纳米团簇的光电子能谱学和红外光解离谱学研究
发布时间：2024-12-09 23:13
硼及其化合物在纳米团簇和新材料设计等领域的应用潜能近年来越来越受到研究人员的关注,此外过渡金属氧化物在催化及燃料电池等领域的应用也日趋扩大。结合光电子能谱学实验和理论计算对硼团簇的研究已取得了系统性成果,特别是证实了含有六元孔洞的B36准平面碗状团簇和硼球烯B40团簇的存在。其次研究发现硼羰基是重要无机配体CN和CN-/CO的等电子体,前者可作为一种新型的无机配体。本论文基于硼团簇和过渡金属氧化物团簇的相关实验和理论研究结果对硼基团簇、金属掺杂硼氧团簇和金属氧化物羰基配合物等体系进行量子化学理论与气相谱学实验研究。论文理论研究了一例尺度最小的含硼氧六元杂环和硼羰基的二元团簇B4O4+,揭示了该团簇的成键本质及其结构与荷电态的密切关联。运用激光蒸发超声脉冲分子束技术制备了硼硫团簇、铝掺杂硼氧团簇以及钽氧化物羰基配合物气相团簇离子,并获得其光电子能谱或红外光解离光谱,然后结合理论计算确认了它们的结构,分析其电子特性和成键性质。主要研究内容如下:1.正离子B4O4+:π和σ双重芳香性结合Coalescence Kick(CK)搜索和第一性原理计算报道了正离子B4O4+团簇的全局极小结构、成键本...
【文章页数】：158 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 硼基团簇
1.1.1 硼团簇
1.1.2 金属掺杂硼团簇
1.1.3 硼氧团簇和硼硫团簇
1.1.3.1 硼氧团簇
1.1.3.2 硼硫团簇
1.1.4 金属掺杂硼氧团簇
1.2 过渡金属氧化物团簇
1.3 论文课题的选择、目的和内容
第二章 实验与理论研究方法
2.1 实验方法
2.1.1 阴离子光电子能谱
2.1.2 红外光解离光谱
2.1.3 红外光解离实验系统
2.1.4 红外光解离实验试剂与材料
2.2 理论研究方法
2.2.1 从头算方法
2.2.2 密度泛函理论
2.2.3 色散校正的密度泛函理论
2.2.4 含时密度泛函理论方法
2.3 本论文中相关的程序与具体研究方法
2.3.1 全局极小结构搜索
2.3.2 结构优化与频率计算
2.3.3 理论ADE和VDE计算
2.3.4 分子轨道和自然轨道分析
2.3.5 适配性自然密度划分成键分析
2.3.6 核独立化学位移
第三章 B4O4
+团簇的结构及成键
3.1 研究背景
3.2 理论计算方法
3.3 理论结果
3.3.1 全局极小结构
3.3.2 候选异构体结构
3.4 结果讨论
3.4.1 六边形B4O4
+团簇:硼氧化合物中B3O3环的形成
3.4.2 π和σ双重芳香性:B4O4
+ vs C6H3
+
3.4.3 B4O4
+/0/-:构型与电荷状态的关系
3.4.4 1988年“猜想型”结构:准线性C2h B4O4
+
3.5 本章小结
第四章 硼硫团簇的光电子能谱实验和理论研究
4.1 研究背景
4.2 研究方法
4.2.1 光电子能谱测定
4.2.2 理论计算方法
4.3 光电子能谱结果
4.4 理论结果
4.5 实验与理论结果对比
4.6 成键分析讨论
4.7 超卤素:B2Sn
-(n=2-7)团簇对应的中性结构
4.8 本章小结
第五章 三元Al-B-O团簇的光电子能谱实验和理论研究
5.1 研究背景
5.2 研究方法
5.2.1 光电子能谱测定
5.2.2 理论计算方法
5.3 光电子能谱结果
5.4 AlnBO2
-/0(n=2,3)理论结果
5.4.1 Al2BO2
-和Al2BO2团簇低能量异构体
5.4.2 Al3BO2
-和Al3BO2团簇低能量异构体
5.4.3 AlnBO2
-/0(n=2,3)团簇全局极小结构的键长
5.5 实验与理论结果对比
5.6 成键分析讨论
5.7 三元Al-B-O团簇中Al与B原子的竞争性氧化
