原位红外光谱研究Ni/Al2O3催化剂上CO的吸附态:Ⅰ.CO的倒式吸附态

CO在过渡金属上的吸附方式一般认为可分成三类:线式吸附态,桥式吸附态和多重键吸附态.这些吸附态的C—O伸缩振动具有红外活性,共振动频率分别位于～2050,～1950和～1700cm~(-1).但也有人认为CO在过渡金属表面上可能会形成倒式吸附态,即C—O键向表面倾斜,甚至平行于表面.例如,Dijk等曾推测在Ni/SiO_2催化剂上CO可能形成倒式双点吸附态(即C,O原子同时与表面成键).Krasser等用喇曼光谱研究CO在Ni/SiO_2上的吸附态时发现在330cm~(-1)处有一喇曼峰,认为这个峰可能来自倒式     

甲酸在轻微氧化的Nb(110)表面吸附的HREELS研究

用高分辨电子能量损失谱(HREELS)研究了甲酸在轻微氧化的Nb(110)表面(O/Nb原子比=0.2)上的吸附与分解,提出了相应的表面反应模式.140K时,低暴露量的甲酸在该表面解离生成甲酸根(HCOO),生成的甲酸根以单齿形式键合在Nb上,同时也有少量甲酸分解生成吸附态的CO;高暴露量时则生成多层物理吸附的固体甲酸.升温至～190K,物理吸附的甲酸脱附,此时的表面为单齿键合的HCOO和CO所覆盖.温度升至250～300K时,HCOO的吸附态由单齿式转变成桥式,同时表面吸附的CO分子消失.升温过程的HREELS表明HCOO的分解导致了Nb的氧化.暴露量较高时表面的甲酸根比较稳定以致于在540K的高温时仍不完全分解.     

噻吩在猝冷骨架Ni上吸附脱硫的XPS研究

采用X射线光电子能谱(XPS)研究了室温下噻吩在猝冷骨架Ni吸附剂上的吸附及受热分解行为. 研究结果表明, 298 K时噻吩首先在吸附剂表面发生C—S键断裂, 生成原子硫及含金属的有机环状化合物. 当吸附剂表面完全被解离物种覆盖后, 发生噻吩的多层物理吸附. 加热至373 K, 大部分物理吸附的噻吩直接脱附, 其余部分在碳物种脱附后暴露的Ni表面上发生解离. 473 K时表面的碳物种消失, 而残留在样品上的硫均转化为硫化镍.      

碳素钢钝化的线性电位扫描法问题

电位扫描法是一种基本的电化学研究方法。前人对此作了大量的研究。对于具有表面转化步骤的复杂电极过程,尤其是阳极过程,Srinivasan等作了扫描电位—电流的理论分析,导出了峰值电流(I_(max)或i_p)与扫描速度的平方根(v~(1/2))成正比的近似数学关系式,可较好地应用于有机物电化学吸附,以及H_2、O_2在某些金属表面的电化学吸附。金属钝化过程是金属阳极溶出过程中含氧金属粒子在金属表面生成化学吸附层并且继续发展形成表面     

氧在银表面吸附的EHMO研究

本文应用EHMO法计算了氧原子、氧分子和若干代表Ag(111)表面上不同位置的银原子簇间的位能曲线或位能面。结果表明:在150～250℃间,Ag(111)表面化学吸附氧时,最可能的吸附位置是叠位,被吸附物的价态为O~-。这种单原子氧是氧分子在叠位发生解离吸附所形成。在Ag(111)表面上,不形成双原子氧吸附,它可能只发生在单个Ag原子(或某些高度分散的载体银或特殊的晶体银,其特性类似单个Ag原子)上,被吸附时的价态为O_2~-。     

金属态原子电负性的计算及应用(I)

