学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

二甲醚在Pt低指数晶面吸附的密度泛函研究

作 者: 刘慧
导 师: 尹鸽平
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 化学工程与技术
关键词: 二甲醚 Pt低指数晶面 吸附 密度泛函理论
分类号: O485
类 型: 硕士论文
年 份: 2008年
下 载: 58次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
 

内容摘要


本文对二甲醚(Dimethyl ether, DME)电催化及各种有机小分子在固体催化剂表面吸附的研究现状和进展进行了综述,指出了对电催化的过程进行量子化学研究的重要意义,并针对本文所涉及到的量化计算的基本概念及术语,对量子化学理论方法的相关内容作了初步的介绍;主要研究了表面Pt原子排布及电场强度对DME吸附结构、吸附强度及稳定性的影响。对所建立的DME分子及三个Pt低指数晶面(Pt(100)、Pt(110)和Pt(111)面)模型分别进行了构型优化以得到稳定的低能量结构,便于进行后续研究。前者采用全构型优化,而后者仅对表面层原子放开自由度进行优化驰豫。结果表明:DME分子中的C-O键长为0.14nm,C-H键长为0.11nm; Pt表面发生重构,表面层原子整体发生轻微的上移,与内部Pt原子层间距增大。通过对高真空条件下DME气态分子在上述三个晶面不同位置上的吸附行为的研究,发现稳定构型中DME的分子取向随各个晶面吸附位置的不同而变化。C-O-C平面与表面的间距按Top位、Bri位、Hcp位的顺序依次递增。吸附后DME分子的键长伸长,距离表面越近,相应键的键长伸长越明显。此外,吸附体系的最大吸附能和最大总电荷转移量随晶面的不同而各异,按Pt(110)、Pt(100)、Pt(111)的顺序依次递减。说明,高真空条件下气态DME分子在Pt(110)表面的吸附稳定性和强度最大,Pt(100)表面次之。考虑电催化过程中的电场这一关键参数,对不同电场强度条件下DME气态分子在上述三个晶面不同位置上的吸附行为的研究,发现电场对Top位吸附的影响不大,分子取向,吸附能及电荷转移量不变。在其他位置,电场的存在改变了各键长的伸长程度(即DME分子活化程度增强),并使DME分子发生小幅度偏转,C-H键距离表面更近,这将更有利于C-H键的断裂。随着电场强度的增大,吸附体系的吸附能和电荷转移量增大。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章 绪论  7-17
  1.1 选题意义  7
  1.2 二甲醚电催化的研究现状  7-9
  1.3 有机小分子在固体表面吸附  9
  1.4 电催化的量子化学研究意义  9-10
  1.5 量子化学理论方法  10-16
    1.5.1 价键理论  10
    1.5.2 分子轨道理论  10
    1.5.3 密度泛函理论  10-14
    1.5.4 振动频率的计算  14
    1.5.5 化学反应过渡态的计算方法  14-16
  1.6 本文的主要研究内容  16-17
第2章 计算相关参数设置及模型的建立  17-21
  2.1 参数设置  17-18
    2.1.1 交换相关泛函  17-18
    2.1.2 基组  18
    2.1.3 其他参数  18
  2.2 模型的建立  18-21
第3章 二甲醚在Pt表面吸附解离的密度泛函研究  21-36
  3.1 不同晶面对二甲醚表面吸附的影响  21-35
    3.1.1 二甲醚在Pt(100)表面吸附的密度泛函研究  21-26
    3.1.2 二甲醚在Pt(110)表面吸附的密度泛函研究  26-31
    3.1.3 二甲醚在Pt(111)表面吸附的密度泛函研究  31-35
  3.2 本章小结  35-36
第4章 电场对二甲醚在Pt表面吸附过程的影响  36-54
  4.1 二甲醚在Pt(100)表面吸附的密度泛函研究  36-42
    4.1.1 电场对DME吸附几何构型的影响  36-39
    4.1.2 电场对DME吸附能的影响  39-40
    4.1.3 电场对DME Mulliken 电荷布居的影响  40-42
  4.2 二甲醚在Pt(110)表面吸附的密度泛函研究  42-48
    4.2.1 电场对DME吸附几何构型的影响  42-46
    4.2.2 电场对DME吸附能的影响  46-47
    4.2.3 电场对DME振动频率的影响  47-48
  4.3 二甲醚在Pt(111)表面吸附的密度泛函研究  48-53
    4.3.1 电场对DME吸附几何构型的影响  48-51
    4.3.2 电场对DME吸附能的影响  51-52
    4.3.3 电场对DME mulliken电荷布居的影响  52-53
  4.4 本章小结  53-54
结论  54-55
参考文献  55-59
攻读学位期间发表的学术论文  59-61
致谢  61

相似论文

  1. 基于酚醛树脂活性炭的制备及负载TiO2吸附—光催化性能,TQ424.19
  2. 超声处理RTM成型酚醛/乙醇在石英纤维表面的竞争吸附,TB332
  3. 二甲醚羰基化制醋酸乙烯中间体二醋酸亚乙酯研究,TQ225.12
  4. 不同原料烟熏液的制备、精制及灌肠液熏工艺的研究,TS251.65
  5. 抗吡虫啉—甲基对硫磷双特异性单克隆抗体的研究,S482.2
  6. 白骨壤果实中黄酮类化合物的提取、分离纯化及抗氧化活性研究,S793.9
  7. Fe,V共掺杂TiO2催化剂的合成、表征及其性能研究,O614.411
  8. 江蓠残渣高活性膳食纤维和羧甲基纤维素钠的制备及性能研究,TS254.9
  9. 三峡库区水环境中营养盐磷分布规律的数值研究,X832
  10. (羟基)氧化铁的制备研究及在饮用水中除砷的应用,O614.811
  11. 芴甲氧羰基-D-色氨酸及D-苯丙氨酸分子印迹聚合物的制备及分离性能研究,O631.3
  12. 微氧条件下密闭电石炉尾气中COS气体吸附净化研究,X781
  13. 离子交换法去除原水中六价硒,X703
  14. 化学吸附法脱除FCC汽油中含硫化合物的研究,TE624.55
  15. 聚丙烯腈基两性离子交换纤维的制备及性能研究,TQ342.31
  16. 小桐子生物柴油副产物甘油医用级制备工艺研究,TQ223.163
  17. 沸石填料水洗法提纯沼气工艺实验研究,TQ221.11
  18. 壳聚糖衍生物的合成及其吸附性能研究,TS254.9
  19. 烟杆基活性炭制备及对低浓度磷化氢吸附净化研究,X712
  20. 根系分泌物及其组分对土壤中多环芳烃的活化作用,X53

中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 固体物理学 > 表面物理学
© 2012 www.xueweilunwen.com