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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 109 毫秒
1.
用量子化学从头算方法,分别以原子簇Cu5、Al4、Al10模拟Cu(100)和Al(111)表面,在不同基组水平上,计算了水在两种金属表面上倾斜吸附的热能面,结果表明:当计算基组中不含氧原子的d轨道时,得到水分子在金属垂直吸附的构型,这与实验结果不符;当水中氧原子加极化函数时,水分子倾斜吸附时能量较低,得到与实验相符的吸附构型。这说明水中氧原子d轨道在计算中起着关键作用,在成键过程中有着重要影响。  相似文献   

2.
利用基于量子力学的第一性原理计算方法,从微观角度研究煤层对一氧化碳气体的吸附机理.根据煤层的基本成分及结构特点,用结构类似的石墨模拟复杂的煤层,建立石墨吸附一氧化碳分子的模型,讨论石墨表面的三种高对称吸附位置,分别是顶位(top位)、桥位(bridge位)、洞位(hollow位)对一氧化碳分子的吸附.结果表明:当一氧化碳分子垂直于石墨表面,且碳原子端靠近碳层时,在石墨(001)表面的桥位(bridge位)有较强的吸附能.  相似文献   

3.
朱洪强  冯庆 《物理学报》2014,(13):74-81
利用光学气敏材料吸附气体,引起材料光学性质的变化来测量气体成分,是当前气敏传感研究领域的一个热点方向.本文针对光学气敏材料金红石相TiO2(110)表面吸附CO分子的微观特性进行研究,采用基于密度泛函理论(DFT)体系下的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了表面的吸附能、电子态密度、光学性质和电荷密度的变化.结果表明:终止于二配位O原子的TiO2(110)面为最稳定表面,该表面吸附CO分子以C端吸附方式最为稳定,且氧空位浓度越高,越有助于对CO分子的吸附,吸附过程为放热.在氧空位浓度为33%时,吸附能达到1.319 eV,吸附后结构趋于更加稳定.表面吸附CO分子后,其实质是表面的氧空位氧化了CO分子,CO分子的电荷向材料表面转移.含有氧空位的表面吸附CO分子后都改善了其在可见光范围内的光学性质,但是氧空位浓度越高,改善其光吸收和反射能力越明显,光学气敏传感特性表现越显著.  相似文献   

4.
本文分别用ASED-MO和DV-Xa方法对氧在理想的Si(100)面以及用DV-Xa方法对氧在重构的Si(100)面吸附进行了研究,对不同吸附位的计算结果表明,当氧在硅表面暴露量较少时,其吸附为氧原子和氧分子共存。  相似文献   

5.
 用基于密度泛函理论广义梯度近似下的平面波赝势方法计算了在Pd(111)晶面两种不同CO分子取向的吸附结构。计算结果表明,CO分子碳端和氧端靠近Pd(111)面的吸附能分别为-1.75,-0.28 eV,碳端吸附的结构比氧端吸附能力强。因此,分子取向影响CO在Pd(111)面上的吸附,通过控制CO的取向可能减小Pd(111)的吸附进而减弱Pd(111)面CO分子的中毒。  相似文献   

6.
采用溶胶 凝胶法制备了V2 O5 /SiO2 和V2 O5 P2 O5 /SiO2 催化剂 ,用XRD、TPR、IR、TPD和微反应等技术研究了催化剂的表面结构、晶格氧活泼性、化学吸附和异丁烷部分氧化反应性能 .结果表明 ,催化剂的活性组份在无定型的SiO2 表面上呈超细粒子均匀分布 ,表面活性位主要由Lewis碱位 (V =O键的端氧、V -O -V键的桥氧 )和Lewis酸位 (Vn + )构成 ,PO43 - 的引入可以降低表面Lewis碱位V =O键端氧的活泼性 ;异丁烷分子主要通过两个甲基中H双位吸附在催化剂表面Lewis碱位V =O的端氧上 ,PO43 - 的引入使异丁烷的吸附强度略有下降 ;异丁烷在V2 O5 P2 O5 /SiO2 催化剂上反应产物主要是i C4H8、MAL、MAA和COx,PO43 - 的引入可以明显的提高部分氧化产物的选择性  相似文献   

