基于量子化学的团簇Co_(4)P非晶态合金析氢反应研究

为寻找在团簇Co_(4)P中具有最优催化析氢性能的构型,该文根据密度泛函理论于B3LYP/lanl2dz水平下对团簇Co_(4)P分别进行在二、四重态下的计算,根据前线轨道理论对优化后团簇Co_(4)P的HOMO图、水分子的LUMO图以及能级差进行分析,发现构型1^((2))、2^((2))的β电子与构型1^((4))、2^((4))的α电子的HOMO负相位对催化析氢反应的第1步提供了较大的贡献.此外,综合分析析氢反应的各步骤发现:构型2^((2))具有较好的吸附能力,且该构型在吸附1个氢原子后在电化学解吸和化学重组解吸中均具有最优解析性质.因此,构型2^((2))是在团簇Co_(4)P各优化构型中最优的催化析氢构型.

团簇Co_(4)P反应活性及催化性质的研究

利用团簇Co_(4)P作为Co-P体系的局域结构,对其进行全参数优化计算,获得6种优化构型,对团簇Co_(4)P各优化构型的化学反应活性及催化活性进行研究,得到以下结论:通过对能隙、柔度及前线轨道图综合分析,得出构型2^((4))及3^((2))均具有优良的化学反应活性,其中构型2^((4))的化学反应活性优于3^((2)),且构型2^((4))可作为电极材料的研究对象.不仅如此,通过态密度分析发现构型2^((4))在催化反应中也具有良好活性,可作为优良的催化剂.

团簇Co_(4)P的自旋布居数及磁学性质研究

以团簇Co_(4)P作为非晶态合金Co-P体系的局域结构,对其进行全参数优化计算,最终得到6种优化构型。通过对团簇Co_(4)P 6种优化构型的Mulliken自旋布居数(包括团簇原子各轨道自旋布居数、团簇轨道自旋布居数及团簇原子自旋布居数)进行分析,对团簇Co_(4)P各优化构型的成单电子进行研究,发现Co原子的d轨道成单电子数最多;再通过电子自旋密度、磁矩及轨道态密度进行分析,发现Co原子对团簇Co_(4)P的磁性贡献较高,且团簇Co_(4)P的d轨道较低能量区片段处对团簇Co_(4)P的磁性贡献较高。