CO和O_2与Au_n~m簇相互作用的DFT研究(II)

采用B3LYP//LAN2DZ和相对论赝势ECP对Au、6-311+G*基组对C和O水平下,对O2和CO+O2在Aum n(n=3⁵,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Au n(O2)m和Au n 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Aum n相互作用性质和变化规律。结果表明,O2在Au+n上吸附能均较小而难形成稳定吸附,其反应活性在Au n上呈奇偶交替现象,O2仅在偶数Au-4上发生有效吸附。CO和O2在Au+n和Au n(n=45,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Au n(O2)m和Au n 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Aum n相互作用性质和变化规律。结果表明,O2在Au+n上吸附能均较小而难形成稳定吸附,其反应活性在Au n上呈奇偶交替现象,O2仅在偶数Au-4上发生有效吸附。CO和O2在Au+n和Au n(n=4⁵)上无明显协同吸附,二者在Au-4上存在明显协同吸附效应,而在Au3和Au-3上仅有弱协同效应。Au n(CO)O-2(n=35)上无明显协同吸附,二者在Au-4上存在明显协同吸附效应,而在Au3和Au-3上仅有弱协同效应。Au n(CO)O-2(n=3⁵)中C—O和O—O键长增大、相应伸缩振动频率降低,表明Aun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。     

CO和O_2与Au_n~m簇相互作用的DFT研究(Ⅰ)

在B3LYP/LAN2DZ(+ECP)对金、6-311+G*基组对碳和氧水平下,对Aunm(n=3⁵,m=0,±1)簇及其CO在簇上发生单分子吸附几何进行全优化和振动分析。获得了与实验结果一致的基态Aunm簇结构,以及CO在相应各簇上形成吸附配合物AunCOm(n=35,m=0,±1)簇及其CO在簇上发生单分子吸附几何进行全优化和振动分析。获得了与实验结果一致的基态Aunm簇结构,以及CO在相应各簇上形成吸附配合物AunCOm(n=3⁵,m=0,±1)的最低能量结构和吸附能。通过对其结构、能量和振动分析,获得了CO与Aunm簇相互作用的性质和变化规律。结果表明,CO在Aun+上的吸附能比在相应中性和阴离子簇上大,其值随簇尺寸减小呈减小趋势,CO在组成较大的Aun-簇上的反应活性更高。     

Nb(100)表面吸附和解离氮气的密度泛函理论计算

【目的】研究多个氮气分子吸附于Nb(100)表面的问题.【方法】采用基于密度泛函理论的总能计算方法研究Nb(100)表面吸附多个氮气分子。【结果】得到0.25,0.50,0.75覆盖度(ML)下氮气分子吸附Nb(100)表面的结构,能量,振动频率以及表面功函数等性质,并进一步讨论了氮气分子在Nb(100)表面吸附与分解的物理机制。【结论】吸附在Nb(100)表面的氮气分子容易发生解离,部分氮气分子以分子态的形式吸附,而部分氮气分子则分解成原子吸附于铌表面。     

CO吸附在Pd/Pt(111)双金属表面的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论研究了CO在Pd/Pt(111)双金属表面的吸附性质.分别考虑了Pd原子全部取代表层Pt原子以及部分取代表层和次表层Pt原子的情况,分析了CO吸附在双金属不同表面的吸附能、C-O和C-Pt键长及振动频率.结果表明无论是在表层或者次表层加入Pd原子,相比CO吸附在干净Pt(111)表面情况,CO在双金属表面的吸附能几乎没有变化,而键长、频率也未见明显改变.这些吸附特性说明Pt催化剂的抗CO中毒性质主要依赖于最外层的Pt原子,临近的Pd原子可能会对其产生影响,但是未见明显变化.     

N2O在Pt(111)表面的吸附结构

基于密度泛函理论和周期平板模型,通过Nt-T,Nt-T-O-T,Nt-B-O-T,Nt-B-Nc-T和Nt-T-Nc-T五种吸附结构研究了N2O分子在Pt(111)表面的吸附,发现Nt-T位是最稳定的吸附位,且吸附主要是通过末端Nt原子与表面作用.从吸附结构分析了N2O分子在Pt表面可能的解离过程.     

SnO2(110)表面In掺杂对NO2气敏吸附性能提升的理论研究

为了阐明In的掺杂能提高SnO₂(110)表面气敏性能的反应机制,采用密度泛函理论研究了NO₂分子在In掺杂SnO₂(110)表面的吸附行为. 计算结果表明:In的掺杂可以提高材料表面的导电性,形成具有氧空位的缺陷表面,有利于发生活性氧在表面的预吸附过程. 掺杂的In_5c/SnO₂(110)表面对NO₂表现出良好的吸附性,对NO₂气体的选择性和灵敏度提高的主要原因是In掺杂后氧空位缺陷表面的形成. 此外,活性氧物种的预吸附对材料表面气敏性能的影响取决于NO₂在材料表面的具体吸附位点,其中Sn_5c位点的吸附促使电荷从表面转移到气体分子,导致表面电阻的增大以及氧空位的产生,从而表现出优异的气敏吸附性能.     

