在连续介质理论基础上, 根据热力学基本原理, 用一个外加电场Eex将非平衡态2[Enon2, Dnon2]变成约束平衡态[E*2, D*2], 推导出了正确普适的溶剂重组能公式. 基于球-界面近似, 推导出了正确的溶剂-导体界面电子转移溶剂重组能公式. 和Marcus的公式相比, 本文的结果多了(εs-εop)/(εop(εs-1))因子. 对极性溶剂, 预测的溶剂重组能约为Marcus模型所得结果的一半. 以C343(Coumarin 343)-TiO2体系为算例, 计算了溶剂重组能并与实验值进行了比较.

用分子动力学方法模拟了油、水和阴离子表面活性剂组成的混合溶液从初始“均相”到“油水两相”分离的动力学过程, 研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)在界面分离过程中的作用. 模拟发现, 油水两相能够在短时间内分离达到平衡, 形成一个明显的油水界面; 在SDBS存在情况下, 油水界面的分离时间随着SDBS浓度的增加逐渐增加, 达到平衡时SDBS会在界面处形成一个明显的界面膜, 并对油水界面处的水分子有限制作用. 模拟表明, 分子动力学方法可以作为实验的一种补充, 为实验提供必要的微观分子结构信息.

用代数方法(AM)可以获得双原子分子包含最高振动能级在内的所有高阶振动能级的完全振动能谱; 基于Leroy和Bernstein的能级表达式, 研究了卤族元素双原子分子Cl2-A’3∏(2u)、Br2-X1∑+g和I2-0+u电子态的完全振动能谱和离解能, 得到的理论结果与实验符合得很好.

采用修饰多层LB膜的方法制备了导电聚合物聚-3,4-乙烯二氧噻吩/二十烷酸(PEDOT:AA)复合层状有序膜, 构筑了一种导电聚合物镶嵌的多层有序膜结构. 将这种导电聚合物有序薄膜沉积于ITO电极表面, 将其作为有机电致发光二极管(OLED)的空穴注入层, 并研究了ITO/(PEDOT:AA)/MEH-PPV/Al器件的性能. 研究结果表明, 与采用聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)自组装膜和旋涂膜作为空穴注入层的ITO/(PEDOT:PSS)/MEH-PPV/Al器件相比, 器件的发光效率增加, 起亮电压降低. 我们认为这是由于PEDOT:AA薄膜提供了一种有序层状结构后, 减小了ITO与MEH-PPV间的接触势垒, 改善了空穴载流子注入效率. 进一步的研究表明, 由于PEDOT:AA多层膜间靠较弱的亲水、疏水作用结合, 这种导电多层有序膜的热稳定性与普通LB膜相似, 在较高温度下发生从层状有序态到无序态的变化, 这是导致OLED器件性能发生劣化的主要原因.

运用激光闪光光解瞬态吸收技术, 在266 nm激光激励下, 研究了牛血清白蛋白(BSA)光损伤和被SO4-·单电子氧化的反应机理, 表征了反应过程中生成的自由基. 结果表明, 在266 nm激光照射下, BSA可同时发生光电离和光激发, 生成色氨酸阳离子自由基(Trp/NH+·), 由Trp/NH+·快速脱质子形成的色氨酸中性自由基(Trp/N·)及色氨酸三重激发态(3Trp*), 3Trp*再与酪氨酸(Tyr)发生分子内电子转移生成酪氨酸中性自由基(Tyr/O·). 在SO4-·单电子氧化的反应中, 借助减谱技术, 求得BSA中Tyr和色氨酸(Trp)自由基的表观生成速率常数, 但未发现分子内电子转移现象, 阐明了SO4-·自由基是通过与BSA中的Tyr和Trp发生电子转移反应来氧化BSA的, SO4-·氧化BSA的反应速率常数为1.51×10¹⁰ L·mol^-1·s^-1, 从而为进一步研究血清白蛋白的氧化还原代谢过程提供理论基础.

