一、水在金属表面上会自动解离（论文文献综述）
李涛[1]（2021）在《应用于废水处理的磁性分离新技术研究》文中进行了进一步梳理重金属铬（Cr）是一种对人体健康危害极大的致癌物质,水系中超标的铬也会对水生生物造成极大的危害。我国是一个铬矿产资源贫乏的国家,制革企业每年产生大量的含铬废水和含铬固体危险废弃物,造成严重的铬资源浪费和由铬引起的环境污染。河北省开始执行《制革及毛皮加工工业水污染物排放标准GB 30486-2013》,该标准将总铬排放标准从1.5 mg/L减小到0.5 mg/L。目前,制革企业处理含Cr（Ⅲ）废水的方法难以使处理后废水出口总铬浓度小于0.5 mg/L,同时还会产生大量的含铬危险废弃物,铬资源也不能回收。本论文提出了一种用磁性Fe3O4纳米颗粒处理制革含Cr（Ⅲ）废水的新机理,设计制造了一种新型钕铁硼（Nd-Fe-B）高强磁棒式磁分离器,系统地研究了磁性Fe3O4纳米颗粒处理制革含Cr（Ⅲ）废水工艺,开展了实验室规模和中试规模制革含Cr（Ⅲ）废水处理实验,建成了制革含Cr（Ⅲ）废水处理示范工程。提出了一种新的去除制革含铬废水中Cr（Ⅲ）的“Fe3O4-Cr（OH）3”团簇机理。这种机理跟传统的吸附机理有着本质的区别,其对Cr（Ⅲ）具有高选择性和超高的捕获容量。磁性Fe3O4纳米颗粒和“水合Cr（OH）3胶体团簇”结合形成“纳米团簇”的数目和尺寸不受磁性纳米颗粒比表面积的限制,因而理论上来说磁性纳米颗粒对“水合Cr（OH）3胶体团簇”的捕获容量是无限的,其对Cr（Ⅲ）的分离效率是巨大的,所以才能够实现对废水中Cr（Ⅲ）如此大的捕获容量。在pH 8时,表面裸露磁性Fe3O4纳米颗粒对Cr（Ⅲ）的最大捕获容量为452.6mg/L。设计制造了一种新型的钕铁硼（Nd-Fe-B）高强磁棒式磁性分离器。磁性分离器主体是由呈正三角形垂直排列的磁棒组成。该磁性分离器具有体积小、处理量大、能耗低等优点,能在不移动磁棒的情况下实现磁棒表面的清洁。采用加入磁性Fe3O4纳米颗粒的水作为模拟液,研究了磁性分离器捕获磁性Fe3O4纳米颗粒的效率。当磁性Fe3O4纳米颗粒浓度小于400mg/L、流速小于18 L/h、磁棒间距小于30 mm时,在3小时内,磁性分离器对磁性Fe3O4纳米颗粒的捕获率大于99.4%。在此基础上,设计制造了处理量分别为2-5 m3/h和10-15 m3/h的中试和示范工程规模的磁性分离器。进行连续流动处理制革含Cr（Ⅲ）废水实验室规模实验,磁棒间距30mm,入口流速18 L/h,两级处理后废水总铬浓度降低至0.2 mg/L左右,满足排放标准。用10%的次氯酸钠（NaClO）溶液对使用后的磁性Fe3O4纳米颗粒进行再生,可实现对磁性Fe3O4纳米颗粒接近100%再生和对废水中的铬99%以上回收,无危险废弃物产生。再生磁性Fe3O4纳米颗粒循环用于制革含Cr（Ⅲ）废水处理,处理后废水总铬浓度稳定小于0.5 mg/L。中试实验以2 m3/h的流速运行,每天工作8小时,每4小时启动原位清洁装置清洗磁棒,连续运行15天。处理后废水总铬浓度稳定小于0.5 mg/L。示范工程以10 m3/h的流速运行,连续7天间歇和连续稳定运行,全程处理后废水总铬浓度低于0.5 mg/L。建成了与示范工程配套的生产量为300 kg/天的磁性Fe304纳米颗粒生产线和处理量为300kg/天的“磁-铬”解离生产线。此外,传统废水处理技术难以使油田采出水COD小于50mg/L,或者成本很高。本论文提出了用磁性Fe3O4-IDA-Cu2+纳米颗粒去除经传统废水处理工艺处理后的油田采出水COD新机理。将磁性分离器用于去除COD的连续流动实验,COD去除率可达66.7%,处理后油田采出水COD稳定小于50 mg/L。使用后的磁性Fe3O4-IDA-Cu2+纳米颗粒能再生循环回用,再生循环回用6次,出口 COD浓度稳定小于50 mg/L。
