水助催化氢分子在金纳米粒子上解离的理论研究

金纳米粒子（GNPs）对氢分子（H₂）的解离具有良好的催化活性. 本文研究了水分子对 GNPs 催化 H₂ 解离的影响. 对于H₂在中性和带正电的金簇（Au_n^δ,n=3~5;δ = 0,1）上的反应,考虑当水簇（(H₂O)_m,m = 1, 2, 3, 7）参与反应时 GNPs 催化H₂的解离过程的热力学和动力学. 研究结果表明,水对 H₂ 在GNPs上的解离有助催化的作用,且水簇大小不同,水助催化 H₂ 在金簇上解离的机理也有所不同,其由氢氢键的均裂解离转化为氧化解离. 对两种机理所得的产物,作者计算了它们的 Raman 和 IR 光谱.     

金电极上偶氮腺嘌呤的电化学行为研究

本文研究了光滑金电极上偶氮腺嘌呤的电化学特性,并确定了相关动力学参数. 在含偶氮腺嘌呤的0.2 mol·L^-1的磷酸盐缓冲液(PBS,pH = 4.0 ~ 10.0）中,发现其循环伏安图上出现一对氧化还原峰. 基于对扫速和伏安峰值电位的分析,结果表明这是一个由吸附控制的可逆偶氮腺嘌呤氧化还原电化学过程. 当pH值从低到高改变时,氧化还原峰值向负电位移动,证实H⁺参与了该反应. 通过进一步实验数据分析和电极表面吸附量计算,发现该反应为分步进行的两电子两质子反应. 最后,通过快速循环伏安扫描方法确定了电化学过程的表观传递系数α和表观速率常数ks.     

DFT理论探讨银电极表面吸附吡啶和水分子的表面增强拉曼光谱

本文利用密度泛函方法计算了吡啶和水分子分别吸附于粗糙银电极表面的拉曼光谱强度。结果表明,在不发生共振拉曼散射情况下,拉曼强度随电极表面负电荷量的增加而显著增大。理论预测与实验结果一致。     

氢吸附于Pt(100)面的吸附体系簇模拟和Raman谱性质计算

本文基于金属簇模型和单激发组态相互作用方法 ,用 H/ Ptnδ( n=5,6) ( δ=0 ,- 1 )簇模拟了 Pt( 1 0 0 )电极上不同吸附位的电子跃迁性质。计算结果表明当采用 51 4.5nm入射激发光时 ,桥位和穴位吸附的电子跃迁偶极矩和振子强度都很小 ,因而 Raman信号太弱 ,不能检测到 ;只有在高覆盖度下的氢顶位吸附 ,才能检测到 Raman信号。与实验结果一致。     

表面增强拉曼散射增强机理的部分研究进展

概述了我们在表面增强拉曼散射(SERS)化学增强机理方面的一些研究工作, 介绍了分子-金属的成键作用和光诱导电荷转移对Raman谱峰强度与电位关系的影响, 基于光电场下纳米粒子光学性质的物理增强机理, 并针对SERS机理研究中尚存在的基本问题提出了建立SERS统一理论的展望.     

腺嘌呤和质子化腺嘌呤的结构和振动光谱

用密度泛函方法B3LYP/aug-cc-pVTZ分析了腺嘌呤和质子化腺嘌呤的低能稳定异构体的结构和振动光谱. 结果发现, 对于中性腺嘌呤分子, 腺嘌呤的异构体N9H比N7H的能量低32.76 kJ·mol-1(在极化连续模型下为6.28 kJ·mol-1). 基于标度量子力场方法所得到的势能分布, 对异构体N9H的部分振动基频重新进行了归属. 在极化连续模型下, 质子化腺嘌呤分子有5种低能稳定构型, 其中N1位质子化的9-位氢腺嘌呤最为稳定. 基于振动模式分析, 对这种最稳定构型的振动基频进行了归属, 并对腺嘌呤在pH=1的高氯酸溶液中的实验拉曼光谱进行了指认.     

Au/Pt纳米柱阵列电极的制备及光电催化氧化甲醇性能

利用纳米压印、 电沉积和气相沉积方法构筑了有序均一的Au及Au/Pt纳米柱阵列电极. 通过反射光谱观测到580和660 nm附近的特征吸收谱峰, 并基于有限元电磁场(FEM)理论模拟, 确定其表面等离激元共振(SPR)性质分别对应于纳米柱柱顶的电偶极模式(584 nm)、 电四极模式(638 nm)以及表面等离激元极化子(666 nm). 制备的等离激元纳米柱电极用于甲醇光电催化氧化反应时, SPR效应能显著地增强甲醇的电催化氧化电流. 当表面负载2 nm的金属Pt时, 光电催化氧化甲醇活性最高, 光照使氧化电流增加, 同时甲醇的氧化峰电位随光强的增加逐渐负移, 证明SPR弛豫产生的热空穴参与到光电协同甲醇氧化中. 在恒电流甲醇氧化实验中, 光照使表面氧化反应时间延长6倍, 减小了CO的毒化, 证明SPR对于电极表面产生一定的清洁作用.     

1, 3-二氟丙烷构象和电子结构的从头算和 密度泛函理论计算

用从头算和密度泛函数理论研究了1,3-二氟丙烷的构象和电子结构。在计算的各种理论水平下,GG构象是最稳定构象,AG构象次之。利用分子力场的非键作用定量化旁式效应,由MM2力场的非键参数计算的结果较为合理。对于GG和AG构象,在HF/6-31G^*和HF/6-31+G^*^*水平预测的构象分布与实验值接近。     

18-冠醚-6及其碱金属离子配合物的原子电荷及构象能的分子力学研究

本文推导了电负性电荷与静电势电荷的关系, 并把电负性电荷用于分子力学计算。我们的推导和计算结果表明, 电负性电荷也能很好的反映分子中的静电相互作用, 并用于分子力学计算, 从而我们为用电负性作为分子力学力场参数提供了理论根据。     

胞嘧啶吸附在粗糙金电极上的表面增强拉曼光谱

应用电化学伏安法和表面增强拉曼光谱(SERS)研究在-1.0 V~0 V电位区间内胞嘧啶于粗糙金电极表面的吸附行为.结果表明,在本实验的电位区间,胞嘧啶是以其N3位垂直吸附在粗糙金电极表面的.在负电位区间环呼吸振动模的强度出现极大值,与其它振动模强度相比,作者认为电磁场的增强和电荷转移均使该谱峰的拉曼信号增强.胞嘧啶的环呼吸振动频率随着电位负移而红移,这意味着它与金电极的成键作用减弱.同时也表明SERS谱可用于研究生物分子在金属电极表面的吸附行为.