、物相组成、元素组成等进行了表征测试.实验结果表明:煅烧温度为800～900 ℃时均能得到纯相Ca3Co4O9;Ca3Co4O9为取向无规则层片状组织,颗粒尺寸均匀,为2 μm左右;样品的致密度不高,气孔率相对较大.     

碳原子线磁学性质的研究

碳原子线的制备是从马铃薯淀粉为固态碳源以Fe（NO3）3为催化剂前驱体,高温裂解制得。它的磁滞回线呈＂S＂形,一般只有铁磁性物质的磁滞回线才表现出＂S＂,但一般铁磁性物质在常温下的饱和磁矩很大,大约为300 emu/g是碳原子线的300倍,我们把碳原子线的这种磁学性质称之为类铁磁性。通过碳原子线的顺磁共振谱图计算得到每个碳原子有4.78个自由电子,说明碳原子线中有大量的未成对电子。     

磁性纤维及其纱线的基本性能

通过对磁性纤维的微观形态结构、单丝力学性能及其混纺纱的断裂强力、回潮率和含水率、耐热性和耐酸碱性等性能的测试发现:磁性纤维表面分布着不规则的磁粉微粒;磁性纤维的断裂伸长率较大;磁性纤维湿纺纱的单纱断裂强力接近300 cN,其延伸性较好,回潮率和含水率均较低,耐干热性良好,耐湿热性较差,耐酸不耐碱,尤其不耐强碱。     

5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉的合成及光谱性质的研究

以吡咯、对甲氧基苯甲醛和吡啶盐酸盐为原料,采用两步法合成了5,10,15,20-四(4-羟基苯基)卟啉(THPP),反应总收率39.2%,产品纯度大于97%;采用微波加热法提高了该产物的合成效率;用1HNMR、HPLC-MS和HRMS对化合物进行了结构和纯度表征;研究了其在不同溶剂和不同pH值条件下的光谱性质.     

Magnetic Nanoparticles: Surface Effects and Properties Related to Biomedicine Applications

Due to finite size effects, such as the high surface-to-volume ratio and different crystal structures, magnetic nanoparticles are found to exhibit interesting and considerably different magnetic properties than those found in their corresponding bulk materials. These nanoparticles can be synthesized in several ways (e.g., chemical and physical) with controllable sizes enabling their comparison to biological organisms from cells (10–100 μm), viruses, genes, down to proteins (3–50 nm). The optimization of the nanoparticles’ size, size distribution, agglomeration, coating, and shapes along with their unique magnetic properties prompted the application of nanoparticles of this type in diverse fields. Biomedicine is one of these fields where intensive research is currently being conducted. In this review, we will discuss the magnetic properties of nanoparticles which are directly related to their applications in biomedicine. We will focus mainly on surface effects and ferrite nanoparticles, and on one diagnostic application of magnetic nanoparticles as magnetic resonance imaging contrast agents.