胡金平[2]（2021）在《对称官能化分子在典型金属表面上的在位反应机理研究》文中研究说明表面在位反应是表面物理化学领域内的一个重要研究方向,主要是利用具有一定催化活性的固体表面来活化化学键、调控反应路径,从而在非溶液环境下直接调控构筑共价耦合的纳米结构。在某种程度上,表面在位反应是一种特殊的表面催化过程,其包含不同类型的化学反应,如Glaser-coupling反应,Ullmann coupling reaction（乌尔曼反应）,Bergman reaction反应,Schiff-base反应,芳基化脱氢反应等等。自从2007年Grill等人首先在Au（111）上利用表面乌尔曼反应成功地构筑一维和二维纳米结构后,世界范围内的研究热潮便被掀起。研究人员分别针对不同结构的前驱体,不同活性的衬底（体系）,不同的热处理方法,较为系统地研究了表面乌尔曼反应过程。虽然利用表面乌尔曼反应可以定向调控制备较为稳定的低维纳米结构,也取得了很多令人鼓舞的成果;然而,表面乌尔曼反应的机理尚没有完全理解清楚,如表面原子的作用,中间产物影响的综合评估,从前驱体上脱掉卤原子对反应调控的影响,介观尺度共价耦合的低维纳米结构的高质量构筑与转移等。基于此背景,在博士学习阶段中,我们选择对称卤化分子,2,7-dibromopyrene,C16H8Br2,（Br2Py,下文简称二溴芘）作为前驱体,研究表面Ullmann-type反应的过程和机理。由于Ag（111）催化活性适中,Br2Py可以形成各种不同的自组装结构。在280 K的Ag（111）基底上,化学结构完整的Br2Py分子通过氢键和卤键形成六元环和ladder-shape自组装结构;在室温Ag（111）基底上,由于表面增原子数量增加和热扩散运动程度加剧,导致部分Br2Py分子发生非对称脱溴形成有机金属二聚体,新形成的有机金属二聚体和表面Ag增原子一起形成Kagome结构;除此之外,单体Br2Py分子通过氢键和配位金属形成AAB自组装结构。在305 K的Ag（111）基底上,所有Br2Py分子发生非对称脱溴形成有机金属二聚体,通过非共价相互作用聚集形成梭型自组装结构。除此之外,蒸发速率也可以调控Br2Py分子在常温Ag（111）基底上的自组装结构。低蒸发速率（1.0 ML/h,摩尔/小时）,分子有更多的机会与表面增原子发生有效碰撞,导致所有的Br2Py发生非对称脱溴形成有机金属二聚体;在高蒸发速率（12.0摩尔/小时）下,分子浓度增加,表面原子的热扩散被抑制后,被分子末端的溴原子捕获一起形成由银原子配位调控的双六元环超结构。虽然温度和蒸发速率可以调控Br2Py的自组装结构,但构成自组装结构的基元,Br2Py分子或有机金属二聚体,是通过卤键、氢键或金属配位键等非共价相互作用聚集在一起。由于反应过程中,共价相互作用比非共价相互作用要强的多,因此反应路径主要由共价相互作用调控:先通过不对称脱溴形成有机金属二聚体,然后形成有机金属长链,最终变成C-C耦合链。虽然Ag（111）衬底催化活性适中,但与纳米结构的相互作用依然较强,不利于纳米结构的转移,因此,我们选择了活性较弱的基底——在Bi修饰的Ag（111）表面吸附Br2Py分子,并研究反应过程及机理。Bi的引入会导致表面催化活性大幅降低,C-Br键在常温的Bi-Ag界面无法活化,所有前驱体分子结构保持完整并自组装形成密排结构。将样品加热至380 K后,分子在脱吸附的同时,也发生乌尔曼耦合,直接形成C-C键耦合的纳米链。此外,还原少量分子和表面Bi原子形成含Bi的有机金属二聚体。随着退火温度升高到410 K,有机金属二聚体全部转变成C-C耦合链;继续提高退火温度,C-C耦合纳米链的长度进一步增加,可以达到50 nm。除了研究金属、半金属上的表面在位反应,本文还研究了有机分子在氧化物表面上的吸附与反应机理。利用光电子能谱（XPS）探索了功能分子N,N’-双（1-乙基-丙基）-per-3,4,9,10-四羧二酰亚胺（EP-PTCDI）分子在铈氧化物箔片（三价铈（Ce（III））和四价铈（Ce（IV））的比例为:Ce（III）:Ce（IV）=1.56）上的吸附、分解过程和机理。室温下,EP-PTCDI分子在氧化铈表面上形成自组装吸附。热处理后,EP-PTCDI分子在Ce（III）活性的诱导下开始发生分解反应。高温（673 K）退火提供了足够的热能,Ce（III）参与到酮基的加氢反应;继续提高退火温度,Ce（III）进一步参与EP-PTCDI分子的分解。官能团的活化裂解顺序为:首先是乙基丙基,然后是氢化酮基团。该工作指明了EP-PTCDI的裂解反应过程,并提供了中间产物的‘指纹’证据,为设计高效的Ce（III）基模型催化剂提供了参考。本博士论文通过扫描隧道显微镜（STM）,XPS和密度泛函理论（DFT）计算等方法,系统地研究了有机分子在金属、半金属-金属复合体系、氧化物表面上的表面反应过程,分析了温度、晶面、活性差异、结构差异等不同因素对反应的影响,归纳了这几种体系的表面反应机理。通过博士阶段的研究,希望能够为深入、系统理解表面反应的机理提供帮助,并为低维纳米结构器件化提供一定的参考价值。
