H_2、D_2、CO与Pd同时反应的热力学耦合理论和排代效应

应用密度泛函B3P86方法,对H(D)、C、O采用6-311++G~(**),对Pd采用相对论有效势SDD基集合进行理论计算,得到PdH(PdD)、PdCO、H_2、D_2、CO等分子的平衡几何和离解能.利用电子-振动近似理论,分别计算了在不同温度下Pd与氢、Pd与氘、以及Pd与CO反应的平衡常数及平衡分压.进而利用同时反应的热力学理论,研究Pd与H_2、D_2、CO同时反应的平衡组份、平衡分压力及其排代效应和相互耦合竞争效应.     

H_2O_2与HS气相抽氢、抽氧反应机理及速率常数的理论研究

采用CCSD(T)/aug-cc-p VTZ//B3LYP/6-311+G(2df,2p)方法构建了H_2O_2与HS反应体系的双重态反应势能剖面,并在此基础上对各通道的速率常数进行了计算。研究结果表明,由于H_2O_2接近HS自由基的方式不同,H_2O_2与HS反应有两个不同的反应通道,相应的生成HO2与H2S(通道R1)和HSOH+OH(通道R2)产物。通道R1和R2的表观活化能较为接近,分别为14.25~15.40 kcal/mol和13.91 kcal/mol。利用经典过渡态理论(TST)并结合Wigner矫正模型计算了216.69~298.15 K温度范围内H_2O_2与HS反应的速率常数。计算结果显示,通道R1的反应速率常数kR1为2.43×10-21~4.20×10-20cm3/(molecule·s),比相同温度下反应通道R2的速率常数kR2大了2~4个数量级,表明在216.69~298.15 K温度范围内,H_2O_2与HS反应的总速率主要取决于反应通道R1。     

谈谈N_2和H_2合成氨的困难

本文从N_2分子和H_2分子的前沿轨道对称性入手,通过分析N_2分子的结构,络台性能,探讨N_2和H_2反应的机理,指出了N_2和H_2合成氨反应的困难所在,提出合成氨生产上应继续寻找最合适的活化N_2分子的催化剂,同时不应忽视H_2的活化。     

Ag_9团簇上由H_2和O_2直接合成H_2O_2的密度泛函理论研究

应用密度泛函理论对H_2和O_2在Ag_9团簇上直接合成H_2O_2的可能性进行研究。计算H_2和O_2在Ag_9团簇上的吸附性质以及由H_2和O_2生成H_2O_2的反应机制。结果表明:O_2可以在Ag_9团簇上稳定吸附,但H_2很难与Ag_9团簇作用,只有通过Ag—O键才能发生解离。生成H_2O_2的过程可以分为两个阶段:首先解离两个H_2分子形成第一个H_2O_2分子,其中裂解第二个H_2分子为速度控制步骤,所需活化能为108.7 kJ/mol;再吸附的O_2分子夺取Ag_9团簇上两个H原子形成第二个H_2O_2分子,其中OOH自由基夺取Ag_9团簇上的H原子为速度控制步骤,活化能为124.7 kJ/mol。与文献中Pd、Au和Pd-Au团簇上由H_2和O_2生成H_2O_2的理论研究结果相比,Ag_9团簇具有促进H_2和O_2直接合成H_2O_2的催化活性。     

CF_2Cl_2 H_2体系的激光化学反应

用TEA CO_2脉冲激光器,研究了CF_2Cl_2 H_2体系在不同压力、不同比例、用不同材质与不同规格的反应池,不同激光功密及不同照射次数等条件下激光化学反应.根据实验结果,提出了反应模型,认为该反应是多光子吸收而活化的CF_2Cl_2分子与H_2碰撞的结果。在所有的情况下,H_2都参加了反应,主要产物是C_2F_4和HCl.观察到了反应伴随的可见发光现象,确定了发光与反应速度的关系和发光最强时CF_2Cl_2与H_2的比例范围,在产物C_2F_4中浓缩了~(13)C同位素,     

