MgO（111）弛豫表面氢的吸附问题研究

针对氢在MgO(111)表面的吸附问题,结合基于密度泛函理论的第一性原理方法,对氢在MgO(111)表面的势能面和4种可能吸附位置及2种不同吸附方式的能量进行了计算,并对吸附H原子过程中的电荷转移情况进行了研究.研究表明,H2分子在MgO(111)表面垂直吸附时均为物理吸附,最优吸附位置为fcc,而平行吸附时均为化学吸附;H原子在Mgo(111)表面的hcp和on-top吸附位置处的吸附能相差不超过0.1 eV;电荷密度计算观察到吸附H原子后,与H原子最近邻的Mg原子表面发生了电荷转移.     

CO在Cu表面吸附过程中电荷转移的理论研究

应用密度泛函理论,对CO分子在Cu(100)表面的吸附过程进行了研究。计算了CO分子以垂直方式在3种不同吸附位置吸附时CO分子和Cu(100)表面原子的电荷分布。结果表明:与碳原子最近邻的铜原子表面上发生明显电荷转移,而其他表面原子及体相原子的电子结构没有变化。Mulliken集居数及局域态密度分析表明,吸附过程中CO分子与表面Cu原子相互作用主要是CO分子内杂化轨道和3d,4s,4p(Cu)的贡献。     

CO在Cu表面吸附过程中电荷转移的理论研究

应用密度泛函理论．对CO分子在Cu(100)表面的吸附过程进行了研究。计算了CO分子以垂直方式在3种不同吸附位置吸附时CO分子和Cu(100)表面原子的电荷分布。结果表明：与碳原子最近邻的铜原子表面上发生明显电荷转移．而其他表面原子及体相原子的电子结构没有变化。Mulliken集居数及局域态密度分析表明，吸附过程中CO分子与表面Cu原子相互作用主要是CO分子内杂化轨道和3d，4s，4p(Cu)的贡献。     

H2在Pt（111）表面吸附及电催化的密度泛函理论

Pt是燃料电池的重要电催化剂,为研究H2在Pt表面的吸附和氧化行为,采用密度泛函理论,通过构造表面层模型方法,对H2分子在金属态和电极Pt(111)表面Top、Bridge和Hollow三种吸附位进行研究。 H2在Pt(111)表面Hollow位吸附能最大,Top位吸附能最小;电极表面吸附能远大于金属态表面吸附能。吸附过程中H—H键被拉长,吸附后H—H键振动频率比自由分子振动频率减少,产生明显红移。电吸附过程中电子由H2分子向电极Pt(111)表面进行了不同程度的转移。计算结果与实验结果十分相近,从理论上解释了H2在电极Pt表面的电吸附和电催化机理。     

Cu（111）-c（2×2）-Cl吸附结构第一性原理研究

密度泛函理论（DFT）总能计算研究了1／2ML覆盖度下氯原子在Cu（111）表面的吸附结构。计算结果表明：在Cu（111）-c（2×2）-Cl吸附结构中两个不同的Cl原子分别吸附于Cu（111）表面的fcc谷位和hcp谷位,每个氯原子的平均吸附能为2．631eV,氯原子的平均吸附高度ZCl-Cu。为0．209nm。Cu（111）-c（2×2）-Cl表面的功函数为5．778eV。     

NO及NH3在MnO表面吸附行为的计算研究

选取MnO(111)、(110)及(001)晶面超晶胞做为反应表面模型,运用DFT中GGA的PBE方法,探讨了NO及NH3分子在MnO(111)、MnO(110)、MnO(001)面上的吸附行为,结果表明,NO及NH3均在MnO(111)面的top-Mn位上较易吸附,且NO吸附能较大。通过Mulliken布局数及态密度分析发现,在NO及NH3的吸附过程中,气体分子与吸附衬底之间发生了较强的相互作用。NO吸附时电子从衬底转移到N原子上,得到NO-阴离子结构,而NH3吸附后电子则从N原子转移到衬底上。Mn原子通过3d、4s轨道与NO及NH3中的N形成了化学键,使吸附更加稳定。     