通过增加磺化反应时间, 补加NaHSO3, 以液液萃取法代替重结晶法提纯产品, 大幅度提高了合成琥珀酸二油酯磺酸钠(SDSS)的产品得率. 用量子化学密度泛函理论以及B3LYP/6-31G*方法全优化计算了SDSS阴离子的几何和电子结构, 确证其反反-异构体较为稳定, 解释了以相关反胶束提取蛋白质的实验事实. 还在B3LYP/6-31G*水平上研究了SDSS阴离子的水合作用, 报道了SDSS阴离子水合物的几何、电子结构和水合能, 阐述了SDSS阴离子的亲水机理.

室温下通过电泳沉积(EPD)的方法在Ti片表面制备TiN薄膜, 然后对TiN薄膜进行阳极氧化得到N掺杂多孔纳米结构的TiO2薄膜. 利用X射线衍射(XRD), X射线光电子能谱(XPS), 扫描电子显微镜(SEM)及光电化学方法对得到的薄膜进行表征. XRD测试结果表明, 经过阳极氧化并在350 ℃空气气氛中退火1 h的薄膜中存在锐钛矿晶型的TiO2. XPS的结果表明, 样品中的N元素取代部分O, 且N的摩尔分数为0.95%. SEM显示, 经阳极氧化后薄膜表面出现多孔纳米结构. 光电化学测试结果显示, 阳极氧化提高了N掺杂TiO2薄膜在可见光下的光电响应. 经阳极氧化并热处理的薄膜在0 V电位及可见光照射下光电流密度为2.325 μA·cm-2, 而单纯热处理的薄膜在相同条件下光电流密度仅为0.475 μA·cm-2. 阳极氧化得到纳米多孔结构提高了N掺杂纳米TiO2薄膜的表面积, 从而对可见光的响应增大.

采用旋转滴方法, 对2-丙基-4,5-二庚烷基苯磺酸钠(DHPBS)在癸烷-水界面上的扩张流变性质进行了研究, 较为详细地介绍了SVT20N视频旋转滴张力仪的装置和实验方法, 考察了油滴注入体积、基础转速及振荡振幅等实验条件对扩张模量的影响. 研究结果表明, 旋转滴方法是一种研究扩张流变性质的新型手段, 在涉及低界面张力现象的领域具有良好的应用前景.

利用碳化法, 选用几种常见的改性剂(硬脂酸钠、十八碳醇磷酸酯和油酸)对碳酸钙进行了原位合成及表面改性. 通过活化度、白度、接触角的测定, 对比了其改性效果, 同时通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等测试手段对产品进行表征. FT-IR结果表明, 改性剂与碳酸钙表面是以化学键合和物理吸附方式相结合. 碳酸钙改性后, 其红外υ3特征吸收峰出现约44 cm-1的蓝移现象. 对反应机理进行了初步探讨. 实验结果表明, 当十八碳醇磷酸酯用量达到2%(以碳酸钙的质量分数计)时, 产品活化度达到99.9%, 白度值达到97.3%, 接触角达到了122.25°, 从而为新型无机填料的制备提供了理论依据和合成手段.

运用密度泛函理论中的杂化泛函B3LYP研究了高效太阳能电池新型染料敏化剂JK16和JK17的几何结构、电子结构、极化率和超极化率, 并用含时密度泛函理论(TDDFT)研究了电子吸收谱. 基于含时密度泛函理论计算结果和实验结果的定性符合, 指认了在可见和近紫外区的吸收属于π→π*跃迁. 计算结果还表明JK16和JK17激发能最低的三个跃迁都与光诱导电荷转移过程有关, 而且二-二甲基芴氨基苯并噻吩基团对光电转换过程的敏化起主要作用, 发生于染料敏化剂JK16、JK17和TiO2界面之间的电荷转移是由染料分子激发态向半导体导带的电子注入过程. 此外, 通过对JK16和JK17的比较, 分析了亚乙烯基对几何结构、电子结构和谱学特性的影响.

