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相似文献
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1.
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法和平板模型研究了CH3SH分子在Cu(111)表面的吸附反应.系统地计算了S原子在不同位置以不同方式吸附的一系列构型, 第一次得到未解离的CH3SH分子在Cu(111)表面顶位上的稳定吸附构型,该构型吸附属于弱的化学吸附, 吸附能为0.39 eV. 计算同时发现在热力学上解离结构比未解离结构更加稳定. 解离的CH3S吸附在桥位和中空位之间, 吸附能为0.75-0.77 eV. 计算分析了未解离吸附到解离吸附的两条反应路径, 最小能量路径的能垒为0.57 eV. 计算结果还表明S―H键断裂后的H原子并不是以H2分子的形式从表面解吸附而是以与表面成键的形式存在. 通过比较S原子在独立的CH3SH分子和吸附状态下的局域态密度, 发现S―H键断裂后S原子和表面的键合强于未断裂时S原子和表面的键合.  相似文献   

2.
采用基于第一性原理的密度泛函理论结合周期平板模型方法, 研究了甲醇分子在FeS2(100)完整表面的吸附与解离. 通过比较不同吸附位置的吸附能和构型参数发现: 表面Fe位为有利吸附位, 甲醇分子通过氧原子吸附在表面Fe位, 吸附后甲醇分子中的C―O键和O―H键都有伸长, 振动频率发生红移; 甲醇分子易于解离成甲氧基CH3O和H, 表面Fe位仍然是二者有利吸附位. 通过计算得出甲醇在FeS2(100)表面解离吸附的可能机理: 甲醇分子首先发生O―H键的断裂, 生成甲氧基中间体, 继而甲氧基C―H键断裂, 得到最后产物HCHO和H2.  相似文献   

3.
徐坤  冯杰  褚绮  张丽丽  李文英 《物理化学学报》2015,30(11):2063-2070
利用密度泛函理论研究了γ-Mo2N(100)表面上的噻吩加氢脱硫(HDS)过程. 噻吩在γ-Mo2N(100)表面上不同作用形式的结构优化结果显示, η5-Mo2N吸附构型最稳定, 具有最大的吸附能(-0.56 eV), 此时噻吩通过S原子与Mo2原子相连平行表面吸附在四重空位(hcp 位). H原子和噻吩在hcp位发生稳定共吸附, hcp位是噻吩HDS的活性位点. 噻吩在γ-Mo2N(100)表面进行直接脱硫反应, HDS过程分为S原子脱除和C4产物加氢饱和两部分. 过渡态搜索确定了HDS最可能的反应机理及中间产物, 首个H原子的反应需要最大的活化能(1.69 eV),是噻吩加氢脱硫的控速步骤. 伴随H原子的不断加入, 噻吩在γ-Mo2N(100)表面上优先生成―SH和丁二烯, 随后―SH加氢生成H2S, 丁二烯加氢饱和生成2-丁烯和丁烷. 由于较弱的吸附, H2S、2-丁烯和丁烷很容易在γ-Mo2N(100)表面脱附成为产物.  相似文献   

4.
采用广义梯度近似的密度泛函理论并结合平板模型的方法, 优化了糠醛分子在Pt(111)面的吸附模型,并探究了糠醛脱碳反应形成呋喃的机理. 结果表明: 吸附后糠醛分子环上的C―H(O)键及支链―CHO相对于金属表面倾斜上翘, 分子平面被扭曲, 易于呋喃的形成; 同时, 糠醛分子向Pt表面转移电子0.765e, 环中的大π键与Pt(111)表面的d轨道发生较强的相互作用, 使得糠醛的芳香性被破坏, 环上的碳原子呈现准sp3杂化. 此外, 对糠醛脱碳反应中的各反应步骤进行过渡态搜索, 通过比较各步骤的活化能, 得出糠醛更易先失去支链上的H形成酰基中间体(C4H3O)CO, 中间体继续脱碳加氢形成产物呋喃. 该过程的控速步骤为(C4H3O)CO*+*→C4H3O*+CO* (*为吸附位),活化能为127.65 kJ·mol-1.  相似文献   