Cu（111）-c（2×2）-Cl吸附结构第一性原理研究

密度泛函理论（DFT）总能计算研究了1／2ML覆盖度下氯原子在Cu（111）表面的吸附结构。计算结果表明：在Cu（111）-c（2×2）-Cl吸附结构中两个不同的Cl原子分别吸附于Cu（111）表面的fcc谷位和hcp谷位,每个氯原子的平均吸附能为2．631eV,氯原子的平均吸附高度ZCl-Cu。为0．209nm。Cu（111）-c（2×2）-Cl表面的功函数为5．778eV。     

HCN在Ni(111),Ni(100)和Ni(110)面吸附的密度泛函理论研究

针对乙腈加氢反应机理的研究,采用密度泛函方法计算了HCN在Ni(111),Ni(100)和Ni(110)表面上的吸附,并在1/4覆盖度的基础上讨论了表面吸附结构及吸附能.结果表明:在Ni(111)面,最稳定的吸附构型为HCN分子中C-N键,几乎平行吸附在表面上,其吸附结构为f-η3(N)-h-η3(C),吸附能为1.369eV.在Ni(100)上,最优吸附构型为HCN吸附在表面上的fcc位,其中C-N键与4个相邻的Ni原子成键,吸附能为1.932eV.在Ni(110)上,HCN吸附构型与其它两个表面相类似,位于两个long-bridge位,其吸附能为1.780eV.同时,也通过电子电荷及态密度分析了HCN在Ni(111),Ni(100)和Ni(110)表面上的成键机理,表明吸附的HCN在表面上已重新杂化,形成了非线性弯曲的吸附结构,这更有利于加氢反应的发生.     

氢分子在Li(100)面的吸附旋转势能面研究

利用推广的LEPS势分析H_2在Li(100)面的吸附、迁移、旋转等行为.给出的这种作用是短程相互作用,它因吸附位、吸附方式不同而不同,使H_2分别呈稳定分子吸附态、亚稳分子吸附态.这些吸附态通过H_2沿表面迁移而相互转换;通过H_2绕质心的转动而进行立式与卧式吸附方式之间的转变.并指出亚稳分子吸附态具有变型小、属弱化学吸附,迁移性强,不易解离成原子等特性.     

H_2分子在Ni（100）、（110）、（111）单晶表面吸附研究

本文来用改进模型势方法，计算了Ｈ２分子在Ｎｉ（１０Ｏ）、（１１０）、（１１１）单晶表面解离吸附的反应途径与位能面．通过对比研究，讨论了氢分子在镍三种单晶表面解离吸附的反应途径和位能面的一般规律与趋势．     

NiMoP/C复合材料的制备及其电催化析氢性能

以四水合钼酸铵[(NH4)6Mo7O24?4H2O]为钼源、六水合硝酸镍[Ni(NO3)2?6H2O]为镍源、H3PO4为磷源,采用溶液凝胶法制备前驱体,然后通过化学气相沉积法制备了块状NiMoP/C复合材料.采用XRD、SEM、TEM、XPS、Raman和N2-等温吸附脱附等测试技术,对NiMoP/C复合材料的物理化...     

两个Co/Ni含氮配体配合物的合成、结构及荧光性质

以1,4?二羟基苯?2?磺酸钠（NaH₂L）、4,4'?联吡啶（bipy）、Co(NO₃)₂·6H₂O和NiSO₄·6H₂O为原料,采用加热回流的方法,得到两个结构相似的单核含氮配体配合物M(bipy)(H₂O)₄·(2H₂L)·4H₂O（M=Co（1）,Ni（2））,其结构和组成采用单晶X?射线衍射、元素分析以及热重分析进行表征。结果表明,Co²⁺和Ni²⁺是六配位的,呈八面体配位构型,均与一个bipy分子和四个水分子配位;H₂L^-没有与金属离子配位,起到平衡电荷作用;配合物中,H₂L^-、自由的水分子以及[M(bipy)(H₂O)₄]²⁺形成氢键,这些氢键将其连接构成了网状结构,增加了配合物的稳定性。荧光研究结果表明,配合物1和配合物2的最大荧光发射峰分别在380 nm和390 nm,均是NaH₂L的特征荧光发射峰。金属和配体间的电荷转移促使其荧光发射峰红移。     