5.8 本章小结
第六章 TaO(CO)n
+ (n=3-8)团簇的红外光解离实验和理论研究
6.1 研究背景
6.2 红外光解离光谱测定和分析
6.3 理论计算与实验结果对比
6.4 成键分析讨论
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 本论文主要结论与创新点
7.2 创新点
7.3 工作展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人简况及联系方式
本文编号：4015220
【文章页数】：158 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 硼基团簇
1.1.1 硼团簇
1.1.2 金属掺杂硼团簇
1.1.3 硼氧团簇和硼硫团簇
1.1.3.1 硼氧团簇
1.1.3.2 硼硫团簇
1.1.4 金属掺杂硼氧团簇
1.2 过渡金属氧化物团簇
1.3 论文课题的选择、目的和内容
第二章 实验与理论研究方法
2.1 实验方法
2.1.1 阴离子光电子能谱
2.1.2 红外光解离光谱
2.1.3 红外光解离实验系统
2.1.4 红外光解离实验试剂与材料
2.2 理论研究方法
2.2.1 从头算方法
2.2.2 密度泛函理论
2.2.3 色散校正的密度泛函理论
2.2.4 含时密度泛函理论方法
2.3 本论文中相关的程序与具体研究方法
2.3.1 全局极小结构搜索
2.3.2 结构优化与频率计算
2.3.3 理论ADE和VDE计算
2.3.4 分子轨道和自然轨道分析
2.3.5 适配性自然密度划分成键分析
2.3.6 核独立化学位移
第三章 B4O4
+团簇的结构及成键
3.1 研究背景
3.2 理论计算方法
3.3 理论结果
3.3.1 全局极小结构
3.3.2 候选异构体结构
3.4 结果讨论
3.4.1 六边形B4O4
+团簇:硼氧化合物中B3O3环的形成
3.4.2 π和σ双重芳香性:B4O4
+ vs C6H3
+
+/0/-:构型与电荷状态的关系
3.4.4 1988年“猜想型”结构:准线性C2h B4O4
+
第四章 硼硫团簇的光电子能谱实验和理论研究
4.1 研究背景
4.2 研究方法
4.2.1 光电子能谱测定
4.2.2 理论计算方法
4.3 光电子能谱结果
4.4 理论结果
4.5 实验与理论结果对比
4.6 成键分析讨论
4.7 超卤素:B2Sn
-(n=2-7)团簇对应的中性结构
4.8 本章小结
第五章 三元Al-B-O团簇的光电子能谱实验和理论研究
5.1 研究背景
5.2 研究方法
5.2.1 光电子能谱测定
5.2.2 理论计算方法
5.3 光电子能谱结果
5.4 AlnBO2
-/0(n=2,3)理论结果
5.4.1 Al2BO2
-和Al2BO2团簇低能量异构体
5.4.2 Al3BO2
-和Al3BO2团簇低能量异构体
5.4.3 AlnBO2
-/0(n=2,3)团簇全局极小结构的键长
5.5 实验与理论结果对比
5.6 成键分析讨论
5.7 三元Al-B-O团簇中Al与B原子的竞争性氧化
5.8 本章小结
第六章 TaO(CO)n
+ (n=3-8)团簇的红外光解离实验和理论研究
6.1 研究背景
6.2 红外光解离光谱测定和分析
6.3 理论计算与实验结果对比
6.4 成键分析讨论
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 本论文主要结论与创新点
7.2 创新点
7.3 工作展望
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人简况及联系方式
本文编号：4015220
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