苯并三氮唑对变压器绕组硫腐蚀抑制机理的分子模拟研究

硫腐蚀现象对变压器绝缘性能的破坏不容忽视,其中腐蚀性硫化物与铜绕组作用产生的硫化亚铜是导致绝缘性能降低的一个重要原因.在变压器内部无氧和有氧的情况下,硫化亚铜的生成主要是因为腐蚀性硫化物与铜或者与氧化亚铜发生了一系列反应.为深入研究铜缓蚀剂苯并三氮唑(BTA)对铜绕组的缓蚀机理,采用分子模拟技术分析了BTA分子与铜晶体的电荷密度分布和态密度分布;同时利用过渡态搜索、红外光谱研究了BTA分子与氧化亚铜的反应过程.结果表明:加入BTA分子前后的铜表面态密度分布发生了变化,并且利用电荷密度分布图说明BTA分子与铜晶体形成了配位键;同时分析了BTA与氧化亚铜反应前后红外光谱的差异,发现BTA分子的结构已发生改变,与氧化亚铜形成了共价键.以上模拟结果说明BTA分子对铜和氧化亚铜有保护作用,能够抑制腐蚀性硫化物对铜绕组的腐蚀.     

苯并三氮唑对变压器绕组硫腐蚀抑制机理的分子模拟研究

硫腐蚀现象对变压器绝缘性能的破坏不容忽视,其中腐蚀性硫化物与铜绕组作用产生的硫化亚铜是导致绝缘性能降低的一个重要原因.在变压器内部无氧和有氧的情况下,硫化亚铜的生成主要是因为腐蚀性硫化物与铜或者与氧化亚铜发生了一系列反应.为深入研究铜缓蚀剂苯并三氮唑(BTA)对铜绕组的缓蚀机理,采用分子模拟技术分析了BTA分子与铜晶体的电荷密度分布和态密度分布;同时利用过渡态搜索、红外光谱研究了BTA分子与氧化亚铜的反应过程.结果表明:加入BTA分子前后的铜表面态密度分布发生了变化,并且利用电荷密度分布图说明BTA分子与铜晶体形成了配位键;同时分析了BTA与氧化亚铜反应前后红外光谱的差异,发现BTA分子的结构已发生改变,与氧化亚铜形成了共价键.以上模拟结果说明BTA分子对铜和氧化亚铜有保护作用,能够抑制腐蚀性硫化物对铜绕组的腐蚀.     

苯并三氮唑对变压器绕组硫腐蚀抑制机理的分子模拟研究

硫腐蚀现象对变压器绝缘性能的破坏不容忽视,其中腐蚀性硫化物与铜绕组作用产生的硫化亚铜是导致绝缘性能降低的一个重要原因.在变压器内部无氧和有氧的情况下,硫化亚铜的生成主要是因为腐蚀性硫化物与铜或者与氧化亚铜发生了一系列反应.为深入研究铜缓蚀剂苯并三氮唑(BTA)对铜绕组的缓蚀机理,采用分子模拟技术分析了BTA分子与铜晶体的电荷密度分布和态密度分布;同时利用过渡态搜索、红外光谱研究了BTA分子与氧化亚铜的反应过程.结果表明:加入BTA分子前后的铜表面态密度分布发生了变化,并且利用电荷密度分布图说明BTA分子与铜晶体形成了配位键;同时分析了BTA与氧化亚铜反应前后红外光谱的差异,发现BTA分子的结构已发生改变,与氧化亚铜形成了共价键.以上模拟结果说明BTA分子对铜和氧化亚铜有保护作用,能够抑制腐蚀性硫化物对铜绕组的腐蚀.     

BTA在铜表面吸附的密度泛函理论研究

本文基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理研究了苯并三氮唑(BTA)分子吸附于铜表面的反应活性特征及其吸附在三种不同取向晶面时的电荷转移以及成键情况,结果表明：BTA分子的亲电和亲核活性中心为N(1)、N(2)和C(5),在铜表面垂直吸附时为化学吸附,Cu原子的最外层价电子转移到N(2)原子上,两者形成配位键;BTA分子在三种不同取向的铜表面吸附时的吸附能大小为：Cu(110)_x>Cu(100)_x>Cu(111)_x(x=T、B、H),T表示顶位,B表示桥位,H表示空位;BTA吸附在Cu(111)面的转移电荷量：T(顶位)>B(桥位)>H(空位).     

