HCOOH在Pd-Fe(111)(nPd:nFe=1:1)表面吸附的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论与周期性平板模型相结合的方法,对HCOOH在Pd(111)表面top, fcc, hcp, bridge 四个吸附位和Pd-Fe(111)表面Pd-top, Fe-top, PdPd-bridge, PdFe-bridge, FeFe-bridge, Pd2Fe-hcp, PdFe2-hcp, Pd2Fe –fcc, PdFe2-fcc等9个吸附位的13种吸附模型进行了能量计算、构型优化,得到了HCOOH较有利的吸附位;并对清洁表面进行能带分析。结果表明：掺杂Fe后,Pd催化剂对HCOOH催化活性增强;HCOOH在Pd(111)表面的最稳定吸附位fcc的吸附能是-41.8kJ•mol-1,在Pd-Fe(111)表面的最稳定吸附位Pd2Fe-hcp的吸附能是-126.5 kJ•mol-1,而且HCOOH在金属表面属于化学吸附。     

HCOOH在Pd-Fe(111)(nPd∶nFe=1∶1)表面吸附的密度泛函理论研究简

采用密度泛函理论与周期性平板模型相结合的方法,对HCOOH在Pd(111)表面top,fcc,hcp,bridge四个吸附位和Pd-Fe(111)表面Pd-top,Fe-top,PdPd-bridge,PdFe-bridge,FeFe-bridge,Pd2Fehcp,PdFe2-hcp,Pd2Fe-fcc,PdFe2-fcc等9个吸附位的13种吸附模型进行了能量计算、构型优化,得到了HCOOH较有利的吸附位;并对清洁表面进行能带分析.结果表明:掺杂Fe后,Pd催化剂对HCOOH催化活性增强;HCOOH在Pd(111)表面的最稳定吸附位fcc的吸附能是-41.8kJ·mol-1,在Pd-Fe(111)表面的最稳定吸附位Pd2Fe-hcp的吸附能是-126.5kJ·mol-1,而且HCOOH在金属表面属于化学吸附.     

Activation mechanisms of silver toward CO oxidation by tungsten carbide substrate: A density functional theory study

The development of efficient catalysts for low temperature CO oxidation is important to the application of fuel cells. In this work, we report that the Ag monolayer on WC (0001) surface (Ag_ML/WC) could effectively catalyze CO oxidation through the L-H mechanism (CO + O₂ → OOCO → CO₂ + O). The most sluggish reaction step is suggested to be CO + O → CO₂ with a barrier of 0.48 eV, which is 1.21 eV lower than the barrier of O₂ dissociation. The electronic structure and d-band center analyses demonstrate that the promoted activity may originate from the synergistic effect between Ag monolayer and WC. The present study is conducive to design new efficient and cost-effective catalysts for CO oxidation without using of the noble platinum.     

2,3-二取代喹唑啉-4(3H)-酮化合物结构和活性的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(DFT/GGA)方法,在PW91/DNP水平上研究了21种2,3-二取代喹唑啉-4(3H)-酮化合物的结构、化学活性和前线轨道.结果表明:此类化合物的能隙E_g大部分都在3.50~3.60 e V之间,其中在喹唑啉环3位上取代甲氧基苄基,或是在8位上取代甲基,化合物的能隙降低,而且甲氧基在苄基的间位比对位降低得更厉害.通过比较还发现,2,3-二取代喹唑啉-4(3H)-酮化合物对水稻纹枯菌(Rhizoctonia solani bacteria)的杀菌活性与哌啶并噻吩并嘧啶酮衍生物对水稻纹枯菌的杀菌活性相当,而哌啶并噻吩并嘧啶酮衍生物比2,3-二取代喹唑啉-4(3H)-酮化合物对苹果轮纹病(Botryospuaeria gregaria bacteria)杀菌活性好.     

