原子簇

摘要： 采用目前方法对碳族元素原子簇分子结构的稳定性进行分析时,没有分析碳族元素原子簇分子结构与影响因素之间存在的关系,获得的分析结果与实际不符,降低了方法的有效性。提出碳族元素原子簇分子结构稳定性的仿真方法,结合支持向量回归法和粒子群算法对分子结构稳定性与影响因素之间存在的关系进行分析,根据分析结果选取吉布斯自由能和振动光谱作为分析碳族元素原子簇分子结构稳定性的指标,根据联系云概念实现碳族元素原子簇分子结构的稳定性分析。仿真结果表明,所提方法的有效性较好,选取的指标可靠度高。

摘要： 针对Lennard-Jones(LJ)原子簇的结构优化问题,提出一种基于种子的多种群多策略并行PSO(SS-MG-MS-PPSO).该算法使用种子策略(SS)初始化种群,再将初始化的种群划分为具有不同搜索策略(RDPSO和FC-RDPSO)的子种群独立并行进化,通过发挥不同搜索策略的优势从而找到原子簇的最优结构或近似最优结构.实验结果表明,SS-MG-MS-PPSO对于原子数在2到35之间的原子簇搜索到其最优或近似最优结构,且相比其他算法更为稳定、高效,为原子簇的结构优化提供了一种新的解决思路.

摘要： 美国纽约州Brookhaven国家实验室的科学家设计了一种由表面铂浓度很低(单原子和小于1 nm的原子簇)的二氧化钛组成的催化剂,并演示了这种催化剂如何显著提高特定碳氧键的断开速率,从而将植物衍生物(糠醇)转化为潜在的生物燃料(2-甲基呋喃)。在2020年3月23日发表于《Nature Catalysis》上的一篇论文中描述了其设计策略,可以设计稳定、有效且具有选择性的催化剂。该催化剂基于负载在金属氧化物上的多种金属,用于催化以生物质衍生分子为原料生产化学品和燃料的反应过程。

摘要： 金属纳米颗粒催化剂在现代化学工业及相关催化领域研究中具有至关重要的地位, 然而常规纳米颗粒催化剂的一个主要问题是尺寸多分散, 导致难以在原子水平上精确控制其活性物种结构, 从而阻碍在原子水平上建立精准的催化剂结构与性能之间的对应关系. 因此, 人们极需构筑和研究新型具有原子精度的催化材料. 具有确定原子数目和精确结构的金属原子簇往往呈现出类似于分子的行为和特殊的电子结构, 是一种介于均相与多相之间的结构精准的新型催化剂, 其催化性能能够从原子水平上真正反映催化剂结构的影响, 提供催化作用本质的清晰信息, 对理解催化剂构效关系有重要意义,可以解决常规催化剂所面临的一些难题.本文报道了一种原子精度的Pd3原子簇催化剂, 它在催化硝基苯和苯甲醛一锅法合成苄叉苯胺的反应中表现出比常规的Pd纳米颗粒催化剂更优异的性能. Pd3原子簇催化剂可以高效地把硝基苯和苯甲醛转化为部分氢化产物(苄叉苯胺), 而Pd纳米颗粒催化此反应得到完全氢化的产物(苄基苯胺). 实验研究表明, 苄叉苯胺更容易从Pd3原子簇催化剂表面脱附, 从而抑制了苄叉苯胺的进一步加氢, 并提高了Pd3原子簇催化剂对苄叉苯胺的选择性. 密度泛函计算进一步证实了苄叉苯胺与Pd3原子簇的相互作用比较弱, 苄叉苯胺更容易从Pd3原子簇上脱附, 从而避免了其进一步加氢生成苄基苯胺, 这与Pd纳米颗粒表面的催化性质截然不同.综上所述, 我们报道了一种高效且易于回收的Pd3原子簇催化剂, 并将其用于催化硝基苯和苯甲醛一锅法高效合成苯甲酰苯胺. Pd3原子簇对此反应表现出了极高的反应活性并对部分氢化产物苄叉苯胺有极高的选择性, 而Pd纳米颗粒催化剂则更加有利于生成完全加氢产物苄基苯胺. 基于实验和理论计算研究, 我们确认了两种催化剂上反应物的吸附和反应的不同特性是导致其不同催化行为的主要原因.