7.
刘华忠  罗春霞 《计算物理》2019,36(3):363-378
利用第一性原理研究TiO2-B表面上甲醛分子(HCHO)与氧桥位羟基(BH)、钛顶位羟基(TH)共吸附时羟基基团对HCHO分子吸附的影响.结果表明:这两种羟基的存在对HCHO在清洁和羟化表面形成多种化学吸附构型产生不同影响.与HCHO分子共吸附时,氧桥位羟基弱化HCHO的吸附;而钛顶位羟基强化HCHO的吸附,且在不同面积超胞上均能显著强化其吸附.利用电子结构分析不同吸附的内在机制,为理解HCHO分子与TiO2基材料表面的相互作用提供新的视角.  相似文献   

8.
在超原胞近似和slab模型基础上,采用周期性密度泛函理论,在0.11覆盖度(ML)下,对甲基与羟基在Ir(111)表面的吸附进行了研究,得到了甲基和羟基在Ir(111)表面不同吸附位置的吸附能和吸附构型,计算了它们的振动频率,同时分析了甲基和羟基共吸附于Ir(111)表面的情况.结果表明,甲基和羟基在Ir(111)表面的最稳定吸附位置都是top位,甲基是碳端向下吸附,羟基是通过氧端向下倾斜吸附.通过频率分析发现吸附后CH3中C-H键的对称伸缩振动、反对称伸缩振动以及剪切振动频率均发生了红移,而羟基中的O-H键的振动频率发生蓝移现象.通过计算对比发现甲醇分解为甲基和羟基过程是一个放热反应,从热力学角度来说该反应是可行的.  相似文献   

9.
房彩红  尚家香  刘增辉 《物理学报》2012,61(4):47101-047101
通过第一性原理赝势平面波方法研究了氧在Nb(110)表面的吸附性质随覆盖度变化规律. O在Nb(110)表面最稳定吸附位是洞位,次稳定吸附位是长桥位. 在长桥位吸附时, O诱导Nb(110)表面功函数随覆盖度的增加而几乎线性增加;但当O在洞位吸附时, 与干净Nb表面相比, 覆盖度为0.75 ML和1.0 ML时功函数增加, 而覆盖度为0.25 ML和0.5 ML时功函数减小.通过对面平均电荷密度分布和偶极矩变化的讨论, 解释了由吸附导致功函数复杂变化的原因.通过对表面原子结构和态密度分析, 讨论了O在Nb表面吸附时引起表面原子结构变化以及O和Nb(110)表面原子的相互作用.  相似文献   

10.
在超原胞近似和slab模型基础上,采用周期性密度泛函理论,在0.11覆盖度(ML)下,对甲基与羟基在Ir(111)表面的吸附进行了研究,得到了甲基和羟基在Ir(111)表面不同吸附位置的吸附能和吸附构型,计算了它们的振动频率,同时分析了甲基和羟基共吸附于Ir(111)表面的情况。结果表明,甲基和羟基在Ir(111)表面的最稳定吸附位置都是top位,甲基是碳端向下吸附,羟基是通过氧端向下倾斜吸附。通过频率分析发现吸附后CH3中C-H键的对称伸缩振动、反对称伸缩振动以及剪切振动频率均发生了红移,而羟基中的O-H键的振动频率发生蓝移现象。通过计算对比发现甲醇分解为甲基和羟基过程是一个放热反应,从热力学角度来说该反应是可行的。  相似文献   

11.
牛纹霞  张红 《中国物理 B》2012,21(2):26802-026802
We investigate the adsorptions of Ar on Al (111) and Ir (111) surfaces at the four high symmetry sites, i.e., top, bridge, fcc- and hcp-hollow sites at the coverage of 0.25 monolayer (ML) using the density functional theory within the generalized gradient approximation of Perdew, Burke and Ernzerhof functions. The geometric structures, the binding energies, the electronic properties of argon atoms adsorbed on Al (111) and Ir (111) surfaces, the difference in electron density between on the Al (111) surface and on the Ir (111) surface and the total density of states are calculated. Our studies indicate that the most stable adsorption site of Ar on the Al (111) surface is found to be the fcc-hollow site for the (2 × 2) structure. The corresponding binding energy of an argon atom at this site is 0.538 eV/Ar atom at a coverage of 0.25 ML. For the Ar adsorption on Ir (111) surface at the same coverage, the most favourable site is the hcp-hollow site, with a corresponding binding energy of 0.493 eV. The total density of states (TDOS) is analysed for Ar adsorption on Al (111) surface and it is concluded that the adsorption behaviour is dominated by the interaction between 3s, 3p orbits of Ar atom and the 3p orbit of the base Al metal and the formation of sp hybrid orbital. For Ar adsorption on Ir (111) surface, the conclusion is that the main interaction in the process of Ar adsorption on Ir (111) surface comes from the 3s and 3p orbits of argon atom and 5d orbit of Ir atom.  相似文献   

