Bi4B2O9晶体及其熔体结构的高温原位拉曼光谱研究

利用密度泛函理论计算了Bi₄B₂O₉晶体的常温拉曼光谱, 并通过与实验拉曼光谱对比, 对其振动模式进行了归属. 利用高温原位拉曼光谱研究了Bi₄B₂O₉从常温到750 ℃升温过程中微结构的变化. 随着温度的升高, 晶体的平均键长变长, 键角分布变宽, 熔化后晶体中的BiO₄和BiO₅多面体解体, BO₃构型则保持三配位不变. 运用量子化学从头算法模拟了Bi₄B₂O₉的熔体结构并与实验拉曼光谱进行了对比分析, 发现在Bi₄B₂O₉熔体中B原子团簇为孤立的BO₃构型, Bi ³⁺游离于BO₃之间, 并结合未参与形成BO₃的O原子起到平衡电荷的作用.     

Na_2O-Al_2O_3二元系团簇微结构与特征拉曼振动波数的相关性

针对含铝四配位Na_2O-Al_2O_3二元系熔体团簇结构,构建了九种团簇模型,并对其拉曼振动波数和散射活性进行了密度泛函理论(DFT)计算。微结构的命名参考了硅酸盐体系的命名规则~([1]),其中Al-O四面体简记为Qi(i为桥氧数)。分析表明,Na_2O-Al_2O_3二元系团簇中Q_2和Q_3微结构单元中Al-O_(nb)(non-bridging oxygen,即非桥氧)键对称伸缩振动波数随其键长呈现线性相关性。Q_2和Q_3微结构中铝氧键长随着参与成环铝氧四面体的数目的增加而增加,这些相关性有助于Na_2O-Al_2O_3二元系熔体中铝氧四面体连接方式及团簇的诊断和鉴别。     

CaF2-Al2O3-MgO电渣微结构的原位拉曼光谱及27Al魔角旋转核磁共振研究

运用原位拉曼光谱和 ²⁷Al魔角旋转核磁共振研究了CaF₂-Al₂O₃-MgO电渣重熔渣晶体、 玻璃和熔体的微结构及铝配位数的变化. 利用X射线粉末衍射分析获得该晶体样品中存在的物相, 分别基于密度泛函理论及量子化学从头算分析了S-6530晶体和熔体中相关物相的拉曼振动波数及散射活性, 并对其主要振动模式进行了归属. 结果表明, S-6530晶体中铝主要以六配位形式存在, 并有少量的四、 五配位. 在升温过程中, 其中MgAl₂O₄物相的Al-O多面体由[AlO₆]转变成[AlO₄]与[AlO₅]共存. Al在熔体和玻璃结构中主要以[AlO₄]四面体的形式存在, 其占比高达71.1%, 相较于其晶态, [AlO₅]的占比也增加至28.6%. 基于构建的熔体团簇模型的量子化学从头算表明, [AlO₄]构型倾向于以Q₃, Q₄连接方式为主的层状和架状结构, 而[AlO₅]构型则倾向于单体形式.     

Na2MoO4·2H2O晶体及其熔体结构的温致拉曼光谱

利用原位高温拉曼光谱技术对Na_2MoO_4·2H_2O(NMHO)晶体的脱水、相变以及熔融过程中微结构变化和分子振动特性进行了研究。结果显示在363 K,正交NMHO晶体脱水形成对称性更高的立方α-NMO(Na_2MoO_4)晶体;随着温度升高至熔点,α-NMO晶体经历了如下相变:α→β→γ→δ,分析了相变过程中温度对孤立的[MoO_4]_(2-)中Mo-O键的对称伸缩振动波数的作用,进而获得其平均键长以及对称性的变化过程;结合密度泛函理论对已知晶型的NMHO,α-NMO及γ-NMO晶体进行了拉曼光谱的计算模拟,并对其振动模式进行了归属;采用量子化学从头计算方法研究了NMO熔体中[MoO_4]~(2-)的团簇类型。     

Na_2MoO_4·2H_2O晶体及其熔体结构的温致变化

利用原位高温拉曼光谱技术并结合理论计算对Na_2MoO_4·2H_2O(NMHO)晶体的脱水、相变以及熔融过程中的振动特性以及微结构变化进行了系统研究。结果显示在373K,正交NMHO晶体脱水形成对称性更高的立方α-Na_2MoO_4(NMO);随着温度升高,α-NMO经历了如下相变:α→β→γ→δ;对已知晶型的NMHO、α-、γ-NMO晶体及熔体拉曼光谱分别进行了密度泛函理论和量子化学从头计算模拟并根据计算结果对振动模式进行了归属。