摘要： 美国能源部阿贡国家实验室开发出一种新型的铜原子簇催化剂,这种催化剂是由每簇4个铜原子的四聚体负载在氧化铝的薄膜上,可以快速地捕获二氧化碳并将其转化成甲醇,最终节省能源。

摘要： 一．项目内容纳米材料系列产品开发项目二．项目概述纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级（10-9米）的超细材料，它的微粒尺寸大于原子簇，小于通常的微粒，一般为100～102nm。

摘要： 由于能量密度可达同等质量锂离子电池的10倍,锂-空气电池至少在纸面上看起来非常惊人。但在实践中,它们的状况并不佳,要防止这些电池快速失效,需要控制充放电过程中发生的复杂的、至今未完全了解的化学反应。

摘要： 分子筛催化剂的强大功能源于硅酸盐骨架上少量分布的铝原子。直至目前，研究人员仍然难以精确地确定铝原子所在的位置。

摘要： This paper proposed a new quickly matching pursuit algorithm based on atomic correlation for sparse representation. Firstly, it clustered the atoms of redundant dictionary into M multi-atoms sets after making full use of the atomic correlation in the iterative process. Then at each iteration, it selected one multi-atoms set as the target atom cluster. Finally, it got some atoms that met the matching conditions from the target atom cluster and the signal approximation. Experimental results for ID sparse signal show that the calculation speed of the algorithm increases significantly compared with MP' s. Meanwhile, the approximation performances of the proposed method are comparable with those of the traditional matching pursuit methods.%针对稀疏表示中匹配追踪算法计算复杂度过大的问题,提出了基于冗余字典原子相关性的匹配追踪算法.该算法利用相邻迭代过程中匹配原子的相关性对冗余字典进行簇化,得到M个多原子集合(原子簇)；每次迭代过程中利用LVQ神经网络的快速学习能力从原子簇中选取目标簇；最后在目标簇中选取匹配信号结构的若干原子进行信号的稀疏逼近.实验采用一维稀疏信号进行仿真,结果表明与匹配追踪算法相比,其逼近性能相近,同时稀疏分解速度大大提高.

摘要： The interactions of the gas-phase gold clusters Au mn (n=3~5, m=0, ±1) with O2 and CO+O2 were investigated with DFT at B3LYP/6-311+G* (for O and C) LANL2DZ-ECP (for Au) level of theory.Therefore, the geometries, point-group, electronic state and adsorption energies ( including unimole-cule adsorption and bi-molecules coadsorption) of the lowest energy isomers of Aun(O2)m and AunCO(O2)m (n=3~5, m=0, ±1) were obtained.The small adsorption energies of O2 on Aun+clusters suggest that Aun+is inert toward O2, and O2 reactivity with Aun presents odd-even alternant (with even-n clusters showing var-ying reactivity toward O 2 adsorption , while odd-n clusters show no reactivity ) .When the gold clusters react to both CO and O2 simultaneously, there is no cooperative coadsorption on Au n+(n=3~5), Au4 and Au5 clus-ters.However, the cooperative coadsorption exists in Au3, Au3-, and especially in Au4-.It shows that CO preadsorption on the clusters can lead to the increasing reactivity of the clusters to O 2 .The bond length of C-Oand O-O increasing and the stretching vibrational frequencies of C-O and O-O decreasing in all AunCO(O2) -(n=3~5) complex suggested that Aun-clusters has activation for CO and O2.Therefore, Aun-clusters may play an important role in CO catalytic oxidation .Based on the results , we may draw the conclu-sion that the oxide supports which can stablize Au n-clusters may help to enhance catalysis active of the support nanometer gold catalyst .%采用B3LYP//LAN2DZ和相对论赝势ECP对Au、6-311＋G倡基组对C和O水平下，对O2和CO＋O2在Aumn （n＝3～5， m＝0，±1）上发生单分子和双分子吸附的可能结构进行全优化和振动分析。获得了Aun （ O2） m 和Aun CO（ O2） m 最低能量结构。通过对其结构和能量分析，给出了O2和CO＋O2与Aumn相互作用性质和变化规律。结果表明，O2在Aun＋上吸附能均较小而难形成稳定吸附，其反应活性在Aun上呈奇偶交替现象，O2仅在偶数Au4-上发生有效吸附。 CO和O2在Aun＋和Aun（n＝4～5）上无明显协同吸附，二者在Au4-上存在明显协同吸附效应，而在Au3和Au3-上仅有弱协同效应。 Aun（CO）O2-（n＝3～5）中C-O和O-O键长增大、相应伸缩振动频率降低，表明Au n-对C-O和O-O键有活化作用，它们可能是CO低温氧化的活性组分。可以推断，能够稳定阴离子Au簇的氧化物载体对提高氧化物负载纳米Au催化剂催化活性有利。