气相中Re~+与C_2H_4连续反应机理的理论研究

采用密度泛函理论B3LYP方法研究基态下Re~+与C_2H_4连续反应的机理.Re~+与C_2H_4的反应是一个典型的插入-消除机制,第一步反应(形成IM_1的过程)放出的热量高达416.64kJ/mol.Re~+与C_2H_4一旦反应,整个反应就能自动进行下去,这为高能材料的研究提供了参考.Re~+与C_2H_4生成Re(C_2H_2)~+,放出1分子的H_2,反应生成的产物继续与C_2H_4反应,随着吸附C_2H_4的增多,吸附变得越来越难,反应决速步骤的能垒也越来越高,C-H键的断裂随之变得越来越困难,H_2也越来越难形成.当吸附到第4个C_2H_4时,C-H键已经很难断裂.     

高浓度CO_2诱导气孔关闭中H_2O_2和NO的关系及其酶源

以拟南芥(Arabidopsis thaliana)野生型、NADPH氧化酶突变体和硝酸还原酶(NR)突变体为材料,借助气孔试验和激光扫描共聚焦显微镜技术,对H_2O_2和NO的酶源以及H_2O_2和NO的关系进行了研究。结果表明:高浓度CO_2关闭了野生型的气孔,该效应在AtrbohF突变体中部分缺失、在AtrbohD/F中完全缺失,但在AtrbohD中未见缺失;同时,高浓度CO_2诱导野生型保卫细胞H_2O_2产生的效应在AtrbohD和AtrbohF中部分降低,但在AtrbohD/F中完全缺失。这些结果显示,AtrbohD和AtrbohF催化产生的H_2O_2参与高浓度CO_2诱导气孔关闭。高浓度CO_2能诱导野生型保卫细胞NO合成和气孔关闭,该效应在Nia1-2和Nia2-5/Nia1-2突变体中完全缺失,但在Nia2-1中未缺失,显示Nia1来源的NO参与高浓度CO_2诱导气孔关闭。高浓度CO_2未诱导AtrbohF和AtrbohD/F保卫细胞NO合成,但诱导Nia1-2和Nia2-5/Nia1-2保卫细胞H_2O_2产生。NO供体SNP显著恢复AtrbohF和AtrbohD/F突变体气孔对高浓度CO_2反应的缺失,但H_2O_2未恢复Nia1-2和Nia2-5/Nia1-2气孔对高浓度CO_2反应的缺失。所以,高浓度CO_2诱导气孔关闭中NO合成依赖于H_2O_2产生。     

H_2O在Cu(111)表面吸附和解离的第一性原理

为了研究H_2O对锂离子电池负极集流体铜表面的影响,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,对H_2O在Cu(111)面的吸附和解离进行了计算。通过Materials Studio软件的Dmol 3模块,计算了相关的几何参数、能垒和态密度等。研究结果表明,H_2O在清洁和预吸附O的Cu(111)表面吸附的最稳定吸附位置都为top位,且H_2O都以分子形态进行吸附。通过态密度分析表明,当H_2O在预吸附O的Cu(111)表面吸附时,O 2p态与Cu 3d态有较强的杂化作用,而在清洁表面则不明显;H_2O在清洁Cu(111)表面解离的能垒为148.54kJ/mol,当在预吸附O原子的Cu(111)表面解离时,能垒明显降低到92.73kJ/mol,表明预吸附O原子能促进H_2O在Cu(111)表面的解离。     

Li_2簇上束缚H_2的振动频率红移

用 ab initio SCF 方法计算了 Li_2原子簇上束缚 H_2的振动力常数及键长曲线,给出了 Li_2-H_2体系的电子结构,结果表明,H_2的非解离缔合态导致束缚H_2伸缩振动频率的红移,这种现象对 H_2的表面解离吸附起着重要作用。用离域收缩概念对这种现象作了定性解释。     

H_2与Ⅰ原子反应的量子化学研究

用Komornicki,Morokuma和Fukui等人最近几年发展起来的确定化学反应体系过渡态和反应途径的量子化学方法,以Barthelat的赝势法为计算基础,找到了基元反应H_2+I→HI+H的过渡态和反应途径(即内禀反应坐标IRC),求出了反应势垒高度并讨论了H_2+I_2→2HI的反应机理。     

