Pt（111）和Pt3Ni（111）表面上CO催化氧化反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论,对Pt(111)和Pt3Ni(111)表面上CO和O的单独吸附、共吸附以及CO的氧化反应进行了系统的研究. 结果表明, Pt3Ni(111)表面上CO的吸附弱于Pt(111)表面, O的吸附明显强于Pt(111)表面. 两个表面表现出相似的CO催化氧化活性. 表面Ni的存在不但稳定了O的吸附,同时也降低了过渡态O的能量.     

Pt电极表面共吸附层NO和CO氧化还原的CV及原位FTIR研究

应用电化学循环伏安方法（CV）和原位傅里叶变换红外反射光谱（in situ FTIRS）研究了酸性溶液中Pt多晶电极表面NO和CO的共吸附行为及吸附态CO对吸附物种NO氧化还原反应的影响．研究结果表明,0．20V（VS．SCE）时,CO和NO能同时稳定吸附在Pt电极表面,CO以线性吸附态（CO L）存在,NO以桥式吸附态（NOB）和线性吸附态（NO L）共存．CO L 的共存使得NO的还原电流峰电位负移约0．024V,并且促使不易被氧化的NO B在0．93V处被氧化．原位FTIRS研究进一步表明,NO可以置换预吸附在电极表面的CO,NO和CO在Pt多晶电极表面的吸附是一个竞争吸附的过程．在0．45V-1．2V电位区间,NO和CO都能转化为环境友好产物,分别为NO3-和CO2．且Pt电极表面共吸附物种CO的量直接影响NO B的氧化产物NO3-的生成量．     

红外光谱研究Pt-Re/Al2O3重整催化剂的表面结构

CO和NO吸附或两者竞争吸附在Pt／Al2O3，Re／Al2O3和Pt－Re／Al2O3催化剂上的红外光谱可以给出Pt和Re的表面结构信息．本文研究的催化剂为低金属载量的Pt／Al2O3，Re／Al2O3和工业型Pt－Re／Al2O3，其中Pt含量0．22％，Re含量0．43％（质量分数）．实验结果表明，用NO与CO双分子竞争吸附的红外光谱实验方法可分别表征还原态Pt－Re／Al2O3重整催化剂上Pt表面和Re表面，并视需要可对Pt表面和Re表面进行半定量分析．在还原态工业型Pt－Re／Al2O3重整催化剂表面上，没有明显迹象表明有Pt－Re合金形成．     

利用原位红外光谱与微分电化学质谱联用技术研究在Pt以及PtRu电极上发生的甲醇氧化反应

利用电化学衰减全反射原位傅里叶变换红外光谱与微分电化学质谱联用技术,在流动电解池环境以及恒电位条件下研究了Pt电极和Pt电极通过表面电沉积Ru形成的PtRu电极（PtxRuy）上发生的甲醇氧化反应（反应电解质溶液为0.1 mol/L HClO4＋0.5 mol/L MeOH）. 在0.3-0.6 V（参比电极为可逆氢参比）实验用到的所有电极上,CO是唯一能从红外光谱观察到的与甲醇相关的表面吸附物;在Pt0.56Ru0.44电极上可以观察到CO吸附在Ru原子形成的岛上和CO线式吸附在Pt电极表面红外波段,而其他电极上只能观察到Pt表面上线式吸附的CO;甲醇氧化活性按Pt0.73Ru0.27〉Pt0.56Ru0.44〉Pt0.83Ru0.17〉Pt的顺序递减;在0.5V时,甲醇在Pt0.73Ru0.27电极上的氧化反应的CO2电流效率达到了50%.     

