Fe、Ir掺杂MoS_(2)表面对N_(2)气敏吸附与解离反应性能提升的第一性原理研究

基于第一性原理方法,采用周期性平板模型,研究了N_(2)分子在掺杂体系TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面的吸附和解离行为.研究表明:N_(2)分子在TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面吸附能依次为0.62和0.47 eV,而完整MoS_(2)表面的吸附能只有0.08 eV,说明掺杂之后对N_(2)表现出略好的吸附性能.差分电荷密度分析表明,N_(2)吸附后,掺杂Fe、Ir原子与两个N原子之间电荷有所增加,N-N键之间的区域电荷密度减少,N-N键的强度减弱.态密度计算结果发现,N_(2)在吸附过程中,主要是N原子的2p_(y)、2p_(z)轨道与Ir的5d_(xy)和5d_(z^(2))以及Fe的3d_(xy)和3d_(z^(2))发生杂化作用.通过分析解离活化能,N_(2)在掺杂体系TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面解离需要活化能均较高,且远大于在相应掺杂表面的吸附能,说明N_(2)在掺杂体系TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面解离应该表现为分子吸附或脱附.

溴乙烯在外电场中的解离性质研究

溴乙烯具有极高的毒性,它不仅会污染环境,还会损害人类的身心健康.因此,研究它的分子结构及其解离方式,不仅具有重要的科学意义,而且也具有极高的社会意义.本文采用密度泛函理论(DFT),以B3LYP/6-31G++(d,p)基组,深入探索溴乙烯分子在0 V·nm^(-1)~80 V·nm^(-1)外电场的影响下,其分子结构和解离特性.通过计算,随着外电场的增强:分子总能量和碳碳双键(C=C)的键长减小,碳溴键(C-Br)的键长和偶极矩增大.能隙E_(G)先增大后减小,分子结构稳定性降低.红外光谱主要产生了6个特征吸收峰,且普遍存在红移现象.分子解离特性表现为:当外部电场强度升高时,势垒会显著减弱,直至达到154.26 V·nm^(-1)时,势垒就会完全消除,溴乙烯分子的解离能相应减弱,这表明,当外部电场强度升高时,溴乙烯分子会发生逐步的分解.因此,这一结论可以为进一步探讨溴乙烯分子和其相关的化合物的解离研究提供依据.

五边形石墨烯氧气吸附与解离特性研究

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了O_(2)在五边形石墨烯(PG)上的吸附与解离动力学行为.研究结果表明,PG并不能有效地激发O_(2),形成稳定的氧吸附结构需要克服约0.54 eV势垒,并且吸附的O_(2)分解需要克服约0.82 eV势垒.然而,O_(2)分解后的PG衬底结构却能使后续吸附的O_(2)分子自动分解,破坏C-C键,以致PG在空气中难以稳定存在.基于此,为了避免PG结构在空气中被氧化,我们进一步提出将过渡金属原子吸附PG,使得O_(2)更容易被过渡金属原子吸附与激发,从而避免了PG被氧化.

基于纤维解离水曲柳压缩解离特征与能量耗散机制研究

目的以水曲柳为研究对象,研究高应变率压缩载荷作用下水曲柳试件的解离特征和能量耗散机制。方法利用压缩加载试验分析应变率、加载方向对受载水曲柳的形态特征影响和动力学特性,并利用弹塑性基本原理分析其受压解离的能量耗散机制。结果解离后径向加载试件主要呈火柴棍状,弦向加载试件主要呈片状,轴向加载试件主要呈不规则块状,试件的解离程度随应变率的增大而增大;当应变率在400~1000 s^(-1)时,水曲柳试件的应力-应变曲线由弹性阶段和屈服后弱线性强化阶段两部分组成;水曲柳试件的屈服强度随应变率的增大而增大,当应变率从400s^(-1)增加到1000s^(-1)时,径向、弦向和轴向加载试件的屈服强度分别增加了0.45倍、1.34倍和0.71倍;木材原料沿径、弦向解离时主要依靠木材细胞的压缩变形来耗散能量,沿轴向解离时主要依靠木材细胞纵向结构的弯曲来耗散能量。结论弦向最易解离,轴向最难解离;水曲柳是一种应变率敏感材料;木材原料径、弦向解离主要依靠压缩变形来耗散能量,轴向解离主要依靠弯曲变形来耗散能量,木材原料解离能够耗散能量的多少主要受加载方向、木材细胞的结构尺寸和力学性能的影响。