H_2在Ni和Ni-Mn催化剂表面吸附的MS-Xα研究

本文用多重散射Xα(MS—Xα)方法计算了Ni 和Ni—Mn 催化剂原子簇模型的单电子波函数、能级和态密度.从轨道电负性、轨道对称性和态密度等方面比较了两种催化剂的差异,探讨了H_2在这类催化剂上吸附的机理,阐述了Ni 催化剂吸附H_2的活性高于Ni—Mn 催化剂的原因.本文所采用的计算方法避开了繁杂的吸附势能面的计算,可望成为催化剂吸附活性的理论研究的实用方法之一.     

在Rh/SiO_2催化剂上CO反应性能的研究

本文利用装备有程序控温反应池、抽空和质谱检测脱附物系统的FT—IR,在室温条件下研究了CO在Rh/SiO_2催化剂上的化学吸附态及其与O_2、NO、H_2的反应性能。实验站果表明:CO在Rh/SiO_2催化剂上存在着Rh(CO)_2[Ⅰ]、Rh(CO)[Ⅱ]和Rh_2(CO)[Ⅲ]三种化学吸附态;它们与O_2及H_2的反应活性顺序是[Ⅰ]>[Ⅱ](?)[Ⅲ];NO能从催化剂表面上置换CO吸附态[Ⅱ],並相应在此吸附位上产生两种吸附态Rh(NO)及RhO_2(NO);通过对CO和H_2共吸附、吸附的CO和H_2反应及H_2CO吸附的化学吸附态的检测及其脱附产物的质谱分析,说明了在Rh/SiO_2催化剂上CO和H_2反应过程中无H_2CO中间物产生。     

煤粉燃烧过程中H_2S生成详细机理研究

为从自由基层面揭示煤粉燃烧过程中H_2S的生成机理,构建了由34个组分和115个基元反应构成的详细反应机理模型,并采用数值模拟和实验研究相结合的方法,验证了模型的可靠性,同时进行了主要含硫组分和重要自由基的生成速率分析以及H_2S生成的敏感性分析。组分浓度分布的预测值与实验值的对比结果表明:CO_2、CO、H_2、H_2S、SO_2和COS的误差均小于5%,CS_2最大误差为25%,模型具有较高的可信度。生成速率分析显示:H_2S主要通过基元反应H_2S+H?SH+H_2、CS_2+H_2O?H_2S+COS和COS+H_2O?H_2S+CO_2生成;SO_2先被CO和H还原为SO、HOSO等,再转化为S、SH,并最终还原为H_2S;CS_2、COS也是H_2S生成的重要来源,SH是H_2S生成的关键自由基。敏感性分析说明:基元反应HOSO(+M)?H+SO_2(+M)、SO_2+CO?SO+CO_2、CS_2+H_2O?H_2S+COS和COS+H_2O?H_2S+CO_2对H_2S的浓度表现出较高的敏感性,较高的温度(1 500 K)能够促进SO_2、COS、CS_2向H_2S转化。该结果可为煤粉锅炉中高温腐蚀的预测提供理论依据。     

T305脱除H_2S的微观动力学研究

本文用热重法研究了粒度100～120目T305氧化锌脱硫剂脱除H_2S的微观动力学。实验条件为:温度200～400℃,H_2S浓度4～30g/Nm~3,加氢还原气氛。结果表明,该过程在高温低转化率区受表面反应动力学控制,低温高转化率区则受ZnS层扩散控制。反应及粒子扩散活化能分别为23.90和51.29kJ/ml,不同的控制段对H_2S浓度均为一级反应。本文对低温下ZnS最大转化率的存在给出了理论解释,并分析了影响因素,提出了一种求取粒子扩散活化能的方法。     

