收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

气态原子与分子在金属表面吸附及解离特性的理论研究

张燕  
【摘要】: 气态分子与表面相互作用动力学日益引起越来越多的化学家和物理学家的兴趣。无论是多相催化还是胶体化学催化反应,都涉及到反应物之间及反应物与催化剂表面的相互作用。因而,从理论上系统地研究原子、分子之间以及它们与催化剂表面,尤其是与表面活性部位之间的相互作用是十分必要的。 本论文的主要内容如下: 第一章主要详细介绍了本论文研究所用到的基本理论和低指数表面簇合物模型。 第二章利用我们提出的5参数Morse势方法,分别对N-Pt、C-Fe低指数面及O、N-Ni(311)台阶面体系的吸附和扩散进行了全面系统的研究。 第三章5-MP的基础上利用改进推广的LEPS势研究了CO分子在Fe低指数表面上吸附和解离性质。 本论文的主要研究成果: 1.N-Pt低指数面吸附体系。振动频率是比较容易测得的实验信息,而且是确定吸附位和吸附态的最重要的临界性质。但实验上往往是在不同的条件下进行,得到的大都是片段信息,对于振动频率的归属问题也往往相互矛盾。计算结果表明,氮原子在Pt(100)面上只存在四重吸附态。在Pt(110)面上,N原子吸附在LB和H3位,确认实验观察到的390cm-1损失谱为氮原子在长桥位吸附态的表面垂直振动。通过与该类体系的实验及理论计算结果进行比较得到相应的支持。不但重现了实验上测得的振动频率,而且将归属相互矛盾的频率给予了相应吸附位的确认。本文对实验及理论结果进行了验证,并给予了合理的解释。 2.C-Fe低指数面吸附体系。无论是实验还是相关的理论研究都比较匮乏。计算结果表明,在Fe(100)面,C原子吸附在四重洞位; Fe(110)表面,C原子最稳定的吸附位是膺式三重位;排除了Erley将观察到的360 cm-1归于CO分子在Fe表面转动引起的可能性。Fe(111)表面,C原子趋于吸附在膺式三重位。 3.N、O-Ni(311)体系。理论计算表明:对于O-Ni(311)体系,高对称位即三位和四重位是反应活性位并且存在的吸附竞争,Hf三重态受吸附竞争影响而处于亚稳态;对于N-Ni(311)体系,其性质与O-Ni(311)体系类似,不同的是Hf三重态受吸附竞争影响而被湮灭。本文还预言了四面体和八面体子表面吸附位的存在并获得了其振动频率等临界点性质。 4.CO-Fe低指数面体系。应用原子和表面簇合物相互作用的5参数Morse势方法(简称5-MP)构造推广的LEPS势对CO-Fe体系进行了系统的研究,获得了CO分子在Fe的3个低指数面上的吸附几何、结合能和振动频率等临界点性质。并且计算得到了CO分子在Fe(100)面上的解离机理。结果表明,在Fe(110)面,CO分子首先吸附在桥位,随着覆盖度的增加稳定吸附在顶位。在Fe(111)表面,低覆盖度下,CO首先吸附在洞位,随着覆盖度的升高吸附在顶位,而吸附在深洞位的a1模式转变成了a2模式。对于CO-Fe(110)体系,CO分子在Fe(110)面上的吸附顺序在理论上存在争议,即三种吸附位上的结合能大小反常。我们推测,出现这一反常的原因可能是随着覆盖度的增加,分子间相互作用引起。对于CO分子在Fe(100)表面的吸附和解离,计算结果表明,在Fe(100)表面,低覆盖度下,CO分子吸附在四重洞位,该吸附态CO分子具有异常低的伸缩振动频率1131cm-1,随着覆盖度的增加依次出现桥位和顶位吸附态,伸缩振动频率分别为1921 cm-1,1957cm-1。计算结果明确的支持了实验研究获得的三种α分子态(α1,α2,α3)。分析了CO分子在该表面上的解离机理并获得的解离过渡态H-B-H,解离势垒为0.36eV。低覆盖时,四重洞位吸附态是个亚稳态,即解离前驱态。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨晓萍;郑殊;王正汹;刘悦;;动力学Monte Carlo模拟原子相互作用对薄膜外延生长的影响[J];纳米科技;2011年03期
2 ;[J];;年期
3 ;[J];;年期
4 ;[J];;年期
5 ;[J];;年期
6 ;[J];;年期
7 ;[J];;年期
8 ;[J];;年期
9 ;[J];;年期
10 ;[J];;年期
11 ;[J];;年期
12 ;[J];;年期
13 ;[J];;年期
14 ;[J];;年期
15 ;[J];;年期
16 ;[J];;年期
17 ;[J];;年期
18 ;[J];;年期
19 ;[J];;年期