共轭高聚物双分子结构中激子电致解离的动力学研究

通过绝热动力学方法,研究了共轭高聚物双分子结构中激子对外加电场的响应.当外电场强度超过某个临界值时,激子会被解离成一对自由的电子与空穴.对于双分子结构中的激子,其临界解离电场除了受电子与电子相互作用以及电声相互作用影响之外,还受分子间相互作用的影响.由动力学演化的计算得到,激子临界解离电场强度随分子间相互作用强度的增大而呈非线性降低;随电子与电子相互作用强度的增大呈非线性减小的变化;但是,随电声耦合强度的增大却呈现出线性增大的变化.

陶瓷介质搅拌磨对炼焦中煤解离特性与分选潜势的影响

为研究炼焦中煤在搅拌磨机中的选择性解离特性,以涡北选煤厂的炼焦中煤为对象,进行了样品性质、磨矿条件优化、磨矿产品解离特性及颗粒形状特性等研究,对比了相同磨矿细度下搅拌磨机和棒磨机磨矿产品的浮选效果。研究结果表明:在搅拌磨机磨矿时间4min、陶瓷球直径6mm、介质填充率60%、磨矿浓度55%的最优磨矿条件下,-0.074mm含量79.39%的磨矿产品经过浮选,可得到产率61.49%的精煤(A_(d)=11.50%)产品;在相同的磨矿细度下,搅拌磨机所需的磨矿时间更短,产生的高灰细泥产率低,磨矿产品浮选精煤(A_(d)=11.50%)产率较棒磨机高9.82个百分点,说明搅拌磨机解离效果更好;SEM分析进一步证实,搅拌磨机磨矿产品表面微细粒脉石矿物较少,颗粒球形度(R0)低,伸长率(EW)高,有利于颗粒与气泡的黏附;研究结果可为炼焦中煤选择性解离提供工艺思路。

四氟化碳分子电离解离过程中的异构化动力学

采用离子动量成像谱仪研究了能量为1.0 ke V的电子束碰撞条件下CF_(4)分子的解离动力学.实验上,对解离离子的三维动量进行了成像测量,通过离子飞行时间关联谱识别了CF_(4)^(2+)异构化生成F_(2)^(+)分子的两个通道:F_(2)^(+)+CF_(2)^(+)与CF^(+)+F_(2)^(+)+F,得到了两个通道的离子动能及动能释放分布.对于其中的三体解离通道,我们进一步采用Dalitz图与Newton图等三体动力学分析方法对解离碎片的动量关联进行了分析.该通道以两个带电离子的背对背出射为主,中性的F原子作为旁观者只得到极小的反冲动量.

单次碰撞条件下Ne~*与C_2H_2碰撞解离激发通道研究

首次在单次碰撞条件下，用放电产生的亚稳态原子Ｎｅ与Ｃ２Ｈ２进行碰撞传能，单光子计数技术测量碰撞解离激发产物的化学发光光谱，发现解离激发产物主要有Ｃ２Ｈ和Ｃ２（ｄ）等。应用相空间理论进行处理，碰撞络合物三体解离模型较好地解释了产物Ｃ２的生成机理。

二氯甲醛的光解离反应——三体协同非同步解离机理的第一个理论证据

用CASSCF以及B3LYP和MP2从头算方法 ,研究了Cl2 CO的基态 ,最低激发单态和三态S0 ,S1,T1的势能剖面 .结果表明 ,Cl2 CO光分解为Cl+Cl+CO ,这一反应是通过协同非同步的机理实现的 .就目前所知 ,本研究关于二氯甲醛光解离反应的研究提供了三体协同非同步解离的第一个理论证据 .

H_(2)S在Cr(111)面上吸附与解离的第一性原理研究

采用了第一性原理研究了H_(2)S在Cr(111)面的吸附解离过程,利用吸附能、吸附构型和偏态密度图(PDOS)研究了H_(2)S及其解离产物在Cr(111)面上的吸附情况,都偏向倾斜吸附在Cr(111)面.同时研究了HS/H和S/H共吸附情况,得到共吸附物质在Cr(111)面上有明显的相互作用.最后使用线性同步和二次同步变换方法确定了解离反应的过渡态,了解到第一、二步解离的活化能分别为1.65 eV、0.82 eV,H_(2)S分子在Cr(111)面上的解离过程是放热反应,反应能为-2.90 eV.