POA分子在纳米SiO2颗粒表面吸附的分子动力学模拟

采用分子动力学方法（MD）研究模拟含蜡原油环境中聚丙烯酸十八酯（POA）分子在甲基改性纳米SiO2颗粒表面的吸附行为,构建了包含POA分子的模拟含蜡原油体系在三种不同甲基改性程度的纳米SiO2颗粒表面的吸附模型,分析了吸附能、密度分布、均方位移、径向分布函数等参量。结果表明,未改性的颗粒表面最先吸附沥青质等极性较强的物质;100%甲基改性的颗粒表面最先吸附烷烃;50%甲基改性的颗粒表面最先吸附芳香烃、POA,且50%甲基改性表面更有利于POA分子的稳定吸附,有利于POA分子形成侧链伸展更好的吸附构型。研究也发现,在50%甲基改性的颗粒表面,POA分子与蜡分子（C24H50）之间的相互作用最强,C24H50分子的分布最聚集。此研究为纳米杂化降凝剂中纳米颗粒的有机实验改性提供了理论指导,为聚合物/纳米颗粒降凝剂的作用机理研究提供了方法。     

二维AlC纳米片吸附有毒气体的第一性原理研究

基于密度泛函理论研究有毒气体（SO₂、NO₂、NO、CO、H₂S、NH₃和HCN）在二维碳化铝（AlC）纳米片上的吸附性能,并进一步计算各种吸附体系的电子性质以及功函数. 计算结果表明:吸附气体后AlC单层并未改变其金属性,吸附能的变化区间为[?3.11,?0.09] eV,除CO和HCN外,其他气体均可以通过化学吸附被稳定地吸附在AlC单层上;电荷分析表明,被吸附后,NO₂、NO和SO₂分别从AlC单层上得到0.473|e|,0.317|e|和0.249|e|;电荷密度差分图也进一步说明AlC单层与NO₂、NO和SO₂这3种有毒气体间存在较强的相互作用,并且SO₂、NO₂和NO在吸附后,体系的功函数明显增加. 基于AlC单层吸附有毒气体后能量、电子性质和功函数的响应,AlC单层有望成为SO₂、NO₂和NO等有毒气体的检测材料或传感材料.     

OA⁃ZnCl2/SG催化剂的合成及其氧化脱硫性能

以正辛酸?氯化锌型低共熔溶剂（OA?ZnCl₂）为添加组分、硅胶（SG）为载体,经溶胶?凝胶过程合成OA?ZnCl₂/SG负载型催化剂。采用红外光谱、X射线衍射、N₂?吸附脱附和扫描电镜等技术对催化剂的结构进行分析。以OA?ZnCl₂/SG为吸附剂和催化剂、双氧水为氧化剂,研究其氧化脱硫性能。考察了低共熔溶剂的负载量、反应温度、n(H₂O₂)/n(S)、催化剂质量和不同硫化物对脱硫效果的影响。结果表明,在最佳条件下催化剂的脱硫率达到95.6%,经过5 次循环后脱硫率降为89.7%。     

海上天然气吸附净化脱CO2的动态穿透实验研究

为了研究摇摆工况、天然气中所含的H₂O和N₂对海上天然气吸附净化脱CO₂的影响,开展了静止和摇摆工况下多组分混合气体在干燥和含H₂O的13X分子筛上的动态穿透实验。采用质谱仪对CH₄、CO₂和N₂按比例进行配气,获得了CH₄/CO₂和CH₄/ CO₂/ N₂两种多组分混合气体;在静止和摇摆工况下,通过动态穿透实验测定了不同时间下混合气体中每种气体在干燥和含H₂O的13X分子筛出口处的分压,得到了穿透曲线以及穿透时间;通过穿透曲线分析了静止和摇摆工况下干燥和含H₂O的13X分子筛对两种混合气体中CO₂的吸附净化效果,进而得到了摇摆工况下H₂O以及N₂对海上天然气吸附净化脱CO₂的影响。实验结果表明,无论在静止还是摇摆工况下,13X分子筛对CO₂的吸附能力最强,对N₂的吸附能力最弱;N₂的存在有利于海上天然气吸附净化脱CO₂,而H₂O和摇摆不利于CO₂的脱除。     