5.
采用密度泛函理论B3LYP方法, 对两类金(I)配合物AuX (X=F, Cl, Br, I)和AuPR3+(R=F, Cl, Br, I, H, Me,Ph)催化C2H4加氢反应的机理进行了理论研究. 计算显示Au(I)配合物对C2H4氢化具有较好的催化效果, 其作用下的加氢反应存在“活化H―H键后再与C2H4反应”和“活化C=C键后再与H2反应”两种途径, 前者的活化能较后者低90-120 kJ·mol-1, 因而具有明显的能量优势. 研究表明AuPR3+ 的催化能力明显强于AuX. 此外, X/PR3基团供、吸电子能力的变化对配合物的催化能力也具有较为显著的影响. 电子结构分析显示Au(I)配合物在C2H4 加氢反应中不仅能够削弱H―H、C=C 键的强度, 还使H2 σH―H*、C2H4 πC=C* 轨道能级下降, 从而缩小了πC=CH―H*或σH―HC=C*轨道间的能级差, 促进了C2H4-H2反应中的电子离域, 从而降低禁阻反应发生的难度.σH―H*、πC=C*轨道能级改变量与加氢反应活化能Ea的降低值之间存在较好的一致性关系, 因此使上述轨道能级下降幅度越大的Au(I)配合物可以获得较好的催化效果.  相似文献   

6.
用STM对含氧桥的金属-有机配合物[Cu2(μ-O)(dptap)4(NO3)2]分子在Au(111)表面的吸附行为进行了研究. STM结果表明, 该分子同时存在非解离吸附和解离吸附, 大部分分子在Au(111)面形成有规则的排列, 少量分子发生解离吸附, 并形成(√3×√3)R30°Cu原子吸附结构. 探讨了两种吸附现象共存的起因.  相似文献   

7.
基于密度泛函理论的第一性原理方法,通过计算表面能确定LaFeO3(010)表面为最稳定的吸附表面,研究了H2分子在LaFeO3(010)表面的吸附性质。LaFeO3(010)表面存在LaO和FeO2两种终止表面,但吸附主要发生在FeO2终止表面,由于LaFeO3(010)表面弛豫的影响,使得凹凸不平的表面层增加了表面原子与H原子的接触面积,表面晶胞的纵向体积增加约2.5%,有利于H原子向晶体内扩散。研究发现,H2分子在LaFeO3(010)表面主要存在3种化学吸附方式:第一种吸附发生在O-O桥位,2个H原子分别吸附在2个O原子上,形成2个-OH基,这是最佳吸附位置,此时H原子与表面O原子的作用主要是H1s与O2p轨道杂化作用的结果,H-O之间为典型的共价键。H2分子的解离能垒为1.542 eV,说明表面需要一定的热条件,H2分子才会发生解离吸附;第二种吸附发生在Fe-O桥位,1个H原子吸附在O原子上形成1个-OH基,另一个H原子吸附在Fe原子上形成金属键;第三种吸附发生在O顶位,2个H原子吸附在同一个O原子上,形成H2O分子,此时H2O分子与表面形成物理吸附,H2O分子逃离表面后容易形成氧空位。此外,H2分子在LaFeO3(010)表面还可以发生物理吸附。  相似文献   

8.
第一性原理计算研究发现由于二维TiC 单原子层具有高的比表面积与大量的暴露在表面的Ti 原子,其是一种非常有潜力的储氢材料. 计算结果显示H2可以在二维TiC 单原子层表面进行物理吸附与化学吸附. 其中化学吸附能为每个氢分子0.36 eV,物理吸附能是每个氢分子0.09 eV. 覆盖度为1和1/4层(ML)时,H2分子在二维TiC 单原子层表面的离解势垒分别为1.12 和0.33 eV. 因此,除了物理吸附与化学吸附,TiC 表面还存在H单原子吸附. 最大的H2储存率可以达到7.69%(质量分数). 其中,离解的H原子、化学吸附的H2、物理吸附的H2的储存率分别为1.54%、3.07%、3.07%. 符合Kubas吸附特征的储存率为3.07%. 化学吸附能随覆盖度的变化非常小,这有利于H2分子的吸附与释放.  相似文献   