HCOOH在电极Pd(110)表面电吸附的密度泛函研究

采用密度泛函理论和周期平板模型相结合方法,对HCOOH分子在Pd(110)表面bridge,bidentate和unidentate三种形态吸附位进行吸附结构、Mulliken布居和振动频率等性质的计算;计算结果表明HCOOH在金属态表面bidentate为最稳定的吸附位,电极表面unidentate为最稳吸附位;HCOOH在电极表面的吸附远大于金属态表面的吸附能,表明电化学反应比普通化学反应容易进行.电极表面吸附的结构和频率分析显示,吸附过程中O—H、C—H键均伸长,v(O—H)键和v(C—H)振动频率均发生明显红移,表明H原子在吸附过程中容易断裂,脱离HCOOH分子.Mulliken电荷布居分析表明在电吸附过程中电子由HCOOH分子向Pd(110)表面进行转移,有利于电催化反应进行.     

CO在δ-Pu(100)表面的吸附结构和电子态

用密度泛函理论(DFT)研究了CO分子在δ-Pu(100)面的吸附结构和电子态. 吸附计算结果表明,自旋极化和无自旋极化水平下,CO/Pu(100)最稳定的吸附方式均为C端心位垂直吸附,吸附能分别为-1.754 eV(自旋极化)和-1.780 eV(无自旋极化). 其次是象桥位>桥位垂直>顶位垂直. 平行吸附方式均翻转为相应的C端垂直或象桥位,说明此时分子处于一个动力学很不稳定的位置.顶位垂直、桥位垂直、象桥位和心位垂直四个吸附结构的吸附能差均小于0.2 eV,表明在限定的温度范围内CO在Pu(100)表     

N2和O2在δ-Pu(100)表面吸附行为的理论研究

空气中活性气体在钚材料表面的吸附行为是引起钚材料表面腐蚀的重要原因。采用第一性原理方法对空气中N₂和O₂在δ-Pu (100) 表面的吸附行为进行了研究。对所有稳定吸附构型进行Bader电荷分析以及吸附能与结合能分析的结果表明:N₂的最稳定吸附构型为H-S-N6,O₂的最稳定吸附构型为H-P-O4。对这2种吸附构型进行差分电荷密度分析、态密度(DOS) 分析和晶体哈密顿轨道布居数(COHP) 计算的结果表明:N₂和O₂在δ-Pu (100) 表面的吸附均为强化学吸附,且O₂的吸附远远强于N₂。成键本质均为N原子或O原子的2s和2p轨道与表面Pu原子的6p、6d和5f轨道发生重叠杂化作用。研究结果对于N₂和O₂在δ-Pu (100) 表面共吸附行为的研究奠定了良好基础,对揭示钚材料在空气中的表面腐蚀机制有重要意义。     

己烷在Pt(或Pd)/η-Al_2O_3(或HM)催化剂上的转化机理(英文)

采用微型脉冲催化反应技术,在250—450℃和0.3 MPa的条件下,以η-Al_2O_3、HM、0.5wt% Pt/η-Al_2O_3、0.5wt% Pt/HM、0.05wt% Pd/HM、0.5wt% Pd/HM和3.5wt% Pd/HM等为催化剂,研究了已烷异构体转化的反应机理。同时,还研究了C_6烷烃在Pd/HM上的异构化反应中的温度影响以及Pt/Al_2O_3的失活特性。C_6烷烃转化的脉冲量关系和产物分布表明,在HM上的加氢裂化是双分子反应,而在氢压不变的条件下,异构化反应是单分子反应。此外,对异构化反应中生成2,2-二甲基丁烷来说,Pd/HM比Pt/HM的选择性要高。     

Pd/NiSMM上正己烷异构化的反应机理

通过对正已烷在Pd/NiSMM催化剂上的异构化反应产物分布的分析,以及与负载钯的氢型丝光沸石催化剂(Pd/HM)反应行为的比较,认为在Pd/NiSMM上烷烃异构化反应遵循既有双功能催化机理又有酸催化机理的综合催化反应机理。正构烷烃先按双功能催化机理生成单侧链异构烷烃,再在酸性中心作用下生成多侧链异构烷烃。双功能催化反应中所需要的Bronsted酸中心主要是在还原过程中产生的。镍的还原在提供了主要的金属催化功能的同时产生了大量的质子酸。钯的作用主要是促进镍的还原。我们发现Pd/NiSMM催化剂上的金属催化功能有余而酸性催化功能不足,因而设法增强其酸催化功能是改进该催化剂的方向。     

