基于能带理论研究非贵过渡金属对Pd基催化剂的影响

采用乙二醇为溶剂和还原剂、谷氨酸为螯合剂、非贵过渡金属为助剂、XC-72为载体的一步溶剂热法制备了3种Pd基催化剂：PdCr/XC-72,PdMn/XC-72和PdHg_3.5/XC-72.实验结果表明,Cr、Mn、Hg 3种非贵过渡金属元素的加入会影响催化剂中活性金属颗粒的粒径和分散度.其中,PdCr/XC-72催化剂具有金属粒径小、分散均匀的特点,其在无溶剂条件下对DL-sec-苯乙醇的转化率为91%,远远高于PdMn/XC-72（53%）和PdHg_3.5/XC-72（32%）.同时,利用基于密度泛函理论的第一性原理,从能带理论和d带空穴的角度出发,进一步从理论上分析了PdCr/XC-72催化剂催化活性较好的原因.     

金属键的能带理论及某些应用

近几年的化学教材,开始用能带理论说明金属键的性质,但仅限于自由电子理论所能解决的一些问题,诸如金属的导电导热性及其光泽等性质。本文试图以能带理论说明无素更多的性质,例如压力增大金属的导电性增加,元素较高密度的同素异形体有较明显的金属性以及能带理论对掺杂半导体的说明。这对改进     

耦合振子绝热近似模型

本文在Lin的绝热近似基础上讨论了耦合振子绝热近似的有效性.运用两种不同的波函数,采用微扰论计算非谐和非绝热算符对能量的修正,其结果可以同SCF方法相比较。并且指出了绝热近似的好坏主要由耦合常数的大小决定。     

蛋白质分子的能带理论与激发能的传递

1.用分子轨道法,并考虑单肽分子内部电子“供给”和“接受”基团的相互作用,计算基态和激发态的能极。确定单肽分子处于基态时,C—N键混杂有π-键。还确定波长为195毫微米的吸收光谱是分子内部“电荷迁移”吸收光谱。 2.用能带模型研究蛋白质分子π电子系统的状态。单肽基态和激发态的能级分别扩展为满带和导带,带宽用紧束缚近似计算。由理論计算得的禁带宽度(5.3电子伏特)和实验(5.2电子伏特)符合。还证明π电子集体能极的形成,非定域电子的产生和激发态能量的传递与蛋白质分子中的氢键及其规整结构有关。得到的结果和蛋白质分子的螢光及电子顺磁共振谱相符合。     

“分子轨道对称守恒原理”的自由电子模型

近十多年来,“分子轨道对称守恒原理”在化学上的应用日益广泛。目前国际上关于这方面的理论主要有:“能量相关理论”,“前线分子轨道理论”以及“芳香过渡态理论”。它们讨论的是协同反应的选律,结论基本一致。我国科学家唐敖庆对这三个理论有明确的评价,并在理论上有新的发展。     

NbC固体表面能带和电子结构的理论研究

采用DFT/BLYP方法对NbC(001)和(111)面的电子结构进行研究。计算结果表明,对于NbC(001)表面,其表面态主要集中于费米能级(EF)下方约4.5eV附近区域,并以表面Nb原子和C原子为主要成分。O2分子在该表面吸附时,趋向于吸附在表面Nb原子上。对于NbC(111)表面,其表面态集中在EF下方0.02.0eV区域,靠近EF的态具有较高的表面活性,其主要成分为表面Nb原子的4dxz/dyz成分。上述结论与光电子能谱实验结果基本一致;但由于金属原子d电子数的差异导致NbC(111)表面态成分与类似的TiC化合物并不相同。     

金属聚炔能带结构与化学键研究──Ⅰ．主链中金属对聚炔能带结构的影响

用紧束缚ＥＨＴ晶体轨道方法对含有过渡金属的聚炔化合物［─Ｃ≡Ｃ─Ｍ（ＰＨ_３）_２─Ｃ≡Ｃ─］_ｎ（Ｍ＝Ｐｄ，Ｐｔ，Ｎｉ）及［─Ｃ≡Ｃ─Ｍ─Ｃ≡Ｃ─］_ｎ（Ｍ＝Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ）进行了能带结构计算，发现在费米能级附近的导带或价带都是离域的ｄ－ｐπ键，这些能带对导电性起决定作用。根据重复单元碎片分子轨道和相互作用讨论了能带的组成与碎片分子轨道的相互关系。     