基于无机矿物嵌布解离特性的中煤再选技术研究

以西曲选煤厂典型炼焦中煤为对象,利用工艺矿物学分析仪(BPMA)研究了炼焦中煤的无机矿物嵌布特性,并探索了不同磨矿时间下炼焦中煤解离对浮选效果的影响。研究结果显示:西曲中煤各种矿物平均嵌布粒度较大,均在100μm以上,大尺寸的研磨介质、较短的磨矿时间可实现较高程度的炭质单体解离;西曲中煤在磨矿10 min时表现出最佳的浮选效果,若生产11.5%的精煤,浮选精煤产率可达到37.28%,精煤产率较高;随着磨矿时间延长,西曲中煤会出现过度粉碎的现象,导致大量细泥产生,恶化浮选效果。

水分子在ZrCo(110)表面聚集与解离的理论研究

储氚材料锆钴合金(ZrCo)与气体中的水分子发生氧化反应,会导致材料表面的毒化失活,对聚变堆的安全运行产生极大影响.本文利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,研究了不同水分子团簇在ZrCo(110)表面的吸附-解离行为.研究发现,6个水分子形成的水团簇在表面通过氢键作用形成环状的吸附构型,随着团簇尺寸的增大,由于表面空间效应,新增分子的吸附能逐渐减小,水团簇逐渐演变成复杂的双层水分子吸附构型;由于水团簇存在氢键作用,质子能够在不同水分子之间发生快速的转移.并且水分子容易在ZrCo(110)表面活性位点发生化学键断裂,其产物OH主要与表面Zr原子存在相互作用,而产物H吸附在Zr2Co空位.因此,氢键作用在水分子氧化腐蚀ZrCo(110)表面过程中扮演着非常重要的角色.

4℃诱导解离对山羊乳酪蛋白胶束结构的影响

山羊脱脂乳于25℃超离心,分为乳清和胶束,后者复溶于脱脂乳超滤液,于4℃超离心,分为乳清和胶束,探究4℃诱导解离对胶束结构的影响。4℃下超离心和超滤液复溶2次后,胶束态酪蛋白的解离达平衡,总酪蛋白的解离达36.5%,其中β-、κ-、αs-酪蛋白的解离达60.4%、31.4%、11.8%;25℃下游离β-酪蛋白以2P、3P和4P的低磷酸化形式存在,4℃下胶束钙的解离导致5P和6P的高磷酸化β-酪蛋白的解离;4℃诱导解离后,胶束钙相对含量从72.0%减少至50.2%,胶束中钙与酪蛋白物质的量之比从21.8减少至19.4,胶束仍保持完整的球状形貌,胶束均方回转半径R_(g)、流体力学半径R h、重均分子质量均减小,胶束形状因子R_(g)/R h、水合率和内源荧光强度均增加,胶束内部结构中酪蛋白空间分布的非均一性降低,表明低温诱导解离后胶束内部组分发生了重排,骨架结构变得更加松散。该研究为羊乳酪蛋白配料的分离提供参考。

外电场作用下苯酚的分子结构与解离特性

为了探究苯酚分子在电场作用下的稳定结构和微观性质,本文利用密度泛函理论,在B3LYP/6-311++G(d,p)水平下研究不同强度外电场(0~0.025 a.u.)作用下苯酚分子的总能量、偶极矩、几何结构、NBO电荷分布、前线轨道能级、红外光谱和解离特性等微观结构性质。结果表明,随外电场强度增加,分子的总能量、O—H键长、间位和对位C原子的电负性、HOMO-LUMO能隙逐渐减小,而分子的偶极矩、C—C键长、C—O键长、O原子和邻位C原子的电负性逐渐增强;分子红外光谱的部分特征振动峰发生不同程度的红移;当外电场强度为0.052 a.u.时,C—O键的解离势垒消失,分子发生解离。本研究为苯酚污染物分子的外电场降解提供一定的理论参考依据。

银离子促进神经传导素分子内氢原子转移和C-C键解离反应

色氨酸、酪氨酸和组氨酸是三种基本的氨基酸,也是大脑营养代谢中重要神经传导素的前驱体。本文利用自制的反射式时间飞行质谱仪结合磁控溅射束源和下联管式反应器,在气相条件下研究了这三个氨基酸与银离子的相互作用,揭示了这些有机小分子在银离子的存在下容易解离并产生碎片和产物重组的现象,并利用密度泛函理论计算,阐明了其中的反应机制。研究发现,银离子能促进氢原子转移,进而影响竞争性的C_(α)-C_(β)和C_(β)-C_(γ)键解离反应。本研究丰富了对这类神经传导素分子基本规律与性质的精准认识,从而有助于深入理解生物体内类似生理过程的化学机制。