在广义梯度近似下, 采用基于密度泛函理论框架下的超软赝势平面波和虚拟晶体近似方法, 计算了不同Pb/Sr摩尔比的PbxSr1-xTiO3(PST)固溶体的精细结构, 确定了A位离子在铁电相的平衡构型. 利用虚拟晶体近似方法分别计算了摩尔比x为0.6、0.7的PbxSr1-xTiO3精细结构. 结果表明, 在钛酸锶铅固溶体中, 随着Pb的摩尔比增大, 晶胞体积膨胀, c/a值增大. 当0.6

采用介观动力学模拟方法MesoDyn研究比较了表面活性剂月桂醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)和月桂醇硫酸钠(SDS)在水溶液里的聚集行为及相互间作用, 从介观层面上研究了分子结构差异所导致聚集行为的一系列差别. 同时模拟研究了AES/苯体系中各组分对体系形貌的影响. 以苯、正辛醇为油污代表, 通过对密度切片图的研究, 模拟比较了AES对这两种油污去除机理的差异. 选择AES/苯为研究体系, 从介观的层次考察其胶束形成的影响因素. 结果表明, 由于极性头的结构差别, AES和SDS在临界胶束浓度和聚集数方面都有差异, 同时两种表面活性剂之间又存在着较强的协同效应. 除疏水性作用、氢键作用外, 亲水性作用也在胶束形成中起重要作用. 对密度切片图的观察得出, 由于所选择油污的结构差异导致了AES对其增溶方式的差异.

利用紫外-可见吸收光谱、瞬态吸收光谱及X射线衍射等方法研究了苝醌染料竹红菌素镁离子配合物(Mg2+-HA)与富勒烯C60的相互作用. 结果表明, Mg2+-HA与C60在溶液和固体状态下都能够形成稳定的超分子. Mg2+-HA存在条件下, C60能够溶于多种极性溶剂, 在二甲基亚砜(DMSO)中的溶解度能够达到1×10^-4 mol·L^-1. 作为超分子体系中的光捕获分子, Mg2+-HA能显著地提高C60与N,N-二甲基苯胺(DMA)的光诱导电子转移反应效率, 生成的C60负离子自由基的电子自旋共振光谱(ESR)信号强度比未加入Mg2+-HA时增强了9倍左右.

以共沉淀法合成的含Cu类水滑石为前驱物, 制备了具有介孔结构的CuAlO复合氧化物催化剂, 采用程序升温反应技术评价了催化剂同时去除碳颗粒物(soot)和氮氧化物的性能, 并系统分析了反应条件对催化活性的影响. 结果表明, 在紧接触和松接触两种条件下, CuAlO都有较高的同时去除碳颗粒物和NOx的催化活性, 当催化剂与soot由紧接触变为松接触时, 起燃温度(Ti)由260 ℃升高到314 ℃, NO转化为N2的最大转化率(XN2-max)值由40.4%下降为29.2%; soot含量不同对Ti影响不大, Ti都在260 ℃左右; NO浓度或O2浓度增加, Ti下降, O2浓度从2.5%增至7.5%时对XN2-max影响不大, 都在40%左右; 反应气流速增大, soot起燃温度Ti基本不变, 都在260 ℃左右, 而XN2-max随气速增加而减小, 当气速从20 mL·min-1升至80 mL·min-1时, XN2-max由40.4%下降至21.6%, 但生成N2的量基本相同, 这取决于催化剂的选择性. 催化剂经重复使用后活性下降, 可能是由于反应过程中生成的中间产物吸附于催化剂表面, 覆盖了催化剂表面的活性位.

采用电化学和表面增强拉曼光谱(SERS)方法研究了新型环境友好型金属水处理剂3-氨基-1,2,4-三氮唑(ATA)对铜在3% NaCl溶液中的缓蚀性能和吸附行为. 结果表明, ATA对铜有较好的缓蚀作用, 其中ATA浓度为0.24 mmol·L-1时对铜的缓蚀效率最高, 为97.65%, 其吸附行为符合Langmuir吸附等温式, 吸附机理是典型的化学吸附援SERS表明, ATA分子通过很强的吸附于铜表面达到抑制其腐蚀的作用, 是ATA-与Cu+形成配合物来阻止氯离子化合物(CuCl-2)的生成.