基于从头算分子动力学的金属/氧化物-水界面能带排列

金属/氧化物的界面能带排列对于理解电化学界面有至关重要的作用。本文介绍了如何基于从头算分子动力学模拟得到金属/氧化物-水界面的能带排列。计算能带排列可与实验能带排列直接进行比较,以获得该电位下分子层面上的理解。金属界面的能带排列可与实验测定的零电荷电位对比,半导体氧化物界面的能带排列可与实验上零电荷点下测定的平带电势相比较。     

过渡金属配合物结构理论的角重叠模型及其应用

过渡金属配合物结构理论中,目前应用最广的是晶体场-配位场理论和分子轨道理论。应用分子轨道理论处理配位化合物原则上是最优越的,但为了得到每个分子轨道的构成和能量,通常需进行冗长复杂的计算,而且从一个配合物所得的结果一般不适用于别的配合物。同     

低维金属固体化合物的能带结构及化学键研究──（Ⅱ）键向量近似法及低维固体π能带的简化计算

通过复平面向量的关系，提出了一种固体π能带的简化计算方法。这种方法不仅极大地简化了固体能带通常所需的复杂计算，而且轨道的成键性质十分明确。本方法用于链状固体ＰｔＳ_２~（２－）及六方平面网状结构的π能带计算，其能带结构及定性结论与用紧束缚ＥＨＴ法计算的结果完全一致。     

从二聚体到长链体系 Ⅰ.一种理解和获得一维能带的近似方法

将二聚体的分子轨道看作 Bloch 函数受微扰的结果,对其能级作赝同相和赝反相分类,获得的一维近似能带与晶体轨道计算得到的能带定性趋势完全一致.以[Pt(CN)_4~(2-)]_(?)及聚乙炔为代表示范了应用,表明从二聚体获得长链体系能带与性能的主要信息是可能的.     

带隙问题:第一性原理电子能带理论研究现状

电子能带结构是材料最基本的性质之一,对于材料的实际应用具有深刻影响。电子能带结构的理论描述一直以来都是第一性原理理论方法中最具挑战性的问题之一。作为材料理论计算“标准模型”的密度泛函理论,在局域密度近似或广义梯度近似下,存在着著名的“带隙问题”:半导体材料的理论带隙与实验值相比存在着显著的系统性误差。近年来,以改进对带隙的描述为主要目标之一,密度泛函理论领域有很多重要发展。同时,对于带隙问题,与密度泛函理论紧密相关但又有本质区别的另外一类理论方法是基于格林函数的第一性原理多体微扰理论,其中最为流行的GW方法是当前描述材料的电子能带结构最为准确的第一性原理方法,但一直以来都受限于计算量太大而无法应用于更复杂的体系。本文综述了密度泛函理论和格林函数多体理论在电子能带结构问题上的基本原理、最新进展以及存在的挑战性问题。希望通过比较两种理论框架的异同,为未来可能的发展思路提供启发。     

TTF-TCNQ分子晶体的电子能带——Peierls相变前后能带结构的变化

本文对TTF-TCNQ分子晶体的电子能带进行了计算。计算结果表明,TTF-TCNQ晶体能带的位置和宽度完全符合能带位置由孤立分子的分子轨道能级决定,能带宽度由相邻分子间分子轨道的相互作用决定。计算结果也表明,Peierls相交后二聚现象对能带宽度产生了显著的影响,它使TTF和TCNQ两个分子柱各自能带宽度都剧烈变狭。根据Frhlich和Sewell所给出的载流子迁移率与能带宽度的关系,能够较满意地解释TTF-TCNQ在Peierls相变前后所发生的电导率的剧变。     

分子晶体电子能带的结构特征

本文研究了分子晶体电子能带的结构,指出:分子晶体电子能带的位置由分子的分子轨道能级决定,而能带宽度由各个分子中分子轨道间的相互作用决定。由此出发,提出了计算分子晶体的电子能带的简便方法。     

从二聚体到长链体系 I: 一种理解和获得-维能带的近似方法

将二聚体的分子轨道看作Bloch函数受微扰的结果, 对其能级作赝同相和赝反相分类, 获得的一维近似能带与晶体轨道计算得到的能带定性趋势完全一致. 以[Pt(CN)4^2^-]及聚乙炔为代表示范了应用, 表明从二聚体获得长链体系能带与性能的主要信息是可能的.     

