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高等学校化学学报 2022年第1期43卷 114-119页

作者：陈崇安杨国昱北京理工大学化学与化工学院原子分子簇科学教育部重点实验室北京102488

以碱金属和碱土金属为模板,在溶剂热条件下合成了两种具有深紫外吸收特性的硼酸盐Na2Ba·[B5O8(OH)]2·2H2O(1)和KSr[B5O8(OH)2](2),并利用单晶X射线衍射(SCXRD)、粉末X射线衍射(PXRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、紫外-可见吸收光谱(UV... 详细信息

以碱金属和碱土金属为模板,在溶剂热条件下合成了两种具有深紫外吸收特性的硼酸盐Na2Ba·[B5O8(OH)]2·2H2O(1)和KSr[B5O8(OH)2](2),并利用单晶X射线衍射(SCXRD)、粉末X射线衍射(PXRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和热重分析(TG)等手段对化合物的结构和性能进行了研究.结果表明,化合物1可归属于单斜晶系P2/c空间群,结构中四连接的B5O10(OH)簇单元通过共氧连接形成含有两种9-元环窗口的二维层;化合物2结晶于单斜晶系C2/c空间群,结构中四连接的B5O10(OH)2簇单元则通过共氧交替连接构筑了罕见的含有8-/12-元环孔道的二维褶皱层.两种基于B5On(n=11,12)簇单元构筑的化合物均具有低于200 nm的深紫外吸收边,在紫外/深紫外区具有潜在的应用价值.

关键词：硼氧团簇溶剂热合成层状结构短边吸收

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BE(E=O,S)低维材料的理论研究

BE(E=O,S)低维材料的理论研究

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作者：刘洋西北农林科技大学

学位级别：硕士

自碳纳米材料被发现以来,随着实验技术和理论计算方法的发展,纳米材料的研究也在不断深入。目前,纳米平面结构和纳米团簇的研究成为纳米科技领域的研究热点。由于硼原子的特殊性,硼烷纳米材料作为新的材料备受关注。近十几年人们对硼氧... 详细信息

自碳纳米材料被发现以来,随着实验技术和理论计算方法的发展,纳米材料的研究也在不断深入。目前,纳米平面结构和纳米团簇的研究成为纳米科技领域的研究热点。由于硼原子的特殊性,硼烷纳米材料作为新的材料备受关注。近十几年人们对硼氧纳米材料的研究越来越多,但是对于纳米平面结构和硼氧纳米团簇的研究却相对较少,因此本课题组近几年专注于硼氧和硼硫纳米材料的研究。本论文主要基于密度泛函理论计算对BE(E=O,S)低维聚合材料进行理论研究。本论文共分六章。第一章简单介绍了纳米材料、团簇及纳米管的结构、性质、研究现状及研究意义。第二章介绍了密度泛函理论,对密度泛函理论的主要组成部分做了重点介绍。第三章在平面(BO)材料的研究基础上,展开了对硼氧纳米团簇的研究。实验通过B3LYP/DZP水平计算预测了BO的笼状(球状)寡聚物,笼状(球状)寡聚物多面体通过边缘中点的B-B键和连接顶点的三个氧原子构建。这种笼状寡聚物(低聚物)的稳定性在很大程度上取决于对应的多面体BO(n=3,4,5)表面腔。研究发现所有这样的多面体低聚物比相应的平面结构具有更大的共聚能(E’s),除了具有极高张力的最小(BO)四面体,其产生的原因源于该笼状结构是高度扭曲的结构,以及由于共平面内三个氧原子之间的电子排斥引起的应变的BO空腔。具有最高共聚能的(BO)球体包括具有BO空腔的五边形十二面体(BO)(c-B),具有BO空腔的截短的八面体(BO)(t-B-2)和具有BO空腔的截短的二十面体(BO)(t-B)。然而,较小的(BO)低聚物也将展出具有BO或甚至BO空腔的笼状结构,因为它们具有大的共聚能E(s)。第四章通过对锯齿型纳米管、扶手椅型纳米管和手性结构纳米管三种硼氧纳米管进行优化和计算,得出锯齿型纳米管的稳定性是最好的。在此基础上,研究了锯齿型纳米管的结构演化过程。在演变过程中对锯齿型纳米管的几何结构和电子特性进行了研究,结果表明随着纳米管中BO结构单元数目的增加,纳米管长度和直径的增长,纳米管的稳定性越来越高,最后实验预计硼氧纳米管的共聚能(E)趋向于一个固定值(70.00kcal/mol)。第五章着重研究了一系列(BS)聚合物结构,由于S原子和O原子同属第六主族,硫化硼簇具有与氧化硼簇相似的几何形状和电子结构。本章基于密度泛函理论研究了一硫化硼聚合物通过硼硫二聚体(S≡B-B≡S)合成低密度多孔聚合物(BS)材料的理论机制细节。第六章对本文的总结与展望。本文重点研究了BE(E=O,S)低密度多孔聚合物材料的理论合成机制。实验结果为探究BE(E=O,S)纳米材料提供了理论指导,并对本研究的后续可持续工作做了展望。

关键词：密度泛函理论硼氧团簇稳定性共聚能

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B_(7)O_(8)中性及阴离子团簇的结构与性质研究

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山东化工 2022年第16期51卷 39-41,44页

作者：张彬张慧芮文娟徐秋红滨州学院化工与安全学院山东滨州256603

利用Gaussian 16程序,采用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,B和O采用6-311+G(d,p)基组,探究了B_(7)O_(8)中性及阴离子团簇的结构和性质。结果表明:B_(7)O_(8)中性和阴离子团簇的最稳定结构不同,B_(7)O_(8)(C_(1),^(2)A)中性团簇是由一个B_(3)O_(3)六元环,环上B原子各连接一个B_(2)O_(2)、BO_(2)和BO单元构成;而B_(7)O_(8)-(C_(2v),^(1)A_(1))阴离子团簇则是一个三环系统,由B_(4)O_(2)六元环两侧各毗邻一个B_(3)O_(2)五元环构成。自然键轨道(NBO)计算结果表明:B_(7)O_(8)和B_(7)O_(8)-最稳定结构的正电荷主要集中在B上,而负电荷主要集中在O上,说明了B的缺电子性和O的富电子性。模拟了B_(7)O_(8)最稳定结构的红外吸收光谱(IR)。

关键词：硼氧团簇密度泛函理论中性团簇阴离子团簇

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氧合团簇化学

氧合团簇化学

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中国化学会第十五届固态化学与无机合成学术会议

作者：杨国昱原子分子簇科学教育部重点实验室北京理工大学化学与化工学院

本文将介绍课题组近两年来在过渡金属氧合团簇、稀土氧合团簇、稀土锗氧团簇及硼氧团簇等氧合团簇化学领域取得的相关进展。

关键词：过渡金属氧簇稀土氧簇稀土锗氧团簇硼氧团簇

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