乙炔在Ge(001)表面吸附的反应路径

采用第一性原理方法研究了乙炔分子在Ge(001)表面的吸附反应.通过系统考察0.5和1.0ML覆盖度时形成di-σ和end-bridge构型的反应路径,研究在表面形成di-σ和paired-end-bridge构型的反应几率.除了表面反应以外,本文还涉及了亚表层Ge原子参与的吸附反应,乙炔在亚表层原子上吸附形成的亚稳态结构sub-di-σ,是形成end-bridge结构的第二条途径,此反应机理对于表面吸附结构的形成起重要的作用.与乙炔分子不同的是,表面以下原子参与时乙烯分子的吸附反应为吸热反应.综合热力学和动力学的分析表明,paired-end-bridge构型是乙炔分子吸附的主要构型,此结论解释了乙炔分子在Ge(001)表面吸附构型的实验结果.对于乙烯和乙炔两分子在Ge(001)表面吸附的分析比较揭示了导致两者之间差异的原因.     

洁净和氧吸附的Cu(100)表面重构的理论研究

The interaction of atomic oxygen with the clean Cu(100) surface has been studied by means of cluster and periodic slab models density functional theory in the present paper. The Cu(4,9,4) cluster and a three-layer slab with c(2×2) structure are used to model the perfect Cu(100) surface. Three possible adsorption sites,top, bridge and hollow site, were considered in the calculations. The predicted results show that the hollow site is the prefer site for atomic oxygen adsorbed on Cu(100) surface energetically. This is in good agreement with the experiment. The calculated binding energies are respective 2.014, 3.154 and 3.942 eV for top, bridge and hollow sites at mPW1PW91/LanL2dz level for the cluster model. The geometry of Cu(100) surface has also been optimized theoretically with various density functional methods and the results show that the prediction from the B3PW91/LanL2dz and mPW1PW91/LanL2dz reproduce the experimental observation.The frontier molecular orbitals and partial density of states analysis show that the electron transfer from the d orbital of substrate to the p orbital of the surface oxygen atom.     

CO在轻微氧化的Mo(100)表面上的吸附和反应

应用HREELS和TDS研究了120K时CO在轻微氧化的Mo(100)上的吸附和脱附状况.120K时,CO在轻微氧化的Mo(100)上存在顶位垂直吸附(ν_CO=2016～2050cm^-1)、四重空位倾斜吸附(ν_CO=1088cm^-1)和通过π键与表面发生作用的倾斜吸附(ν_CO=1600cm^-1).当表面温度升高时,顶位吸附的CO在低覆盖度下发生解离,但在较高覆盖度下,可以同时发生脱附(T_p=319K)和解离;而后两种吸附态在温度升高时只发生解离.CO解离产生的C原子和O原子在930K和1320K时可重新结合成CO脱附.     

苯乙炔吸附在金电极上的现场表面增强拉曼光谱研究

采用电化学现场表面增强拉曼光谱研究了苯乙炔在金电极上的吸附行为及表面反应过程. 负电位下拉曼光谱的变化表明, 苯乙炔分子的炔端碳与金属电极成键, 分子垂直吸附于金电极表面. 在所研究的负电位区间内, 分子在电极表面的吸附取向并未随电位发生改变. 电化学现场光谱研究表明, 苯乙炔分子随电位负移, 碳碳叁键被加氢还原. 通过对比苯乙烯的现场表面增强拉曼光谱发现, 在－0.6 V至－1.2 V的电位区间内, 苯乙炔经过中间步骤生成苯乙烯, 最终被完全加氢为苯乙烷.     

乙炔在ZSM-5分子筛上的吸附机制及吸附态性质

 在有微量水存在下研究了乙炔在HZSM-5和NaZSM-5上的吸附和脱附. 在80 ℃下, NaZSM-5上乙炔的饱和吸附量约为HZSM-5上的5倍,但在200 ℃以上时吸附的乙炔只有少量可存留于NaZSM-5表面. 这与乙炔在HZSM-5上的较强吸附显著不同. 依据FT-IR对乙炔吸附态的测定,研究了乙炔在ZSM-5分子筛上的吸附机制及吸附态性质. 乙炔与HZSM-5中B酸中心上的水作用形成乙烯醇,后者在升温时变为碳正离子结合在分子筛的 Al-O--Si 上构成强吸附物种. 在NaZSM-5上,乙炔只通过与Na+位上的水作用形成乙烯醇,后者与沸石孔道中的阳离子以静电结合构成弱吸附物种. 与HZSM-5的情况不同, NaZSM-5上的吸附物种在升温过程中被活化前即分解成乙炔脱附.     

