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相似文献
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1.
采用密度泛函理论对CO与钯团簇的相互作用进行了系统研究. 结果表明, PdnCO(n=1-8)体系的最低能量结构是在Pdn(n=1-8)团簇最低能量结构或亚稳态结构的基础上吸附CO生长而成; CO的吸附以端位吸附为主, 其吸附没有改变Pdn团簇的结构; CO分子在Pdn团簇表面发生的是非解离性吸附. 与优化的CO键长(0.1166 nm)相比, 除了n=2, 团簇PdnCO的C—O键长为0.1167-0.1168 nm, 吸附后C—O键长变化较小, CO分子被活化程度较小. 电荷集居数分析表明, CO的吸附对Pdn团簇的影响比较小; 二阶能量差分表明, n=4,6的团簇是相对稳定的团簇.  相似文献   

2.
基于密度泛函理论,采用广义梯度近似(GGA)分析了H2分子吸附在氧化硅团簇上的几何结构、电子性质以及吸附能.结果发现:H2分子与Si3O4团簇相互作用时,H2分子被分解,游离的H原子优先吸附在末端Si原子上,表明Si3O4团簇体系对氢气的存储主要依赖于末端存在悬挂键的Si原子,接着H2分子才以分子的形式以较小吸附能吸附在Si3O4H4团簇上.氢气分子主要引起与其邻近的原子电荷的重新分布.该团簇体系的红外、拉曼光谱图有效地鉴定了H2分子的吸附状态,为理论上确定团簇的稳定结构和实验上对观测结果的分析提供有力的途径.  相似文献   

3.
采用密度泛函理论对CO与钯团簇的相互作用进行了系统研究.结果表明,PdnCO(n=1-8)体系的最低能量结构是在Pdn(n=1-8)团簇最低能最结构或亚稳态结构的基础上吸附CO生长而成;CO的吸附以端位吸附为主,其吸附没有改变Pdn团簇的结构;CO分子在Pdn团簇表面发生的是非解离性吸附.与优化的CO键长(0.1166 nm)相比,除了n=2,团簇PdnCO的C-O键长为0.1167-0.1168 nm,吸附后C-O键长变化较小,CO分子被活化程度较小.电荷集居数分析表明,CO的吸附对Pdn团簇的影响比较小;二阶能量差分表明,n=4,6的团簇是相对稳定的团簇.  相似文献   

4.
在全电子相对论BVP86/DNP水平下对CO在Au55,Ag55和Cu55团簇上的吸附进行了比较研究,并考察了电荷对吸附的影响.计算结果表明,CO在Au55团簇上吸附能最大,其次为Cu55团簇,最弱的为Ag55团簇.团簇电荷对C—O键活化和CO与团簇表面原子成键影响较小.金团簇的电荷对吸附能影响较大,而银和铜团簇的电荷对吸附能影响较小.CO吸附到团簇上导致团簇上电子向CO转移.C—O键活化强度与吸附位置密切相关,其中孔位吸附导致C—O键活化程度最大,最弱的为顶位吸附.CO在金团簇上吸附具有较好选择性,而在银和铜团簇上吸附无选择性.  相似文献   

5.
Pdn(n=1-7)团簇及其与甲烷相互作用的密度泛函理论研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
姜勇  储伟  江成发  王耀红 《物理化学学报》2007,23(11):1723-1727
用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法, 对Pdn(n=1-7)团簇的几何结构、振动频率及其与甲烷分子间的相互作用进行了理论研究. 结果表明, 随着Pd原子数增多, 团簇结构对团簇大小的依赖性减弱, 结构参数向金属晶体趋近. 在Pdn(n=1-7)团簇上, 甲烷的表面吸附作用较弱. Pd2CH4中, 甲烷受到两个Pd原子的活化作用, 活化程度增强, 吸附能增大. 在PdnCH4 (n=1, 3-7)体系中, 甲烷的吸附能随着团簇模型的增大而减小, 趋近于其在金属晶面上的吸附能.  相似文献   

6.
用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了Cu团簇(Cux, x=1-4)在CeO2(111)表面的吸附. 研究发现当团簇比较小时(x=2, 3), 倾向于平铺表面; 当x=4时, Cu团簇在CeO2(111)表面以三维的四面体结构吸附较为稳定, 从Cu 3d到Ce 4f的电荷转移使Cu团簇带正电荷. 由二维的菱形结构到三维的四面体结构的转变势垒为1.05 eV, 并且其中一个Cu原子直接迁移到另外三个Cu原子的空位顶部的转变路径比较有利. 在Cu团簇与CeO2的相互作用过程中, Cu-O和Cu-Cu相互作用的竞争最终决定了Cu团簇在CeO2上的形貌. 这种CeO2(111)负载的带正电的三维Cu团簇将对水分解, 进而对水煤气反应具有高的催化活性.  相似文献   

