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具有膦配体的异核d^(10)-d^8配合物结构:Au-Pt配合物激发态性质的理论研究

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化学学报 2009年第1期67卷 27-32页

作者：郭元茹潘清江东北林业大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 黑龙江大学化学化工与材料学院物理化学实验室哈尔滨150080

采用MP2和DFT方法优化一系列d10-d8配合物,[MM'(CN)2(PH2CH2PH2)2]+[M=AuI,M′=PtII(1),PdII(2),NiII(3);M'=PtII,M=AgI(4),CuI(5)]的基态结构,其中BH&H方法得到的金属间距离最接近相应的实验值.对于经典Au-Pt配合物:使用多种方法优化[AuPt(CN)2(PMe2CH2PMe2)2]+(1Me)的结构以验证取代基近似的合理性,采用单激发组态相互作用方法优化了1的两个低能三重激发态并且考查了环境效应(抗衡离子和溶剂分子)对其较低能激发态发射光谱的影响.计算结果显示1的两个低能三重激发态分别产生399和234nm发射,属于金属中心(Metal-centered,MC)跃迁和分子内电荷转移(Intramolecular Charge Transfer,ICT)的混合性质;由于电子激发到成键轨道,使得激发态金属间距离相对基态变短;环境效应使得较低能的MC/ICT激发态的发射光谱红移,如1·ClO的发射在473nm处,与实验测得[AuPt(CN)2(PCy2CH2PCy2)2]·ClO4的451nm固体发射相对应.

关键词：异核d^10-d^8配合物激发态环境效应从头算和密度泛函方法

木质素磺酸钠/三聚氰胺甲醛微球泡沫的制备及表征

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复合材料学报 2018年第9期35卷 2362-2368页

作者：尹伟明蒋金婷樊星郭元茹韩世岩东北林业大学材料科学与工程学院哈尔滨150040

利用价格低廉的木质素磺酸钠作为添加剂,制备了具有微球结构的木质素磺酸钠/三聚氰胺甲醛(LS/MF)微球泡沫。采用FTIR研究了微球泡沫固化过程中时间的变化,分析其固化过程,并结合理论计算分析了LS与MF的交联反应机制,研究了LS的添加含量... 详细信息

利用价格低廉的木质素磺酸钠作为添加剂,制备了具有微球结构的木质素磺酸钠/三聚氰胺甲醛(LS/MF)微球泡沫。采用FTIR研究了微球泡沫固化过程中时间的变化,分析其固化过程,并结合理论计算分析了LS与MF的交联反应机制,研究了LS的添加含量对所制备的LS/MF微球泡沫性能的影响,利用SEM分析了LS/MF微球泡沫的微观形貌。研究表明:添加LS制备的泡沫微球尺寸均匀,直径在3μm左右,并具有二级结构,大的微球表面有大量的200nm左右的小微球粒子产生;LS含量为15wt%时,所制备的LS/MF微球泡沫的性能最佳,此时LS/MF泡沫的导热系数低至0.0216 W(m·K)^(-1),比未添加LS的MF泡沫降低了20%。因此,利用LS替代多聚甲醛制备的LS/MF微球泡沫具有更优异的保温性能,且方法简单,成本低廉,具有潜在的应用前景。

关键词：三聚氰胺甲醛微球泡沫木质素磺酸钠保温性热稳定性

铜掺杂与氮化碳复合氧化锌材料结构和二氧化氮气体传感性质的密度泛函理论计算

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化学学报 2023年第11期81卷 1493-1499页

作者：王娟肖华敏谢丁郭元茹潘清江黑龙江大学功能无机材料化学教育部重点实验室化学化工与材料学院哈尔滨150080 东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室材料科学与工程学院哈尔滨150040

氮氧化物已引发环境污染和危害人类健康等诸多问题.然而,氧化锌基传感器件在监测时存在响应和恢复时间长、核心材料和传感反应过程中间体结构不明确、传感机制不清楚等缺点.为应对这些挑战,采用了全电子密度泛函理论探索铜掺杂氧化锌(... 详细信息

氮氧化物已引发环境污染和危害人类健康等诸多问题.然而,氧化锌基传感器件在监测时存在响应和恢复时间长、核心材料和传感反应过程中间体结构不明确、传感机制不清楚等缺点.为应对这些挑战,采用了全电子密度泛函理论探索铜掺杂氧化锌(标记为ZOC)及其复合物材料的结构和对NO_(2)的传感反应;计算了复合物ZOC/CN和ZOC/Gr,并与纯ZnO进行对比,其中CN和Gr分别代表二维材料石墨型氮化碳和石墨烯.计算显示, ZOC具有Cu-Zn杂核双金属活性吸附位点;铜的引入增大了金属成分对最前线占据轨道贡献,使得ZOC可同时通过Cu/Zn-O供体作用和反馈供体作用吸附NO_(2);其吸附自由能相比ZnO增大0.27 eV.这很好地解释了铜掺杂氧化锌有更快NO_(2)响应时间的实验结果.进一步复合CN能够提高NO_(2)传感性能:ZOC/CN具有最大的NO_(2)吸附能、很小的吸附第二个NO_(2)上坡能(决速步)和较大的硝酸盐生成能.通过电子结构、反应能和界面相互作用计算,揭示了传感NO_(2)的反应机制.本工作为理解金属掺杂和材料复合等合成策略以及筛选有潜质敏感材料奠定了理论基础.