提出了一种表示金属态原子电负性的计论方法，即X＝Pexp（-KsR），其中P为Pauling电负性，Ks为Thomas-Fermi定义的表示金属晶体内某一金属原子核外电子受邻近配位原子屏蔽长度的倒数，R为该金属的一价离子半径．通过将由此获得的金属态原子电负性值及Pauling电负性值同金属表面的电子脱出功，CO、O2分子在某些过渡金属表面上的解离吸附热数值关联结果比较，发现提出的金属态原子电负性概念能更准确地反映过渡金属在催化过程中所表现出的各种热化学性质．     

氢原子在Pt及Pt系双金属催化表面吸附的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论(dFT)考察了Pt(100)、(110)、(111)三种表面氢原子的吸附行为, 计算了覆盖度为0.25 ML时氢原子在Pt 三种表面和M-Pt(111)双金属(M=Al, Fe, Co, Ni, Cu, Pd)上的最稳定吸附位、表面能以及吸附前后金属表面原子层间弛豫情况. 分析了氢原子在不同双金属表面吸附前后的局域态密度变化以及双金属表面d 带中心偏离费米能级的程度并与氢吸附能进行了关联. 计算结果表明, 在Pt(100), Pt(110)和Pt(111)表面, 氢原子的稳定吸附位分别为桥位、短桥位和fcc 穴位. 三种表面中以Pt(111)的表面能最低, 结构最稳定. 氢原子在不同M-Pt(111)双金属表面上的最稳定吸附位均为fcc 穴位, 其中在Ni-Pt 双金属表面的吸附能最低, Co-Pt 次之. 表明氢原子在Ni-Pt 和Co-Pt 双金属表面的吸附最稳定. 通过对氢原子在M-Pt(111)双金属表面吸附前后的局域态密度变化的分析, 验证了氢原子吸附能计算结果的准确性. 掺杂金属Ni、Co、Fe 的3d-Pt(111)双金属表面在吸附氢原子后发生弛豫, 第一层和第二层金属原子均不同程度地向外膨胀. 此外, 3d金属的掺入使得其对应的M-Pt(111)双金属表面d带中心与Pt 相比更靠近费米能级, 吸附氢原子能力增强, 表明3d-Pt系双金属表面有可能比Pt具有更好的脱氢活性.     

NO分子在金表面吸附的理论研究

气体分子在过渡族金属表面吸附是异相催化过程中的一个重要步骤.研究其在金属表面的吸附特性是了解其催化性能的基础,多年来一直是表面科学领域的研究热点.理论研究在解释吸附机理、实验现象以及证实实验结论的可靠性方面发挥着越来越重要的作用.本文使用密度泛函理论(DFT)研究了NO分子在中性及带正、负电荷的Au(111),Au(100),Au(310)和Au/Au(111)表面的吸附行为.研究结果表明,NO倾斜地吸附在金表面.在这种吸附构型中,Au原子的dz2轨道和NO分子的2π*轨道对称性匹配,并达到最大重叠.中性及带正、负电荷的Au(111),Au(100),Au(310)和Au/Au(111)表面不同吸附位对NO的反应活性不同,NO易吸附于各个金表面的顶位.计算结果显示,NO分子在Au(111)面几乎不吸附,而在Au/Au(111)的吸附能高达0.89eV.对表面金原子d态电子分波态密度分析表明,金表面对NO分子的吸附活性随着金原子配位数的减少而增强,这是由于低配位数的金原子的d态电子更靠近费米能级.当金表面增加或减少一个电子时,金表面对NO的吸附能有明显变化.正电荷的金表面对NO吸附的活性比中性的表面活性高,而带...     

Pd(100)表面Ag原子对CCH_3吸附影响的理论研究

采用密度泛函理论方法,运用周期性表面模型对CCH_3在PdAg_x/Pd(100)表面的垂直吸附进行了结构优化和能量计算.结果表明:在金属Pd中掺杂Ag可以有效地降低金属表面对CCH_3的吸附效果,由于Ag的金属性较Pd强,Ag的加入改变了其金属表面的电子排布.当CCH_3吸附在PdAg_x/Pd(100)表面时,随着Ag含量的增加,表面对CCH_3的电子供给慢慢由Pd原子提供大量电子转向为Ag原子提供大量电子,而C—Ag键强度较弱,从而进一步降低了CCH_3与金属表面的吸附效果.     