7.
用激光溅射-分子束技术研究了气相中Cu的等离子体与乙醇分子团簇的反应.观察到三种团簇正离子Cu+(C2H5OH)n、CuO+(C2H5OH)n、H+(C2H5OH)n和三种团簇负离子(C2H5OH)nC2H5O-、(C2H5OH)n(H2O)OH-、(C2H5OH)n(H2O)2OH-(n≤12).详细考察了在不同的载气压力下激光烧蚀等离子体作用于脉冲分子束, 以及在一定的压力下等离子体作用于分子束不同位置时,对团簇产物种类和团簇尺寸大小的影响.分析了Cu+(C2H5OH)n、CuO+(C2H5OH)n、H+(C2H5OH)n、(C2H5OH)nC2H5O-、(C2H5OH)n(H2O)OH-、(C2H5OH)n(H2O)2OH-等团簇的产生机理.  相似文献   

8.
为了在分子层次上揭示相关催化反应的机理,人们对过渡金属氧化物团簇与碳氢化合物分子反应进行了大量研究.相比于过渡金属氧化物团簇阳离子,阴离子对一些碳氢化合物的活性弱得多,因此研究还很少.在本工作中,我们通过激光溅射产生钒氧团簇阴离子VxOy-,产生的团簇在接近热碰撞条件下与烷烃(C2H6和C4H10)以及烯烃(C2H4和C3H6)在一个快速流动反应管中进行反应,飞行时间质谱用来检测反应前后的团簇分布.在VxOy-与烷烃的反应中,生成了产物V2O6H-和V4O11H-;在与烯烃的反应中,产生了相应的吸附产物V4O11X-(X=C2H4或C3H6).密度泛函理论计算表明:V2O6-和V4O1-1可以活化烷烃(C2H6和C4H10)的C-H键,也可以与烯烃(C2H4和C3H6)发生3+2环化加成反应形成一个五元环结构(-V-O-C-C-O-),C-H键活化与环加成反应都需经历可以克服的反应能垒.理论计算与实验观测结果相符合.V2O6-和V4O1-1团簇都具有氧原子自由基(O·或O-)的成键特征,活性O-物种也经常出现在钒氧催化剂表面,因而本研究在分子水平上,揭示了表面活性氧物种与碳氢化合物反应的机理.  相似文献   

9.
王延金  张敬来  曹泽星  张乾二 《化学学报》2004,62(18):1775-1779
通过相对论有效核势密度泛函理论计算,优化了Pd6(H)2和Pd6(H)4等簇的平衡几何结构,预测了氢分子在Pd6簇表面上的吸附行为与活化解离性质.计算结果表明,单态的Pd6簇可以活化两个氢分子;第一个H2和第二个H2吸附解离过程速率决定步骤的能垒分别是66.4和24.5kJ/mol、在形成的分子氢配合物Pd6(H2)和Pd(H)2H2中,H2主要作为给电子配体.在最稳定的二氢簇合物Pd6(H)2中,H倾向与3个Pd相互作用,形成面位氢的多核成键吸附方式.  相似文献   

10.
冯翠菊 《分子科学学报》2014,(2):124-125,127,126,128,130
基于第一性原理,利用密度泛函理论中广义梯度近似(GGA)对团簇Cun-1Ni和Cun(n=3-14)进行了结构优化和能量计算,结果表明,单质Cu团簇不是以密实结构而是以类平面结构生长,但Ni的掺杂使得Cu团簇结构以二十面体为基础生长并且增加了团簇的稳定性;团簇结合能的二阶差分计算表明Cu3Ni,Cu7Ni和Cu9Ni结构最为稳定;在团簇的最稳定结构中Ni原子趋于占据团簇的中心位置和更多的Cu原子形成化学键;位于表面的Cu原子成为Mülliken电荷的接受体而带负电性,这也可能是Ni掺杂Cu合金耐腐蚀性增强的原因之一;Ni的掺杂使原来没有磁性的铜团簇显示了磁性且总自旋磁矩表现明显的奇偶振荡,为1或2μB,与团簇的尺寸无关.  相似文献   

11.
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势能面,结果表明:当计算基组中不含氧原子的d轨道时,得到水分子在金属表面垂直吸附的构型,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   