含铀化合物UAl3和USn3电子结构的密度泛函研究

用第一性原理的全势能LMTO密度泛函能带计算方法研究了具有简单立方Cu₃Au 结构的含U化 合物UX₃(X=Al, Sn)的电子结构.对于重原子U的相对论效应，除了用标量相对论 加以修正 外，还加入了自旋-轨道耦合的修正.研究结果定性地说明了由于不同的交换关联电子势场的 作用，在这两种结构相同的含U合金中，U的5f电子态具有完全不同的性质，即在UAl_{3< /sub>和US n3中U的5f态分别表现为巡游扩展态和局域态行为，通过St 关键词： 铀化合物 电子态 密度泛函理论 自旋-轨道耦合}     

Optical oxygen sensing materials based on a novel dirhenium(I) complex assembled in mesoporous silica

A new dirhenium(I) complex fac-[{Re(CO)₃(4,7-dinonadecyl-1,10-phenanthro -line)}₂ (4,4′-bipyridyl)] (trifluoromethanesulfonate)₂ (denoted as D-Re(I) ) is assembled in MCM-41 and SBA-15 type mesoporous silica support. The emission peaks of D-Re(I) in D-Re(I)/MCM-41 and D-Re(I)/SBA-15 are observed at 522 and 517 nm, respectively. Their long excited lifetimes, which are of the order of microseconds, indicate the presence of phosphorescence emission arising from the metal to ligand charge-transfer (MLCT) transition. The luminescence intensities of D-Re(I)/MCM-41 and D-Re(I)/SBA-15 decrease remarkably with increase in the oxygen concentration, meaning that they can be used as optical oxygen sensing materials based on luminescence quenching. The ratios I₀/I₁₀₀ of D-Re(I)/MCM-41 and D-Re(I)/SBA-15 are estimated to be 5.6 and 20.1, respectively. The obtained Stern-Volmer oxygen quenching plots of the mesoporous sensing materials could be fitted well to the two-site Demas model and Lehrer model.     

BTA在铜表面吸附的密度泛函理论研究

本文基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理研究了苯并三氮唑(BTA)分子吸附于铜表面的反应活性特征及其吸附在三种不同取向晶面时的电荷转移以及成键情况,结果表明：BTA分子的亲电和亲核活性中心为N(1)、N(2)和C(5),在铜表面垂直吸附时为化学吸附,Cu原子的最外层价电子转移到N(2)原子上,两者形成配位键;BTA分子在三种不同取向的铜表面吸附时的吸附能大小为：Cu(110)_x>Cu(100)_x>Cu(111)_x(x=T、B、H),T表示顶位,B表示桥位,H表示空位;BTA吸附在Cu(111)面的转移电荷量：T(顶位)>B(桥位)>H(空位).     

TiC-和TiN-(001)表面吸附性能的密度泛函理论研究

基于密度泛函理论系统研究了碳化钛(TiC)和氮化钛(TiN)非极性(001)表面吸附气体分子和原子的性能。鉴于这些材料拥有不同的电子结构特征,发现受电子的CO分子或未饱和的O和H原子在TiC(001)和TiN(001)表面吸附于不同的活性位点,而供电子的NH3和H2O气体分子或完全饱和的O2和H2分子仅倾向与两个表面的金属原子位点结合。这些吸附特性可能与此类材料表面的电子结构有关。     

密度泛函理论研究KBn(n=1-9)团簇的结构和性质

在密度泛函理论的框架下, 采用广义梯度近似(GGA)研究了KBn(n=1-9)团簇的基态几何结构, 系统计算了平均结合能Eb、二阶能量差分△2E、劈裂能D(n,n-1)、最高占据轨道(HOMO)与最低未占据轨道(LUMO)之间的能隙, 研究表明: KBn(n=1-9)团簇, 随着团簇尺寸的变化, 其稳定性逐渐增强, 其中 KB3和KB5为幻数团簇; KBn(n=1-9)团簇的能隙随团簇总原子数的增加呈现振荡变化, 态密度分析得到能隙振荡变化的原因是团簇带隙的差异.     

密度泛函理论研究KB_n(n=1-9)团簇的结构和性质

在密度泛函理论的框架下,采用广义梯度近似(GGA)研究了KB_n(n=1-9)团簇的基态几何结构,系统计算了平均结合能Eb、二阶能量差分△2E、劈裂能D(n,n-1)、最高占据轨道(HOMO)与最低未占据轨道(LUMO)之间的能隙,研究表明:KB_n(n=1-9)团簇,随着团簇尺寸的变化,其稳定性逐渐增强,其中KB_3和KB_5为幻数团簇;KB_n(n=1-9)团簇的能隙随团簇总原子数的增加呈现振荡变化,态密度分析得到能隙振荡变化的原因是团簇带隙的差异.     