12.
First-principles calculations based on density functional theory are carried out to study the adsorption energy of monovacancy and deformation on an Al atom adsorbed on graphene. The bond length and Mulliken charge of an Al atom adsorbed on intrinsic and defected graphene systems are also analyzed. We find that an Al atom, sitting above the H site of intrinsic graphene, is in the most stable location. And the adsorption energy increases with increasing graphene coverage. In 1/32 Al/VC-gra and 1/8 Al/VC-gra Al—C covalent bonds are formed, and the Al—C ionic bonds are enhanced by the vacancy. For our calculations, vacancy and deformation both enhance the adsorption energy of an Al atom adsorbed on a graphene system, but vacancy is more effective. In a tensile system, a geometric distortion is induced in the adsorption structure when the tensile deformation is greater than 15%; in a compression system, the adsorption structure begins to distort from 5%. When the tensile and compressive deformations are greater than 10%, the compressive deformation is more effective than the tension deformation on an Al atom adsorbed on the graphene system. Especially, when the deformation is relatively small, a vacancy has a greater effect on the adsorption energy of an Al atom adsorbed on graphene.  相似文献   

13.
Y. Song  J.H. Dai  R. Yang 《Surface science》2012,606(9-10):852-857
We studied the adsorption behavior of oxygen on low index surfaces of γ-TiAl via first principles to investigate the mechanism that drives the adsorption behavior. The (100) surface is the most stable surface energetically followed by the (111), (110) and (001) surfaces. A study of the adsorption of a single oxygen atom on surfaces of TiAl showed that the O atom prefers the Ti-rich environment that has a high potential of generating TiO2. Competition between O-Al bonding and O-Ti bonding was observed in the O adsorbed surface regions. However, the O-Ti interaction dominates the adsorption behavior in all considered systems except when O is adsorbed on an Al-terminated (001) surface as the O–Al bond is stronger than O–Ti bond. A linear relationship between adsorption energy and integration of orbital overlaps between the O atom and the metals is obtained, which indicates that the electronic structure controls the adsorption behavior of an O atom on a γ-TiAl surface — an opportunity to improve the oxidation resistance of γ-TiAl based alloys.  相似文献   

14.
利用密度泛函理论和广义梯度近似研究镍吸附在Al(111)表面。在覆盖率为0.25ML下,分析了Ni吸附在Al(111)表面的面心立方洞位、六角密排洞位、顶位和桥位四个高对称位的原子结构和吸附能。比较不同高对称位的吸附能发现,六角密排洞位的吸附能最大,是5.76 eV,是最稳定的吸附位置。详细讨论了两个最低能量结构-三重洞位的电子结构、功函数、表面偶极距和Ni-Al键的特性。在费米能级附近,Ni-3d和Al-3s,3p轨道产生杂化,形成金属间化合键。由于吸附导致双金属体系表面偶极距和功函数的变化。我们发现:Ni原子与Al(111)表面原子间成建主要是共价键,没有表现出明显的静电荷跃迁,相应的产生非常小的表面偶极距。与面心立方洞位相比,六角密排洞位在费米能级附近产生较低的态密度,在键态附近产生较大的杂化。  相似文献   

