采用CCSD(T)/aug-cc-pVTZ-DK//MP2/6-31G(2df, p)和B3LYP/ aug-cc-pVTZ基组研究了小尺寸团簇CrSin (n=3~9)及其阴离子的结构、 稳定性以及光电子谱。 结果表明: 中性及其阴离子的基态结构是外嵌结构。 由计算得出的解离能可知, 在n<5时, CrSin中性结构的稳定性弱于其阴离子结构。 在n≥5时, CrSin中性结构中, CrSi5和CrSi8结构的稳定性强于其相邻团簇; CrSin阴离子结构中, CrSi4和CrSi7结构的稳定性弱于其相邻团簇。 计算得出的CrSin垂直电子解离能分别为: CrSi3 (2.26 eV), CrSi4 (3.21 eV), CrSi5 (2.72 eV), CrSi6 (3.54 eV), CrSi7 (2.45 eV), CrSi8 (2.71 eV)和CrSi9 (2.95 eV)。 除CrSi4以外, 其他CrSin结构的垂直电子解离能数值与实验值很好符合, 平均绝对误差仅为0.073 eV。 计算得出的CrSin绝热电子亲和能分别为: CrSi3 (2.07 eV), CrSi4 (1.95 eV), CrSi5 (2.4 eV), CrSi6 (2.32 eV), CrSi7 (2.38 eV), CrSi8 (2.67 eV)和CrSi9 (2.63 eV)。 除CrSi6以外, 其他CrSin结构的绝热电子亲和能与实验值很好符合, 平均绝对误差仅为0.09 eV。 此外, 在PBE1PBE/6-31G(2df, p)水平下模拟了CrSin (n=3～9)阴离子基态结构的光电子光谱, 并与报道的实验结果相比较, 可以得出该研究得到的基态结构是可靠的。

基于密度泛函的B3LYP/ 6-311+G (d)方法研究基态结构CuSin (n=4~10)和 CuSin 阴离子团簇的电子结构和紫外吸收谱。 计算结果表明: (1)中性CuSin团簇的带隙要比阴离子团簇的带隙要小, 说明阴离子团簇比中性的要稳定; (2)阴离子CuSi5团簇要比相邻的其他团簇稳定; (3)紫外吸收谱可看出中性CuSin团簇属弱吸收而阴离子则表现出很强的吸收。 对阴离子来说, 随着硅原子的增加有红移现象发生。

采用溶胶-凝胶法制备了Ce掺杂TiO2, 经H2SO4处理得到酸化Ce掺杂TiO2。 利用X射线衍射(XRD)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)、 紫外-可见光漫反射光谱(UV-Vis)及X射线光电子能谱(XPS)技术对样品的性质进行了表征, 以罗丹明B(RhB)在样品上的可见光催化降解为模型反应, 评价了所制备样品的光催化性能。 XRD测试结果表明, 铈掺杂使TiO2产生晶格缺陷、 粒径减小, 有利于光生电荷的转移, 继而提高催化剂的活性; FTIR谱图说明SO2-4以桥式双齿配位吸附形式存在; Py-FTIR谱图显示, 酸化铈掺杂TiO2样品表面同时存在Brnsted和Lewis酸位, 但以Lewis酸为主。 Lewis酸中心的缺电子性质有利于样品表面的光生电子与光生空穴分离, 从而改善催化剂的活性; UV-Vis结果表明, Ce掺杂减小了TiO2的带隙能, 引入的杂能级能够捕获导带上的光生电子和价带上的光生空穴, 降低光生电子-空穴对的复合几率; 同时还可以使能量较小的光子激发杂能级上捕获的电子, 拓宽光响应范围; XPS分析表明SO2-4/Ce-TiO2 样品上同时存在Ce3+/Ce4+的混合价态, Ce3+/Ce4+氧化-还原转换有助于TiO2受光激发后产生的光生电子和空穴的分离, 从而提高光量子效率。 酸化Ce掺杂TiO2对RhB的可见光催化降解反应有很好的活性, 实验结果证明, H2SO4酸化和Ce掺杂的协同作用改善了样品的可见光响应, 促进了其可见光催化反应活性。