摘要： 利用Gaussian-98计算程序,B3LYP方法,6-311G基组,对SiM(M=Li,Na,K,Be,Mg,Ca,B,Al)原子簇的几何构型进行优化,得出它们的稳定结构.分析了C对称的最稳定的类平面菱形SiM(M=Li,Na,K,Be,Mg,Ca,B,Al)原子簇的Mulliken电荷布居和重叠布居,得出在类平面菱形的SiM(M=Li,Na,K,Be,Mg,Ca,B,Al)原子簇中,同一主族依金属原子从上到下的顺序,Si—M键长依次变长,键的强度依次减弱;同一周期从左到右Si—M键长依次变短,键的强度依次增强;Si—Si键没什么变化规律.

摘要： 利用Gaussian-94计算程序中的B3LYP方法,在6-311+G(2d)基组下,对SiH、SiH、SiLi和SiNa原子簇的几何结构进行优化和频率计算.结果表明,Si原子簇中最稳定的具有D对称性的结构中,位于同一平面上的三个Si原子确实具有剩余的成键能力,可以与3个H、Li、Na原子和6个H原子形成稳定的化合物.还发现虽氢、锂、钠都属同一主族,但它们与Si原子簇中Si原子的键连方式不同,而且它们的加入对Si原子簇的"三角双锥"结构也有不同的影响.

摘要： 用MS－Xa方法研究了具有不同点群对称的原子簇Fe、Fe、Fe和FeCo的电子结构和原子磁矩，发现团簇的几何对称性对原子磁矩和磁性原子簇的交换耦合有重要影响。不同自旋方向的d电子在Fermi面附近的态密度分布与原子簇的几何对称性密切相关。

摘要： 对原子簇研究，带有挑战性的关键问题在于确定原子在簇中的排列。由于原子簇结构，在实验上一般不可能直接观察。因此，就需要将理论教育处结果与间接的实验测量相结合，来最后建立原子簇结构。其中，在原子簇最优几何构型下，理论计算出的各振动模式下的IR频率与强度以及Raman活性，对与实验相结合，最终确定原子簇结构，起到很重要的作用。本工作，用B3LYP密度泛函方法，探讨了Si＜，5＞原子簇经N、O、S取代后，生成代位原子簇Si＜，4＞N、Si＜，4＞O、Si＜，4＞S的结构；用HF方法，探讨了Si＜，5＞原子簇加氢生成的Si＜，5＞H＜，3＞原子簇结构。两种方法均采用6-311+G（2d）6d基组，全部计算在SGI工作站上完成。

摘要： 近年来，随着原子簇的迅速发展＜’[1]＞，基于氮原子簇分解时能释放出巨大能量，人们也在努力探索其作为高能量密度材料的可能性。1998年11月，美国的Christe研究小组成功地合成了N＜，5＞＜’+＞AsF6＜，6＞＜’-＞＜’[2]＞。该文采用从头算（HF）和密度泛函（B3LYP）方法，分析了N＜，5＞＜’+＞体系的势能面及能垒高度，以期从理论上更好地理解N＜，5＞＜’+＞的合成途径。

摘要： 本文概述了液体推进剂研究的四个方向：(1)研制无毒或低毒的“绿色”推进剂，包括单组元及双组元绿色液体推进剂;(2)液体推进剂研究致密化，即将现用液体推进剂制成胶体或金属化胶体推进剂;(3)针对超音速、高超音速飞行器研制人工合成高密度液体推进剂以及吸热型碳氢燃料;(4)未来液体推进剂研制将面向更高能的原子簇、聚合氮以及原子推进剂等方向。

摘要： 本文采用Monte Carlo方法模拟了时效初期(十几秒的时间内),Al-1,8Cu,Al-1.8Cu-0.2Ag,Al-1.8Cu-0.5Mg,Al-1.8Cu-0.5Mg-0.2Ag四种合金的原子分布图,模拟结果表明:在无Mg、Ag的Al-Cu合金时效时,Cu原子有强烈丛聚的倾向,而微量Mg,Ag的加入明显抑制了Cu原子的丛聚,其中,尤以Mg的作用最为显著,并且,Mg、Ag之间还存在强烈的相互作用.我们认为:微量Mg、Ag对Al-Cu合金时效过程的影响是通过抑制Cu原子丛聚而实现的.

