碳溴键均裂离解能的理论研究

运用B3LYP,B3P86,BMK,M06和M06-2X这5种密度泛函理论方法分别对9个有机溴代化合物进行碳溴键均裂离解能的理论计算,得到5种密度泛函理论方法的计算值。将各种方法的计算结果与实验值进行比较研究后,得出最佳的计算键离解能的方法。用选定的最合适方法计算和预测更多溴代物的C-Br键离解能,并对有机溴化物中碳溴键的均裂离解能与化合物的空间结构之间的构效关系进行分析。结果表明,用BMK方法计算得到的碳溴键均裂离解能计算的标准偏差仅为4.76 kJ/mol,计算精度最高。     

高分子复合材料中键合剂在不同纳米填料表面的吸附能计算

由高分子、填料、键合剂及各种功能助剂组成的高分子复合材料广泛应用于轮胎、含能材料、医疗、环保、建筑、交通等行业。键合剂在填料表面的吸附特性对高分子复合材料的性能有重要影响。分别以未改性的高氯酸铵、炭黑和二氧化硅填料为对象,利用第一性原理计算评估了五种键合剂分子,即三乙醇胺(TEA)、三氟化硼三乙醇胺络合物(T313)、N,N'-二邻甲苯胍(DOTG)、N,N'-二苯基硫脲(DPTU)和二苯胍(DPG),在填料表面的吸附能。计算结果表明,随着填料基底层数的增加,吸附能逐渐增加,最后趋于一个稳定值。其中TEA和T313键合剂在高氯酸铵表面的吸附能为-0.84~-1.37 eV;DOTG、DPTU和DPG在炭黑表面的吸附能为-1.01~-1.29 eV;在二氧化硅表面的吸附能为-0.87~-0.94 eV;在接枝羟基的二氧化硅上的吸附能为-1.16~-1.36 eV。依次考察了单层炭黑点缺陷(单空位缺陷、双空位缺陷、Stone-Wales缺陷)和二氧化硅表面接枝羟基对吸附能的影响,发现单空位和双空位缺陷对吸附能影响不大,而Stone-Wales缺陷和二氧化硅接枝羟基显著增加吸附能。     

高分子复合材料中键合剂在不同纳米填料表面的吸附能计算

由高分子、填料、键合剂及各种功能助剂组成的高分子复合材料广泛应用于轮胎、含能材料、医疗、环保、建筑、交通等行业。键合剂在填料表面的吸附特性对高分子复合材料的性能有重要影响。分别以未改性的高氯酸铵、炭黑和二氧化硅填料为对象,利用第一性原理计算评估了五种键合剂分子,即三乙醇胺(TEA)、三氟化硼三乙醇胺络合物(T313)、N,N'-二邻甲苯胍(DOTG)、N,N'-二苯基硫脲(DPTU)和二苯胍(DPG),在填料表面的吸附能。计算结果表明,随着填料基底层数的增加,吸附能逐渐增加,最后趋于一个稳定值。其中TEA和T313键合剂在高氯酸铵表面的吸附能为-0.84~-1.37 eV;DOTG、DPTU和DPG在炭黑表面的吸附能为-1.01~-1.29 eV;在二氧化硅表面的吸附能为-0.87~-0.94 eV;在接枝羟基的二氧化硅上的吸附能为-1.16~-1.36 eV。依次考察了单层炭黑点缺陷(单空位缺陷、双空位缺陷、Stone-Wales缺陷)和二氧化硅表面接枝羟基对吸附能的影响,发现单空位和双空位缺陷对吸附能影响不大,而Stone-Wales缺陷和二氧化硅接枝羟基显著增加吸附能。     

Si在TiN(001)表面吸附特性的第一原理研究

本文基于密度泛函理论的第一原理方法,研究了Si在TiN(001)表面的吸附问题。首先计算了TiN的晶格常数值,得到了比较满意的结果。其次计算了Si原子在TiN(001)不同的吸附位置的吸附能,加以比较,计算得到HOLLOW位是比较理想的吸附位置。     

温度对碳纳米材料储氢行为的影响

提出了一基于格子理论的通用吸附等温方程,从吸附氢分子间作用能随温度的变化中分析温度对碳纳米材料储氢行为的影响。应用通用吸附方程和由容积法测定的氢在多壁碳纳米管上的吸附数据,确定了氢在多壁碳纳米管上与最大吸附容量对应的最大表面浓度。引入维里吸附方程,并由第二维里吸附系数和亨利定律确定了吸附氢分子在多壁碳纳米管上受到的壁面吸附势和极限吸附热。结果表明,氢分子吸附主要发生在多壁碳纳米管孔内的势阱处,并以类似于压缩气体的状态聚集。氢在此多壁碳纳米管试样上并未发生显著吸附,分析氢分子间作用能随温度变化趋势无法确定适于氢分子吸附的最佳温度范围。     

