铂掺杂氮化硼纳米管及CO在其表面的吸附行为的理论研究

采用基于密度泛函理论的PBEPBE方法对铂(Pt)掺杂的氮化硼(BN)纳米管进行了理论研究. 计算结果表明, Pt原子突出BN纳米管表面, Pt的d轨道暴露到外面, 使它更容易和外来分子发生相互作用, 提高了纳米管的反应活性. Pt取代掺杂缩小了纳米管的能隙, 从而提高BN纳米管的导电性. 一氧化碳(CO)在Pt掺杂BN纳米管上的吸附行为表明, 2个CO能化学吸附到纳米管表面, 更多的CO分子吸附是物理吸附.     

一种精确求解三原子反应散射的传播子

The exact short time propagator, in a form similar to the Crank-Nicholson method but in the spirit of spectrally transformed Hamiltonian, was proposed to solve the triatomic reactive time-dependent schrödinger equation. This new propagator is exact and unconditionally convergent for calculating reactive scattering processes with large time step sizes. In order to improve the computational efficiency, the spectral difference method was applied. This resulted the Hamiltonian with elements confined in a narrow diagonal band. In contrast to our previous theoretical work, the discrete variable representation was applied and resulted in full Hamiltonian matrix. As examples, the collision energy-dependent probability of the triatomic H+H₂ and O+O₂ reaction are calculated. The numerical results demonstrate that this new propagator is numerically accurate and capable of propagating the wave packet with large time steps. However, the efficiency and accuracy of this new propagator strongly depend on the mathematical method for solving the involved linear equations and the choice of preconditioner.     

甲酸根吸附热与其电子性质之间的关联：第一性密度泛函理论研究

采用第一性密度泛函理论（DFT-GGA）研究了甲酸根（HCOO）在一系列金属表面的吸附．研究表明,HCOO的最稳定吸附位置是短桥位,吸附热顺序为Au（110）〈Ag（110）〈Cu（110）〈Pd（110）〈Pt（110）〈Ni（110）〈Rh（110）〈Fe（100）〈Mo（100）．HCOO吸附热可以很好地与相应的金属氧化物生成热关联．另外还发现,过渡金属的吸附热与金属的小带中心有很好地关联,第1B金属吸附热可以用耦合矩阵平方来解释．     

用神经网络方法拟合的反应体系H+CH4→H2+CH3的一个全域势能 (cited:12)

利用神经网络方法,基于47783个高精度从头算能量点构建了反应体系H+CH₄→H₂+CH₃的一个全域势能面．通过大量的准经典轨线以及量子散射计算测试了势能面的收敛性质．这个势能面对于拟合过程以及从头算点的数目都已经完全收敛,拟合误差很小且比Shepard插值的势能面计算速度更快,代表了此标志性多原子反应体系最好的势能面．     

物理化学实验室真空与气路系统的改进

物理化学实验中,不少实验需要通气体,因此,物理化学实验室气路系统的设计安装具有极其重要的意义。本文针对物理化学实验中所出现的几种气路进行了说明并改进,提高了实验气路系统的可操作性,降低了气体泄漏的可能性,保障了实验室的安全。     

分级构建势能面中低级别势能面精度

通过构建一系列H3体系的UHF(UCCSD(T)、DFT-B3LYP、UMP2)/vtz和UCCSD(T)/avqz级别的势能面,研究了分级构建方案中低级别势能面对最终势能面精度的影响. 基于这些势能面计算得到的H+H₂反应的总反应几率表明,UCCSD(T)/avqz势能面的精度与著名的BKMP2势能面非常接近,得到的势垒略微偏高. 作为对比,尽管低级别理论(UHF、UMP2、DFT-B3LYP)加上vtz基组在复杂体系中得到了广泛地应用,但是它们对这个最简单的反应只能提供一个定性的描述. 另一方面,尽管这些理论不能准确描述这个反应,但是可以应用它们来得到分级构建中的低级别势能面,从而建立精度级别为UCCSD(T)/avqz的势能面,使得所需要的UCCSD(T)/avqz能量的数目大大减少.     

萤火虫氧化荧光素及其衍生物的电子结构和光物理性质

通过密度泛函理论(DFT)的MPW3PBE泛函, 对萤火虫生物发光底物氧化荧光素及其衍生物进行了结构全优化. 计算了其电离能、 电子亲和势、 空穴抽取能、 电子抽取能、 空穴和电子重组能, 并评估了其空穴和电子传输能力. 采用含时密度泛函理论(TD-DFT)//MPW3PBE/6-31+G(d)方法计算了吸收光谱, 优化了最低单重态S₁, 研究了其荧光光谱, 进而考察了具有较高发光效率的氧化荧光素作为有机发光二极管(OLED)材料的可能性. 计算结果表明, 氧化荧光素及其衍生物可以同时作为电子传输层和发光层材料.     

反应体系F+H2→HF+H的一个全域从头算势能面

采用多参考组态相互作用方法和 aug-cc-pV5z 基组并虑及 Davidson 修正计算了反应体系 F H_2→HF H 的约15,000个对称性唯一的构型点的势能值,并利用三次样条插值发展了该体系的三维全域势能面.在反应入口通道,还考虑了旋轨耦合效应.     

用神经网络方法拟合的反应体系H＋CH4←→H2＋CH3的一个全域势能面

利用神经网络力法,基于47783个高精度从头算能量点构建了反应体系H＋CH4←→H2＋CH3的一个全域势能面．通过大最的准经典轨线以及量子散射计算测试了势能面的收敛性质．这个势能面对于拟合过程以及从头算点的数目都已经完全收敛,拟合误差很小县比Shepard插值的势能面计算速度更快,代表了此标志性多原子反应体系最好的势能面．