氢在Ni(410)台阶面的吸附研究

应用嵌入原子模型(EAM)研究了氢在Ni(410)面的吸附和解离.首先计算单个氢原子在Ni(410)面上的吸附能Ead,吸附键长RH-Ni及吸附高度H0,发现氢在Ni(410)面上有3种相对稳定的吸附位:台面上的赝式四重洞位H1和H2位、台阶底部棱上的LB位和台阶一边棱位B.与低指数面Ni(001)相比,明显增加了台阶棱上的B位以及台阶底部棱上的LB位,相应洞位的吸附性也有增强.说明氢在Ni(410)表面的吸附性受到台阶的影响,从而台阶附近的吸附位增多且吸附性增强;然后计算了H2在Ni(410)表面解离吸附时的活化势垒Ea、吸附能Qad,氢-镍之间键长RH-Ni,构建了解离吸附等势面,计算结果表明台阶处是氢吸附和解离的活跃部位.     

Ir（110）表面原子结构、氧原子吸附和STM图像的第一性原理研究

用密度泛函理论（DFT）的总能计算研究了金属Ir（110）表面结构以及氧原子的吸附状态.计算得到Ir（110）-（1×1）的外层表面间的弛豫分别是-13.3%（△d12/d0）和＋6.1%（△d23/d0）,表面能σ=175meV-2,功函数Φ=5.22eV;相应的Ir（110）-（1×2）缺列再构表面的△d12/d0=-9.7%,△d23/d0=-2.4%,表面能为169meV/2,Φ=5.33eV.研究Ir（110）-（1×1）和（1×2）再构表面氧吸附,发现各吸附位置的吸附能值均为正值,表明吸附为放热反应,且氧原子最有可能吸附在短桥位（shortbridgesite,SB）.同时我们还模拟计算Ir（110）-（1×2））缺列再构表面和氧吸附再构表面的扫描隧道显微镜（STM）图像并记录STM针尖的起伏变化,结果显示表面吸附氧的位置远高于{001}方向的铱原子列,但是在STM形貌图上氧原子基本上没有凸起.     

Ag在Si(100)表面化学吸附特性研究

本文应用自洽TB-LMTO方法研究银原子在理想Si（100）表面的化学吸附,计算不同位置的吸附能量（Ead）,发现相比Si（100）表面其他吸附位置而言被吸附的银原子更趋附于C位置（四重位）,在Ag原子和表面Si原子之间形成极性共价健,在Ag-Si（100）界面不存在Ag和Si的混合层而是形成突变界面,这与实验结果是一致,计算了层投影态密度并与清洁表面比较,对电子转移情况也进行了研究.相对Au/Si（100）而言,Ag和Si相互作用比Au和Si相互作用要弱.     

CO在（N，Fe）共掺杂锐钛矿TiO2（100）表面吸附的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法PBE＋U,研究了三类（N,Fe）共掺杂锐钛矿相TiO2（100）表面的稳定性及CO在最优掺杂表面的吸附,计算了最优表面不同掺杂位的结合能、吸附能、成键和电子结构．结果表明：CO在清洁TiO2（100）面及（N,Fe）非近邻掺杂表面的吸附较弱,（N,Fe）近邻共掺杂表面的吸附较强．通过吸附能的比较可知,N位吸附的吸附能最低,吸附最稳定,Fe位次之．由态密度可以看出,吸附方式的变化主要源于（N,Fe）表面近邻共掺杂改变了TiO2（100）面电子结构,使吸附位原子与C原子形成新的化学键．     

CH在再构的金刚石（001）-（2×1）表面吸附的计算机模拟研究

用分子动力学模拟方法,研究了甲烷（CHI）在金刚石（001）-（2×1）表面的碰撞动力学过程与化学吸附构型的关系．观察到了甲烷分子表面碰撞产生的5种化学吸附结构,主要讨论了入射位置以及甲烷入射时的空间取向和入射能量对吸附结构的影响,并分析了单次碰撞过程和CHl分子与表面的能量交换关系．     

对咪唑与Ag（Ⅲ）表面相互作用的理论探讨

用量子化学半经验CNDO方法研究了咪唑与Ag(III）表面的相互作用，咪唑与银表面吸附的最终结果应为表面单分子层而不是表面配位聚合物，最后得出咪唑在Ag(III)表面上发生的主要是桥式吸附。     

吸附原子及二聚物在Ag（111）和Cu（111）表面上的扩散和解离研究

采用分子动力学静态计算的方法分别对Ag、Cu和Ag2、Cu2在Ag（111）和Cu（111）表面上的扩散势垒分别进行了计算,探讨同质和异质以及异质中互换衬底和吸附原子的情况下吸附原子或二聚物在表面上的扩散和解离势垒的特点,并与吸附原子或二聚物与衬底的结合能、匹配关系等进行比较,探讨吸附原子和二聚物的扩散势垒与结合能、失配度等的关系．原子间相互作用采用半经验的EAM势．结果表明：对于同一衬底表面来说,不同的吸附原子或二聚物在表面上的扩散势垒似乎和它们与表面的结合能有关;在不同的衬底表面上,单个吸附原子或二聚物的扩散势垒和它们与衬底的匹配关系关联密切．     