第一性原理研究气体小分子吸附的石墨烯负载金属原子体系

石墨烯负载的单个金属原子体系(M-gra)具有高的结构稳定性,显正电性的金属原子可作为活性位用在气敏器件和催化材料.本文采用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究单个有毒气体小分子(NO和CO)在M-gra表面的吸附特性.研究结果表明:单个NO分子吸附的稳定性高于CO分子,由于其能够从反应衬底获得更多的转移电荷,因此,M-gra衬底对NO分子表现出高的灵敏度.此外,不同小分子吸附能够改变M-gra体系的电荷密度和自旋电荷分布,进而使得气体分子吸附体系表现出不同大小的磁矩.通过对比气体分子吸附前后M-gra体系的磁矩变化,能够有效判断吸附分子和反应衬底的类型.     

氮气在MCM-41中毛细凝聚的模拟和理论研究

采用巨正则系综 Monte Carlo 方法(GCMC)以及基于扩展基本度量理论和 MBWR 状态方程的密度泛函理论,研究了 77.4 K 时氮气在不同孔径的 MCM-41 分子筛中吸附的密度分布和吸附等温线.提出的平均场权重密度泛函理论,克服了平均场近似预测主体相热力学性质时的偏差,获得的密度分布和吸附等温线与 GCMC 分子模拟结果有着很好的一致性.     

Ag(110)表面吸附酞菁铜分子的紫外光电子谱研究

用紫外光电子能谱(UPS)研究了酞菁铜分子在Ag(110)单晶表面上的吸附,随着酞菁铜分子覆盖度增加,衬底Ag的3d电子信号逐渐减弱,在此能带区域出现两个新的谱峰,这两个与吸附有机分子轨道有关的谱峰的束缚能分别为4.45 和6.36 eV.随着覆盖度的增加,在结合能为1.51和9.20 eV处又出现了两个谱峰,它们同样来自吸附有机分子的轨道.随着覆盖度的继续增加,上述四个谱峰的强度逐渐增加,其能量位置均发生了明显的偏移.根据角分辨光电子能谱的实验结果,酞菁铜分子的分子平面基本与衬底表面平行.密度泛函理论计 关键词： 酞菁铜 紫外光电子谱 吸附电子态 密度泛函理论     

交换关联泛函近似方法对Ru催化剂上甲烷和乙烷形成的影响

密度泛函理论作为多相催化研究中的一个强有力工具,常被用于获得催化过程中关键的热力学及动力学参数,如吸附能、反应焓、活化能垒和速率常数等. 理解密度泛函交换关联近似方法对于揭示催化剂的催化性能及机理至关重要. 本文报道了六种不同的交换关联泛函近似方法,包括PBE、RPBE、BEEF+vdW、optB86b+vdW、SCAN和SCAN+rVV10,对金属Ru(0001)和Ru(1011)表面上甲烷和乙烷形成过程中涉及到的中间体的吸附能、反应能和活化能垒的影响. 当基元反应中反应物和产物与表面的配位数不同时,理论计算的反应能大小强烈依赖于交换关联密度泛函的选择. 对于涉及多个基元步骤的总反应,反应能的计算偏差会逐渐累积,从而导致不同的交换关联泛函近似方法之间的巨大差异. 由于不同泛函对反应涉及到的中间体吸附能之间存在差异,交换关联泛函近似方法的选择显著地影响Ru(0001)表面上甲烷、乙烯和乙烷的选择性. 然而,不同泛函近似方法对于Ru(0001) 和Ru(1011)表面上基元反应的能垒以及结构敏感性影响不大. 本工作不仅揭示了交换关联密度泛函近似方法在理论计算研究催化领域的局限性,也强调了选择合适的交换关联泛函方法对于正确评估催化剂活性和选择性的重要性.     

Rb原子修饰缺陷h-BN单层储氢性能的第一性原理研究

基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算方法,系统的研究了碱金属Rb原子修饰具有空位缺陷h-BN单层体系的储氢性能.发现Rb原子可稳定吸附在h-BN单层的B单空位缺陷(V_B)上,且Rb原子间无团簇倾向,单个Rb原子最多可稳定吸附5个H₂分子,H₂分子平均吸附能在0.18-0.21 eV范围内.电子结构分析表明H2分子主要通过极化机制和轨道杂化作用吸附在Rb修饰的缺陷h-BN单层体系上.Rb双侧修饰缺陷h-BN单层体系的理论储氢质量比可以达到5.0 wt%.基于范特霍夫方程和从头算分子动力学(AIMD)模拟对储氢体系的热力学稳定性进行了进一步的研究.     

