HCP分子异构化过程的电子基态势能面:对密度泛函理论计算的检验

密度泛函理论提供了一种能处理较大团簇体系且计算量合适的方法.采用密度泛函近似方法计算得到HCP分子势能面.HCP的基态势能面涉及其整个异构化过程.将密度泛函计算的势能面与“精确”的势能面（根据实验振动谱拟合的势能面和计算量巨大的高精度量化计算的势能面）进行了比较.结果表明,密度泛函计算HCP势能面的精度在0.1eV以内.

TiO_2表面光催化基元过程（英文）

在过去的几十年里,得益于二氧化钛(TiO_2)作为光催化剂在光催化分解水、污染物降解方面的潜在应用,人们对TiO_2光催化剂的开发、改良以及TiO_2表面光催化机理的基础研究方面都投入了巨大的精力。因此,在超高真空环境下,利用不同的实验和理论方法,人们对TiO_2表面(特别是金红石TiO_2(110)表面)的热催化和光催化过程进行了大量的研究,以此来获得上述重要反应中的一些机理性的信息。本文中,将从TiO_2的物质结构以及电子结构开始,然后着重介绍TiO_2表面光生电荷(电子和空穴)的传输、捕获以及电子转移动力学方面的进展。在此基础上,总结了甲醇在金红石TiO_2(110)、TiO_2(011)以及锐钛矿TiO_2(101)表面光化学基元反应过程的一些实验结果。这些结果不仅能增进我们对表面光催化基元过程的认识,同时也能激励我们进一步去研究表面光催化基元过程。最后,基于现有光化学实验结果,简短地讨论了我们对光催化反应机理的一点看法,并提出了一个可能的光催化模型,这可以引起人们对光催化反应机理更全面的思考。

甲醇和水在金红石TiO2_(110)表面光催化基元过程研究:表面光催化新的物理图像的探讨（英文）

作为在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术,光催化的发展受到了广泛的关注.然而,光催化反应机理和动力学方面的研究却远远落后于光催化剂的发展.一系列的研究结果表明,TiO2表面光催化反应起始于光的吸收.TiO2吸收大于其带隙的光子后,则会产生电子空穴对,而电子,空穴分离后,会在百飞秒量级时间范围内弛豫到导带或者是价带边上,多余的能量则会激发声子振动.而分离的电子或者是空穴会在皮秒或者是更长时间范围内与反应物相互作用,来驱动反应发生.因此,在这种前提下,反应速率和激发光的波长就没有直接联系了.相反,反应速率和TiO2对不同光波长的光吸收系数有很大关系.本文总结了本课题组最近在金红石TiO2(110)表面开展的甲醇和水的光解离基元过程的研究结果.首先,我们发现在金红石TiO2(110)表面,利用400nm去照射甲醇或者水覆盖的金红石TiO2(110)表面,甲醇能够高效的发生解离,而水却没有观察的解离.通过基于基态反应的理论计算,发现水两步解离的低能垒是反应不能有效发生的关键.另外,我们也研究了甲醇在355和266 nm光照射下在金红石TiO2(110)表面的解离,结果发现,甲醇在266 nm照射下的解离速率比355 nm快了100倍,而TiO2对266 nm光的吸收系数比355 nm也就高了2–4倍.这充分说明了光子能量对反应有非常显著的贡献,现有的光催化模型已经不能很好地解释我们观察的实验现象.在此基础上,我们提出了一个基于非绝热过程和基态反应的模型来解释这些新的实验现象.这个模型不仅能解释我们的实验结果,还能为增进光催化的理解打开一扇新的大门.为了能让这个模型应用到一般的光催化过程中,需要着重开展表面附近电子-空穴复合导致的基态光催化反应的研究,来验证和完善这个新的模型.

Na_3的电子结构与构形

应用离散变分方法，计算了Ｎａ３的基态势能面，并由此得到平衡构形参数、振动频率、ＪａｈｎＴｅｌｅｒ稳定能、ＪａｈｎＴｅｌｅｒ局域能等。

[Ar…Ar-H]^+分子振动光谱的理论计算

中心对称的线性结构[Ar-H-Ar]^+及非对称线性结构[Ar…Ar-H]^+是[Ar_2H]^+的两个稳定构型,基于近期由本组提供的[Ar_2H]^+分子的基态势能面,应用含时波包演化方法计算了总角动量J=0时的[Ar…Ar-H]^+构型下的振动光谱,观察到量子隧道效应对振动光谱的影响,并通过观察本征态波函数性质以及修饰势能面等方法对其中的一些谱峰进行了指认,发现[Ar-H-Ar]^+构型的高弯曲振动激发态与[Ar…Ar-H]^+的振动态之间存在强烈耦合的现象。