納米團簇的光電子能譜學和紅外光解離譜學研究
發(fā)布時間：2024-12-09 23:13
硼及其化合物在納米團簇和新材料設計等領域的應用潛能近年來越來越受到研究人員的關注,此外過渡金屬氧化物在催化及燃料電池等領域的應用也日趨擴大。結合光電子能譜學實驗和理論計算對硼團簇的研究已取得了系統(tǒng)性成果,特別是證實了含有六元孔洞的B36準平面碗狀團簇和硼球烯B40團簇的存在。其次研究發(fā)現(xiàn)硼羰基是重要無機配體CN和CN-/CO的等電子體,前者可作為一種新型的無機配體。本論文基于硼團簇和過渡金屬氧化物團簇的相關實驗和理論研究結果對硼基團簇、金屬摻雜硼氧團簇和金屬氧化物羰基配合物等體系進行量子化學理論與氣相譜學實驗研究。論文理論研究了一例尺度最小的含硼氧六元雜環(huán)和硼羰基的二元團簇B4O4+,揭示了該團簇的成鍵本質及其結構與荷電態(tài)的密切關聯(lián)。運用激光蒸發(fā)超聲脈沖分子束技術制備了硼硫團簇、鋁摻雜硼氧團簇以及鉭氧化物羰基配合物氣相團簇離子,并獲得其光電子能譜或紅外光解離光譜,然后結合理論計算確認了它們的結構,分析其電子特性和成鍵性質。主要研究內容如下:1.正離子B4O4+:π和σ雙重芳香性結合Coalescence Kick(CK)搜索和第一性原理計算報道了正離子B4O4+團簇的全局極小結構、成鍵本...
【文章頁數(shù)】：158 頁
【學位級別】：博士
【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 硼基團簇
1.1.1 硼團簇
1.1.2 金屬摻雜硼團簇
1.1.3 硼氧團簇和硼硫團簇
1.1.3.1 硼氧團簇
1.1.3.2 硼硫團簇
1.1.4 金屬摻雜硼氧團簇
1.2 過渡金屬氧化物團簇
1.3 論文課題的選擇、目的和內容
第二章 實驗與理論研究方法
2.1 實驗方法
2.1.1 陰離子光電子能譜
2.1.2 紅外光解離光譜
2.1.3 紅外光解離實驗系統(tǒng)
2.1.4 紅外光解離實驗試劑與材料
2.2 理論研究方法
2.2.1 從頭算方法
2.2.2 密度泛函理論
2.2.3 色散校正的密度泛函理論
2.2.4 含時密度泛函理論方法
2.3 本論文中相關的程序與具體研究方法
2.3.1 全局極小結構搜索
2.3.2 結構優(yōu)化與頻率計算
2.3.3 理論ADE和VDE計算
2.3.4 分子軌道和自然軌道分析
2.3.5 適配性自然密度劃分成鍵分析
2.3.6 核獨立化學位移
第三章 B4O4
+團簇的結構及成鍵
3.1 研究背景
3.2 理論計算方法
3.3 理論結果
3.3.1 全局極小結構
3.3.2 候選異構體結構
3.4 結果討論
3.4.1 六邊形B4O4
+團簇:硼氧化合物中B3O3環(huán)的形成
3.4.2 π和σ雙重芳香性:B4O4
+ vs C6H3
+
3.4.3 B4O4
+/0/-:構型與電荷狀態(tài)的關系
3.4.4 1988年“猜想型”結構:準線性C2h B4O4
+
3.5 本章小結
第四章 硼硫團簇的光電子能譜實驗和理論研究
4.1 研究背景
4.2 研究方法
4.2.1 光電子能譜測定
4.2.2 理論計算方法
4.3 光電子能譜結果
4.4 理論結果
4.5 實驗與理論結果對比
4.6 成鍵分析討論
4.7 超鹵素:B2Sn
-(n=2-7)團簇對應的中性結構
4.8 本章小結
第五章 三元Al-B-O團簇的光電子能譜實驗和理論研究
5.1 研究背景
5.2 研究方法
5.2.1 光電子能譜測定
5.2.2 理論計算方法
5.3 光電子能譜結果
5.4 AlnBO2
-/0(n=2,3)理論結果
5.4.1 Al2BO2
-和Al2BO2團簇低能量異構體
5.4.2 Al3BO2
-和Al3BO2團簇低能量異構體
5.4.3 AlnBO2
-/0(n=2,3)團簇全局極小結構的鍵長
5.5 實驗與理論結果對比