密度泛函理论计算GanZn(n=1-7)团簇的几何结构和稳定性

采用密度泛函理论(Density Functional Theory，简称：DFT)中的广义梯度近似(Generalized Gradient Approximation，简称：GGA)中的B3LYP方法，选择LANL2DZ基组，对GanZn(n=1-7)小团簇的各种可能结构进行了优化，得到了每一种团簇的基态平衡结构。对每一种团簇中最稳定的团簇计算了平均键能、二阶差分能和分裂能，计算结果表明，Zn惨杂到Ga团簇中，稳定性出现奇偶交替的现象，当Ga原子为偶数时，团簇表现出较稳定的状态，当Ga原子为奇数时，团簇表现出不稳定的状态。与对Gan纯团簇的比较发现Zn参杂到Ga团簇时提高了其化学活性。     

密度泛函理论计算Ga_nZn(n=1～7)团簇的几何结构和稳定性

采用密度泛函理论(Density Functional Theory,简称:DFT)中的广义梯度近似(Generalized Gradient Approximation,简称:GGA)中的B3LYP方法,选择LANL2DZ基组,对GanZn(n=1~7)小团簇的各种可能结构进行了优化,得到了每一种团簇的基态平衡结构.对每一种团簇中最稳定的团簇计算了平均键能、二阶差分能和分裂能,计算结果表明,Zn掺杂到Ga团簇中,稳定性出现奇偶交替的现象,当Ga原子为偶数时,团簇表现出较稳定的状态,当Ga原子为奇数时,团簇表现出不稳定的状态.与Gan纯团簇的比较发现Zn掺杂到Ga团簇时提高了其化学活性.     

(LiH)_n(n=1～5)团簇与NH_3反应的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论中杂化密度泛函B3LYP/6-311G(d,p)方法,对(LiH)_n(n=1～5)团簇结构进行计算,得到最稳定构型,并计算分析其与NH_3的反应机理.对各反应的中间体和过渡态进行频率分析和内禀反应坐标(IRC)计算,以验证反应的正确性.用QCISD/6-311G(d,p)方法计算各驻点的单点能,得到能量信息.结果表明:各反应所释放H_2中的两个氢原子分别来源于NH_3和(LiH)_n(n=1～5)团簇.弱化N-H键的作用有利于反应能垒的降低,是反应脱氢的关键.LiH团簇尺寸变化对反应能垒没有太大影响.     

苯乙烯化苯酚的密度泛函研究

以苯乙烯化苯酚(SP-2)为研究对象,采用密度泛函理论的M06-2X/6-311g(d,p)方法,进行了分子结构优化.在此基础上,对其分子轨道、能级、最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)、红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)进行了模拟计算.根据能级和分子轨道计算结果,主要讨论了苯乙烯化苯酚的最高占据轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)的特点;获得了红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)计算结果,并对谱图数据进行了分析讨论.     

(KN3)n(n=1~5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论B3LYP方法, 在6-311G*基组水平上对(KN3)n(n=1~5)团簇各种可能的结构进行了几何结构优化, 预测了各团簇的最稳定结构. 并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷分布和稳定性性质进行了分析研究. 结果表明, 叠氮化合物中叠氮基以直线型存在, KN3团簇最稳定结构为直线型, (KN3)n(n=2~3)团簇最稳定结构为环形结构, (KN3)n(n=4~5)团簇最稳定结构是由(KN3)2团簇最稳定结构形成的平面和空间结构. N-N 键键长在0.1156~0.1196 nm之间, N-K键键长在0.2357~0.2927 nm之间; 叠氮基中间的N原子显示正电性, 两端的N原子显示负电性, 且与K原子直接作用的N原子负电性更强, 金属K原子与N原子之间形成离子键. (KN3)n(n=1~5)团簇最稳定结构的IR光谱最强振动峰均位于2180~2230 cm-1, 振动模式为叠氮基中N-N键的反对称伸缩振动. 稳定性分析显示, (KN3)3团簇具有相对较高的动力学稳定性.     

