钙钛矿镧钛酸钾电子结构的第一性原理研究

采用赝势法的第一性原理,计算了K2La2Ti3O10的电子密度分布和能带结构等基态物理性质.结果表明,K2La2Ti3O10属间接带隙半导体,理论带隙为3.2 eV,其导带主要由Ti的3d轨道构成,价带主要由氧的2p轨道构成.钛原子的d电子与镧原子的d电子和氧原子的2p电子之间的轨道杂化对K2La2Ti3O10的能带结构和光催化活性有着重要的意义.     

大别山硬玉石英岩中发现α-PbO2型TiO2超高压相

大陆深俯冲深度对于了解大陆碰撞造山带中超高压变质岩的折返动力学具有重要意义.2005年笔者在中国大别山石马地区含柯石英榴辉岩绿辉石中发现了α-PbO2型TiO2晶体,最近笔者用高分辨透射电子显微镜和能量散射X-射线谱仪测试技术在中国大别山双河地区超高压硬玉石英岩硬玉中鉴别出纳米级α-PbO2型结构的TiO2天然超高压相.α-PbO2型TiO2晶体的保存,为超高压变质作用(6~7GPa,730~870°C)提供了新的证据,同时指示陆壳物质的俯冲深度大于170~200km,也指示了俯冲陆壳到地表的抬升,虽然其速率还不能确定,但可能是相当快速的.     

金红石型TiO2超高压相的电子结构

金红石不仅是自然界中分布最广的TiO2矿物变体,而且是变质岩特别是高压岩石的重要副矿物[1,2]..Muscat等[2]对TiO2的高压实验研究表明,金红石在超高压(>4 GPa)条件下可形成4种同质多形变体:α-PbO2型(TiO2-Ⅱ)、斜锆石型(badde-leyite)、萤石型(fluorite)和氯铅矿型(cotunrlite)TiO2,它们比常态相金红石(rutile)、锐钛矿(ana-tase)和板钛矿(brookite)具有更大的密度.矿物学研究是认识板块俯冲和折返过程地球动力学的一个重要窗口.     

掺Fe和V的金红石电子结构的第一性原理计算研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对掺杂Fe和(或)V的金红石型TiO2的电子结构进行了计算。理论模拟的结果表明,纯金红石的禁带宽度为1.98 eV;Fe掺杂金红石型TiO2的禁带宽度为2.18 eV,由Fe3d和O2p轨道杂化在禁带中间形成了两条杂质能级;V掺杂金红石型TiO2的禁带宽度减小为1.80 eV,由V3d和O2p轨道杂化形成的杂质能级位于金红石的导带底,引入了一个浅施主能级;Fe和V共掺杂的金红石禁带中存在一个较宽的杂质能带,禁带宽度减小为1.73 eV。杂质能级的出现以及禁带宽度的减小使得Fe和V掺杂的金红石具有更好的可见光响应能力。同时,Fe和V的类质同像替代使得金红石中MO6八面体具有较大的畸变程度,有助于表面缺陷的增加,从而为光催化反应提供天然活性位。为进一步深入揭示含铁、钒等杂质的天然金红石的可见光催化机制提供了理论支持。     

稀土掺杂板钛矿的光催化活性的第一性原理研究

基于第一性原理,以板钛矿相TiO2和稀土掺杂板钛矿相TiO2原胞为基本模型,利用MS4.0软件的castep模块结合ATK软件计算了17种稀土掺杂板钛矿相TiO2的态密度、晶格能和能隙等参数。结果证实,除Sc、Y外,其余稀土元素均有利于降低板钛矿相TiO2的能隙,这一现象与稀土外层的4f电子结构相对应。Sc和Y有利于降低板钛矿相TiO2的晶体形成能,这与此类化合物的合成能相关。     

出现于β-Al2TiO5的固相合成及热分解过程中的待定归属相

在由α-Al2O3和TiO2合成β-Al2TiO5时,文献报道有待定归属相(称作x相)先于β-Al2TiO5出现在煅烧后的混合物内,该x相表现出中间产物相特征,据说它在混合物内的含量随煅烧温度升高而增大,1 400 ℃时出现β-Al2TiO5,且x相与未转化反应物均转变成β-Al2TiO5.研究煅烧共凝胶法前驱体制备β-Al2TiO5的固相反应以及β-Al2TiO 5的热分解过程,以了解该待定归属相的生成、演变规律.同文献报道的x相相比该相的初始生成温度、转化为β-Al2TiO 5的温度均有明显降低,1 150℃煅烧共凝胶法前驱体所获产物的XRD图谱(18°≤2θ≤58°)内出现3个归属该x相的衍射峰,它们的峰中心分别位于2θ=41.2°,44.0°,24.9°(按相对峰强大小排列).MgO掺杂使该x相与少量β-Al2TiO5相共同出现于1 150 ℃及1 200 ℃煅烧物内.1 250 ℃煅烧使该相失稳,转变为β-Al2TiO5,同时使未转化的金红石、α-Al2O3完成固相反应.对比表明x相的转变温度具有阈值特征,前驱体的微细化使之大大降低.本研究首次发现,伴随β-Al2TiO5在1 100℃下的热分解,该待定归属相重新出现,说明该相随热过程条件改变具有生成-消亡-重新生成的可逆性.它的消亡及重新生成体现出同β-Al2TiO5此消彼长的相关性.它应该是除β-Al2TiO5、Al2Ti7O15以外的第三种铝、钛复合氧化物.     