Pt（111）表面上一氧化碳的吸附与氧化反应

Ｐｔ（１１１）表面上一氧化碳的吸附与氧化反应１）刘金尧（清华大学一碳化工国家重点实验室北京１０００８４）ＸｕＭＺａｅｒａＦ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣａｌｉｆｏｒｎｉａＲｉｖｅｒｓｉｄｅＣＡ９２５２１）关键词...     

硅沸石完美骨架上的吸附Ⅱ.乙胺、正戊烷、乙醇在 FAU型沸石上的吸附热

用测定吸附等温线法研究乙胺、正戊烷和乙醇在疏水高硅FAU沸石上的吸附热效应。根据Clapeyron-Clausius方程,处理吸附等温线,得到不同覆盖度C(C=被吸附分子数/晶胞)的等量吸附热Qst(C)(一定覆盖度C时由Clapeyron-Clausius方程计算的吸附热)及平均等量吸附热Qst^*(一定温度区间里等量吸附热Qst的平均值),以及Qst^*与沸点蒸发热△Hv的差值△H1(定义为相互作用强度△H1=Qst^*-△Hv)。所研究的三种有机分子的△H1的次序为△H1(乙胺)>△H1(正戊烷)>>△H1(乙醇)。这与AT值(定义为脱附温度Td与吸附质的沸点温度Tb的差值,无需单位)有正相关关系。由AT值观察到的高硅FAU沸石Si-O骨架与被吸附乙胺之间可能存在的强相互作用、为本研究测定的热力学定量数据△H1值所证明。     

乙炔和乙烯分子在Ge(001)表面吸附的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法和平板模型研究了乙炔和乙烯分子在Ge(001)表面的吸附构型和电子结构. 通过系统考察一系列可能存在的吸附方式, 结果表明, 在0.5 monolayer(ML)覆盖度时, 两种分子的di-σ吸附构型最为稳定; 在覆盖度为1.0 ML时的最稳定吸附方式是paired end-bridge构型. 能带结构分析结果可知, 吸附构型以及吸附分子的覆盖度均对Ge(001)表面带隙有较大影响, 其原因在于费米能级附近的能带主要来自表面二聚体的Ge原子, 它们与表面Ge原子的配位环境密切相关, 而后者又取决于分子的吸附方式和覆盖度. 对于相同的吸附方式, 乙烯和乙炔分子具有类似的吸附行为和电子结构. 此外, 还进一步与Si(001)表面的研究结果进行对比.     

十六烷基吡啶在玻碳电极表面上的吸附过程

本文用交流阻抗法在长光程薄层光谱电解池中研究了溴化十六烷基吡啶(CPyBr)在玻碳电极上的吸附过程。在复数平面图的高频区获得了与电解池结构电容有关的半圆,低频区获得了与CPyBr吸附有关的阻抗及Warburg阻抗,建立了CPyBr的单分子层吸附模型及电极过程的交流阻抗等效电路。理论预测与实验数据吻合较好。     

乙叉到乙炔重排反应的反应途径的理论研究

本文用Morokuma提出的数值方案, 基于SCF MO ab initio(STO-3G), 求得了乙叉到乙炔重排反应的内禀反应坐标IRC(Fukui提出的与坐标系无关的反应途径), 并对反应过程中几何构型的改变进行了讨论, 在用MINDD/3方法对诚反应进行研究时, 发现反应过程中有其它中间体存在, 本文也对这种不正确的结果进行了讨论。
本文优化得到的反应物、产物和过渡态几何构型与更精确的理论方法所得的结果定性相符, 用单行列式和CID(考虑所有双激发组态的组态相互作用)所得该反应的位垒分别为123.85和95.81 kJ mol~(-1), 也与更精确方法得到的值相符; 本文还得到了该反应的过渡态的振动频率和正则振动模式。     

Pd(510)台阶面对氢分子解离吸附的影响

本文应用对势方法构造了Ｈ２－Ｐｄ（１００）和Ｈ２－Ｐｄ（５１０）体系相互作用的ＬＥＰＳ势能面．考察了氢分子在Ｐｄ（１００）面上的非活化前驱态解离吸附特性，理论结果和实验符合得很好．对氢分子在Ｐｄ（５１０）台阶面上的解离吸附行为的研究表明，由于台阶的影响，在台阶下形成了非活化直接解离通道，在台阶上及台阶边棱处，主要存在非活化前驱态解离通道；在台阶面上发现了氢分子的活化吸附．     

3H示踪法研究乙炔均相二聚反应的机理

首次采用氚标记法研究乙炔催化二聚反应机理,结果表明乙炔与Cu(Ⅰ)配位生成中间物同时,伴随乙炔分子上质子向水相转移过程.     