(KN3)n(n=1~5)团簇结构与性质的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论B3LYP方法, 在6-311G*基组水平上对(KN3)n(n=1~5)团簇各种可能的结构进行了几何结构优化, 预测了各团簇的最稳定结构. 并对最稳定结构的振动特性、成键特性、电荷分布和稳定性性质进行了分析研究. 结果表明, 叠氮化合物中叠氮基以直线型存在, KN3团簇最稳定结构为直线型, (KN3)n(n=2~3)团簇最稳定结构为环形结构, (KN3)n(n=4~5)团簇最稳定结构是由(KN3)2团簇最稳定结构形成的平面和空间结构. N-N 键键长在0.1156~0.1196 nm之间, N-K键键长在0.2357~0.2927 nm之间; 叠氮基中间的N原子显示正电性, 两端的N原子显示负电性, 且与K原子直接作用的N原子负电性更强, 金属K原子与N原子之间形成离子键. (KN3)n(n=1~5)团簇最稳定结构的IR光谱最强振动峰均位于2180~2230 cm-1, 振动模式为叠氮基中N-N键的反对称伸缩振动. 稳定性分析显示, (KN3)3团簇具有相对较高的动力学稳定性.     

Density functional theory study on a fluorescent chemosensor device of aza‐crown ether

Three derivatives of alkyl anthracene covalently bonded to aza‐18‐crown‐6 at the nitrogen position, anthracene(CH₂)_n, (n = 1–3) which act as an on–off fluorogenic photoswitch have been theoretically studied using a computational strategy based on density functional theory at B3LYP/6‐31 + G(d,p) method. The fully optimized geometries have been performed with real frequencies which indicate the minima states. The binding energies, enthalpies and Gibbs free energies have been calculated for aza‐18‐crown‐6 ( L ) and their metal complexes. The natural bond orbital analysis is used to explore the interaction of host–guest molecules. The absorption spectra differences between L and their metal ligands, the excitation energies and absorption wavelength for their excited states have been studied by time‐dependent density functional theory with the basis set 6‐31 + G(d,p). These fluorescent sensors and switchers based on photoinduced electron transfer mechanism have been investigated. The PET process from aza‐crown ether to fluorophore can be suppressed or completely blocked by the entry of alkali metal cations into the aza‐crown ether‐based receptor. Such a suppression of the PET process means that fluorescence intensity is enhanced. The binding selectivity studies of the aza‐crown ether part of L indicate that the presence of the alkali metal cations Li⁺, Na⁺ and K⁺ play an important role in determining the internal charge transfer and the fluorescence properties of the complexes. In addition, the solvent effect has been investigated. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

Density functional theory studies on the structural and physical properties of Cu-doped anatase TiO2(101) surface

Structure and physical properties of anatase TiO₂ (101) surface doped with copper have been studied by using density functional theory. Results show that Cu@Ti and Cu@O systems behave as p and n type semiconductors, respectively. Anatase TiO₂ (101) surface exhibits a blue shift in optical absorption spectra compared with pure TiO₂ bulk materials. Enhanced photocatalytic activity at wavelength around 400 nm could be contributed by the change in electronic structure.     

CO在Pu(100)表面吸附的研究

采用密度泛函理论(DFT)研究了CO分子在Pu (100)面上的吸附. 计算结果表明：CO在Pu (100)表面的C端吸附比O端吸附更为有利，属于强化学吸附. CO吸附态的稳定性为穴位倾斜>穴位垂直>桥位>顶位. CO分子与表面Pu原子的相互作用主要源于CO分子的杂化轨道和Pu原子的杂化轨道的贡献. 穴位倾斜吸附的CO分子的离解能垒较小(0.280eV)，表明在较低温度下，CO分子在Pu (100)表面会发生离解吸附，离解的C，O原子将占据能量最低的穴位.     

CO在Pu(100)表面吸附的研究

采用密度泛函理论(DFT)研究了CO分子在Pu (100)面上的吸附. 计算结果表明：CO在Pu (100)表面的C端吸附比O端吸附更为有利,属于强化学吸附. CO吸附态的稳定性为穴位倾斜>穴位垂直>桥位>顶位. CO分子与表面Pu原子的相互作用主要源于CO分子的杂化轨道和Pu原子的杂化轨道的贡献. 穴位倾斜吸附的CO分子的离解能垒较小(0.280eV),表明在较低温度下,CO分子在Pu (100)表面会发生离解吸附,离解的C,O原子将占据能量最低的穴位. 关键词： 密度泛函理论 Pu (100) CO 分子和离解吸附