(C_3H_5N_2)_2Na_8[{Co(H_2O)}_2WO(H_2O)(AsW_9O_(33))_2]·33H_2O的合成及晶体结构

在pH=5.5和80℃下,Na_2WO_4.2H_2O,NaAsO_2.6H_2O,Co(NO_3)_2.6H_2O和咪唑的水溶液反应,得到了高产率的夹层型杂多酸盐(C_3H_5N_2)_2Na_8[{Co(H_2O)}_2WO(H_2O)(AsW_9O_(33))_2].33H_2O单晶,用X射线单晶衍射法及元素分析确定了其结构.结果表明:该晶体属四方晶系,空间群P-421m,a=1.7191(10),c=1.6376(13)nm,V=4.840(5)nm3,Z=2,R1=0.0484,wR2=0.0714(I>2σ),杂多阴离子[{Co(H_2O)}_2WO(H_2O)(AsW_9O_(33))2]10-具有C2ν对称性,Co2+的配位数均为5.讨论了(CHN)Na[{Co(HO)}WO(HO)(AsWO)].33HO的形成条件.     

[Cu(C_7H_4No_3S)_2(H_2O)_4]·2H_2O晶体的电子结构

术文报告了[Cu(C_7H_4NO_3S)_2(H_2O)_4]·2H_2O 晶体的电子吸收光谱和ESR谱的测定结果。并利用配位场理论和非自由CuⅡ离子的径向波函数对实验结果进行了定最的讨论。该化合物的电子结构与其晶体结构存在密切的关联性。     

分散H_2/H_∞鲁棒控制的LMI方法

应用线性矩阵不等(LMI)方法研究大系统分散 H_2/ H_∞ 控制问题。首先描述了分散H_2/ H_∞状态反馈控制问题,然后提出了存在分散H_2/ H_∞ 状态反馈控制器的参数化定理和两种基于LMI的设计方法:直接LMI方法和迭代LMI(ILMI)方法。所获得的控制器具有块对角结构,闭环系统稳定且能优化闭环系统的H_2/ H_∞性能指标。作为该方法的推广,也探讨了分散H_∞控制器的设计问题。最后用示例说明了两种方法的应用。     

快D_2~+、DH~+和H_2~+通过碳膜的透射和电荷交换的研究

本文介绍了测量Mev量级单电子双原子分子离子(D_2~+、DH~+、H_2~+等)通过碳膜的透射和在碳膜中的电子损失截面、电了俘获截面的实验方法和新近的实验结果。略述了我们把Brandt-Sizmann理论扩展到D_2~+、DH~+、H_2~+与固体碳相互作用的计算。本文还得到D_2~+、DH~+、H_2~+的裸核集团在膜的出口俘获一个电子后形成电缚分子态的几率。     

低价钛茂在溶液中同N_2的反应

本文观察了分子氮与过量格氏试剂C_2H_5MgBr和二氯钛茂(C_5H_5)_2TiCl_2乙醚悬浮混合物在-80℃、无氧、无水条件下的反应。 由二氯钛茂不同还原价态的紫外可见光谱表明活性物质为(C_5H_5)_2Ti或[(C_5H_5)_2Ti]_2,它和N_2分子生成双核钛络合物[(C_5H_5)_2Ti]_2N_2。结合不同价态钛的顺磁共振谱和在-80℃下反应的顺磁共振谱随时间的变化,提出了固氮反应的机理,并讨论了失活的原因和影响反应进行的因素。     

Co~(2+)催化超声/H_2O_2降解环丙沙星

论文研究过渡金属离子Co~(2+)对超声/H_2O_2(US/H_2O_2)降解环丙沙星的催化效果,考察了Co~(2+)、H_2O_2添加浓度、反应温度及初始pH值等主要因素的影响。结果表明,Co~(2+)能够有效催化超声/H_2O_2体系降解环丙沙星,降解过程符合假一级反应动力学。H_2O_2浓度在4.0~32.0mmol/L,Co~(2+)浓度在25.8~96.8mmol/L范围,环丙沙星的降解率随H_2O_2和Co~(2+)添加浓度的增加而升高;温度对环丙沙星的降解影响较大,15℃~45℃范围,降解率随温度的升高而升高;初始pH值为3.0时环丙沙星的降解率最高。异丙醇的抑制实验表明,Co~(2+)增强环丙沙星超声降解主要在于·OH的氧化作用。HPLC谱图表明,环丙沙星在Co~(2+)/US/H_2O_2降解体系中主要生成三种产物,推断其通过两种途径进行降解。