12.
The adsorption of H(2)O(2) on Pt and Pt-M alloys, where M is Cr, Co, or Ni, is investigated using density functional theory. Binding energies calculated with a hybrid DFT functional (B3PW91) are in the range of -0.71 to -0.88 eV for H(2)O(2) adsorbed with one of the oxygen atoms on top Pt positions of Pt(3), Pt(2)M, and PtM(2), and enhanced values in the range of -0.81 to -1.09 eV are found on top Ni and Co sites of the Pt(2)M clusters. Adsorption on top sites of Pt(10) yields a weaker binding of -0.48 eV, whereas on periodic Pt(111) and Pt(3)Co(111) surfaces, H(2)O(2) generally dissociates into two OH radicals. On the other hand, attempts to attach H(2)O(2) on bridge sites cause spontaneous dissociation of H(2)O(2) into two adsorbed OH radicals, suggesting that stable adsorptions on bridge sites are not possible for any of the clusters or extended surfaces that are being studied. We also found that the water-H(2)O(2) interaction reduces the strength of the adsorption of H(2)O(2) on these clusters and surfaces.  相似文献   

13.
基于密度泛函理论(DFT)计算研究了O3在完整和具有氧空位的CuO(111)表面吸附的吸附位、吸附结构、吸附能和电子转移情况,比较了O3在完整表面和具有氧空位的表面分解的路径和能垒,分析了氧空位和表面吸附氧的生成机理。结果表明,在完整CuO表面,O3分子通过化学吸附或物理吸附表面结合,吸附能最高为-1.22eV(构型bri(2))。O3在具有氧空位的CuO表面均为化学吸附,吸附能最高为-2.95eV(构型ovbri(3)),显著高于完整表面的吸附能。O3吸附后,Cu吸附位的电荷密度减小,O3中的O原子附近的电荷密度显著增强,电荷从CuO表面转移到O3,并形成Cu-O离子键。O3分解后形成了超氧物种,提高了表面的氧化活性。在完整表面,以构型bri(2)为起始构型的路径反应能垒最低,为0.52eV;O2*在完整表面的脱附所需要的最低能量为0.42eV,形成氧空位的O2*脱附能为2.06eV。在具有氧空位的表面,O3分解的反应能垒为0.30eV(构型ovbri(1))和0.12eV(构型ovbri(3)),均低于完整表面的反应能垒;分解形成的O2*的最低脱附能也低于完整表面,为0.27eV。可见,氧空位的形成提高了吸附能,降低了反应能垒,使O3分子更容易吸附在CuO表面,并加快了O3的催化分解。  相似文献   

14.
采用广义梯度近似(GGA)密度泛函理论(DFT)的PW91方法结合周期性模型, 在DNP基组下, 利用Dmol3模块研究了CO和H2在真空和液体石蜡环境下在Cu(111)表面上不同位置的吸附. 计算结果表明, 溶剂化效应对H2和CO的吸附结构参数和吸附能的影响非常显著. 在液体石蜡环境下, H2平行吸附在Cu(111)表面是解离吸附, 而CO 和H2在两种环境下的垂直吸附都是非解离吸附. 相比真空环境吸附, 在液体石蜡环境中, Cu(111)吸附CO时, 溶剂化效应能够提高CO吸附的稳定性, 同时有利于CO的活化. 在真空中, H2只能以垂直方式或接近垂直方式吸附在Cu(111)表面. 当Cu(111)顶位垂直吸附H2, 相比真空环境吸附, 溶剂化效应能够提高H2吸附的稳定性, 但对H2的活化没有明显影响. Cu(111)表面的桥位或三重穴位(hcp和fcc)垂直吸附H2时, 溶剂化效应能明显提高H2的活化程度, 但降低H2的吸附稳定性; 在液体石蜡中, 当H2平行Cu(111)表面吸附时, 溶剂化效应使H—H键断裂, 一个H原子吸附在fcc位, 另一个吸附在hcp位.  相似文献   

15.
Infrared reflection absorption spectroscopy (IRRAS) of the highly symmetric molecules C2H4 and C2H6 adsorbed as mono- and multilayers onto copper films is studied in relation to the type of metal-film roughness. Spectra of C2H4 show Raman lines on cold-deposited Cu films but not on Cu deposited at room temperature. For C2H6, the IR spectra from both types of metal films are similar; the surface infrared selection rule holds and no Raman bands are observed. The Raman lines that appear in the IR spectra already at low exposures are attributed to species adsorbed at special defect sites, identical to the so-called active sites in surface enhanced Raman scattering (SERS). The IR excitation mechanism by transient electron transfer to the adsorbate pi* state can deliver a discrete vibrational band of a Raman-active vibration only under certain circumstances, for example, for adsorbates at the "SERS-active sites". C2H6 at these sites cannot deliver Raman bands in IRRAS, because it has no pi* state. We also discuss IRRAS measurements on Cu(111) and Cu(110) single crystals, where Raman bands of C2H4 have been observed.  相似文献   