PHZS:Cu2+的EPR谱和局域结构研究

采用Cu2+离子正交对称电子顺磁共振（EPR）参量的高阶微扰公式计算K₂Zn（SO₄）₂·6H₂O:Cu2+的EPR参量g因子（g_x,g_y,g_z）和超精细结构常数（A_x,A_y,A_z）。研究结果表明,K₂Zn（SO₄）₂·6H₂O中[Cu（H₂O）₆]2+基团的Cu2+-H₂O键长分别为R_x ≈ 0.197 nm,R_y ≈ 0.213 nm,R_z ≈ 0.224 nm;中心金属离子基态波函数混合系数分别为α ≈ 0.978和β ≈ 0.209。所得EPR参量理论值与实验符合很好。     

双金属MOF⁃74(Mg x Ni1-x )的制备及其对CO2/N2的吸附分离性能研究

以Mg、Ni为中心金属、十二烷基苯磺酸钠（SDBS）为模板剂,采用溶剂热法合成HP?MOF?74（Mg _x Ni_1-x ）（x=0.25、0.50、0.75）样品,以烟道气中CO₂和N₂为吸附质,考察了HP?MOF?74（Mg _x Ni_1-x ）样品在273 K和298 K下吸附分离CO₂/N₂的性能;通过静态容量法在273 K和298 K处测试了三种不同HP?MOF?74（Mg _x Ni_1-x ）样品上CO₂和N₂的等温线,并使用双位点Langmuir?Freundlich（DSLF）和单位点Langmuir?Freundlich（SSLF）模型对获得的实验数据集进行了拟合;根据理想吸附溶液理论（IAST）,估算了CO₂/N₂二元混合物的吸附选择性;使用Clausius–Clapeyron方程计算了等量吸附热（Q_st）。结果表明,在273 K和100 kPa的条件下,HP?MOF?74(Mg_0.50Ni_0.50)样品的CO₂吸附量为4.864 mmol/g;CO₂和N₂在HP?MOF?74(Mg_0.50Ni_0.50)样品上的吸附等温线分别与DSLF和SSLF模型十分吻合,说明CO₂的吸附行为是双孔位吸附,而N₂的吸附行为是单位点吸附;HP?MOF?74（Mg_0.25Ni_0.75）样品对CO₂的IAST吸附选择性为2 263,吸附量和选择性均优于传统吸附剂MOF?74材料;CO₂在HP?MOF?74（Mg _x Ni_1-x ）样品上的等量吸附热均高于N₂,说明CO₂在HP?MOF?74（Mg _x Ni_1-x ）样品上的表面自由结合能更高。     

毛柄金钱菌碳材料修饰电极测定过氧化氢

以毛柄金钱菌为碳前驱体制备了一种生物质多孔碳材料(BPC), 并将其修饰到玻碳电极(GCE)表面,以此构筑了一种电化学传感器(BPC/GCE).采用扫描电镜(SEM)、 X射线粉末衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、 拉曼(Raman)光谱和氮气吸附 - 脱附测试对BPC的形貌和结构进行了表征.运用循环伏安法(CV)、 交流阻抗法(EIS)及电流 - 时间曲线研究了过氧化氢(H₂O₂)在该传感器上的电化学行为.结果显示,基于BPC/GCE电极的H₂O₂传感器在15～300 μmol/L范围内, H₂O₂的浓度与传感器信号呈线性关系,检出限为 7.5 μmol/L,且抗干扰能力强.利用所制备的H₂O₂传感器检测人尿中的H₂O₂显示,其加标回收率为95.9%～101.2%,相对标准偏差为2.8%～8.7%,因此该方法可用于人体液中H₂O₂的检测.     

CuO⁃SiO2⁃CeO2催化剂的设计、制备及性能研究

采用水热合成法制备了SiO₂?CeO₂载体,并利用浸渍法负载活性组分CuO得到CuO?SiO₂?CeO₂催化剂。通过XRD、BET和H₂?TPR等手段对载体和催化剂进行表征及性能测试,最后探究了SiO₂摩尔分数对催化剂的比表面积以及甲醇水蒸气重整制氢实验中催化性能的影响。研究发现,适量添加SiO₂可以增加载体和催化剂的比表面积,降低催化剂活性组分CuO的还原温度,提高CH₃OH的转化率。当SiO₂摩尔分数为2.5%时,催化剂CuO5.0%?SiO₂2.5%?CeO₂的比表面积为112.8 m²/g,CH₃OH转化率为75.1%。继续提高催化剂中SiO₂的摩尔分数,催化剂的比表面积减小,CH₃OH转化率降低。