离子化程度对硼取代富勒烯C19Bn+（n=0-3）体系储氢性能的影响

本文采用密度泛函理论方法，研究了氢气分子在硼取代富勒烯C19Bn+（n=0-3）表面的非解离吸附态、化学吸附态、及吸附态之间转换过渡态的结构和能量，得到了吸附态之间转换反应的势能面. 研究表明通过调整体系的离子化电荷可以调整吸附位点的电荷布居数，随着硼取代富勒烯离子化体系C19Bn+的吸氢活性位点电荷布居数增大，氢分子被极化的程度以及氢分子在材料表面的吸附能均逐渐增大，同时改变电荷布居数也对氢气分子在表面吸附态间转变势垒高度产生了量级为几个Kcal/mol的影响. 希望我们的研究能够对富勒烯储氢的进一步发展提供参考.     

Effect of sulfide pollution on the stability of the protective film of benzotriazole on copper

Benzotriazole (BTAH) is an excellent inhibitor for the corrosion of copper and many of its alloys in unpolluted media. Protection is attributed to the formation of a film of Cu(I)BTA. Injection of sulfide ions into a benzotriazole inhibited salt water damages the protective Cu(I)BTA film very rapidly, increases the corrosion rate and leads to the formation of copper sulfide. This effect is quite marked at a sulfide concentration as low as 10⁻⁵ M (about 0.3 ppm sulfur) in the presence of 10⁻² M BTAH, which is 1000-fold greater than that of the sulfide ion. The intensity of sulfide attack increases with its concentration.Prolonged pre-passivation of copper in the BTAH protected medium even at high concentration does not markedly improve the resistance of the protective film to sulfide attack. This finding is contrary to a well-documented phenomenon in unpolluted media where the inhibiting efficiency of BTAH increases with the time of immersion and the concentration of the inhibitor. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) reveals the presence of both sulfide and BTAH on the corroded surface indicating that sulfide attack is localized.     

聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的分子动力学模拟研究

通过分子动力学模拟对聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的形态结构、 热力学性质、力学特性进行计算, 分析其随模拟温度和纳米颗粒尺寸的变化规律. 模拟结果表明, 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物为各向同性的无定形态结构, 铜纳米颗粒与聚酰亚胺基体之间通过较强的范德华作用结合在一起使结构更加稳定, 铜纳米颗粒表面多个原子层呈现无定形状态, 在铜颗粒和聚酰亚胺基体之间形成界面层, 界面区域随颗粒尺寸和温度的增加分别减小和增加. 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的等容热容随着颗粒尺寸增大而明显增高, 随温度变化比聚酰亚胺体系更为缓慢, 在较低温度下较小颗粒尺寸复合物的热容比聚酰亚胺体系更低. 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的热压力系数随颗粒尺寸增加而显著增大, 比聚酰亚胺体系的热压力系数更小, 且随温度升高而减小的程度要小得多. 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的热力学性质表现出明显的尺度效应, 温度稳定性明显高于聚酰亚胺体系. 聚酰亚胺/铜纳米颗粒复合物的力学特性表现出各向同性材料的弹性常数张量, 具有比聚酰亚胺体系更低的杨氏模量和泊松比, 随温度升高分别减小和增大, 与聚酰亚胺体系随温度的变化趋势相反, 且杨氏模量的温度稳定性显著提高, 同时泊松比随纳米颗粒尺寸增大而减小, 具有明显的尺度效应. 加入铜纳米颗粒形成复合物可获得与聚酰亚胺体系显著不同的力学新特性. 关键词： 分子动力学模拟 聚合物纳米复合物 聚酰亚胺 纳米颗粒     

Electronic and magnetothermal properties of ferromagnetic clusters

The electronic structures and the magnetothermal properties of nickel clusters have been investigated. Their effective magnetic moments and specific heat capacities have been calculated assuming that the clusters undergo superparamagnetic relaxation. The average magnetic moments are computed adopting Friedel's model of ferromagnetic clusters. The surface effect and the cluster size effect on the thermodynamic properties of these clusters have been analysed based on the mean field theory approximation. The specific heat capacity of Ni clusters for N=300, where N is the number of atoms in the cluster, shows the peak value at T=550 K and exhibits a steady increase with N. The effective potentials and energy eigen values of the clusters as a function of the number of atoms and radius of the cluster have also been calculated self-consistently using the local density approximation (LDA) of the density functional theory (DFT); this has been performed within the framework of the spherical jellium background model (SJBM). The results of this study have been compared with the Stern-Gerlach experimental data and other theoretical results already reported in literature     

