H原子在Ru(111)台阶面上的吸附位和吸附态

利用原子和表面簇合物相互作用的五参数 Morse势方法 (简称 5 -MP)研究了 H-Ru( 1 1 2 1 )台阶面吸附体系 ,并利用推广的 LEPS方法研究了 2 H-Ru( 1 1 2 1 )体系 ,探讨了表面吸附态之间的相互作用 .研究结果表明 ,H原子在开放的 Ru( 1 1 2 1 )台阶面表面上的晶胞存在 4种不等价的表面三重吸附态 .还存在两类与表面有直接扩散通道的内层吸附态 .理论分析表明 ,TDS实验出现的 α态是与内层吸附态有强相互作用的强排斥表面吸附态 ,β态为弱排斥表面吸附态 ,而 γ态为与内层吸附态无相互作用的表面吸附态 .实验上将 α态归属为四重吸附态的推测没有获得理论结果的支持 .     

原子氧在Ru低指数面及(1120), (1121)台阶面上的吸附

利用原子与表面簇合物相互作用的5参数Morse势方法(简称5-MP)系统地研究了O-Ru低指数面及Ru(1120), (1121)台阶面体系, 获得了吸附几何、结合能、振动频率等临界点特性, 所得相关数据与实验结果非常吻合. 并且通过理论计算及原子吸附态振动指纹的遗传、遗变特性预言了氧原子在Ru(1121)台阶面的吸附. 本文认为氧原子在HCP晶格的金属表面上的吸附倾向于三重位.     

原子氧在Ru低指数面及(110),(111)台阶面上的吸附

利用原子与表面簇合物相互作用的5参数Morse势方法(简称5-MP)系统地研究了O-Ru低指数面及Ru(1120),(1121)台阶面体系,获得了吸附几何、结合能、振动频率等临界点特性,所得相关数据与实验结果非常吻合.并且通过理论计算及原子吸附态振动指纹的遗传、遗变特性预言了氧原子在Ru(1121)台阶面的吸附.本文认为氧原子在HCP晶格的金属表面上的吸附倾向于三重位.     

硫原子在镍低指数表面和(311)台阶面的吸附

应用原子和表面簇合物相互作用的5参数Morse势方法(简称5-MP)构造了S-Ni表面簇合物体系的解析势函数.首先对S-Ni低指数表面体系进行了研究,并获得了全部临界点性质.计算结果表明:硫原子在Ni(100)面上的稳定吸附态为四重洞位,在Ni(111)面上,硫原子吸附于三重位,硫原子在Ni(110)面上的吸附位有所变化.第一与第二周期的原子在(110)面上的稳定吸附态大都为赝式三重位和长桥位,而硫原子却吸附在Ni(110)面的四重洞位.理论分析结果和实验推测结果符合得很好.同时,还对S-Ni(311)台阶面吸附体系进行了研究.理论结果表明:S-Ni(311)表面吸附体系只存在四重吸附态和hcp三重吸附态,fcc三重吸附态在和四重吸附态的竞争中完全湮灭.对于S-Ni表面吸附体系,理论结果给出S原子的表面吸附结合能和表面簇合物的粗糙度有关.结合能从小到大的顺序为(111)<(100)<(110)<(311).     

氧原子在Pt(s)-[n(111)×(100)]型台阶面上的吸附和振动

应用原子和表面簇合物相互作用的5-参数Morse势(简称5-MP)方法系统地研究了氧-铂台阶面体系.理论结果表明:在Pt(s)-[n(111)×(100)]型台阶面上，氧原子吸附在台阶下的四重位，对应稳定吸附态β2；平台上靠近四重位的三重吸附态被湮灭，其它三重位对应吸附态β1；而且平台的长度对四重吸附态有影响.     

氯原子在Ag低指数面上的吸附位和吸附态

应用原子和表面簇合物相互作用的5参数Morse势方法(简称5-MP)对Cl-Ag低指数表面体系进行了研究, 并获得了全部的临界点特性, 如吸附位、吸附几何、结合能、正则振动等. 计算结果表明: 在Ag(100)面上, Cl原子吸附在四重洞位; 在Ag(111)面上, Cl吸附在三重洞位; 尽管第一与第二周期原子在(110)面上的稳定吸附态大都为赝式三重位和长桥位, 但在Ag(110)面上, 四重洞位是氯原子的稳定吸附态. 理论分析结果和实验推测结果符合得很好. 理论结果给出Cl原子在Ag表面的吸附结合能和表面簇合物的粗糙度有关, 结合能从小到大的顺序为(111)＜(100)＜(110).     