15.
Chemisorption of oxygen atom on aluminium (1 1 1), (1 1 0) and (1 0 0) surfaces is studied using ab-initio plane wave pseudopotential method based on density functional theory (DFT). Oxygen atom chemisorbed on three different high symmetry sites; top, short-bridge and hollow sites on the aluminium surfaces are examined. It has been found that the O-adatom adsorbed at the hollow site on aluminium (1 1 1), (1 1 0) and (1 0 0) plane yield energetically most stable structure. Calculation of chemisorption energies of O-adatom on aluminium surfaces shows that oxygen is most strongly bound to aluminium atoms on Al(1 1 1) plane and the calculated value of the chemisorption energy of O-adatom at the hollow site on Al(1 1 1) surface is 4.8 eV. In this work, the chemisorption energies calculated for O-adatom on Al(1 1 0) and Al(1 0 0) surfaces are reported for the first time. The electronic structures and the electronic charge density distributions of the oxygen chemisorbed aluminium surfaces are also investigated. Calculations show that for aluminium, p orbitals also contribute significantly along with the s orbitals during the bond formation with oxygen atom. Therefore, the possibilities of hybridizations lead to the strong bonding configurations.  相似文献   

16.
袁健美  郝文平  李顺辉  毛宇亮 《物理学报》2012,61(8):87301-087301
基于密度泛函理论的第一性原理计算,对过渡金属Ni晶体与Ni (111)表面的结构和电子性质进行了研究, 并探讨了单个C原子在过渡金属Ni (111)表面的吸附以及两个C原子在Ni(111)表面的共吸附. 能带和态密度计算表明, Ni晶体及Ni (111)表面在费米面处均存在显著的电子自旋极化. 通过比较Ni (111)表面各位点的吸附能,发现单个C原子在该表面最稳定的吸附位置为第二层Ni原子上方所在的六角密排洞位, 吸附的第二个C原子与它形成碳二聚物时最稳定吸附位为第三层Ni原子上方所在的面心立方洞位. 电荷分析表明,共吸附时从每个C原子上各有1.566e电荷转移至相邻的Ni原子, 与单个C原子吸附时C与Ni原子间的电荷转移量(1.68e)相当. 计算发现两个C原子共吸附时在六角密排洞位和面心立方洞位的磁矩分别为0.059μB和 0.060μB,其值略大于单个C原子吸附时所具有的磁矩(0.017μB).  相似文献   

17.
徐永年  张开明 《物理学报》1983,32(7):911-916
本文用电荷自洽的EHT方法,研究了H原子在Al(111)和Ag(111)面上的吸附,结果指出:在Al(111)面上,H以原子状态吸附在某些对称位置上,它也能渗透到表面层中去,成为填隙原子;H2分子在表面处发生解离吸附。在Ag(111)表面上,H原子有可能以分子状态吸附,H—H键平行于表面,这与高分辨率电子能量损失谱所得到的实验结果一致;但H2分子在Ag(111)表面也可能发生解离吸附。 关键词:  相似文献   

18.
赵新新  陶向明  宓一鸣  季鑫  汪丽莉  吴建宝  谭明秋 《物理学报》2012,61(13):136802-136802
采用密度泛函理论研究了Ru(0001) /BaO表面的原子层结构和氮分子的吸附性质. 研究结果表明, 在低覆盖度下氧化钡倾向于以相同的构型形成Ru(0001) 表面原子层. 在此构型中, 氧原子位于表面p(1× 1) 结构的hcp谷位, 而钡原子则位于同一p(1× 1) 结构的顶位附近. 钌氧键键长等于0.209 nm, 比EXAFS的实验值大0.018 nm. 在Ru(0001) /BaO表面氮分子倾向吸附于钡原子附近. 相应位置的氮分子吸附能位于0.70到0.87 eV之间, 大于氧原子附近的氮分子吸附能. 钡原子附近的钌原子对氮分子具有更强的活化性能. 相应位置的氮分子拉伸振动频率等于1946 cm- 1, 比氧原子附近的最大分子振动频率小约130 cm-1. Ru(0001) /BaO表面氮分子键强度介于清洁Ru(0001) 和Ru(0001) /Ba表面之间. Ru(0001)/BaO表面不同位置的氮分子吸附性质差异是由钡和氧原子化学性质不同造成的. 表面钡原子的作用能够减少吸附氮分子的σ*轨道电子密度, 增加π*轨道电子密度, 从而增强氮分子和钌原子间的轨道杂化作用, 弱化氮分子键.  相似文献   

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