First principle calculations of thermodynamic properties of pure graphene sheet and graphene sheets with Si,Ge,Fe,and Co impurities

The thermal properties of pure graphene and graphene–impurity(impurity = Fe,Co,Si,and Ge) sheets have been investigated at various pressures(0–7 GPa) and temperatures(0–900 K).Some basic thermodynamic quantities such as bulk modulus,coefficient of volume thermal expansion,heat capacities at constant pressure and constant volume of these sheets as a function of temperature and pressure are discussed.Furthermore,the effect of the impurity density and tensile strain on the thermodynamic properties of these sheets are investigated.All of these calculations are performed based on the density functional theory and full quasi harmonic approximation.     

苯并三氮唑对铜和铁缓蚀作用的拉曼光谱研究

本文利用现场拉曼光谱研究了中性含氯离子溶液中苯并三氮唑在铜和铁电极表面的吸附以及成膜行为,结果表明苯并三氮唑能强烈地化学吸附于铜电极和铁电极表面,形成类似［Ｍｎ（ＢＴＡ）ｐ］的配合物膜,一定程度上阻止了膜内外物质的交换,对金属起缓蚀作用。另一方面两种金属表面配合物膜均具有电位依赖性：在铜电极表面,当外加电位由－０．５Ｖ负移至－０．９Ｖ时,发生了由［Ｃｕ（Ⅰ）（ＢＴＡ）］ｎ向［Ｃｕ（Ⅰ）Ｃｌ（ＢＴＡＨ）］４的转变;而在铁电极表面当外加电位由－０．６Ｖ负移至－１．２Ｖ时,最初形成的表面配合物［Ｆｅｎ（ＢＴＡ）ｐ］则很可能转变成类似于［Ｆｅｎ（Ｃｌ）ｐ（ＢＴＡＨ）ｍ］的配合物,从而使得ＢＴＡＨ对铜、铁的缓蚀能力均有所下降。     

深过冷液态Ni2TiAl合金热物理性质的分子动力学模拟

采用嵌入原子法对深过冷条件下Ni₂TiAl合金的焓和密度进行了分子动力学模拟，模拟获得了比热和密度在1200K至2000K范围内的温度依赖关系. 结果表明过冷条件下Ni₂TiAl合金的比热、密度和温度之间存在着线性关系，它们都随着温度的降低而降低. 比热的大小与依据Neumann-Kopp法则估算的结果相近，同时模拟过程中的尺度效应经验证可以忽略. 关键词： 2TiAl合金')" href="#">Ni₂TiAl合金 比热 密度 分子动力学模拟     

A molecular dynamics study on the role of attractive and repulsive forces in excess heat capacity at constant volume of dense fluids

The curves of experimental heat capacity against density show a minimum around and below the critical temperature (Tc), but at higher temperatures, this minimum is not observed. In this study, the role of attractive and repulsive forces on excess heat capacity of Lennard–Jones (LJ) dense fluids has been investigated using a molecular dynamics simulation technique. LJ potential is divided into attractive and repulsive parts. From the molecular dynamics calculations, potential energy and heat capacities have been obtained for Argon at temperatures of 100–500?K. The repulsive forces play the main role in causing the heat capacities at temperatures greater than critical point. Around and below the critical temperature, the role of repulsion is dominant at high densities, but attraction has the main role at low densities, consequently at middle densities, a minimum is formed.     

First-Principles Calculations of Elastic and Thermal Properties of Molybdenum Disilicide

The first-principles plane-wave pseudopotential method using the generalized gradient approximation within the framework of density functional theory is applied to anaylse the equilibrium lattice parameters, six independent elastic constants, bulk moduli, thermal expansions and heat capacities of MoSi2. The quasi-harmonic Debye model, using a set of total energy versus cell volume obtained with the plane-wave pseudopotential method, is applied to the study of the elastic properties, thermodynamic properties and vibrational effects. The calculated zero pressure elastic constants are in overall good agreement with the experimental data. The calculated heat capacities and the thermal expansions agree well with the observed values under ambient conditions and those calculated by others. The results show that the temperature has hardly any effect under high pressure.