H原子在W低指数面上的吸附位和吸附态

应用原子和表面簇合物相互作用的5参数Morse 势及由5参数Morse势组装推广的LEPS方法对H-W低指数表面吸附体系进行了研究, 并获得了全部临界点特性. 计算结果表明, 低覆盖度下, H原子优先吸附在W(100)面的内层吸附位二层桥位B', 获得156 meV的垂直振动频率, 随着覆盖度的增加, H原子稳定吸附在表层的五重洞位(二层顶位)、桥位及顶位. 内层吸附位的优先吸附, 对与其邻近的表面吸附位的临界点性质有一定影响. 在W(110)面上只存在三重洞位的稳定吸附态, 垂直振动频率为151 meV. 在W(111)面上存在三种稳定吸附态, 子表面吸附位H₁, 桥位B'和顶位T, 分别获得104, 200, 259 meV的垂直振动频率. 在低覆盖度下, H原子优先吸附在子表面吸附位H₁.     

氧原子在Al(100)、(110)、(111)面上的吸附与振动

利用原子与表面簇合物相互作用的5参数Morse势方法(简称5-MP)系统研究了O-Al低指数面表面吸附体系, 获得了吸附几何、结合能、振动频率等吸附态的临界点特性. 通过把这些临界点特性作为研究吸附体系的探针, 系统分析了吸附体系的性质. 理论计算结果表明, 在Al(111)面上, 氧原子在表面三重位处存在吸附态, 其垂直表面的振动频率为621(619) cm-1, 平行表面的振动频率为880(887) cm-1. 在子表面八面体处也存在吸附态, 其垂直振动频率为464 cm-1, 平行振动频率为437 cm-1; 在Al(100)面上, 氧原子在表面四重洞位、子表面四面体处存在吸附态;在Al(110)面上,氧原子优先吸附在表面膺势三重位而非长桥位,同时子表面八面体处也存在吸附态.     

氢原子在Ru(0001)和Ru(1010)面上吸附扩散势能面的结构

本文构造了H-Ru相互作用的五参数Morse势,用经典的对势方法研究了氢原子在Ru(0001)和Ru(1010)面上的吸附和扩散,得到了氢原子在两个表面上的吸附位、吸附几何、结合能及本征振动等数据与实验结果符合得很好;同时研究了两个体系的吸附扩散势能面结构。     

Pd(510)台阶面对氢分子解离吸附的影响

本文应用对势方法构造了Ｈ２－Ｐｄ（１００）和Ｈ２－Ｐｄ（５１０）体系相互作用的ＬＥＰＳ势能面．考察了氢分子在Ｐｄ（１００）面上的非活化前驱态解离吸附特性，理论结果和实验符合得很好．对氢分子在Ｐｄ（５１０）台阶面上的解离吸附行为的研究表明，由于台阶的影响，在台阶下形成了非活化直接解离通道，在台阶上及台阶边棱处，主要存在非活化前驱态解离通道；在台阶面上发现了氢分子的活化吸附．     

Theoretical Studies on Adsorption Sites and States of O and N on Ni（311）

The adsorption of O and N atoms on the Ni(311) surface was investigated by the 5-parameter Morse potential(5-MP) method in detail. For the O-Ni(311) system, there are three surface adsorption states and thefcc-3-fold site is metastable; the frequency of 75 meV[67 meV in high resolution electron energy loss spectroscopy(HREELS) experiment] is attributed to the vibration at the hcp-3-fold site. For the N-Ni(311) system, however, there are only two surface adsorption states(no surface adsorption state was calculated at fcc-3-fold site). In addition, subsurface states were predicted and all critical characteris-tics were obtained for the two systems.     

Adsorption Site and State of Nitrogen Atom on Ru（0001）, （1010） Low-index and （1120）, （1121） Stepped Surfaces

The adsorptions of nitrogen atoms on Ru(0001), (1010) low index surfaces and (1120), (1121) stepped surfaces were investigated by the five-parameter Morse potential(5-MP) method in details. Calculated results demonstrate that N atoms show a tendency to be adsorbed at threefold sites. No subsurface state was found for N atoms on Ru(1010) surface. There exist 6 stable adsorption sites for N atoms on Ru(1121) stepped surface which can be classified into 3 types: the on-surface adsorption state, the facet adsor...     

α-Al2O3(0001)表面吸附ZnO的DFT研究

建立了α-Al2O3(0001)2×1表面薄片吸附模型,采用基于DFT动力学赝势方法,对ZnO分子的吸附生长进行了计算.详细地研究了ZnO分子在表面吸附的成键方式以及表面化学键特性.在较稳定的吸附位上,ZnO化学键[(0.185±0.01)nm]与最近邻的表面Al—O键有30°的偏转角度,Zn在表面较稳定的化学吸附位置偏离表面O六角对称约30°.通过吸附能量、原子布居数和态密度的分析,ZnO的O2-与表面上的Al3+形成的化学键表现出强离子键特征;而Zn2+同基片表面O2-形成的化学键有明显的共价键成分.     