采用Dmol3程序中密度泛函理论(DFT)的广义梯度方法GGA/BLYP和DND基组研究了银离子交换的丝光沸石([Ag]-AlMOR)结构及其对NOx分子吸附性能的影响, 获得吸附复合物的平衡几何结构参数、吸附能以及红外振动频率等数据. 结果表明, NOx分子与丝光沸石间的主要作用力为NOx分子中的氮(或氧)原子上的孤对电子和Ag+间的静电作用力. 吸附能数据表明, NOx分子以η1-N模式吸附在[Ag]-AlMOR分子筛中的结构更稳定; 在η1-N模式中, NOx分子吸附作用强度的次序为NO>NO2>N2O. 红外振动频率结果表明, 吸附态NOx分子中N—O和N—N键伸缩振动频率的位移趋势与N—O和N—N 键变化规律基本相一致. 另外, 对[Ag]-AlMOR分子筛的抗硫、抗水及抗氧化性能也进行了研究和分析.

采用分步悬浮聚合法制备了具有疏水性能的聚二乙烯基苯(polydivinylbenzene, PDVB)为第一网, 具有亲水性能的聚丙烯酰乙二胺(polyacrylethylenediamine, PAEM)为第二网的疏水/亲水大孔聚二乙烯基苯/聚丙烯酰乙二胺(PDVB/PAEM)互穿聚合物网络(interpenetrating polymer networks, IPN), 研究这类疏水/亲水IPN组成的树脂对吸附质的吸附热力学和吸附动力学; 测定了该树脂对香兰素在不同温度下的吸附等温线, 吸附等温线符合Freundlich等温吸附方程, 利用热力学函数关系计算出了吸附焓、自由能和熵变. 实验表明, PDVB/PAEM IPN树脂中疏水性的PDVB网具有疏水作用吸附能力, 亲水性的PAEM网具有氢键作用吸附能力. 吸附动力学数据符合Lagergren二级速率方程, 颗粒内扩散是吸附速率的主要控制步骤, 可采用HSDM模型加以描述.

用遗传算法结合经验势搜索了(AgI)n(n=3-15)团簇的可能稳定结构, 并用微正则分子动力学方法研究了它们的熔化行为. (AgI)n团簇的稳定结构主要以四元环和六元环相接的笼状结构为主. 大多数(AgI)n会在一个较大的温度范围内随温度升高结构不断扭曲, 原子间距涨落及动能涨落不断增大, 直到在某个温度下熔化, 结构变得完全无序. (AgI)6的结构具有很高的对称性, 熔化发生在一个较窄的温度范围. 对于(AgI)5, 会在熔化前较大的温度范围内发生最稳定结构与能量较高的环状异构体之间的转化, 并可能出现负热容现象.

基于第一性原理, 优化了含Cr的高温相尖晶石结构材料(CrxFe1-x)A(CryFe2-y)BO4的几何结构, 并对它们的磁电性能进行了计算. 基于配位场理论分析了CrFe2O4的电子结构及其具有半金属性的微观机制. 计算表明, 仅当x=1.0、y=0.0时, (CrxFe1-x)A(CryFe2-y)BO4具有半金属性. CrFe2O4是典型的亚铁磁性耦合的IIB型半金属, 其分子磁矩约为5.6 μB, 大于Fe3O4的4.0 μB. 在CrFe2O4的四面体晶体场中, 中心离子的电子结构可近似写为Cr+t12g↑t32g↓; 八面体晶体场中, 中心离子的电子结构可近似写为Fe2+t32g↑e2g↑t12g↓. CrFe2O4具有半金属性的原因是在配合物ML4和ML6中, 中心离子与周围O配体间存在强烈的共价键作用, 该作用使中心离子与O配体间形成杂化轨道, 导致自旋向上子带被撕裂, 进一步使费米面正好处于自旋向上子带带隙中.

利用类似Delta掺杂技术在硅衬底上沉积Mg:Ga2O3薄膜, 然后在850 ℃下对薄膜进行氨化, 反应后制备出大量Mg掺杂GaN纳米线. 采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对样品进行分析.结果表明, Mg掺杂GaN纳米线具有六方纤锌矿单晶结构, 纳米线的直径在30-50 nm范围内, 长度为几十微米.