吸附在TiO_2(110)表面的Au_(n-1)Ag(n=1-5)团簇的第一性原理研究

采用第一性原理对Au_(n-1)Ag(n=1-5)团簇所有异构体吸附在TiO_2(110)表面的负载构型进行了结构优化,并分析了负载团簇的最稳定结构的电子性质.研究结果表明:在较稳定的吸附构型中,团簇都与TiO_2表面的两配位的氧(O_(2c))相连接.将不稳定的Au3Ag异构体负载在TiO_2表面后稳定性明显提高.能量分析表明,负载的Au_3Ag为最稳定体系.根据bader电荷和DOS分析,吸附Au_(n-1)Ag(n=1-5)团簇后,有电子从金属团簇转移到吸附基底上.Au_(n-1)Ag(n=4,5)团簇吸附后的TiO_2(110)表面不再具有半导体性质.Au Ag和Au_2Ag团簇与TiO_2表面的作用较弱,它们与TiO_2表面之间的电荷转移较少.     

C2Hx（x=4～6）在Co（111）表面吸附的理论研究

采用密度泛函理论与周期平板模型相结合的方法,对物种C2Hx(x=4～6)在Co(111)表面的top、hcp、fcc和bridge位的吸附模型进行了结构优化、能量计算,得到了各物种较有利的吸附位;并对最佳吸附位进行密立根电荷和总态密度分析.结果表明:C2H6和C2H5在Co(111)表面的最稳定吸附位都是bridge位,吸附能分别是-89.39和-243.98 kJ.mol-1,而C2H4在Co(111)表面的最稳定吸附位top的吸附能是-128.22 kJ.mol-1;三物种与金属表面作用都较强,且有电荷转移,属于化学吸附.     

Cu（100）表面N2O单层膜的原子结构

利用第一性原理研究了氧化亚氮（N2O）分子单层膜在Cu（100）表面吸附的原子结构。CASTEP计算表明当覆盖度为0．5ML时,N2O分子单层膜在虚拟Cu（100）表面稳定。当N2O分子自组装单层膜吸附在Cu（100）衬底上时,最稳定的吸附位是顶位,此时吸附高度是1．98A,分子与衬底法线之间的夹角是54度,而分子内部的键角是174度。计算结果与实验数据吻合。     

纳米γ-Al_2O_3对Ag(Ⅰ)及其配合物的吸附性能表征

溶胶-凝胶法合成纳米γ-Al2O3,以透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)等手段对所得的纳米γ-Al2O3进行了表征,表明纳米粒子的直径在10~50 nm.并利用Zetaplus电位仪测定了其等电点为7.65.考察了纳米γ-Al2O3在静态吸附条件下对Ag(Ⅰ)及其配合物的吸附性能.结果表明,在pH值分别为5~6.5,8~9,2.5~9时,对Ag+,Ag(NH3)2+,Ag(S2O3)32-的吸附能力最强,且符合Freundlich吸附方程.吸附于纳米γ-Al2O3上的Ag(Ⅰ)及其配合物离子,可用0.1 mol.L-1HNO3溶液进行解脱,再生后的纳米γ-Al2O3吸附能力基本不变.     

微过氧化物酶-11在多壁碳纳米管修饰玻碳电极上的电化学

利用物理吸附的方法将微过氧化物酶-11（MP-11）固定在多壁碳纳米管（MCNT）修饰的玻碳电极表面。研究发现：在pH=7.12磷酸盐缓冲溶液中,修饰电极上的MP-11发生了两电子一质子准可逆的氧化还原反应,式量电位E0’为-298mV（vs Ag/AgCl）,峰电位差ΔEP为39mV。在该修饰电极上MP-11对氧气（O2）和过氧化氢（H2O2）都能进行催化还原,催化还原过程都是扩散控制的过程。而且在信噪比为3时,MP-11对H2O2的最低检出限是0.35mmol/L,表明MP-11在修饰电极上保持了自身的生物活性,该修饰电极有望在生物燃料电池和生物传感器中得到应用。     

银电极上N-(4,6-二甲氧嘧啶-2-基)-N'-β-吡啶甲酰基硫脲的原位SERS光谱电化学研究

N-(4,6-二甲氧嘧啶-2-基)-N'-β-吡啶甲酰基硫脲(N-(4,6-dimethoxypyrimidin-2-y1)-N'-nicotinoylthioure,简称DMPNT)是一种新合成的功能性分子,被证明有良好的生物活性,也有望成为草坪地专用除草剂.目前对于DMPNT的分子光谱学研究尚未有报道.采用BLYP/6-311G算法对DMPNT分子进行结构优化及其振动进行了理论归属,利用表面增强拉曼光谱及原位拉曼光谱电化学考察了DMPNT自组装单层在银电极表面自组装行为.实验结果表明:DMPNT以巯基为吸附位点作用于银,吡啶环靠近电极表面.随电位负移,DMPNT分子在电极表面吸附构型发生变化:吡啶环翻转,氨基和甲氧基靠近表面,随着电位负移到-1.2 V,电极表面分子最终脱附.     