偶氮异丁腈解离反应的途径和机理解析

用量子力学方法对偶氮异丁腈(AIBN)分解反应的机理进行了系统的理论研究.应用密度泛函理论在B3LYP/6-311G*,B3LYP/6-311+G*和BHandH/6-31+G**水平上对此反应过程中所涉及的反应物、过渡态、中间体、复合物和产物的几何结构和能量进行优化计算,并给出了反应详细的势能面信息和机理解析.结果表明,偶氮异丁腈在基态下采取两键(三体)同步解离的模式进行自由基热分解反应,即Me2(CN)C-N=N-C(CN)Me2→2Me2(CN)C.+N2;在三态(诱导激发)下,则进行两键(三体)异步解离,即Me2(CN)CN=N—C(CN)Me2→Me2(CN)—CN=N…C(CN)Me2→2Me2(CN)C.+N2.计算的活化能与实验结果吻合.     

CS自由基与O2反应机理的理论研究

用量子化学密度泛函理论(DFT)和G3方法，对CS自由基与O2的反应进行了研究．在UB3LYP／6—31G^*．UB3LYP／6-31 G^**和G3计算水平上，优化了反应势能面上各驻点的几何构型，在G3水平上计算了它们的能量，并对它们进行了内禀反应坐标(IRC)计算和振动分析，以确定中间体和过渡态的真实性．研究结果表明：CS自由基与O2反应有3条通道，其中1条反应活化能很小，反应极易发生．计算结果与实验结果相一致．     

含CeO2助催化剂的锰酞菁分子筛的微波合成及催化性能的研究

利用微波辐射法在KX分子筛内原位合成了以CeO2为助剂的铁酞菁，用IR、XRD对合成产物进行了表征，比较了加热方式对产率的影响，考察了产物对过氧化氢分解的催化活性．     

O(3P)与CHBr2反应的理论研究

用量子化学从头算方法对O(3P)原子与CHBr2自由基的反应进行了理论研究.在UMP2/6-31G 的计算水平上优化了反应势能面上各驻点的几何结构,并在QCISD(T)/6-311G 水平上计算了各驻点的单点能量.通过内禀坐标(IRC)计算和振动分析,对反应过渡态进行了确认,并确定了反应机理.     

PdO_x/金属磷酸盐催化剂催化分解N_2O

使用商业化的金属磷酸盐(M-P-O,M=Mg,Al,Ca,Fe,Co,Zn,La)为载体,以Pd(NO_3)_2为PdOx的前躯体,制备了PdOx/M-P-O系列催化剂,并测试了催化剂的N_2O分解性能.发现PdOx/Ca-P-O(又记为PdOx/HAP,HAP为羟基磷灰石)在该系列样品中表现出最佳催化活性,在反应温度375℃时能催化N_2O完全转化.而其他PdOx/M-P-O催化剂几乎没有活性.O2在反应气中的共存对PdOx/HAP的活性影响很小,而H_2O蒸气的共存明显抑制活性.但O2和H_2O蒸气对活性的影响是可逆的,即O2或者H_2O撤走后,活性复原.PdOx/HAP在无O2和有O2情况下都保持较好的稳定性.使用4%H2,在400℃对PdOx/HAP进行预处理能提高催化活性.使用XRD、TEM、XPS、ICP等对PdOx/HAP进行了表征.     

[Eu2(m-BrBA)6(H2O)2(phen)2]配合物的热分解动力学研究

采用TG-DTG和DTA技术研究了[Eu2(m-BrBA)6(H2O)2(phen)2]配合物(m-BrBA代表间溴苯甲酸根离子;phen代表1,10-邻啡罗啉)在静态空气中的非等温热分解过程及动力学,根据TG曲线确定热分解过程的中间产物及最终产物,运用热分析动力学数据处理方法,确定了第1步热分解的动力学模型为SB(m,n)。     

Density functional theory study of the reaction paths of reactions of CH_3C(O)O_2 radicals with HO_2 in the gas phase

Acetyl peroxyradicals play a major roleinthe at-mospheric degradation of organic compounds .In pol-luted atmospheres ,the reaction between CH3C(O)O2radical and NO2forms the well-known PAN(peroxy-acetyl nitrate , CH3C(O)OONO2) ,an i mportant or-ganic contributor to photochemical smog.Inless pol-luted atmospheres ,the reactions between CH3C(O)O2and HO2radicals become critical as NOxlevels maybe low[1 ,2]. Niki et al . were the first to examine thereactions of CH3C(O)O2with HO2radic…     

Pt－Rh合金电极上气体物质析出反应动力学

采用极化测量的方法，在０．５ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４溶液中，对Ｐｔ－Ｒｈ合金电极上电化学析氢、析氧反应动力学进行了系统的研究，确定了反应动力学参数．实验结果表明，对于析氢反应．合金的组成及温度的变化对反应速度影响很小．而对于析氧反应．Ｐｔ－Ｒｈ合金当中Ｒｈ含量的增加可导致反应速度加快；提高温度明显地加快反应速度．