利用X射线吸收精细结构光谱(XANES)研究了过碱硫化烷基酚钙与二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)复配使用时对ZDDP形成摩擦膜的表面化学行为的影响, 并提出了其和ZDDP的相互作用机制. 结果表明, 在ZDDP中加入过碱硫化烷基酚钙后完全改变了ZDDP单独使用时形成摩擦膜的结构, 摩擦膜中含有一定数量的钙离子, 其结构以磷酸钙为主; 对较高碱值的过碱硫化烷基酚钙, 在高浓度下使用时, 在摩擦膜形成的同时观测到碳酸钙颗粒的沉积. 此外, ZDDP和过碱硫化烷基酚钙共同使用时形成的摩擦膜厚度减小. 摩擦膜特性的改变是ZDDP和过碱硫化烷基酚钙复配体系抗磨性能变差的主要原因.

用密度泛函理论(DFT)和QCISD(quadratic configuration interaction with single and double excitations)方法研究了类锗烯H2GeClMgCl在气相和五种溶剂中的构型与异构化反应. 结果表明, 类锗烯H2GeClMgCl有三种平衡构型. 其中p-配合物型构型能量最低, 是其存在的主要构型. 讨论了溶剂效应对结构、能量与异构化反应的影响. 计算模拟了最稳定构型的红外光谱.

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 硝酸铜(Cu(NO3)2·3H2O)为铜源, 通过在复合溶胶体系中引入干燥控制化学添加剂(DCCA)N,N-二甲基甲酰胺(DMF)进行原位共溶胶-凝胶, 结合常压干燥工艺, 制备出具有高比表面积(560 m2·g-1)的Cu-SiO2纳米复合气凝胶(含铜质量分数为5%). 研究了DMF对凝胶时间、干燥过程和复合气凝胶形态结构的影响, 利用N2物理吸附, 全自动X射线衍射(XRD)仪, 傅立叶变换红外(FT-IR)光谱仪, 透射电子显微镜(TEM)等对样品的形貌结构进行了表征. 实验结果表明, DMF能有效防止凝胶的开裂, 抑制颗粒团簇的产生, 使所得复合气凝胶的粒径减小, 比表面积增加, 微观结构更趋完善. 高温热处理后, Cu-SiO2中的铜物种仍高度分散于骨架网络中, 复合气凝胶显示出良好的热稳定性.

制备了系列金属氧化物催化剂, 研究了富氧条件下单一金属氧化物同时催化去除碳颗粒和NOx的活性, 考察了碳颗粒与催化剂之间的接触方式对催化活性的影响, 并分析了碳颗粒和NOx催化同时去除的路径. 结果表明, Cr、Mn、Co和Ni金属氧化物催化剂对碳颗粒和NOx同时去除具有较高的催化活性, 并且在催化剂与碳颗粒之间“松散接触”方式下依然具有较高的活性; 其同时催化去除碳颗粒和NOx的路径为, 催化剂催化NO氧化成NO2, NO2促进碳颗粒氧化去除, 而碳颗粒氧化的中间物CO还原NO, 促进NOx还原去除.

以十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)与正丁醇(n-butanol)形成的胶束为外模板, 采用微波法制备了SAPO-11分子筛微球.考察了CTAC浓度、晶化时间以及HF用量对SAPO-11分子筛形成的影响, 并利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、热分析(TG-DTA)、电子衍射能谱(EDS)和N2物理吸附等技术对所得产物进行了系统表征. 结果表明: 当c(CTAC)+c(n-butanol)=0.180 mol·L-1时可得到结晶度较高的SAPO-11分子筛微球; 延长反应时间, 所得产物结晶度逐渐提高; 适量的HF, 有助于分子筛中Si物种的取代以及分子筛微球的形成. 通过对比实验, 提出了离子胶束诱导微波合成SAPO-11分子筛微球的反应机理.

用溶胶-凝胶模板法合成了CoFe2O4/BaTiO3(CFO/BTO)复合纳米管, 管的直径约为100、200和300 nm, 其长度约为100 μm. X射线衍射(XRD)和选区电子衍射(SAED)都显示复合纳米管中同时存在尖晶石相的CoFe2O4 (CFO)和钙钛矿相的BaTiO3(BTO), 进一步的透射电子显微镜(TEM)研究证实合成的纳米复合物具有明显的管状结构. 磁、电研究表明, 该复合纳米管的磁性与纯CFO纳米管的磁性相当; 而铁电性与纯BTO纳米管的铁电性相当.