丙烯酸系树脂的吸附自由能特殊能分量对其吸附油烟性能的影响

主要研究了自行合成的3种吸油烟材料以及商用G-1651树脂表面的吸附自由能特殊能分量对其表面吸附油烟性能的影响。用反相气相色谱IGC测定了自行合成的聚丙烯酸异丁酯（PIBA）、聚甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸丁酯（PMMA-BMA）和聚甲基丙烯酸十二酯-丙烯酸-2-乙基己酯（PLMA-2-EHMA）3种吸油烟树脂以及商用G-1651树脂表面的吸附自由能特殊能分量。实验结果表明,4种聚合物的吸附自由能特殊能分量大小如下：G-1651 树脂PIBA>PMMA-BMA>PLMA-2-EHMA。4种树脂吸附油烟能力的大小顺序与其极性大小顺序恰恰相反,即PLMA-2-EHMA > PMMA-BMA > PIBA >G-1651树脂。这是由于油烟中的主要成分都是非极性或弱极性的,因此,材料表面的吸附自由能特殊能分量值越大,吸附质与吸油烟材料表面形成的吸附越牢,吸油烟材料吸附油烟的能力越强。     

计算HCl键能的一种新方法

将氢分子平均电势能密度理论推广至HCl,以此为基础,建立HCl成键模型,采用一种全新的宏观方法对HCl键能进行了计算,所得的HCl键能的计算值为423.7 kJ/mol,与实验值的误差仅为1.9％.成键模型直观,计算方法简单且计算结果精确,计算过程中未使用人为性参数.     

多硝基[60]富勒烯衍生物C-N键离解能的理论计算

用PBE密度泛函方法计算了14种多硝基[60]富勒烯的最弱C-N键离解能、C-N键平均键离解能以及硝基的平均结合能。计算结果表明,最弱C-N键的离解能为137.14-158.51kJ/mol,C-N键的平均键离解能为168.56-177.78kJ/mol,硝基平均结合能为-40.47--50.92kJ/mol。硝基数从2个增加到8个,键离解能的改变不大,但1,2连接模式优于1,4连接模式,多硝基[60]富勒烯的C-N键离解能受其对称性的影响较小。     

电荷掺杂聚苯胺气体传感器的理论研究

为了对质子酸掺杂聚苯胺的传感机理进行详细的理论研究,本文设计了电荷掺杂模型来模拟质子酸掺杂聚苯胺气体传感器,运用Uωb97xd和TD-Uωb97xd密度泛函理论方法在6-31G(d,p)基组下从几何结构、电子性质、自然键轨道、HOMO-LUMO能隙和第一激发能等方面对其吸附二氧化碳、甲醇和氨的传感机理进行了探究.结果表...     

用AIM理论研究水体系中K~+与水分子之间的成键

碱金属中的钾离子与水分子形成的K+-H2O团簇在生物体钾离子通道的选择中起到了重要的作用。本文用Car-Parrinello动力学方法(CPMD)和AIM理论对团簇中钾离子与水分子形成的键进行研究。结果表明钾离子与一、二两个水合层中的水分子均发生作用。在300K时,第一水合层钾离子的配位数为5.10,键能为11.99 kcal/mol。因为K+-H2O之间形成的较强的键,所以第一水合层中离子与水的结合在250K~350K时很稳定。     

溶气浮选法处理含铬(Ⅵ)废水的研究

以低浓度含铬(Ⅵ)废水为处理对象,在实验室特制的溶气浮选柱中考察了溶液pH值、表面活性剂和絮凝剂加入量及浮选时间等因素对浮选处理效果的影响。结果表明,采用溶气浮选技术,在溶液pH值为9,以十二烷基苯磺酸钠为捕收剂,浓度为15 mg/L,硫酸亚铁为絮凝剂,加入量(铁铬摩尔比)为5∶1,浮选时间为35 min的条件下,Cr6+的去除率达95.48%,残留液中Cr6+浓度仅为0.3724 mg/L,达到国家排放标准,获得了较好的处理效果。     

垂直Bridgman法生长Cr^3^＋：LiCaAlF6的研究

用垂直Ｂｒｉｄｇｍａｎ法从化学计量比组份的熔体中长出Ｃｒ＾３＾＋：ＬｉＣａＡｌＦ６单晶。采用封闭式坩埚和液封技术有效地抑制了熔体的挥发和环境中微量氧的污染。生长参数为：生长速度０．７ｍｍ／ｈ，生长温度８７０℃，气氛Ａｒ。同时借助于光学湿微镜，扫描电镜，Ｘ射线能谱及波谱对晶体中的显微缺陷进行了观察和分析。对Ｃｒ＾３＾＋：ＬｉＣａＡｌＦ６晶体的吸收光谱和发射光谱进行了测试。此外，通过红外吸收光谱发...     