碘原子在银(110)面吸附的能带理论研究

采用基于密度泛函理论的第一性模守恒赝势平面波分子动力学方法研究了碘原子在Ag(110)面的吸附性质。首先对银体相性质和Ag(110)面的驰豫进行了计算,验证了生成的赝势的可靠性;随后对碘原子在Ag(110)表面各吸附位的性质进行了研究,最稳定的吸附位是短桥位。另外,本文还考虑了碘原子吸附对Ag(110)表面结构性质的影响。     

锐钛矿TiO2（101）表面电子能带结构的理论研究

二氧化钛作为一种理想的光催化和光电转换半导体材料,受到了广泛的关注和研究,其表面的电子能带结构作为其本征的化学性质之一,决定着表面上氧化还原反应发生的可能性. 对二氧化钛表面电子能带结构进行深入研究对于我们从微观上认识并改良二氧化钛这一光电催化材料,以及进一步开发利用更好的光催化材料都具有非常好的指导意义. 本论文采用密度泛函理论,计算研究了锐钛矿TiO₂（101）表面的电子能带结构,并通过与金红石TiO₂（110）晶面的对比,系统分析了两个表面电子能带结构的不同以及水分子的溶剂化作用对电子能带结构的影响.     

极性金属间化合物LuSn2的合成、晶体结构及能带特征

在惰性气氛氩气保护下,通过高温固相反应合成得到了一个新的二元极性金属间化合物LuSn2。经X-射线单晶衍射与元素分析等方法确定了其晶体结构。LuSn2属正交晶系,空间群为Cmcm,晶体学参数a=0.435 11(10)nm,b=1.601 6(4)nm,c=0.427 80(8)nm,V=0.298 12(11)nm3,Z=4,R1=0.017 0,wR2=0.032 4。LuSn2属于ZrSi2结构类型,其结构中包含有一维"之"字型Sn链与二维四方格子状Sn层,Lu原子排列在Sn链与Sn层的空隙中。能带结构计算表明LuSn2呈金属导电性。     

极性金属间化合物MgIn2的合成、晶体结构及能带特征

在惰性气氛氩气保护下,通过高温固相反应合成得到了一个二元极性金属间化合物MgIn2。经X-射线单晶衍射与元素分析等方法确定了其晶体结构。MgIn2属立方体系,空间群为Fd3m(No.227),晶体学参数a=0.956 13(16)nm,V=0.874 1(3)nm3,Z=8,R1=0.035 3,wR2=0.082 8。MgIn2属于CaAl2结构类型,其结构特征为[In4]四面体通过共用顶点In原子链接而成的三维框架结构,Mg原子填充在三维框架的空隙中。能带结构计算表明MgIn2属于金属性的化合物。     

金属元素替换对锌-铜基金属有机骨架材料的光吸收与能带特性的影响

选择常规的锌、铜作为金属离子、对苯二甲酸（BDC）作为有机配体,通过溶剂热法和元素替换法合成出Zn-Cu基MOFs材料。通过XRD、UV-Vis DRS、SEM、FT-IR、UPS和XPS等手段表征和研究,发现Zn（BDC）的光吸收位于紫外光波段（<400 nm）,而Cu（BDC）光吸收拓宽至整个可见光波段（500~1 000 nm）。Zn-Cu金属离子均匀分散的产物Zn-Cu-BDC比其它产物具有更宽的光吸收范围、强度和更窄的带隙;不同的合成途径导致Zn-Cu基MOFs材料表现出性质差异。