THE THEORETICAL STUDY OF ADSORPTION OF METAL IONS ON CHITOSAN

The interactions between metal ions such as Zn2+, Pb2+, Mn2+, Hg2+, Cd2+, Ni2+ and chitosan have been investigated using the model cluster model method and density functional method. Full optimization and frequency analysis of all cluster models have been performed employing B3LYP hybrid method at 3-21G basis set level except metal ions which were invoked to use effective core potential (ECP) method. The energy changes, and the main structural parameters have been obtained during the theoretical study of the adsorption of metal ions on the chitosan. The calculations showed that the coordination modes of metal ions with chitosan models were different, the geometries of Mn2+, Zn2+, Cd2+, Hg2+, Pb2+ ions coordinated with two nitrogen atoms and two oxygen atoms were distorted tetrahedral, while the square planar structure of Ni2+ coordinated two nitrogen atoms and two oxygen atoms was observed. The heat of reaction between six metal ions and chitosan models showed the order: Mn2+ ＞Ni2+ ＞Zn2+ ＞Pb2+ ＞Hg2+ ＞Cd2+, this suggested that the coordination strength of Mn2+ ＞Ni2+ ＞Zn2+ ＞Pb2+ ＞Hg2+ ＞Cd2+.     

H_2在Ni(100)面吸附及重组脱附的经典轨迹研究

本文用Monte—Carlo法随机抽取符合热力学分布的边界条件及广义LEPS势,求解哈密顿运动方程,得到H_2/Ni(100)面吸咐及重组脱附的经(?)轨迹一万一千余条,考察并阐明H_2分子的平动、转动及振动能态、分子入射角对吸咐的影响。并在3.5cv时研究了表面H原子重组成分子脱附及原子脱附。本文还求得了在纯净Ni表面上H_2的初始吸附率为0.056,与实验值0.好符合,表明符合热力学分布的随饥抽样模拟的经典轨迹法是研究气体在固体表面吸附动态学的有效方法。     

THE THEORETICAL STUDY OF ADSORPTION OF METAL IONS ON CHITOSAN

1. INTRODUCTION Chitin, the most abundant natural amino polysaccharide and estimated to be produced annually almost as much as cellulose, is well known to consist of 2-acetamido-2-deoxy-β-D- glucose through α, β(1→4) linkage. Chitin is the major source of surface pollution in coastalareas. Chitosan is the N-deacetylated derivative of chitin and their structures are shown in Fig. 1. Fig. 1 Structures of Chitin and Chitosan Because of the excellent properties such as biocompatibility…     

甲酸在Pt(100)单晶电极表面解离吸附过程的动力学

有机小分子在电催化剂表面的解离吸附,是燃料电池阳极氧化过程中发生自毒化现象的主要原因.事实上这类解离吸附是一种表面分子过程,包括有机分子在电极表面吸附,分子内断键,生成新的吸附分子或基因等步骤.Sun等研究了甲醇等在一系列铂单晶电极上的解离吸附,发现这类过程极强地依赖于电极表面原子排列结构.虽然已有大量文献报导了运用原位红外光谱检测各类有机小分子解离吸附物种,但迄今仍未见到动力学方面的研究结果.显然,对这种在电化学条件下表面分子反应过程的动力学研究,必将进一步揭     

THEORETICAL MODELING OF IONIC SURFACTANT ADSORPTION ON MINERAL OXIDE SURFACES

A model for the adsorption of ionic surfactants on oppositely charged solid surfaces of uniform charge density is developed. The model is based on the assumption that, on the solid surface, adsorbed surfactant monomers, monolayered and bilayered surfactant aggregates of different sizes and specifically adsorbing ions of added electrolyte constitute a mixture of hard discs. It means that only excluded area interactions between the surface discs are taken into account. To avoid a rapid two-dimensional condensation of the adsorbed surfactant the potential energy per molecule in the surface aggregates, which is a sum of chemical and electrostatic interactions, is assumed to decrease linearly with the increasing aggregate size. The electrostatic interactions of ionic species with the charged solid surface are described in terms of the Guy-Chapman theory of the double layer formation. The appropriate equations for adsorption isotherms of surfactant and electrolyte ions are derived and used to predict the experimental adsorption isotherms of DTAB on the precipitated silica at two different salt concentrations in the aqueous solution, On the basis of the obtained results the evolution of the adsorbed phase structure and the charge of silica particles with an increasing surface coverage is discussed.