20 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵玉峰;;键响应弛豫特性与Si(111)-7×7表面吸附原子的脱附能[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
2 娄朝刚;张晓兵;雷威;;半导体量子点自组织生长过程的控制研究[A];中国真空学会第六届全国会员代表大会暨学术会议论文摘要集[C];2004年
3 段慧玲;;表面吸附及复杂表面微悬臂梁传感器跨尺度力学分析[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
4 张吉桥;余寿文;冯西桥;;原子在台阶表面上的吸附和扩散行为研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
5 林海昕;刘德宇;江庆宁;陈美嵩;田中群;;金纳米粒子晶面取向生长的异种金属原子吸附引导法[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
6 欧胜;孔德文;何锐;陈胜利;吴秉亮;查全性;;质子交换膜燃料电池催化层电流形成途径的单电池研究[A];第七届全国氢能学术会议论文集[C];2006年
7 欧胜;孔德文;何锐;陈胜利;吴秉亮;查全性;;质子交换膜燃料电池催化层电流形成途径的单电池研究[A];第七届全国氢能学术会议专辑[C];2006年
8 黄河;颜超;赖新春;刘天伟;白彬;张庆瑜;;低能Ti原子与Ti(0001)表面相互作用的分子动力学模拟[A];中国真空学会2008年学术年会论文摘要集[C];2008年
9 张吉桥;余寿文;冯西桥;;表面吸附引起微梁的静态弯曲和共振频移[A];损伤、断裂与微纳米力学进展:损伤、断裂与微纳米力学研讨会论文集[C];2009年
10 孙泽辉;吴恒安;王秀喜;;吸附诱导表面应力的分子动力学模拟——纳米悬臂梁传感器模型[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘富生;二维原子团簇在典型金属及合金表面的扩散动力学行为[D];湖南大学;2010年
2 谢逸群;利用探针在金属表面进行单原子操纵的理论研究[D];复旦大学;2008年
3 文艳妮;金属中空位形成与原子迁移机制研究[D];陕西师范大学;2011年
4 颜超;贵金属表面低能沉积的分子动力学模拟[D];大连理工大学;2008年
5 孙博;金属表面与原子/分子相互作用的第一性原理计算研究[D];中国工程物理研究院;2009年
6 舒瑜;FCC金属表面结构与性能的半经验势和第一性原理的计算和模拟[D];陕西师范大学;2010年
7 欧阳文捷;稀土硅化物纳米材料的原子结构和电子特性研究[D];武汉大学;2011年
8 杨剑瑜;金属表面动力学性质的原子模拟研究[D];湖南大学;2006年
9 孙泽辉;纳米薄膜力学行为的分子动力学模拟研究[D];中国科学技术大学;2007年
10 黄丽;表面动力学和金属量子阱系统的第一性原理研究[D];复旦大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张燕;气态原子与分子在金属表面吸附及解离特性的理论研究[D];山东师范大学;2009年
2 殷聪;晶体表面二维吸附原子岛的几何形状研究[D];复旦大学;2010年
3 谢鑫;第一性原理研究贵金属和碱金属在Si(111)3~(1/2)×3~(1/2)-Ag表面的吸附[D];郑州大学;2010年
4 谢鑫;第一性原理研究贵金属和碱金属在Si(111)3~(1/2)×3~(1/2)-Ag表面的吸附[D];郑州大学;2010年
5 董晨初;气固表面相互作用动力学理论研究[D];山东师范大学;2005年
6 张静;原子、分子在金属表面上的微观动力学研究[D];山东师范大学;2006年
7 汤剑锋;B2-FeAl低指数表面动力学性质的分子动力学模拟[D];湖南大学;2008年
8 宋祥磊;面心立方金属点缺陷的计算机模拟[D];陕西师范大学;2006年
9 孙永灿;缺陷与杂质对In在graphene上吸附影响的研究[D];河南师范大学;2009年
10 文艳妮;体心立方过渡金属中空位形成与迁移的改进分析型嵌入原子法模拟[D];陕西师范大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 ;纳米将带来新的产业革命[N];中国高新技术产业导报;2004年
2 钟人;纳米结构电极体系研究有新进展[N];中国化工报;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978