摘要： 采用密度泛函方法,以原子簇Cu为模拟表面,对氢氰酸(HCN)在Cu(100)表面上不同吸附位的吸附情况进行了研究.研究结果表明:HCN通过N端垂直吸附在表面上时,顶位是其最佳吸附位,吸附能约为14.83KJ/mol,为弱吸附,这与实验事实相符.

摘要： 本文采用Monte Carlo方法模拟了时效初期(十几秒的时间内),Al-1.8Cu,Al-1.8Cu-0.2Ag,Al-1.8Cu-0.5Mg,Al-1.8Cu-0.5Mg-0.2Ag四种合金的原子分布图,模拟结果表明:在无Mg、Ag的Al-Cu合金时效时,Cu原子有强烈丛聚的倾向,而微量Mg,Ag的加入明显抑制了Cu原子的丛聚,其中,尤以Mg的作用最为显著,并且,Mg、Ag之间还存在强烈的相互作用.我们认为:微量Mg、Ag对Al-Cu合金时效过程的影响是通过抑制Cu原子丛聚而实现的.

摘要： 本发明公开了一种以Fe‑MOFs为前驱体可控制备单原子和原子簇铁催化剂，利用Fe3+和富马酸制成Fe‑MOFs,然后以其为前驱体在氮气中煅烧，将金属阳离子Fe3+转换成单原子和原子簇金属铁，实现非贵金属单原子铁和原子簇铁催化剂的可控制备。本发明所提供的Fe‑SA‑C材料可能具有良好的催化性能，而且成本低廉、原料丰富、制备方法简单，适合大规模生产应用。

摘要： 本发明属于具有二维有序结构的金属材料技术领域，特别是涉及在单分子膜上形成小于10纳米金属原子簇或金属原子二维有序点阵的方法。通过单槽或三槽法制备单分散的金属原子簇或金属原子的二维有序点阵，其是将聚合好的膜或在5×10-6M至5×10-4M的金属盐或金属盐络合物的水溶液中聚合成膜，在还原剂水溶液中，或在还原剂水溶液中有金属盐或金属盐络合物时，膜通过吸附金属离子还原，用水平提拉法或垂直提拉法将单分子膜转移至载片上，分别制备出小于10纳米金属原子或金属原子簇。所得的金属原子二维有序点阵为平面直角晶格。

摘要： 本发明公开了一种简单制备镍原子簇析氧催化剂的方法，是以乙酰丙酮镍作为前驱体，多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体，通过低温气体迁移法反应制得，具体为：将乙酰丙酮镍和MWCNTs粉末分别放入石英试管中，插入管式炉石英管中，氩气保护下，先在100°C下预热烘干水分，然后将整个系统以3°C/min的速度加热至300°C，保温6小时；其中乙酰丙酮镍粉末在上游放置，MWCNTs粉末在下游放置。本发明的方法能有效降低原子簇催化剂的生产成本，合成过程十分简单、易控制，产品均匀性高、产量大、重复性好，且制得的催化剂活性好，可媲美贵金属催化剂，具有极佳的前景。

摘要： 一种硫化镉表面锚定铜原子簇的制备方法，属于半导体光催化材料制备技术领域。首先通过水热合成法制备硫化镉纳米棒，然后对硫化镉纳米棒进行质子化处理以降低镉‑硫成键稳定性，最后采用一步煅烧法在硫化镉表面形成缺陷并在缺陷中锚定固态前驱体铜盐，最终形成无配体包裹的硫化镉‑铜原子簇催化剂。本发明通过在硫化镉纳米棒表面构建镉缺陷作为捕获位点的方法，直接将铜原子簇锚定在载体硫化镉表面，锚定于硫化镉上的铜原子簇表面无需任何配体包裹；通过构建硫化镉与铜原子簇界面的原子直接接触，促进体系的载流子传输，降低了铜原子簇的高表面自由能，实现了硫化镉‑铜原子簇的高活性和高稳定性。