稀土掺杂TiO_2光电性能的研究进展

<正>TiO2是既具有优良的光电性能,又具有化学稳定性和无毒等特性的n型半导体(Bergamini等,2009)。常温下,TiO2有板钛矿、金红石和锐钛矿三种晶型。其中板钛矿不稳定,因此金红石和锐钛矿应用较为广泛。以金红石相TiO2为例,     

天然高压矿物研究的新进展及其在地幔矿物学中的意义

对地表陨石坑岩石和陨石的冲击变质效应的研究, 是以往发现天然高压矿物的主要途径。α-PbO2 超斯石英、(Na,K,Ca)AlSi3O8-锰钡矿以及磷灰石高压同质多像变体等是几个近期在陨石中发现的天然高压相,这些高压相很可能存在于地幔之中。天然高压矿物的发现对地幔矿物学研究和发展起了推动作用。     

制备方法对纳米TiO2介孔柱撑蒙脱石结构和性能的影响

分别通过离子交换方法和离子交换-水热法制备纳米TiO2介孔柱撑蒙脱石,利用XRD、DSC-TG、N2吸附-脱附等方法对材料进行结构特征与性能的表征。实验结果表明,传统的离子交换方法可使制备的钛柱撑蒙脱石比表面积、孔体积增大;离子交换-水热法可使TiO2介孔柱撑蒙脱石中锐钛矿晶型更好,晶粒变大,柱撑蒙脱石结构更稳定,而且水热的温度越高,所需反应时间越短,锐钛矿的晶型更好,发育更完善。     

钇(Y)在铁钛氧化物中的地球化学行为——以峨眉山大火成岩省为例

钛铁矿和钛磁铁矿是火成岩中最常见的副矿物,查明钇(Y)及Ti/Y值与铁钛氧化物的分离结晶/堆积作用的关系对于利用微量元素来探讨岩石成因具有重要的科学意义.峨眉山大火成岩省中的溢流玄武岩及与其具有成因联系的层状岩体均有不同含量的钛磁铁矿或钛铁矿,本文通过对其TiO2含量与FeO*(FeO*为全铁含量,FeO*=FeO+0.9Fe2O3)、Y与Ti/Y的相关性研究,发现与前人的实验成果并不完全一致,在TiO2含量较低时(TiO2<7%),Y在铁钛氧化物中具有一定的相容性,而在大最铁钛氧化物存在时(TiO2>7%),则表现为不相容性.但是岩石中存在一定量的铁钛氧化物时,其Ti/Y值则随TiO2含量的增高而增高,所以该比值不能反映源区的特征.在铁钛氧化物含量较低或基本不含时,Ti/Y值则与TiO2的含量无关,可能对源区具有指示意义.     

杭州某顶管下穿钱江二桥的施工影响分析

杭州某污水处理厂双线圆形管道拟采用顶管隧道施工方案,分别用plaxis软件进行有限元分析和经验法计算得到顶管隧道穿越钱江二桥铁路桥梁引起的地面变形、桩基变形、桩基承载力影响大小数据。结果证明顶管穿越铁路桥,对桥梁影响较小。     

基于二氧化碳封存的水镁石反应动力学研究

缓慢的矿物溶解速率以及溶解介质难以回收一直是影响CO>.2>矿物封存发展的两个难点.本文提出了一种新的以可循环的氯化铵溶液作为中间媒介的CO<,2>矿物封存工艺.在此基础上,选取水镁石作为富镁硅酸盐矿物的代表,系统地研究了水镁石在氯化铵溶液中的流一固两相的反应动力学.结果表明该溶解反应符合Avrami经验模型.反应速率...     

电性可控源音频大地电磁法二维反演方法技术研究

在多年来电性可控源音频大地电磁法方法实际应用的基础上,对电性可控源音频大地电磁法二维反演方法技术进行研究。用美国ZONGE公司的SCS2D软件对一个应用实例资料的处理,给出不同的计算结果以及一般的反演计算工作流程。     

Na_2O或Na_2SiF_6影响硅酸盐熔浆粘度值的实验研究

本文通过不同的熔融温度下Na_2O或Na_2Si F_6影响硅酸盐熔浆粘度值的实验研究,分析了火山岩熔浆分异的机制,提出了富铁高钠质硅酸盐熔浆分异为富铁熔浆甚至硫铁矿“流”的可能性。这一论点合理地解释了云南大红山矿区Ⅱ富铁矿体的成因。     

山地二维三分量地震资料采集

新研制出的一种三分量检波器,尾锥不动,能方便地调节其方位角和水平角,可保证同一测线上的检波器各分量的极性和相位一致,检波器与地面耦合良好;三个分量之间的隔离度大于20dB,保证了道间无串音干扰。三个检波器串联组合,有利于地震信号接收。通过数值模拟拟定出地震测线布设方位和观测系统,在采集试验中开展波场调查、偏移距试验、不同覆盖次数对比,以确定出合理的观测系统和采集参数,在四川山地获得了高质量的三分量地震资料,形成了一套实用的陆上三分量地震资料采集技术。     

YAIG:Mn~(2+)的零场分裂计算

考虑到Mn~(2+)在钇铝榴石Y_3Al_5Si_3O_(12)(YA1G)中占据三种不同的晶位,本文推导出D_(2d)、D_(3d)和D_2低对称晶场下3d~5离子零场分裂常数D值和E值的四阶微扰公式。我们把该公式应用于YA1G:Mn~(2+)的D值和E值的计算,结果与实验值较为接近。     

MgAi_2O_4尖晶石空间群测定

70年代以来,国外一些学者发表文章对尖晶石的晶体结构提出质疑,认为其空间群有可能是F(?)3m。我们应用会聚束电子衍射对其研究,结果测定尖晶石的空间群应是Fd(?)m。同时确认其h+k=4n+2的弱衍射斑的出现是高阶二次衍射所致。