9.
采用基于密度泛函理论(DFT)的Dmol3程序系统研究了O原子与O2在 Au19与Au20团簇上的吸附反应行为. 结果表明: O在Au19团簇顶端洞位上的吸附较Au20强; 在侧桥位吸附强度相近. O与O2在带负电Au团簇上吸附较强, 在正电团簇吸附较弱. 从O―O键长看, 当金团簇带负电时, O―O键长较长, 中性团簇次之, 正电团簇中O―O键长较短, 因而O2活化程度依次减弱. 电荷布居分析表明, Au团簇带负电时, O与O2得电子数较中性团簇多, 而团簇带正电时, 得电子数较少. 差分电荷密度(CDD)表明, O2与Au团簇作用时, 金团簇失电子, O2的π*轨道得电子, 使O―O键活化. O2在Au19-团簇上解离反应活化能为1.33 eV, 较中性团簇低0.53 eV; 而在Au19+上活化能为2.27 eV, 较中性团簇高0.41 eV, 这与O2在不同电性Au19团簇O―O键活化规律相一致.  相似文献   

10.
采用半经典动力学方法模拟了5-甲基胞嘧啶(5m-Cyt)和胞嘧啶(Cyt)在267 nm紫外光辐射下的光物理失活过程. 模拟发现, 5m-Cyt 和Cyt 的激发态通过C5-C6键的扭曲以及甲基(或H5)和H6原子平面外振动失活.失活时, 甲基(或H5)和H6原子几乎与环面垂直并指向不同方向, 形成“双自由基态”. 由于甲基的体积比H原子的大, 振动频率较小, 使得C5原子的变形受到抑制, 导致5m-Cyt 的激发态寿命比胞嘧啶更长. 完全活性空间自洽场(CASSCF)计算显示, 5m-Cyt的圆锥交叉(CI)点能量比Cyt 高0.3 eV, 这也证明5m-Cyt演化至CI 需要克服更大的能垒, 因此激发态寿命长于胞嘧啶.  相似文献   

11.
The adsorption of a H2S molecule on the surface of an MgO nanotube was investigated using density functional theory. It was found that H2S molecule can be associatively adsorbed on the tube surface without any energy barrier or it can be dissociated into –H and –SH species overcoming energy barrier of 4.03–7.77 kcal/mol. The associative adsorption is site selective so that the molecule is oriented in such a way that the sulfur atom was linked to an Mg atom. The HOMO–LUMO energy gap of the tube has slightly changed upon associative adsorption, while they were significantly influenced by dissociation process. Especially, the highest occupied molecular orbital of the tube shifts to higher energies which can facilitate electron emission current from the tube surface. Also, energy gap of the tube dramatically decreased by about 0.93–1.05 eV which influences the electrical conductivity of the tube.  相似文献   

12.
Herein, chemical adsorption properties of the thiol‐functionalized metallocene molecules [M(C5H4SH)2] on Si(111)‐Ag√3×√3 surface were investigated using density functional theory calculation. For this purpose, thiol‐modified ferrocene [Fe(C5H4SH)2], osmocene [Os(C5H4SH)2], and ruthenocene [Ru(C5H4SH)2] molecules were attached on the surface via two different binding models. The more favorable chemical binding energies of [Fe(C5H4SH)2], [Os(C5H4SH)2], and [Ru(C5H4SH)2] molecules were calculated as ?3.42, ?2.15, and ?2.00 eV, respectively. The results showed that the adsorption energies of metallocene molecules change independently by increasing the radius of metal ions where on going down the group of the periodic table. The calculated adsorption energies showed that [Fe(C5H4SH)2] molecule was more stable on the Si(111)‐Ag√3×√3 surface. By calculating the electronic band structure for metallocene/Si(111)‐Ag√3×√3 surfaces, we identified a flat dispersion band in a part of the surface Brillouin zone. © 2015 Wiley Periodicals, Inc.  相似文献   