16.
Samples of the anatase phase of titania were treated under vacuum to create Ti(3+) surface-defect sites and surface O(-) and O(2) (-) species (indicated by electron paramagnetic resonance (EPR) spectra), accompanied by the disappearance of bridging surface OH groups and the formation of terminal Ti(3+)-OH groups (indicated by IR spectra). EPR spectra showed that the probe molecule [Re(3)(CO)(12)H(3)] reacted preferentially with the Ti(3+) sites, forming Ti(4+) sites with OH groups as the [Re(3)(CO)(12)H(3)] was adsorbed. Extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) spectra showed that these clusters were deprotonated upon adsorption, with the triangular metal frame remaining intact; EPR spectra demonstrated the simultaneous removal of surface O(-) and O(2) (-) species. The data determined by the three complementary techniques form the basis of a schematic representation of the surface chemistry. According to this picture, during evacuation at 773 K, defect sites are formed on hydroxylated titania as a bridging OH group is removed, forming two neighboring Ti(3+) sites, or, when a Ti(4+)-O bond is cleaved, forming a Ti(3+) site and an O(-) species, with the Ti(4+)-OH group being converted into a Ti(3+)-OH group. When the probe molecule [Re(3)(CO)(12)H(3)] is adsorbed on a titania surface with Ti(3+) defect sites, it reacts preferentially with these sites, becoming deprotonated, removing most of the oxygen radicals, and healing the defect sites.  相似文献   

17.
The adsorption of H2O molecule and its dissociation products, O and OH, on CuCl(111) surface was studied with periodic slab model by PW91 approach of GGA within the framework of density functional theory. The results of geometry optimization indicate that the top site is stable energetically for H2O adsorbed over the CuCl(111) surface. The threefold hollow site is found to be the most stable adsorption site for OH and O, and the calculated adsorption energies are 309.5 and 416.5 kJ/mol, respectively. Adsorption of H2O on oxygen-precovered CuCl(111) surface to form surface hydroxyl groups is predicted to be exothermic by 180.1 kJ/mol. The stretching vibrational frequencies, Mulliken population analysis and density of states analysis are employed to interpret the possible mechanism for the computed results.  相似文献   

18.
傅钢  吕鑫  徐昕  万惠霖 《分子催化》2001,15(6):484-486
应用UBI-QEP方法, 估算了CO2-在金属表面的吸附热, 并计算了CO2在Cu(111)、Pd(111)、Fe(111)、Ni(111)表面的各种反应途径的活化能垒. 结果表明, CO2-在4种过渡金属表面相对的稳定性和CO2解离吸附的活性顺序一致,均为Fe>Ni>Cu>Pd. 说明CO2-可能是CO2解离吸附的关键中间体. 在Cu、Pd、Ni表面上, CO2解离吸附的最终产物是CO,而在Fe表面其最终会解离成C和O. 在Cu、Fe、Ni表面, CO2加氢活化是一种有效模式, 而在Pd上则不容易进行. 在Cu和Pd表面,碳酸盐物种也可能是CO2活化的重要中间体.  相似文献   

19.
The interaction of water molecules with the Cu-CeO(2)(111) catalyst (Cu/CeO(2) and Cu(0.08)Ce(0.92)O(2)) is studied systematically by using the DFT+U method. Although both molecular and dissociative adsorption states of water are observed on all the considered Cu-CeO(2)(111) systems, the dissociation is preferable thermodynamically. Furthermore, the dissociation of water molecule relates to the geometric structure (e.g. whether or not there are oxygen vacancies; whether or not the reduced substrate retains a fluorite structure) and the electronic structure (e.g. whether or not there is reduced cerium, Ce(3+)) of the substrate.In addition, the adsorption of water molecules induces variations of the electronic structure of the substrate, especially for Cu/CeO(2-x)(111)-B (a Cu atom adsorbed symmetrically above the vacancy of the reduced ceria) and highly reduced Cu(0.08)Ce(0.92)O(2)(111), i.e. the Cu(0.08)Ce(0.92)O(2-x)(111)-h. The variations of electronic structure promote the dissociation of water for the highly reduced system Cu(0.08)Ce(0.92)O(2-x)(111)-h. More importantly, the improvement of WGS reaction by Cu-ceria is expected to be by the associative route through different intermediates.  相似文献   

20.
一氧化碳共吸附法确定叔丁胺分子在Cu(111)表面的吸附位   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用扫描隧道显微镜(STM)和密度泛函理论(DFT)研究了78 K时单个叔丁胺分子在Cu(111)表面的吸附位. 我们提出以共吸附的一氧化碳√3 ×√3 超结构为基底铜原子的标识方法, 确定了低覆盖度的叔丁胺分子在Cu(111)表面的吸附位为顶位. 而采用单个一氧化碳分子标识基底铜原子的位置, 同样得出了叔丁胺分子的吸附位为顶位. 此外, 还采用DFT计算叔丁胺分子在Cu(111)表面的优势吸附构型. 理论计算结果表明顶位吸附构型为能量最稳定的构型, 与实验结果相吻合.  相似文献   

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