碳原子环对水分子吸附的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理,研究了碳原子环对水分子的吸附行为,比较了不同吸附位置下体系能隙、费米能以及吸收光谱的区别。研究结果表明,碳原子环上的水分子吸附只是物理吸附,且水分子吸附位置不同对体系的电学与光学性能产生显著影响。特别是水分子的吸附为放热过程,由于水分子吸附,使体系的能隙以及费米能级发生改变,将影响体系的物理化学性质。此基础上研究了体系的吸收光谱,计算结果发现,体系的吸收峰位置会随水分子吸附位置的改变而发生振荡移动。

高岭石与水分子相互作用的理论研究

为从微观角度深入探讨单个水分子与高岭石最易解理晶面不同暴露末端的作用特点,本工作通过密度泛函理论的计算方法对不同吸附形态的水分子与不同暴露末端的稳定作用构型进行几何结构与电子结构分析。吸附能的计算结果表明水分子在铝氧八面体羟基作为暴露末端的表面上最稳定的吸附方式为水分子的氧原子和氢原子分别与相邻两个羟基的氢原子和氧原子发生作用,具有最低的吸附能为-0.71 eV;在硅氧四面体桥氧原子作为暴露末端的表面上最稳定的吸附方式为水分子的氢原子与硅氧四面体中一个表面氧发生作用,具有最低的吸附能为-0.19eV。且水分子在铝氧八面体羟基作为暴露末端的表面上的吸附普遍会更稳定。此外,通过成键特征分析与电子转移特征分析进一步探究影响高岭石表面水吸附稳定性的关联因素,其中氢键的作用强度、费米能级附近的电子态密度的改变以及电荷转移方向及强度起到了关键作用。

水在TiO_2表面吸附的第一性原理研究进展

水分子与TiO_2的相互作用在理论上采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算进行研究。本文综述了水与TiO_2界面的第一性原理计算的研究进展,汇总了金红石型TiO_2(110)表面的吸附情况。研究表明,关于水在TiO_2(110)表面上的吸附,对不同的吸附率,水都是以分子模式吸附在表面。最后展望了关于TiO_2今后重点发展方向。

水吸附对WO_(3)纳米线/金电极界面势垒的影响

构筑基于单根WO_(3)纳米线的“金属/半导体/金属”三明治结构的场效应晶体管器件,并在不同环境下对器件进行电输运性能测试。结果表明:水吸附在纳米线表面增加了纳米线/金的界面势垒宽度,同时水吸附是WO_(3)纳米线器件出现忆阻性能的重要原因。在空气中纳米线表面吸附的水分子被价带底的空穴不断氧化成O_(2)并产生H^(+),而H^(+)不断地在源漏两极积累,形成双电层,增加纳米线和金电极的界面势垒宽度。水吸附调制界面势垒的研究对揭示WO_(3)忆阻机理及电致变色机制有一定的参考意义。

水分子在MoO_3原子簇模型表面吸附的密度泛函研究

利用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在LANL2DZ基组上,计算了水分子吸附前后MoO3原子簇模型物的优化几何构型和电子结构,并进行了二级M ller-Plesset微扰(MP2)相关能计算.结果表明,当水分子吸附于模型分子后,由于占据了MO5+空位,从原来留有空位的MoO5H4模型转变为MoO5H4·H2O模型的正八面体构型,水分子的氧通过占据在π键轨道中的电子向中心原子Mo的d轨道配位而被吸附,且水分子在模型物质表面呈吸附状态后,体系最稳定,能量最小,吸附过程不必翻越能垒,该过程放热91.39kJ/mol(MP2相关能校正),研究结果对催化剂的使用、失活和再生有较好的指导意义.

空分装置的操作瓶颈及整改措施

介绍因工艺空气冷却器塔盘故障,在分子筛吸附器切换时空气气流波动大、工艺空气冷却器工作效率下降,导致空气吸附温度升高甚至将水带入分子筛吸附器,引起相关工艺指标异常,给空分装置的操作带来风险。在经过系统的分析、摸索、判断、总结,并制定相应的操作方案,最终将这一操作瓶颈彻底解决。

二氧化钛与水界面的理论研究进展

二氧化钛(TiO2)具有优良的电学性能和独特的光学性质,在光学材料、光电化学和光电池、光催化和环境治理等方面具有广泛的应用前景.然而,这些功能的实现都离不开周围的水环境,因此关于TiO2与水界面相互作用问题的研究至关重要.随着当前理论计算方法和计算机计算能力的提高,人们可以在原子层次来深入讨论和理解TiO2与水界面问题.采用第一性原理的量子化学计算方法,可以研究和解决TiO2与水界面的一些根本问题,如界面处水分子吸附结构和水分子与TiO2表面相互作用动力学行为.本文中,我们系统回顾了TiO2与水界面的第一原理计算的研究进展,并展望了固液界面理论计算模拟领域的发展前景.