H_2在δ-Pu(100)表面吸附的第一原理研究

采用密度泛函理论结合平板周期性模型研究了H2在δ-Pu(100)表面的吸附行为.结果表明,H2在该表面最稳定的吸附方式为洞位垂直吸附,吸附能为0.183eV,距离表面最近的H原子与表面垂直距离为0.378nm.吸附的H2分子的键长增加、H—H键伸缩振动频率的红移都不明显.只有极少量电子从第1层的Pu原子流向H2分子,吸附引起的表面功函增加也不明显.这说明δ-Pu(100)面分子态H2的吸附属于较弱的物理吸附.讨论了离解吸附的热力学可能性,H2分子的吸附趋向于离解成2个原子态H的吸附,离解后的H原子优先吸附于洞位,此时吸附为较强的化学吸附.     

乙腈溶液中银电极的表面增强拉曼光谱研究

利用共焦显微拉曼系统研究了非水体系0.1mol·L^-1LiClO4/CH3CN溶液中,乙腈分子在粗糙银和金电极表面的吸附和解离行为。结果表明非水体系中乙腈可在银、金表面发生还原反应,产物CN^-离子与电极表面作用形成的表面配合物可以较宽的电位区间吸附于电极表面。溶液中的微量水、激光照射以及电极电位均对该反应有较大的影响。通过拉曼谱图的比较,得出乙腈分子解离出的CN^-在金电极表面比在银电极表面有更强的吸附作用。     

分子态氧在Ag(110)面上的吸附构型、吸附态和吸附能的CM和DAM从头算研究

本文分别用原子簇模型(CM)浸入吸附原子簇模型(DAM)的从头算方法, 研究了分子态氧在Ag(110)面上的化学吸附构型, 吸附态和吸附能。以Ag6O2为模型体系,对O2在Ag(110)表面长桥位(LB)化学吸附的研究表明: 二个最低能态是^1A1和^3A2,它们分别对应在[110]槽位吸附的过氧分子O2^2^-和在[001]方向吸附的超氧分子O2^-, 理论优化的吸附构型的实验测量分析结果非常一致。由于CM方法忽略了金属本体的影响, 所得吸附能明显低于实验值(甚至是负值), 而DAM方法得到正的吸附能, 且相当接近于实验值38.9kJ/mol, 其中[110]槽位吸附更为稳定。     

甲醇与氧在银钯合金上的吸附和反应

本文运用UPS、超高真空程序升温反应谱(TPRS)研究了氧和甲醇在银钯合金上的吸附和反应。实验结果表明, 合金表面存在两种分别与Ag和Pd原子有关的活性位; 少量钯原子的存在, 一方面提供了甲醇分解反应的活性中心, 另一方面通过与银之间的电子相互作用, 削弱了氧与银的结合, 增强了表面吸附氧的反应活性, 从而改变了甲醇氧化反应的选择性。     

氢原子在镍台阶面上吸附、振动和表面扩散行为的理论研究

本文用对势方法研究了氢原子在Ni(510)台阶面上的吸附和振动, 计算结果与实验符合得很好。并考察了氢原子在Ni(997)台阶面上的吸附和扩散, 结果表明,台阶对下台面上扩散的氢原子开成捕获势阱, 对上台面扩散的氢原子形成反射势,这也很好地支持了实验结果。     

N'-亚硝基去甲烟碱在沸石分子筛上的程序升温表面反应

使用程序升温表面反应技术，首次研究了沸石对于分子直径远大于其孔径的烟 草特有亚硝胺代表物N'-亚甲烟碱的（NNN）催化裂解作用．NNN依然能被沸石吸附 和催化裂解；沸石孔径和表面酸位都是影响催化分解N因素．计算表明：NNN很可能 以N-N-O官能团嵌人沸石孔道的形式进行吸附．介孔分子筛被首次用于催化裂催化 活性远远高于微孔沸石．     