关键词： ZnO基敏感材料金属掺杂与二维材料复合 Cu-Zn双金属活性位点热力学反应与界面性质传感机制密度泛函理论计算

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芳胺类光敏材料光谱性质的理论研究

黑龙江大学自然科学学报 2008年第2期25卷 183-186页

作者：郭元茹袁福龙东北林业大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 黑龙江大学化学化工与材料学院哈尔滨150080

了解芳胺类分子电子性质是理解其作为光敏材料、发光材料应用和进行分子设计的起点。采用DFT方法研究了3个芳胺类光敏剂的分子结构和光谱性质。B3LYP/6-311G**方法的频率计算表明,这些结构处于势能面的极小值点,是热力学稳定结构。在TD-... 详细信息

了解芳胺类分子电子性质是理解其作为光敏材料、发光材料应用和进行分子设计的起点。采用DFT方法研究了3个芳胺类光敏剂的分子结构和光谱性质。B3LYP/6-311G**方法的频率计算表明,这些结构处于势能面的极小值点,是热力学稳定结构。在TD-DFT(Timede-pendent Density Functional Theory)方法和PCM(Polarized Continuum Model)模型理论级别下计算了分子在CH2Cl2溶液中的电子吸收光谱。计算揭示化合物中N原子以p(π)电子与苯环形成共轭关系,从而有利于电子在整个分子范围内的移动;通过激发态波函数分析,把最低能吸收谱带归属为π→π*电子跃迁性质。

关键词：芳胺类光敏剂光谱性质溶剂化效应 DFT方法

磁性Fe_3O_4微球的溶剂热法合成及光芬顿性能优化

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哈尔滨工业大学学报 2017年第8期49卷 90-97页

作者：梁大鑫张巨擘郑恺邸明宇郭元茹王威东北林业大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 城市水资源与水环境国家重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090

为探究Fe_3O_4微球的光芬顿性能,在200℃条件下,利用溶剂热法成功制备出具有较好分散性、平均粒径(200±0.5)nm的Fe_3O_4微球,并通过对其原料配比的探究进行样品优化.该合成方法所制备出的Fe_3O_4微球在Photo-Fenton降解亚甲基蓝方面有... 详细信息

为探究Fe_3O_4微球的光芬顿性能,在200℃条件下,利用溶剂热法成功制备出具有较好分散性、平均粒径(200±0.5)nm的Fe_3O_4微球,并通过对其原料配比的探究进行样品优化.该合成方法所制备出的Fe_3O_4微球在Photo-Fenton降解亚甲基蓝方面有优秀的性能,降解率达95%甚至以上.此外,Fe_3O_4微球具有易回收的优点,仅利用磁场即可将其分离,且回收率超过85%甚至90%.利用回收后的Fe_3O_4微球探究其重复利用率,结果表明,重复利用过程中样品催化降解效率与第一次使用时几乎相同.本研究探究了该样品降解亚甲基蓝的最佳反应条件,其中当反应体系中加入15 mL过氧化氢且为酸性环境下降解效率达到最大.

关键词：磁性 Fe3O4微球光芬顿降解溶剂热

多金属氧酸盐α-K_7[SiW_9Co_3(OH_2)_3O_(37)]催化降解碱木质素

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东北林业大学学报 2008年第12期36卷 62-63,75页

作者：李志娜方桂珍郭元茹任世学生物质材料科学与技术教育部重点实验室(东北林业大学) 哈尔滨150040

以keggin结构多金属氧酸盐α-K_7[SiW_9Co_3(OH_2)_3O_(37)]为催化剂,在乙醇—水溶液中降解麦草碱木质素,通过高效液相色谱和化学官能团测定等手段研究了多金属氧酸盐对麦草碱木质素相对分子质量和反应活性的影响。结果表明,降解后的木... 详细信息

以keggin结构多金属氧酸盐α-K_7[SiW_9Co_3(OH_2)_3O_(37)]为催化剂,在乙醇—水溶液中降解麦草碱木质素,通过高效液相色谱和化学官能团测定等手段研究了多金属氧酸盐对麦草碱木质素相对分子质量和反应活性的影响。结果表明,降解后的木质素分散度增大,高相对分子质量部分的木质素质量分数减少,低相对分子质量部分的木质素质量分数增加。反应时间越长碱木质素降解的程度越高,其重均相对分子质量(mw)与数均相对分子质量(mn)最大可降低20.46%和43.27%;降解后木质素的酚羟基与总羟基质量分数均增加,其中总羟基质量分数比原料增加94.80%。