甲醇在欠电位沉积Sn/Pt电极上催化氧化

在欠电位沉积（upd）锡修饰的铂电极（upd-Sn/Pt）上,对甲醇电化学催化氧化过程进行了研究.发现当Pt表面upd-Sn的覆盖率在20％附近时,对甲醇的催化氧化的增强作用最为明显；在电位低于0.35 V （vs RHE）时,甲醇在Pt与upd-Sn/Pt电极上氧化只进行到脱氢生成CO的步骤;在0.35 V以后,表面Sn－OH形成,反应Sn－OH＋COads=Sn＋CO2＋H＋＋e有利于表面CO的去除;而Pt电极上,只有0.6 V以后,才有反应Pt－OH＋COads=Pt＋CO2＋H＋＋e发生.因此,Sn的存在有利于甲醇在较低的电位下氧化; Pt电极上CH3OH脱氢并释放出电子的过程是一个快速的过程,表面CO的去除是甲醇氧化过程的控制步骤;甲醇氧化产生的表面吸附态CO 以线式吸附为主,少量的桥式吸附态CO在反应初期即达到吸附饱和; Pt表面上upd-Sn表现的催化增强作用,在光亮铂电极和在高分散铂黑电极上是一致的.     

O2、CO2和H2O在UN（001）表面化学吸附的密度泛函理论研究

采用广义梯度近似GGA,修正Perdew—Burke—Ernzerhof交换-关联泛函,以及周期性切片模型对O2、CO2和H2O在UN（001）表面的化学吸附行为进行非白旋极化水平的密度泛函理论计算．在四个对称性化学位置条件下,对化学吸附能与分子和UN（001）表面之间距离的关系曲线进行优化．结果表明O2、CO2和H2O分子的最稳定吸附位置分别为桥式平行、空心平行和桥式H向上,化学吸附能分别为14．127、4．421和5．736kJ／mol．从吸附物UN（001）表面角度考虑,O2与UN（001）表面之间的相互作用最高,然后为CO2和H2O,表明这些相互作用与吸附物的晶体结构相关．O2化学吸附导致UN（001）表面的N原子向基体内部迁移,而CO2和H2O化学吸附对UN（001）表面分别具有中等和忽略不计的效应．计算获得的态密度显示了化学吸附分子S、P轨道和U6d、U5f轨道之间的电子电荷转移行为．     

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.     

K2O助剂对合成碳酸二甲酯用Cu/Ni/ZrO2-SiO2催化剂的吸附和催化性能的影响

 用等体积浸渍法制备了ZrO2－SiO2（ZrSiO）表面复合氧化物负载的Cu－Ni催化剂,并用IR,TPR,TPD及微反技术考察了K2O助剂对CO2和CH3OH在Cu－Ni／ZrSiO催化剂表面上的吸附及合成碳酸二甲酯（DMC）反应性能的影响．结果表明：加入K2O助剂使CO2在催化剂表面上的吸附增强,当n（K）／n（Cu＋Ni）＝15％时,CO2在催化剂表面上吸附后生成K2CO3;CH3OH在催化剂表面上的解离吸附态（CH3O－和H＋）的吸附减弱;CO2和CH3OH在Cu－Ni／ZrSiO催化剂表面上反应的主要产物为DMC,H2O,CO和CH2O;随着K2O助剂的加入,反应转化率及DMC选择性提高,副产物（CO和CH2O）的选择性下降．根据实验结果,探讨了K2O对催化剂表面活性中心电荷分布的影响．     

氮原子在Ni平坦和缺陷表面上的吸附和振动

 构造了氮－镍相互作用的5－参数Morse势，研究了氮原子在Ni（\r\n100），Ni（110）和Ni（111）平坦表面的吸附和振动，获得了氮原子\r\n在三个低指数表面的吸附位、吸附构型、结合能和本征振动等数据，计\r\n算结果与实验结果非常吻合．同时，与Ni（100）表面对比，系统研究\r\n了氮原子在Ni（510）台阶面的吸附和扩散．计算结果表明，氮原子在\r\n台阶下部形成最稳定的吸附态，台阶对下台面上扩散的氮原子形成捕获\r\n势，对上台面上扩散的氮原子形成反射势．     