摘要： 本发明属于钠离子电池技术领域，具体涉及一种含有镍原子簇结构单元和钠离子的复层柱状功能配合物及其应用。本发明提供一种含有镍原子簇结构单元和钠离子的复层柱状功能配合物，其为三维复层柱状的立体结构，该配合物由六核镍簇和两个桥联镍离子构成层状结构，层间由桥联钠离子支撑构成复层柱状的立体结构。层柱状结构间充满游离的溶剂分子和钠离子，大大缩小了配合物的比表面。由于层间是用配位的钠离子支撑，因此作为钠离子电池负极材料时不但可以储存大量游离钠离子，而且钠离子易于脱嵌，且不会对配合物的结构和体积造成影响，具有较强的商业实用性。

摘要： 一种合成Au-Cu和Au-Ag合金纳米簇的方法，该方法可简单高效的合成合金纳米簇，也可用于制备催化剂，用于催化Suzuki偶联反应等有机反应。这类合金原子簇纳米材料具有精确的微观结构。该合成方法首先将三水合氯金酸(HAuCl4·3H2O)、醋酸铜、正四辛基溴化铵(TOABr)溶于四氢呋喃溶液中，然后加入适量的苯乙硫醇(PhC2H4SH)配体，接着加入适量的硼氢化钠溶液进行还原反应，反应一定时间后，提纯得到合金纳米簇。本发明涉及的合成路线，其具有原料简单易得，反应条件简单易行，操控简单的优点。

摘要： 本发明属于电催化材料技术领域，具体涉及一种铜单原子/原子簇催化剂及其应用。本发明利用CuCl2或CuBr2或CuCl作为蒸气源制备得到催化剂，利用卤化物相对更高的蒸气压提高金属负载量，且无须额外使用腐蚀性气体，简化了生产过程和降低生产成本。通过本发明制备得到的催化剂材料中，Cu以铜单原子与原子簇共存的形式负载在碳材料中，其ORR催化活性非常优异，其半波电位和Tafel斜率远优于纯氮掺杂多孔碳材料和商业铂碳，且具有更好的抗甲醇毒害性，可应用于燃料电池或金属‑空气电池中。

摘要： 本发明公开了一种以Fe‑MOFs为前驱体可控制备单原子和原子簇铁催化剂，利用Fe3+和富马酸制成Fe‑MOFs,然后以其为前驱体在氮气中煅烧，将金属阳离子Fe3+转换成单原子和原子簇金属铁，实现非贵金属单原子铁和原子簇铁催化剂的可控制备。本发明所提供的Fe‑SA‑C材料可能具有良好的催化性能，而且成本低廉、原料丰富、制备方法简单，适合大规模生产应用。

摘要： 本发明属于具有二维有序结构的金属材料技术领域,特别是涉及在单分子膜上形成小于10纳米金属原子簇或金属原子二维有序点阵的方法。通过单槽或三槽法制备单分散的金属原子簇或金属原子的二维有序点阵,其是将聚合好的膜或在5×10－6M至5×10－4M的金属盐或金属盐络合物的水溶液中聚合成膜,在还原剂水溶液中,或在还原剂水溶液中有金属盐或金属盐络合物时,膜通过吸附金属离子还原,用水平提拉法或垂直提拉法将单分子膜转移至载片上,分别制备出小于10纳米金属原子或金属原子簇。所得的金属原子二维有序点阵为平面直角晶格。

摘要： 本发明涉及铅炭电池，具体为一种单分散原子簇‑活性炭复合材料，可采用如下方法制备获得：1)配制A液：将两种或三种以上高析氢过电位元素的可溶性盐和高分子聚合物水溶液共混到弱还原剂有机溶剂中形成A液；2)配制B浆料：将A液滴加至多孔活性炭材料中同时搅拌成B浆料状态；3)将B浆料置于80‑240°C搅拌状态下，持续搅拌0.5‑24h；4)干燥，获得单分散原子簇‑多孔活性炭复合材料。本发明利用抑制析氢剂解决铅炭电池添加碳材料后严重的析氢问题。