固-液界面上的吸附膜

利用Gibbs吸附公式处理了硅胶自四氯化碳和环己烷中吸附脂肪醇、环己醇、苯甲醛、苯甲醚、乙酸丙酯的实验结果,得到吸附膜的表面压(π)和分子面积(A)的关系曲线,这些曲线均可用描述不溶物液态扩张膜的Smith方程描述。文中对所得结果给出了初步的解释。     

硅烷化活性炭的吸附性质

本工作测定了25℃和35℃时硅烷化活性炭自水溶液中吸附苯甲酸和苯甲醛的等温线;计算了吸附过程的ΔGⅲ,ΔHⅲ和ΔSⅲ;用Hill-deBoer方程处理了实验结果。所得结果表明:(1)随硅烷化时间延长,苯甲酸和苯甲醛的吸附量(mol.m^-^2)明显增加;-ΔGⅲ和-ΔHⅲ略有升高,ΔSⅲ为正值;(2)吸附分子之间的相互作用很弱,吸附分子与活性炭表面间的作用随硅烷化程度增加而加大;(3)芳香化合物可能是以苯环吸附在炭表面上的。     

银表面甲醇氧化反应机理的ab initio计算研究 1: 银表面静态吸附物种的几何构型和吸附性质

本文用原子簇模型(CM)的从头计算方法, 计算了银表面甲醇氧化反应中的静态吸附物种的优化几何构型及吸附性质。计算表明在清洁银表面甲醇、甲醛只存在物理吸附; 当表面存在吸附氧原子时, 甲醇可在银表面形成两种分子态吸附;甲醛与表面羟基OH(a)或氢原子H(a)共存时在银表面能够形成化学吸附, 且CH2O(a)极易与O(a)反应生成深度氧化中间体η^2-甲二氧基; 中间产物甲氧基在无氧的银表面能够形成稳定吸附, 在富氧银表面极易进一步氧化脱氢生成产物甲醛。通过计算与实验结果的对照, 我们对反应机理作了初步讨论。     

苯在Si(111)-7*7表面化学吸附的理论研究

采用两种大小不同的原子簇模型Si_(30)H_(28)和Si_(13)H_(16),分别用两层 ONIOM方法（对较大原子簇）和普通量子化学方法（对较小原子族）考察了苯分子 在Si(111)-7 * 7表面的化学吸附。对三种可能的吸附物种分别用DFT或HF方法进行 了计算。通过大小原子簇吸附物种的吸附能以及几何构型优化参数的比较发现,对 于稳定的吸附物种,较小的原子簇基本上可以代替较大的原子簇进行计算,而对于 不太稳定的吸附物种,就不得不考虑周边原子的影响。计算结果表明苯在Si(111)- 7 * 7表面的主要吸附种是双σ成键的1,4加成产物,不稳定的单吸附物种可能是 1,4加成物种的前驱态。     

硅沸石完美骨架上的吸附Ⅱ.乙胺、正戊烷、乙醇在 FAU型沸石上的吸附热

用测定吸附等温线法研究乙胺、正戊烷和乙醇在疏水高硅FAU沸石上的吸附热效应。根据Clapeyron-Clausius方程,处理吸附等温线,得到不同覆盖度C(C=被吸附分子数/晶胞)的等量吸附热Qst(C)(一定覆盖度C时由Clapeyron-Clausius方程计算的吸附热)及平均等量吸附热Qst^*(一定温度区间里等量吸附热Qst的平均值),以及Qst^*与沸点蒸发热△Hv的差值△H1(定义为相互作用强度△H1=Qst^*-△Hv)。所研究的三种有机分子的△H1的次序为△H1(乙胺)>△H1(正戊烷)>>△H1(乙醇)。这与AT值(定义为脱附温度Td与吸附质的沸点温度Tb的差值,无需单位)有正相关关系。由AT值观察到的高硅FAU沸石Si-O骨架与被吸附乙胺之间可能存在的强相互作用、为本研究测定的热力学定量数据△H1值所证明。