单层MoS_(2)表面Fe,Ir掺杂对NO吸附与直接解离反应性能提升的理论计算

用密度泛函理论中广义梯度近似下的PW91方法,结合周期性平板模型,研究NO分子在掺杂体系TM-MoS_(2)(TM=Fe,Ir)表面的吸附和解离行为.结果表明:与完整MoS_(2)表面的物理吸附(-0.05 eV)不同,Fe,Ir掺杂MoS_(2)表面NO吸附能分别为-3.30,-3.17 eV,说明掺杂表面对NO表现出优异的吸附性能;差分电荷密度分析表明,NO分子吸附后,N原子与掺杂原子Fe,Ir的中间出现电荷增加,形成共价键,掺杂原子周围电荷减少;态密度计算结果表明,NO在掺杂TM-MoS_(2)(TM=Fe,Ir)表面的吸附主要是N原子的2py,2px与掺杂原子Fe的3d_(xy),3d_(yz),3d_(xz)以及Ir的5d_(xy),5d_(yz),5d_(xz)轨道之间存在较强的相互作用;比较分析解离反应的活化能结果表明,相对贵金属Ir,掺杂廉价的Fe后,NO在Fe-MoS_(2)比在Ir-MoS_(2)表面解离的活化能小,且在Fe-MoS_(2)表面的吸附能与活化能非常接近,仅相差0.08 eV,表明在该体系中NO的吸附与解离存在相互竞争.

二个强飞秒延时激光脉冲的相对相位对Na_2^+光解离的影响

报道了 Na+ 2 离子的三个低激发态 1Σu、2Σg、2Σu 在二个光脉冲作用下的解离动量谱 ,激光波长为 680 nm,各脉冲功率为 1× 1 0 12 W/ cm2 ,脉宽 50 fs,从研究结果可见 ,其单光子、双光子、三光子激发的对应的解离峰及峰值随相对相位而变 。

1,2-二溴-1,1-二氯乙烷在飞秒激光场中解离通道的理论研究

本文首先使用基于密度泛函理论的B3LYP方法,在6-31+G(d,p)水平上,对1,2-二溴-1,1-二氯乙烷离子化分子C2H2Br2Cl2+1和C2H2Br2Cl2+2在激发态解离的碎片CBrCl2+1、CH2Br+1、C2H2BrCl2+1和Br+1的结构特性进行了研究.而后依据物质不灭定律和电荷守恒定律,给出1,2-二溴-1,1-二氯乙烷分子在飞秒激光场中的解离电离和解离双电离通道.

高压辊磨对细鳞片石墨解离的影响

为了研究高压辊磨对细鳞片石墨的粉碎特征,通过对比不同粉碎产物的粒度组成和浮选精矿的粒度组成,得出高压辊磨产物和球磨产物的分离和护片效果。通过浮选动力学实验研究了高压辊磨产物和球磨产物的浮选率。在此基础上,利用扫描电镜对球磨浮选精矿和高压辊磨产物的微观形貌进行了表征,揭示了细鳞片石墨的解离和保护机理。研究结果表明:基于石墨鳞片本身的韧性和高压辊磨粉碎过程的线接触,高压辊磨对石墨鳞片有明显的保护作用,促进石墨的解离。浮选动力学试验表明:高压辊磨产物在实际生产中显著提高了细鳞片石墨的浮选速率和浮选指标。扫描电镜分析结果表明:高压辊磨促进裂隙沿着石墨和脉石的共生界面产生,促进了石墨的解离和鳞片的保护。该研究为细鳞片石墨保护和高效解离提供了理论指导。

多相体系的酸碱解离平衡:气相的影响

酸碱平衡是化学教学中十分重要的内容,而在目前的教学中仅仅描述了均相溶液中的酸碱解离与pH缓冲问题,并未描述多相体系中气相成分对体系酸碱解离与pH缓冲的影响。针对该问题,本文以典型的气溶胶多相体系为例,通过对多相缓冲理论和有效解离常数pK_(a)^(*)的分析,讨论了多相体系中组分挥发性和吸湿性对体系酸碱平衡的影响,进而开拓学生思维,并为多相体系酸碱平衡的教学提供新范例。