Pb(Mg_(1+x)/3Nb_(2-x)/3)O_3铁电材料中有序-无序相变的理论研究

基于Kikuchi自洽迭代方法,利用有序-无序相变理论,并取最近邻相互作用近似,研究了Pb(Mg_((1+x)/2)Nb_((2-x)/2)O_3晶粒中在x=0.5时有序区形成的原因,提出Mg~(2+)∶Nb~(5+)=1∶1(离子数比)时,形成B位有序排列最为有利,并且弱的空间电荷场不影响这种有序排列的形成,同时给出了温度-组份的有序-无序相图。     

Bi12SiO20晶体的生长习性

分别沿[001],[110]及[111]3种方向用提拉法生长Bi_(12)SiO_(20)晶体,研究了生长条件对晶体形态的影响。应用PBC理论,分析了各晶面的特性:{100}和{110}为F面,{211}为S面,{111}属于K面。并依据连接能的计算,得到晶面的重要性顺序。PBC解析形态与在特定条件下生长的晶体形态相当一致。     

易水解荧光颜料包覆的研究

实验用有机硅KH570对荧光粉进行二氧化硅包覆以改善其耐水性,在包覆量为3％时得到由致密二氧化硅薄层包覆的产品,铝酸锶的耐水性有很大提高,原样在1．5h内完全水解,而包覆产品在300h内无水解现象,而包覆后对颜料的荧光性能影响很小,荧光强度降低在5％以下,不影响荧光粉的使用。     

MgO与ZrSiO_4反应烧结机理研究

应用ＳＥＭ方法观察了ＭｇＯ与ＺｒＳｉＯ_４的反应烧结机理。结果表明,随着ＺｒｓｉＯ_４的分解,ＳｉＯ_２呈不定形态向外扩散,与ＭｇＯ反应生成Ｍｇ_２ＳｉＯ_４,原来的锆英石颗粒中只留下了ＺｒＯ_２,同时ＭｇＯ向ＺｒＯ_２方向移动,与ＺｒＯ_２形成有限固溶体;反应产物之一ＺｒＯ_２大部分聚集成集合体,也有一部分分布比较均匀。     

缓释氯化铁-磁性模块处理Cr~(3+)污染地表水体的应急无损修复工艺

提出了缓释氯化铁一磁性模块处理Cr~(3+)污染地表水体的应急无损修复工艺.在强还原氛下,制得3种氧化镁磁性复合材料:800℃轻烧菱铁镁矿、还原煅烧褐铁矿浸渍卤水的煅烧产物、轻烧氧化镁与磁铁矿粉直接混合PAM絮凝的产物.以疏松的纤维无纺布为载体.PAM为团聚材料共同制备成氧化镁磁性模块,对3种复合材料进行检验,发现还原轻烧菱铁镁矿-磁性模块对Cr~(3+)污染水体的修复能力最好,正常条件下3 h内可将地表水中的Cr~(3+)处理到饮用水标准,处理过程对生物无明显损害.     

蓝色荧光粉Sr2Al2SiO7:Ce3+的制备与发光性能

利用高温固相法在H2和N2还原气氛中制备了Ce3+掺杂的Sr2Al2SiO7蓝色荧光粉。通过X射线衍射和扫描电子显微镜研究了荧光粉的组成和表面形貌。探讨了Ce3+含量,锻烧温度等对合成样品发光性能的影响。结果表明:所制得的样品为Sr2Al2SiO7晶粒;样品晶粒均匀,粒径为2.0μm左右。掺0.03(摩尔分数)Ce3+的样品,在1400℃锻烧10h样品的发光强度最高。Sr2Al2SiO7:Ce3+的激发光谱和发射光谱在350～420nm和450～650nm范围内分别呈现1个宽峰;激发峰值位于362nm处,发射峰值位于478nm处。Sr2Al2SiO7:Ce3+可被紫外光有效激发,并且发出很强的蓝光,是一种很好的用于紫外光芯片基的白光发光二极管的荧光粉。     

玉米芯处理含铬废水的研究

利用玉米芯对含Cr^6＋废水处理进行了研究.结果表明,玉米芯对Cr^6＋有较好的吸附效果,活化玉米芯对Cr^6＋的吸附比普通玉米芯效果更好.溶液的pH值在1左右,吸附时间为2 h左右,活化玉米芯对Cr^6＋的吸附率可达到83%以上.     

水中常见离子对解毒铬渣除磷的影响

研究了几种常见离子(NO_3~-、SO_2~(4-)、HCO_3~-、SiO_3~(2-)、Ca~(2+)和Mg~(2+))对2种解毒铬渣(600℃和800℃热解解毒)除磷效果的影响.结果表明,与纯水比较,NO_3~-(NaNO_3)和SO_4~(2-)(Na_2SO_4)的存在能提高解毒铬渣的磷去除率;HCO_3~-(NaHCO_3)和SiO_3~(2-)(Na_2SiO_3)会与水中的PO_4~(3-)竞争Ca~(2+)生成沉淀,从而对铬渣除磷起抑制作用;Ca~(2+)和Mg~(2+)的存在能够提高铬渣的除磷率.根据上述结果及水、污水中一般离子含量,初步分析认为对铬渣固磷影响最大的应该是Ca~(2+)、Mg~(2+)和HCO_3~-(CO_3~(2-))离子,前2者起促进作用,后者起抑制作用.