CO和H在Pt/WC(0001)表面的吸附

采用密度泛函理论(DFT)和周期平板模型,研究两种WC(0001)表面的几何结构和表面能,并对Pt原子单层(PtML)在两种WC(0001)表面的高对称性吸附位上的吸附能和分离功进行计算.结果发现,终止于W原子的WC(0001)为最稳定的WC(0001)表面,Pt原子单层以hcp位的方式吸附于W终止的WC(0001)表面是PtML/WC(0001)体系最稳定的几何构型.在此基础上研究了CO分子和H原子分别在PtML/WC(0001)表面和具有相似表面结构的Pt(111)表面的吸附行为.在0.25 ML(monolayer)低覆盖度下,与在Pt(111)表面相比,在PtML/WC(0001)表面上的Pt—C间距明显拉长和CO分子吸附能减少,说明PtML/WC(0001)表面抗CO中毒能力比Pt(111)表面高;态密度分析进一步解释了CO分子与不同表面Pt原子的成键机理.在同一覆盖度下,H原子在PtML/WC(0001)表面的最大吸附能等于甚至略高于在Pt(111)表面的,表明Pt/WC对氢气氧化反应具有良好的催化活性,是一种很有前途的质子交换膜燃料电池(PEMFC)阳极催化剂.     

Influence of Glycine Adsorption on Segregation of Ni-Cu (110) Surface

An atomic group model of the disordered binary alloy NixCu1-x (x=0.4) was constructed to investigate surface segregation. According to the model, the electronic structure of the NixCu1-x alloy surface was calculated by the Recursion method when glycine atoms are adsorbed on the NixCu1-x (110) surface under the condition of 0.33 coverage. The calculation results indicate that Cu is segregated on the surface of the NixCu1-x alloy, and the chemisorption of glycine restrains the segregation. In addition, the chemical adsorption of glycine greatly changes the density of states of the alloy surface near the Fermi level, and there is electric charge transfer between the alloy surface and the glycine.     

金属态原子电负性的计算及应用(II)

利用修正后的Ｐａｕｌｉｎｇ计算单键键能的公式对Ｈ２、Ｏ２、ＣＯ双原子分子在某些过渡金属上解离吸附参数（包括活化吸附热，金属－吸附物种表面键能）进行了计算，获得了丰富的表面键能量参数数值，弥补了实验数据的不足。从而，为在一定程度上帮助人们从分子微观动力学的角度认识催化反应的实质，提供了较为可靠的理想依据。     

稀土Invar合金热力学性质研究

制备了稀土Invar（因瓦）合金YFe_(12-x)V_x（x＝1.6，2.0；2.4，2.8，3.2）和SmFe_(12－x_V_x（x=2.4, 2.8）采用电动势法以CaF_2单晶作为固体电解质，测定了钇和钐在相应合金中的活度．计算了偏摩尔自由能等热力学性质．测定温度对两类合金分别为920－1020 K和900－1000 K．     

HCl-NaCl-C3H8O3-H2O体系溶液热力学性质

在恒定丙三醇质量分数x=0．1的条件下，测定了无液接电池（A）和电池（B）的电动势根据电池（A）电动势确定了丙三醇和水混合溶剂中的Ag－AgCl电极的标准电极电势，讨论了HCl的迁移性质；由电池（B）测得的电动势计算了HCl在该体系中的活度系数γA，计算的结果表明，对于所讨论的体系，在溶液中总离子强度保持恒定，HCl的活度系数服从Harned规则．在溶液组成恒定时，IgγA是温度倒数1／T的线性函数，讨论了混合物中HCl的相对偏摩尔焓及介质效应．     

冷等离子体作用下CH_4-CO_2转化制合成气

在常温常压条件下 ,利用电晕放电 ,使 CH4 - CO2 混合气转化生成合成气 .结果表明 ,该过程中 CH4 和 CO2 的转化率与反应体系能量密度、原料气配比和流速等有关 .在 0 .1MPa气压 ,能量密度为 10 50 k J/ mol(反应体系温度低于 50 0 K) ,n( CH4 )∶ n( CO2 ) =1∶ 2条件下 CH4 和 CO2 的转化率分别超过 60 %和 50 % ,超出了热力学平衡转化率的限制 .通过调配原料的配比 ,可以得到不同 n( H2 ) / n( CO)比值的产物 .对该体系的反应机理进行了探讨 .     

