AgGa(S1-xSex)2固溶体的电子结构和光学性质

采用基于赝势平面波基组的密度泛函理论方法, 对一系列具有黄铜矿结构的AgGa(S_1-xSe_x)₂固溶体的构型、电子结构、线性和二阶非线性光学性质进行了系统研究. 结果表明, 各固溶体具有类似的能带结构, 体系带隙随x值增加而逐渐减小. 当所引入的Hartree-Fock交换项贡献为22.56%时, 对应的杂化PBE泛函得到的带隙值与实验结果相近. 固溶体的各种光学性质, 包括折射率、双折射率、反射率、吸收系数和二阶倍频系数等均随着组成的改变呈现出有规律的变化趋势, 变化范围介于AgGaS₂和AgGaSe₂二者之间. 因此, 利用固溶体光学性质的变化规律, 可从中寻找出具有特定光学性能的晶体材料.     

CO分子在TiC(001)表面上的吸附构型与电子结构

采用第一性原理方法和平板模型对CO分子在TiC(001)表面的吸附构型和电子结构进行了详细研究. 结果表明, CO分子倾向于采用C端吸附在表层Ti原子上方. 对于该吸附方式, 计算得到的吸附能、CO各电子态所处能级位置以及C—O键伸缩振动频率的红移值均与实验观测结果相吻合. 由能带结构和Mvlliken布居分析结果可知, 当采用C端吸附时, CO的5σ和2π鄢态受到底物影响最为显著, 尤其是C端的桥位吸附方式. 此外, 还进一步对底物表面态在CO吸附过程中的作用进行了探讨.     

S_2O_2分子稳定结构的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论中的B3LYP方法,在6-311+G(3df)和Aug-cc-pVTZ水平上,研究了单态S2O2分子的各种可能的异构体及其相对稳定性。结果表明,具有C2v对称性的三角平面分叉异构体的热力学稳定性要高于目前实验上唯一被发现的具有C2v对称性的cis-OSSO异构体,同时trans-OSSO的稳定性与顺式异构体十分接近,这2种异构体应该可以在实验上被观察到。同时本文还讨论了3个最稳定构型的前线分子轨道和链型OSSO的内扭转势能。     

密度泛函方法研究HS2X的稳定构型

采用量子化学中的密度泛函理论(DFT)，在B3LYP／6-311 G(3df，2p)水平上全优化得到了单卤代二硫烷HSSX(X-H,F，Cl，Br)链型和分叉型两种异构体的平衡结构。计算结果表明．在热力学上，所有链型的HSSX为稳定构型．其能量分别较分叉型构型低109．8、60．2、74．8和73．1kJ／mol。同时，采用统计热力学方法，研究了两种平衡结构之间相互转化的化学热力学性质，发现异构化反应的平衡常数很小。     

多齿胺膦钌配合物催化苯乙酮的氢转移氢化

利用Ｃ２－对称的双胺双膦钌（Ⅱ）配合物ＲｕＣｌ２（Ｐ２Ｎ２Ｈ４）为催化剂，研究了苯乙酮的氢转移还原反应。在苯乙酮、钌配合物和异丙氧基钾的摩尔比为２００：１：１２的条件下，于６５℃反应２ｈ后，苯乙酮的转化率高达９９％。讨论了苯乙酮的氢转移氢化机理。     

CH3O和CO在Pd(111)表面偶联反应机理的理论研究

采用DMol³程序包中的GGA-PW91方法, 结合周期平板模型, 对CH₃O和CO在Pd(111)表面的反应进行了系统研究. 计算结果表明, 吸附在Pd(111)表面顶位上的CO分子中C原子所带正电荷最多, 容易与亲核试剂反应, 化学吸附能稍低, 有利于在表面上移动发生亲电插入反应; CH₃O 在Pd(111)表面fcc穴位吸附稳定, O原子上所带的负电荷较多, 易被亲电试剂进攻. 过渡态搜索表明, Pd(111)表面顶位上的CO与fcc穴位上CH₃O反应生成CH₃OOC的为放热反应, 反应能垒较低, 有利于偶联反应的进行.     

TiO2(110)面的弛豫结构及吸附O2的密度泛函研究

采用DFT／B3LYP方法研究了TiO2(110)的完整和氧缺陷表面的弛豫构型，并对 O2在氧缺陷表面的三种可能吸附构型进行了优化，计算了它们的吸附能、振动频率 和重叠布居．分析并预测了吸附后可能产生的物种．本文的计算结果与XPS，TPD和 ELS等实验吻合．     

簇模型ZnO(10(1-)0)面上吸附CO2的密度泛函理论研究

采用电荷自洽方法，以嵌入原子簇Zn4O4为模型，使用量子化学的密度泛函理论，研究了二氧化碳在六方ZnO非极化的(101^-0)面的可能吸附态。计算表明，CO2垂直底物表面吸附，氧原子只能与Zn原子配位，并且吸附能为很弱的1．8kJ／mol；吸附质分子平行于底物表面时，得到了5种平衡吸附构型，其中采用C-Zn配位和η^2-O,O二齿配位时，吸附很弱，经BSSE校正后的吸附能在8．8～6．6kJ／mol。采用η^2-C,O方式分别与O和Zn配位时，吸附能为31．1kJ／mol；C原子与表面O配位时计算得到了唯一的一个化学吸附态，吸附能为139．6kJ/mol,与实验结果一致。     

环丙基卡宾重排为环丁烯机理的密度泛函研究

采用 B3LYP 方法,用 6-311G(d)基组计算了环丙基卡宾重排为环丁烯的反应物、过渡态和产物的能量和振动频率,并用 IRC 计算验证了过渡态。结果表明环丙基卡宾的重排机理不同于通常碳正离子重排采用的亲核重排机理,而是一个亲电重排机理。     

Visible-light Driven Photocatalysts: Al-, Ga-, and In-doped Monoclinic BiVO_4

The first-principles calculations were performed to investigate the stability, band structure, density of states and redox potential of Al-, Ga-, and In-doped monoclinic BiVO4（mBiVO4）. The calculated formation energies show that Al-doped mBiVO4 inducing an O vacancy is energetically favorable with a smaller defect formation value. With the incorporation of Al, Ga, and In, the band gap of the doped systems will be narrowed in the order of Al-doped 〈 Ga-doped 〈 In-doped mBiVO4, which is beneficial for the response to the visible light. And the substitution of an Al or Ga for a V atom will significantly enhance the reducibility of mBiVO4, improving the efficiency of H2 evolution from H2 O. Our results show that the photocatalytic activity of mBiVO4 can be modulated by substitutional doping of Al, Ga, and In.