5.6 成鍵分析討論
5.7 三元Al-B-O團簇中Al與B原子的競爭性氧化
5.8 本章小結
第六章 TaO(CO)n
+ (n=3-8)團簇的紅外光解離實驗和理論研究
6.1 研究背景
6.2 紅外光解離光譜測定和分析
6.3 理論計算與實驗結果對比
6.4 成鍵分析討論
6.5 本章小結
第七章 總結與展望
7.1 本論文主要結論與創(chuàng)新點
7.2 創(chuàng)新點
7.3 工作展望
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果
致謝
個人簡況及聯(lián)系方式
本文編號：4015220
【文章頁數(shù)】：158 頁
【學位級別】：博士
【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 硼基團簇
1.1.1 硼團簇
1.1.2 金屬摻雜硼團簇
1.1.3 硼氧團簇和硼硫團簇
1.1.3.1 硼氧團簇
1.1.3.2 硼硫團簇
1.1.4 金屬摻雜硼氧團簇
1.2 過渡金屬氧化物團簇
1.3 論文課題的選擇、目的和內容
第二章 實驗與理論研究方法
2.1 實驗方法
2.1.1 陰離子光電子能譜
2.1.2 紅外光解離光譜
2.1.3 紅外光解離實驗系統(tǒng)
2.1.4 紅外光解離實驗試劑與材料
2.2 理論研究方法
2.2.1 從頭算方法
2.2.2 密度泛函理論
2.2.3 色散校正的密度泛函理論
2.2.4 含時密度泛函理論方法
2.3 本論文中相關的程序與具體研究方法
2.3.1 全局極小結構搜索
2.3.2 結構優(yōu)化與頻率計算
2.3.3 理論ADE和VDE計算
2.3.4 分子軌道和自然軌道分析
2.3.5 適配性自然密度劃分成鍵分析
2.3.6 核獨立化學位移
第三章 B4O4
+團簇的結構及成鍵
3.1 研究背景
3.2 理論計算方法
3.3 理論結果
3.3.1 全局極小結構
3.3.2 候選異構體結構
3.4 結果討論
3.4.1 六邊形B4O4
+團簇:硼氧化合物中B3O3環(huán)的形成
3.4.2 π和σ雙重芳香性:B4O4
+ vs C6H3
+
+/0/-:構型與電荷狀態(tài)的關系
3.4.4 1988年“猜想型”結構:準線性C2h B4O4
+
第四章 硼硫團簇的光電子能譜實驗和理論研究
4.1 研究背景
4.2 研究方法
4.2.1 光電子能譜測定
4.2.2 理論計算方法
4.3 光電子能譜結果
4.4 理論結果
4.5 實驗與理論結果對比
4.6 成鍵分析討論
4.7 超鹵素:B2Sn
-(n=2-7)團簇對應的中性結構
4.8 本章小結
第五章 三元Al-B-O團簇的光電子能譜實驗和理論研究
5.1 研究背景
5.2 研究方法
5.2.1 光電子能譜測定
5.2.2 理論計算方法
5.3 光電子能譜結果
5.4 AlnBO2
-/0(n=2,3)理論結果
5.4.1 Al2BO2
-和Al2BO2團簇低能量異構體
5.4.2 Al3BO2
-和Al3BO2團簇低能量異構體
5.4.3 AlnBO2
-/0(n=2,3)團簇全局極小結構的鍵長
5.5 實驗與理論結果對比
5.6 成鍵分析討論
5.7 三元Al-B-O團簇中Al與B原子的競爭性氧化
5.8 本章小結
第六章 TaO(CO)n
+ (n=3-8)團簇的紅外光解離實驗和理論研究
6.1 研究背景
6.2 紅外光解離光譜測定和分析
6.3 理論計算與實驗結果對比
6.4 成鍵分析討論
6.5 本章小結
第七章 總結與展望
7.1 本論文主要結論與創(chuàng)新點
7.2 創(chuàng)新點
7.3 工作展望
參考文獻
攻讀學位期間取得的研究成果
致謝
個人簡況及聯(lián)系方式
本文編號：4015220
本文鏈接：http://sikaile.net/shoufeilunwen/gckjbs/4015220.html
