朱健
,
齐民
中国有色金属学报
在二元Cu-Zr合金中添加Al元素可明显提高合金的非晶形成能力.根据非晶与其晶化相存在结构遗传关系,以Cu-Zr基非晶晶化相Cu10Zr7中的Cu6Zr5阿基米德反棱柱为团簇模型,利用离散变分方法从电子层次研究了Al元素对Cu基非晶合金团簇稳定性的影响.结果表明:当团簇中加入一个Al原子时,Fermi能级处的态密度明显降低,团簇稳定性提高;但继续加入Al原子,Fermi能级处的态密度又开始上升,态密度处于较高位置,团簇稳定性下降;计算结果与实验结果相吻合.
关键词:
Cu基非晶合金
,
团簇模型
,
离散变分
,
原子亲和力
,
态密度
王亮
,
王毅
,
宋树芹
,
沈培康
催化学报
通过交替微波法制备了PdxNi/C(x=1～4)催化剂,并对其形貌、结构及电化学性能进行了表征.结果表明,通过在Pd中掺杂Ni原子,其对氧还原反应(ORR)的催化活性较纯Pd的高.同时采用密度泛函理论(DFT)计算了一系列简化的团簇模型.计算结果表明,随着Ni的加入,纳米颗粒的最高占据轨道(HOMO)与最低空轨道(LUMO)能级增加,且两能级间隙(HLG)减小.因此在ORR中,一方面由于LUMO被抬高,降低了电子亲和能,带负电的催化剂颗粒更易将电子传递给O2,另一方面由于HLG减小,电中性颗粒HOMO上的电子也容易失去.这两方面的作用使其对O2还原活性得以增强.Fukui指数结合DFT方法和Mulliken布居分析指出,表面的Pd原子为催化剂团簇的活性中心.
关键词:
钯
,
镍
,
氧还原
,
燃料电池
,
团簇模型
,
密度泛函理论
王晓东
,
齐民
,
董闯
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2002.12.003
通过构建非晶合金的团簇模型,利用离散变分法从电子层次研究了Al元素对Zr Ni,Zr Cu非晶合金中团簇稳定性的影响.结果表明,Al原子的引入提高了团簇中原子间的亲和力,并且随着Al原子数的增加,亲和力增大,导致新的团簇产生,从而破坏了非晶的团簇结构.Al含量对Zr-Al-Ni非晶合金的稳定性的影响可通过Fermi能级处的态密度大小来反映.
关键词:
锆基非晶合金
,
Al添加
,
短程有序
,
团簇模型
,
离散变分法
,
原子亲和力
丛林娜
,
赵永慧
,
李圣刚
,
孙予罕
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(17)62823-7
甲烷氧化偶联反应(OCM)是天然气直接转化利用的重要途径之一.该反应通过甲烷和氧气在催化剂作用下一步将甲烷直接转化为乙烯等具有高附加值的产品,避免了涉及高能耗过程的合成气间接路径,不仅有可能减少中间副产物的生成,还有可能大大提升整个过程的能源利用效率.因此,研究OCM反应具有十分重要的实际意义.目前氧化镧基催化剂具有良好的催化活性、产物选择性和热稳定性,但在OCM反应中产品收率仍未能达到工业应用的要求,因而近几十年来高效OCM催化剂的研发一直是研究热点.实验发现,锶掺杂氧化镧催化剂具有更为优异的催化性能,主要表现在具有比纯氧化镧催化剂更高的催化活性和产物选择性,但对于锶掺杂的影响机制仍然缺乏系统的理论研究.目前普遍认为,甲烷活化是OCM反应的第一步,也是决速步,这主要是由于C?H键活化需要越过很高的能垒,因此往往需要很高的温度.本文主要采用团簇模型,通过密度泛函理论计算来研究OCM反应中锶掺杂对氧化镧催化剂上甲烷活化性能的影响及其作用原理.本文构建了八种锶掺杂的氧化镧团簇作为该催化剂模型,可分为没有自由基性质的团簇(LaSrO2(OH),La2SrO4,La3SrO5(OH),La5SrO8(OH))和具有自由基性质的团簇(LaSrO3,La2SrO4(OH),La3SrO6,La5SrO9).我们计算了甲烷在这些锶掺杂氧化镧团簇上Sr?O和La?O酸碱对位点以及氧自由基活性位点上的活化机制,以研究锶掺杂对OCM反应活性的影响,并与我们前期计算的纯氧化镧团簇上甲烷活化性能进行了对比.通过计算甲烷在不同锶掺杂氧化镧团簇上的物理和化学吸附能、活化能垒以及甲基自由基的脱附能,发现锶掺杂氧化镧团簇上的甲烷活化在热力学和动力学上都要比纯氧化镧团簇上更为有利.对于具有相同金属原子数目的团簇,甲烷在La?O上活化的能垒大小为:化学计量比的La?Sr?O团簇<非化学计量比的La?Sr?O团簇<化学计量比的La?O团簇;而甲烷在Sr?O上活化的能垒大小依次是:化学计量比的La?Sr?O团簇<非化学计量比的La?Sr?O团簇.给定一个锶掺杂氧化镧团簇,甲烷在不同活化位点上的活化能垒大小通常是:O·<
关键词:
甲烷活化
,
甲基自由基产生
,
团簇模型
,
密度泛函理论
,
锶掺杂
,
氧化镧