从头算和RRKM理论研究O（1D）+trans-CH2FCH2F反应

运用MP2/6-311G(d,p)方法优化得到了O(1D)+trans-CH2FCH2F反应势能面上稳定点的优化几何构型和振动频率。精算的能量是在QCISD(T)/6-311++G(d,p)水平上得到的。RRKM(Rice-Ramsperger-Kassel-Marcus)理论用来计算碰撞能在0-350 kcal/mol范围内通过中间体的微正则速率常数。计算得出,当碰撞能低于140 kcal/mol时标题反应的主要产物是HF和CH2F;碰撞能在140-350 kcal/mol时反应的主要产物是HF,CH2F和OH.在整个碰撞能范围内,HF和CH2F是主要产物。     

基于β-Anderson型铬钼氧酸阴离子为配体的Ag(I)配合物合成及结构表征

使用常温溶液合成方法,成功合成出了2个新的基于β-Anderson阴离子{Cr(OH)6Mo6O18}3-配体的Ag(Ⅰ)离子配合物:[{Ag(C6H5NO2)2}2][Ag{Cr(OH)6Mo6O18}(H2O)2](C6H5NO2)21和(NH4)3[Ag{Cr(OH)6Mo6O18}][Ag2(H2O)2{Cr(OH)6Mo6O18}]·10H2O2,并通过元素分析、单晶X射线分析、红外表征、热重分析和X射线粉末衍射等技术确定了化合物的组成和结构.配合物1是β-Anderson{Cr(OH)6Mo6O18}3-阴离子使用桥氧桥连Ag(Ⅰ)离子,形成一维链状结构;其配阳离子是Ag(Ⅰ)离子与异烟酸吡啶环氮连接,形成线性结构的{Ag(C6H5NO2)2}+配阳离子,由于存在AgAg和吡啶环π-π弱相互作用,在晶体结构中形成双聚{Ag(C6H5NO2)2}2+2结构,并且进一步与多酸阴离子端氧弱配位连接,形成二维结构.配合物2的主体结构是由Ag+和β-Anderson结构阴离子{Cr(OH)6Mo6O18}3-通过配位键连接形成二维网状结构.     

（E）-3-（2-呋喃基）丙烯酸的合成与晶体结构

以2-呋喃甲醛和乙酸酐为原料,在乙酸钾存在下,用相转移催化法合成了（E）-3-（2-呋喃基）丙烯酸,其结构经UV、IR、X-射线单晶衍射仪进行了表征．合成的目标化合物分子式为C7H6O3,分子量为138．12,晶体属于单斜晶系,C2／c空间群,晶胞系数为：a=18．993（6）A,b=3．8474（12）A,c=20．095（6）A,α=90．00°β=114．054°（4）,γ=90．00°,V=1341．0（7）nm^3,Z=8,Dr=1．368Mg／cm^3,F（000）=576,μ（MOK＼a）=0．71073．结构由直接法解出,最终偏离因子为R1=0．0645,wR2=0．1360,分子间通过弱的相互作用形成层状化合物．     

甲烷水合物(H_2O)_(20)…CH_4稳定性的量子化学研究

采用密度泛函理论PBE方法和二级微扰(MP2)理论,对甲烷水合物(H2O)20…CH4两种不同构型512(H2O)20…CH4和435663(H2O)20…CH4进行了理论研究。在PBE/6-31++G(d,p)水平下进行结构优化,得到了它们的平衡稳定结构;在MP2/aug-cc-pVTZ水平下,结合基函数重叠误差(BSSE)完全均衡校正法,对其复合物进行能量计算。通过计算得出:512(H2O)20…CH4和435663(H2O)20…CH4的结合能分别为-4.75 kcal/mol和-4.44 kcal/mol,大约是相同水平下单一H2O…CH4结合能的8~9倍;512(H2O)20…CH4构型较435663(H2O)20…CH4稳定。     

克林沙星的吸附伏安特性及其应用

在0．2mol·L^-1KH2PO4-K2HPO4（pH6．80）底液中,克林沙星（CF）在汞电极上有一线性扫描还原峰,峰电位Eρ=-1．46V（vs．Ag／AgCl）,该峰说明汞电极对克林沙星具有明显的吸附性。测得CF在汞电极上的饱和吸附量Гs=4．82×10^-11mol．cm^-2,每个CF分子所占电极面积为2．64nm^2,CF在汞电极上的吸附符合Langmuir吸附等温式。测得吸附系数β=1．06×10^6,25℃时的吸附自由能△G^θ=-32．13kJ·mol^-1,电极反应电子数n=2,不可逆体系动力学参量αnα=1．44,表面电极反应速率常量ks=0．26s^-1。建立了吸附溶出伏安法测定CF的最佳条件,方法的检出限为2．0×10^-8mol．L^-1。