采用两步法以非离子型表面活性剂Tween 20为模板剂合成硅基介孔材料, 研究了pH对介孔材料结构的影响. 结果表明, 没有氟离子存在且模板剂浓度较低(约为2%(w))的条件下, 在弱酸性环境中(pH=3.32-4.26)可以制备有序的MSU-X类硅基介孔材料, 本研究中的简单合成体系有助于查明MSU-X合成机理. 对所得介孔材料测试表明, 在同样的合成体系中, 随着体系pH的变化, 所得硅基介孔材料的形貌和孔壁结构都发生了变化.

根据万有引力势与电势的关系式和系统的对比质电比(单位电量的质量)的物理意义, 定义了系统的强度电势——单位质量的电势. 研究表明, 元素电负性XSc与原子核在原子边界面上的强度电势Vic和价层电子电量qcj成线性关系. 采用回归分析法, 对周期表中除零族、氢及放射性元素之外的77种元素的Pauling电负性(XP)进行回归分析, 得到了一个无量纲的综合性的电负性计算公式, 相关系数(R=0.9844)和回归方程F检验的显著性水平(Sig.=0.0000)表明, XSc与Vic和qcj密切相关, 77种元素的拟合值与XP十分接近, 平均绝对误差仅为0.084; 并预测出较为合理的稀有气体元素的电负性. 用该式可以方便而更准确地计算除氢以外的所有元素的电负性; 同时也给出一条获取离子电负性和基团电负性的新途径.

用密度泛函理论B3LYP方法选取6-311+G(d,p)基组对烟酸-烟酸复合物进行了量子化学计算研究, 通过在相同水平下的频率振动分析发现了势能面上存在7个极小值点, 其最稳定构型1对应一N…H—O型强氢键, 其结合能在消除基组重叠误差后为-48.3 kJ·mol-1. 通过自然键轨道(NBO)分析, 研究了电荷转移及轨道相互作用. 通过自洽反应场(SCRF)理论中的极化连续模型(PCM)在介电常数分别为1.0(真空)、2.247(苯)、10.36(二氯乙烷)、20.7(丙酮)、32.63(甲醇)、78.39(水)的不同溶剂环境下重新优化烟酸复合物势能面上最稳定构型1, 研究了溶剂对烟酸复合物几何构型及结合能的影响. 发现溶剂化作用增大了烟酸复合物分子间的结合能, 导致N…H距离减小. 当溶液介电常数在1.0-32.63范围时, 溶剂效应十分显著, 当介电常数大于32.63后, 溶剂化作用趋于稳定.

采用真空热蒸发法在SiO2自组装单层膜上沉积金属锡, 制备了帽状锡纳米结构, 通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)仪和Cary 5000紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计对其表面形貌、结构以及光谱特性进行了研究和表征. 结果表明, 制备的复合纳米粒子呈帽状, 表面等离子共振峰位具有明显的可调谐性, 随二氧化硅粒径的增大或锡帽层厚度的增加, 表面等离子共振吸收峰向长波方向移动.

选择一种高活性模板剂通过简单的诱导组装工艺, 合成了结构均一有序的硫化汞一维纳米组装链, 该纳米链由直径约为30 nm的粒子组装而成, 长度约0.6-1.0 μm. 通过XRD、TEM、FT-IR、UV-Vis光谱等手段对产物结构进行了表征. UV-Vis实验结果发现, 产物具有良好的紫外吸收性能. 产物对荧光素具有灵敏的荧光猝灭效应, 预计在微观修饰、纳米器件、样品检测等领域具有潜在的应用价值. 同时还对产物的形成机理做了初步探讨.

提出并实施了反相微乳液为模板合成介孔聚合物的新方法. 通过考察氯仿/CTAB/水三元系反相微乳液的稳定性, 以及均相微乳液粒径变化规律, 得到了三元反相微乳液体系的稳定区域. 以(NH4)2S2O8为引发剂, 利用此反相微乳液为模板合成得到介孔聚苯乙烯材料. 产物的XRD图谱中有两个明显的衍射峰, 对应的晶面间距离d分别为2.6和1.3 nm, 1/d值之比等于1:2, 为层状结构. N2气吸附/脱附曲线表明大部分孔径为1.7 nm, 与动态光散射测得的微乳液液滴的尺寸相一致.

