石墨烯及二氧化钛孔道内小分子扩散的反应分子动力学模拟

受限空间内有机小分子的反应、扩散传递是纳微尺度扩散传递领域的研究热点.以石墨烯或锐钛矿二氧化钛(101)薄层组成的纳米受限空间为研究对象,采用基于反应力场(ReaxFF)的分子动力学方法研究了工业应用中常见有机小分子(苯、苯酚、甲烷)在受限空间内的扩散传递行为.模拟中分别研究了孔道材料、受限空间尺寸对小分子扩散及密度分布的影响.结果表明:受限空间内的有机小分子趋向于在孔道材料表面积聚,苯和苯酚分子的扩散系数在石墨烯孔道内随着孔道宽度的增加都呈现出先增后减的趋势,而甲烷分子的扩散系数随着孔道宽度的增加单调减小;二氧化钛孔道内苯酚分子由于发生化学反应扩散明显受阻,说明传递过程中的化学反应会导致扩散过程明显减慢.

Al_2O_3/Au(111)反相催化剂在CO氧化反应中界面作用的理论研究（英文）

氧化物负载的金催化剂具有温和条件下优异的CO催化氧化活性。实验与理论计算表明,金与氧化物两相界面在催化反应过程中具有重要地位。反相催化剂提供了全新的角度以探究界面的重要地位。本文以Au(111)表面负载Al_2O_3团簇为反相催化剂模型,基于密度泛函理论,对催化剂模型的构型、界面性质以及O_2、CO的吸附与氧化进行了理论计算与研究。理论计算表明:电荷的迁移增强了Al_2O_3小团簇在Au(111)表面的附着,在催化剂金表面与氧化铝的两相界面位置,Au原子与Al原子的协同作用使得氧分子易于在界面位置吸附,并因此高度活化。对催化CO氧化反应路径,分别计算了缔合机理和解离机理不同路径,从活化能分析表明缔合机理比解离机理更可能发生。本文的工作揭示了反相催化剂催化CO氧化的活性本质,表明两相界面在金催化CO氧化中具有重要作用。