鉻雜氮團簇的生成及光解

李陶琦，丁可偉,2，許洪光，卜建華,2，肖 嘯，鄭衛軍，葛忠學,2

(1.西安近代化學研究所， 陜西 西安 710065；2.氟氮化工資源高效開發與利用國家重點實驗室，陜西 西安 710065；3.北京分子科學國家實驗室，中國科學院化學研究所，北京 100190)

李陶琦1，丁可偉1,2，許洪光3，卜建華1,2，肖 嘯1，鄭衛軍3，葛忠學1,2

(1.西安近代化學研究所， 陜西 西安 710065；2.氟氮化工資源高效開發與利用國家重點實驗室，陜西 西安 710065；3.北京分子科學國家實驗室，中國科學院化學研究所，北京 100190)

氮團簇；鉻雜氮團簇；激光濺射；光解；高能量密度材料

引 言

氮團簇是近年來發展起來的新型綠色高能量密度材料候選物[1]，但是其穩定性差，難以制備。由于金屬極易和全氮基團通過配位、靜電等作用形成金屬雜氮團簇，在一定程度上能提高全氮基團的穩定性，因此金屬雜氮團簇以其豐富多樣的結構和相對較好的穩定性吸引了國內外研究人員的關注。Haiges R等[2-6]合成了M(N3)2(M=Ti、V、Nb、Ta、Mo、W)；Filippou A C 等[7]合成了Ge(N3)2；Knapp C等[8]合成了Bi(N3)2；Klap?tke T M等[9]合成了Se(N3)2；Villinger A等[10]合成了Te(N3)2，并用核磁進行了表征，用紅外光譜或拉曼光譜進行了檢測和理論計算驗證；Gagliardi L等[11]通過理論計算研究了四疊氮化物形態的金屬雜氮團簇M(N3)4(M=Ti、Zr、Hf、Th)；Li Q S等[12]用密度泛函理論研究了三疊氮化物形態的金屬雜氮團簇M(N3)3(M=Sc、Y、La、Al、Ga、In、Tl)和四疊氮化物形態的M(N3)4(M=Ti、Zr、Hf、Ge、Sn、Pb)的結構及穩定性。

在目前已經開展的金屬雜氮團簇研究中，有關ⅥB族金屬和氮原子形成團簇的研究報道很少。由于鉻具有特殊的原子外層電子構型3d54s1， 本研究以金屬鉻和氮化物BN為原料，采用激光濺射法[25-31]，探索了鉻雜氮團簇的生成，并對高豐度團簇進行了光解研究，探討了團簇的組成。

1 實 驗

1.1 儀器和試劑

飛行時間質譜儀[31]，自制；Nd:YAG Surelite II-10激光器，美國Continuum 公司。

鉻金屬粉末(純度99.5%)、氮化硼(純度99.6%)，上海麥克林生物試劑有限責任公司；氮氣，純度99.99%，西安衛光氣體有限公司。

1.2 激光濺射及光解實驗

2 結果與討論

2.1 鉻雜氮團簇的生成與光解

圖1 激光轟擊Cr/BN樣品產生鉻雜氮團簇的質譜圖Fig.1 MS spectra of Cr-N clusters generated by laser ablation of Cr/BN sample

圖團簇和團簇在266nm激光波長下的光解質譜圖Fig.2 MS spectra of clusters Cr and Cr photodissociation by laser at a wavelength of 266nm

2.2 鉻雜氮團簇的組成

3 結 論

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LI Tao-qi1，DING Ke-wei1,2，XU Hong-guang3，BU Jian-hua1,2，XIAO Xiao1，ZHENG Wei-jun3，GE Zhong-xue1,2

(1.Xi′an Modern Chemistry Research Institute，Xi′an 710065，China；2.State Key Laboratory of Fluorine & Nitrogen Chemicals，Xi′an 710065，China；3.Beijing National Laboratory for Molecular Science，Institute of Chemistry，Chinese Academy of Science，Beijing 100190,China)

nitrogen cluster；Cr-doped nitrogen clusters ； laser ablation；photodissociation;high energy density material

2017-04-07；

2017-07-07

裝備發展部重大專項

李陶琦(1964-)，男，副研究員，從事多氮化合物合成研究。E-mail:thankli64@163.com

鄭衛軍(1971-)，男，從事分子動力學研究。E-mail:zhengwj@iccas.ac.cn

10.14077/j.issn.1007-7812.2017.06.009

TJ55;TQ203

A

1007-7812(2017)06-0055-04