Adsorption and Diffusion of O Atoms on Ag（210） Stepped Surface

The O-Ag(210)surface adsorption system was studied via the five-parameter Morse potential theory.Meanwhile,the 2O-Ag(210)system was investigated via the extended London-Eyring-Polanyi-Sato(LEPS)potential theory to learn the interaction between the adsorption states.Calculated results demonstrate that there are two stable on-surface adsorption sites(B and H)for O atoms on Ag(210)stepped surface.And the perpendicular vibrations are 30.3 and 42.9 meV,which are close to that observed in high resolution electron energy loss spectroscopy(HREELS).Also,there exists an octahedral subsurface adsorption state with a high vibrational frequency,and the interaction between the on-surface and subsurface O species is slight.The mode at 54.6 meV,which is close to that observed in HREELS(54-56 meV),is because of the vibration of the O atom on B site under the influence of that on H site.     

关于限域离子液体吸附CO_2的密度泛函理论(DFT)的研究

近年来,温室效应日趋严重,因此吸收CO_2的材料受到了广泛的关注.采用了密度泛函理论(DFT)研究以SiO_2为载体的限域离子液体对CO_2的吸附.对比纯净离子液体(ILs)以及限域离子液体与CO_2的相互作用情况,在这两种状态下两种体系的吸附情况大不相同.从几何结构、相互作用以及电荷分析等方面对ILs、 SiO_2以及ILs/SiO_2复合结构进行研究.计算结果表明,载体、离子液体和CO_2之间都存在较强的相互作用.离子液体的负载不仅改变了SiO_2载体的结构,而且受载体的影响阴阳离子之间的相互作用力也发生了改变.计算结果为进一步深入限域离子液体对CO_2的吸附打下了理论基础.     

Theoretical Studies on Adsorption and Diffusion of Hydrogen Atom on Pd（311） and Ni（311） Stepped Surface

The adsorption and diffusion of hydrogen atom on open rough Pd(311) and Ni(311) stepped surface were investigated in detail using 5-parameter Morse Potential (5-MP for short) method. The results on theoretical studies indicate that only threefold adsorption states exist at low coverage, and fourfold states are annihilated on the top layer which become the diffusion channels between threefold adsorption states due to strong competition and repulsion between hydrogen adatoms.     

Adsorption of polyacrylic acid on hydrophobic and hydrophilic surfaces

In this paper the adsorption of polyacrylic acid (MW=5000) on the hydrophobic mercury surface and on the hydrophilic -Al₂O₃ surface at pH=3–4 in 0.55 M sodium chloride solution was investigated. Measurements of change of the double layer capacitance by phase selective a.c. voltammetry were used for determination of the adsorption of polyacrylic acid on the mercury electrode. The same method was used for the determination of the polyacrylic acid remaining in the solution after the adsorption on hydrophilic particles (-Al₂O₃ particles). The results obtained for adsorption of polyacrylic acid were compared to the results of the adsorption of humic substance of similar molecular weight under similar experimental conditions. The study has shown that polyacrylic acid in acidic solution is strongly adsorbed on the mercury surface, which is comparable to the adsorption of humic substance on the mercury surface. At the same time, the adsorption/deposition of polyacrylic acid on the -Al₂O₃ surface is weaker compared to humic acid, indicating at a smaller degree of interaction of polyacrylic acid with aluminium ions and with hydrophilic surface.     

NO在氧预吸附Ir(100)表面吸附和解离的第一性原理研究

采用第一性原理密度泛函理论和周期性平板模型研究了NO在O预吸附Ir(100)表面的吸附和解离, 并考察了预吸附的O对可能产物N₂, N₂O和NO₂的选择性的影响. 优化得到反应过程中初态、 过渡态和末态的吸附构型, 并获得反应的势能面信息. 计算结果表明, NO在O预吸附表面最稳定的吸附位是桥位, 其次是顶位. 桥位和顶位的NO在表面存在两条解离通道, 即直接解离通道和由桥位和顶位扩散到平行空位, 继而发生N-O键断裂生成N原子和O原子的解离通道. 此分离机理与洁净表面上NO解离机理相同, 但后一种解离方式优于前一种, 是NO在表面上解离的主要通道. 预吸附的O原子在不同程度上抑制了NO的解离, 导致桥位和顶位NO解离互相竞争. 在O预吸附Ir(100)表面, N₂气是唯一的产物, 不会有副产物N₂O和NO₂的生成, 与实验结果一致. 预吸附的O在N/O低覆盖度下几乎不影响N₂气的生成, 但在较高覆盖度下则促进了N₂气的生成.