采用基于密度泛函理论的第一性原理, 针对PbZr0.5Ti0.5O3无氢和含氢的顺电相和铁电相的二层超晶胞, 分别计算了Ti沿c轴位移时体系总能量的变化、电子云密度分布和Ti—O、Zr—O和H—O的重叠布居数. 结果表明, 含氢铁电相的Ti—O键和Zr—O键相对无氢铁电相明显减弱, 氢氧之间较强的轨道杂化使它们趋于形成共价键; 晶格中氢氧键的钉扎效应使含氢情况下的顺电相能量始终低于铁电相能量, 说明氢的引入阻碍了PbZr0.5Ti0.5O3从立方顺电相到四方铁电相的相变, 并推断其为含氢气氛退火过程中PbZr0.5Ti0.5O3铁电性能下降的主要原因之一. 所得结果对于深入理解铁电材料在氮氢混合气氛退火后铁电性能下降的微观机制具有参考价值.

采用分子力学(MM)和分子动力学(MD)方法, 在250、300、350、400、450 K, 对固体推进剂端羟基聚丁二烯(HTPB)和铝晶胞不同晶面结构所组成的层模型在COMPASS力场下, 进行模拟计算, 求得结合能和静态力学性能(弹性系数、模量和泊松比). 模拟结果表明, 在400 K时HTPB与Al(011)面的结合能最大, 从综合力学性能优劣上看, 各个面从优到劣的排序为(011)>(221)>(001), HTPB与Al的结合能与力学性能具有对应关系, 结合能大的力学性能优异, 结合能小的力学性能较差.

结合本课题组的工作, 较系统地总结了近年来有关界面扩张流变技术在大分子/表面活性剂混合体系研究中的应用. 大量研究表明, 通过分析界面扩张粘弹性数据和界面弛豫过程的特征参数可以研究界面层微观性质, 从而阐明大分子/表面活性剂的相互作用机理, 这对实际生产和应用具有重要的指导意义.

在1 mol·L-1 LiPF6/碳酸乙烯酯(EC)+碳酸二甲酯(DMC)+碳酸甲乙酯(EMC)(EC、DMC、EMC体积比为1:1:1)电解液中加入体积比为2%的添加剂氟代碳酸乙烯酯(FEC), 用循环伏安法(CV)、扫描电镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、电化学阻抗谱(EIS)等方法, 研究了FEC 对锂离子电池性能及石墨化中间相碳微球(MCMB)电极/电解液界面性质的影响. 结果表明, 体积比2%FEC的添加可以抑制部分电解液溶剂的分解, 在MCMB电极表面形成一层性能优良的固体电解液相界面(SEI)膜, 降低了电池的阻抗, 明显提高了电池的比容量和循环稳定性.

采用布朗动力学的计算机模拟方法, 研究重力因素对于稀溶液中悬浮粒子聚集过程的影响. 通过在计算机模拟程序中加入和排除重力因素的影响, 对不同重力条件下的粒子团数量随时间的变化曲线进行对比研究, 得到了重力对溶液中的粒子团总数和不同大小的粒子团数量随时间变化的影响规律，可以总结为: 在聚集阶段初期，重力不影响粒子的聚集; 而在聚集阶段后期, 重力加快了粒子的聚集. 同时, 从动力学分析的角度出发, 对重力如何影响悬浮溶液中粒子聚集过程的机制也进行了更加深入的探讨.

分别在酸性和碱性溶液中, 结合旋转圆盘电极技术和电化学石英晶体微天平技术原位考察了钯铁合金催化剂对氧还原反应催化活性的稳定性. 发现在酸性溶液中, 钯铁合金催化剂对氧还原反应的催化活性不稳定, 原因是钯铁合金催化剂在酸性溶液中发生电化学/化学溶解; 在碱性溶液中, 覆盖在电极表面的钯铁合金催化剂的质量及电化学活性面积在电化学扫描过程中不发生明显变化, 保持对氧还原反应的催化活性, 证明钯铁合金催化剂在碱性介质中非常稳定.