关键词：碱木质素多金属氧酸盐催化降解

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银松素类衍生物分子的几何结构和光谱性质

东北林业大学学报 2008年第2期36卷 65-68页

作者：郭元茹方桂珍侯健刘志明东北林业大学哈尔滨150040

采用密度泛函理论（Density functional theory，DFT）方法研究了7个银松素衍生物分子的结构和光谱性质。在B3LYP／6—311G＊＊理论级别上优化了它们的几何结构，通过频率计算拟合了分子的红外振动光谱：具有共轭芳烃特征的银松素衍生... 详细信息

采用密度泛函理论（Density functional theory，DFT）方法研究了7个银松素衍生物分子的结构和光谱性质。在B3LYP／6—311G＊＊理论级别上优化了它们的几何结构，通过频率计算拟合了分子的红外振动光谱：具有共轭芳烃特征的银松素衍生物体系在1650—1450cm^-1具有高红外活性的苯环伸缩振动峰，而双键在1690cm^-1附近的特征伸缩振动是偶级对称振动，不产生高强度红外光谱吸收峰；在高频区（3830cm^-1）观察到羟基的O—H键伸缩振动谱带。采用含时密度泛函理论（Time-dependent Density functional theory，TD—DFT）方法和极化连续介质模型（Polarized Continuum Model，PCM）计算了上述分子在CHCl3溶液中的电子吸收光谱，计算揭示吸收谱带以π→π＊跃迁为主，羟基和甲氧基的引入仅起修饰作用。

关键词： DFT方法银松素衍生物振动光谱电子吸收光谱

以碱木质素胺盐为模板制备纳米二氧化钛及其光催化性能研究

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森林工程 2015年第3期31卷 54-56,62页

作者：时金金郭元茹潘清江东北林业大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 黑龙江大学化学化工与材料学院哈尔滨150080

为提高制浆造纸工业废水中的木质素的利用率,以减少对环境的污染,利用碱木质素改性制备了两种木质素胺盐,并以这两种木质素胺盐为模板剂,通过水热合成法制备了二氧化钛纳米粒子。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TE... 详细信息

为提高制浆造纸工业废水中的木质素的利用率,以减少对环境的污染,利用碱木质素改性制备了两种木质素胺盐,并以这两种木质素胺盐为模板剂,通过水热合成法制备了二氧化钛纳米粒子。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和BET比表面积分析等手段对制得的二氧化钛纳米粒子进行表征测试。结果表明：以木质素的乙二胺盐和三甲胺盐所制得的二氧化钛纳米粒子的粒径分别为15~25 nm和20~35 nm,粒子分散均匀,两种样品的比表面积分别为104.2 m^2/g和71.7 m^2/g。通过在紫外光下催化降解罗丹明B考察了所制备的二氧化钛的光催化活性,实验结果表明所制备的二氧化钛具有与P25相当的光催化活性。

关键词：碱木质素胺盐二氧化钛光催化水热合成法

微晶纤维素辅助制备C-TiO2复合材料及其对Cd2+的吸附性能

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复合材料学报 2020年第2期37卷 415-421页

作者：王瑞佳聂敬恒樊源源李楠闫兴磊商旭婷张继国潘清江郭元茹东北林业大学材料科学与工程学院生物质材料科学与技术教育部重点实验室

采用溶胶-凝胶法,利用微晶纤维素(CMC)辅助制备了C-TiO2复合材料,并对其进行了结构、组成和形貌的分析。XRD分析结果表明,所制备的C-TiO2复合材料样品为具有较高的结晶度的锐钛矿相TiO2和石墨碳的复合材料;SEM、 TEM和XPS分析表明, CMC... 详细信息

采用溶胶-凝胶法,利用微晶纤维素(CMC)辅助制备了C-TiO2复合材料,并对其进行了结构、组成和形貌的分析。XRD分析结果表明,所制备的C-TiO2复合材料样品为具有较高的结晶度的锐钛矿相TiO2和石墨碳的复合材料;SEM、 TEM和XPS分析表明, CMC在C-TiO2复合材料的制备中起到双重作用:既是复合材料中C的前驱体,同时会增大所制备的TiO2的分散程度。同时,利用Cd2+考察了C-TiO2复合材料样品对重金属离子的吸附能力。实验表明,与未添加CMC的TiO2相比,所制备的C-TiO2复合材料对重金属离子具有很好的吸附性能,吸附量达到37.15 mg·g-1,是未添加CMC的平衡吸附量(17.32 mg·g-1)的214.5%。C-TiO2优异的吸附性能将使其在Cd2+的污水处理上具有很好的应用前景。

关键词：微晶纤维素碳(C) TiO2 镉离子吸附