13.
《Electroanalysis》2003,15(14):1192-1197
The investigation of the electrochemical reduction processes of C6H5SSC6H5 and C6H5SH in CH3CN using cyclic voltammetry indicates a different behavior on GC and Au electrodes. On GC surface adsorption phenomena are absent, the electrochemical reduction process is irreversible and diffusion controlled. For both the starting molecules the same species, C6H5S?, is formed upon reduction. The E° values of the reduction processes were determined by convolution method and the standard free energy of the S? S bond of C6H5SSC6H5 estimated. On Au surface instead, a self‐assembled monolayer of C6H5SAuads originated after the S? S or S? H bond breaking can be observed by simply dipping the electrode in solution of C6H5SSC6H5 and C6H5SH, respectively. The properties of the SAM were investigated by electrochemical reduction of the adsorbed thiolates. On Au electrode the reduction processes involve C6H5SAuads and give rise to desorbed C6H5S?. A neutral radical is obtained by electrochemical oxidation of thiolate anion. It reacts rapidly with the electrode surface to give the S‐Au bond again.  相似文献   

14.
The interfacial structures of Ag bilayer prepared by underpotential deposition on Au(111) (Ag(2ML)/Au(111)) were determined by ex situ scanning tunneling microscopy and in situ surface X-ray scattering measurements before and after oxidative adsorption and after reductive desorption of a self-assembled monolayer (SAM) of hexanethiol (C6SH) in alkaline ethanol solution. While no structural change was observed after oxidative formation of C6SH SAM on the Ag(2ML)/Au(111) in an ethanol solution containing 20 mM KOH and 0.1 mM C6SH, some of the Ag atoms in the bilayer were stripped when the SAM was reductively desorbed. Dedicated to Professor J. O’M. Bockris on the occasion of his 85th birthday.  相似文献   

15.
The information concerning dissociative adsorption of H2S on Li surface is inadequate and the mechanistic insight for its complete dissociation is yet to be explored. The present investigation aims to scrutinize the dissociative adsorption of H2S on Li(110) surface using density functional theory calculations. The climbing image nudged elastic band calculation was employed to unveil the relative energy profiles for S−H dissociation. To elucidate the components of interaction energy responsible for stabilizing the adsorbed moieties on the surface, periodic energy decomposition analysis was performed. A Car-Parrinello molecular dynamics (CPMD) simulation was performed to understand the dynamic behaviour of H2S on Li(110). Results vividly demonstrates: (i) partially dissociated product with perpendicular S−H is comparatively stable than the parallel SH, (ii) completely dissociated moieties H/H/S are the most stable among all, (iii) dissociation of first S−H is barrierless and the second S−H dissociation is a low energy barrier reaction, (iv) complete dissociation of H2S occurs in a stepwise manner, (v) orbital and electrostatic contributions of the interaction energy plays a vital role in stabilizing the dissociated moieties, and (vi) stepwise dissociation of H2S was further reinforced by CPMD.  相似文献   

16.
运用广义梯度近似密度泛函理论方法(GGA-PW91)结合周期平板模型, 研究水分子在二氧化铪(111)和(110)表面不同吸附位置在不同覆盖度下的吸附行为. 通过比较不同吸附位的吸附能和几何构型参数发现:(111)和(110)表面铪原子(top 位)是活性吸附位. 水分子与表面的吸附能值随覆盖度的变化影响较小. 在(111)和(110)表面, 水分子都倾向以氧端与表面铪原子相互作用. 同时也计算了羟基、氧和氢在表面的吸附, Mulliken 电荷布居, 态密度及部分频率. 结果表明, 在两种表面羟基以氧端与表面铪相互作用, 氧原子与表面铪和氧原子同时成键, 而氢原子直接与表面氧原子相互作用形成羟基. 通过过渡态搜索, 水分子在(111)和(110)表面发生解离, 反应能垒分别为9.7和17.3 kJ·mol-1, 且放热为59.9和47.6 kJ·mol-1.  相似文献   

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