He*(23S)/CO2与CS2反应的化学发光

亚稳态原子（或分子）的传能反应，多年来一直受到人们的重视问．Cs。是涉及大气光化学、环境污染的重要分子之一，研究CS。与He”怦S）／CO。的碰撞反应是这些领域共同感兴趣的课题．Masaharu同详细地讨论了He”怦S）／CO与CS。的传能反应·本文在流动余辉装置上，研究了He“怦S）／CO。与CS。传能反应，对实验观察到的电子激发态产物CSt（A、CS（A，a）形成机理进行了讨论．1实验实验装置如图1所示·高纯的He体积分数为99．99％）通过两个装满了分子筛的液氮冷阶进一步提纯，然后由空。。阴极放电产生亚稳态He“炉S）原子·为…     

Structural and thermochemical chemisorption of CO2 on Li(4+x)(Si(1-x)Al(x))O4 and Li(4-x)(Si(1-x)V(x))O4 solid solutions

Different Li(4)SiO(4) solid solutions containing aluminum (Li(4+x)(Si(1-x)Al(x))O(4)) or vanadium (Li(4-x)(Si(1-x)V(x))O(4)) were prepared by solid state reactions. Samples were characterized by X-ray diffraction and solid state nuclear magnetic resonance. Then, samples were tested as CO(2) captors. Characterization results show that both, aluminum and vanadium ions, occupy silicon sites into the Li(4)SiO(4) lattice. Thus, the dissolution of aluminum is compensated by Li(1+) interstitials, while the dissolution of vanadium leads to lithium vacancies formation. Finally, the CO(2) capture evaluation shows that the aluminum presence into the Li(4)SiO(4) structure highly improves the CO(2) chemisorption, and on the contrary, vanadium addition inhibits it. The differences observed between the CO(2) chemisorption processes are mainly correlated to the different lithium secondary phases produced in each case and their corresponding diffusion properties.     

Modulating the reactivity of Ni-containing Pt(111)-skin catalysts by density functional theory calculations

We present here a first principles density functional theory investigation of the reactivity of Pt(111)-skin catalysts, which are varied from surface alloys with Ni to bulk PtxNi 1-x (x=0.25,0.50,0.75) alloys. Molecule (CO, O, and H) adsorption and oxidation of CO+O and H+O reactions were studied and analyzed in detail. Independent of the adsorbates, the interaction between adsorbates and substrates becomes weakened with increase in Ni, due to the downshift of d-band center of surface Pt atoms. Moreover, activation barriers of CO and H oxidation toward atomic oxygen gradually decrease. In term of CO preferential oxidation (PROX) in excess of hydrogen, it turns out that the overall reactivity and selectivity rely on the optimum of various elementary steps involved such as competitive molecular (dissociative) adsorption and oxidation reaction. The present calculations show that Pt3Ni(111) with Pt overlayer is an optimum catalyst for CO PROX in excess of hydrogen.     

卟啉酞菁模型化合物光致电子转移研究

本文采用时间相关单光子计数对卟啉酞菁ＴＴＰ－（ＣＨ２）ｎ－Ｐｃ模型化合物的光致电子转移进行了研究，发现激发Ｐｃ时，呈现单指数衰减，ｎ＝４时电子转移速率减小，活化能，重排能增加，电子转移效率下降，电子转移反应△ＧＣＳ与电荷分离活化络合物衰变速率ＫＣＴ，按以下规律：△Ｇ＾（５）ＣＳ〉△＾（３）ＣＳ〉△＾（４）ＣＳ〉△＾（２）ＣＳ，ｋ＾（２）ＣＳ〉ｋ＾（３）ＣＳ〉ｋ＾（４）ＣＳ〉ｋ＾（５）ｃｓ。其△Ｇ＾     

由纯组元性质预估过量体积和过量焓——新关联方程的提出

在各种预估溶液过量性质的方法中,以统计力学为基础的Flory法常被采用。在此基础上,Pollin和Fried按虚拟双流体理论所提出的方法使预估的准确性有所提高。其他还可以提到Lieberman以Van der Waals方程为基础的预估方法。本文的目的是从反映液体实际PVT性质的函数关系出发,提出相应的状态方程,并用于推导预估液体溶液过量性质的新关联方程。