周雪瑶[3]（2020）在《CH4和CO2等小分子在过渡金属表面的反应动力学理论研究》文中研究表明近年来,碳基能源的转化与利用成为催化化学、能源化学以及环境化学等学科的重点研究方向。过渡金属作为常用的催化剂,碳基小分子在其上的动力学过程是控制催化产物生成和生产效率的重要因素。深入研究碳基小分子在过渡金属表面的吸附、迁移和反应的进程,理清各表面基元反应的动力学机理是真正理解催化反应的前提,同时也将为催化剂的设计及工业进程的调控提供思路。随着计算机技术及理论研究方法的不断发展,理论化学家利用第一性原理的研究方法,在分子原子尺度下对碳基小分子在过渡金属表面的反应行为进行描述,提供各反应详尽的动力学机理信息,可与表面动力学实验研究相辅相成,从而加深对表面基元反应本质的理解。甲烷分子作为天然气的重要成分,是能源科学中的研究热点,在工业蒸汽重整化制氢的过程中,其解离吸附过程也是反应的决速步。在本论文中,我们首先对甲烷分子在过渡金属表面的解离吸附动力学机理在微观层面上进行了详尽的研究。利用置换不变多项式-神经网络（permutation invariant polynomial-neural network,PIP-NN）算法,基于我们的合作者发展的 SRP32-vdW泛函,构建了 CH4/Ni（111）体系的15维反应势能面。在该势能面上用准经典轨迹（quasi-classical trajectory,QCT）方法计算的解离吸附机率与实验结果在大范围的平动能下吻合的非常好,误差小于化学精度（<4.2 kJ/mol）。此外,我们对甲烷的氘代物CHD3、CH2D2分子的模式特异性和键的选择性进行了分析,在低于50 kJ/mol的能量范围内定性地重复了实验的研究结果,且当CHD3的（v1）振动模式被激发后,很好地重复了实验中C-H和C-D键断裂的分支比,再次强调了甲烷分子解离吸附反应的非统计动力学特性。随后,以CHD3/Ni（111）体系为例,我们提出 了改进的广义 Langevin 振子（modified generalized Langevin oscillator,MGLO）模型。该模型是在原始GLO模型的基础上,结合前人lattice relaxed sudden（LRS）模型的思想,在动力学计算的同时加入了分子和表面原子耦合效应的矫正。MGLO模型在CHD3/Ni（111）的解离反应中表现良好,完美重复了第一性原理分子动力学（ab initio molecular dynamics,AIMD）和实验的研究结果,也准确描述了分子和表面之间的能量传递过程,说明了该模型在高活化气相-表面反应中的普适性。另外,在分子动力学理论研究中,AIMD方法也是另一有效手段,尽管计算量较大,但在动力学计算时很容易包括表面原子的自由度,描述表面运动对分子反应的影响,使动力学模拟更接近于真实情况,近年来逐渐成为多相催化领域理论研究的常用手段。利用AIMD方法,我们对CH4分子在Ir（332）表面上的动力学过程进行了模拟,研究了缺陷位点对于CH4解离吸附反应的影响,在证明了其高入射能区域内direct反应机理的同时,结合静态分析,也解释了低入射能区域（<0.15 eV）实验中提出的“trapping-precursor”机理的合理性,虽未能提供动力学机理的直接证明,却为后续研究奠定了基础。除了甲烷分子,CO2分子也是重要的碳基能源小分子,作为温室气体的主要成分,研究其在金属表面的动力学机理也对二氧化碳的转化利用有重要意义。利用AIMD方法,我们模拟了实验条件下,CO2分子在Ni（100）表面的吸附、解离和散射动力学过程,重复了实验报道的解离反应趋势,发现了其非直接反应的动力学机理。CO2分子解离反应的宏观势垒和动力学行为不匹配的现象也说明了势能面的形貌对微观动力学机理的重要影响。最后,为了研究更真实的多相催化反应的动力学进程,我们利用AIMD方法模拟了实验条件下H原子入射预吸附CO分子的Cu（111）表面的动力学过程,并对反应过程中的能量传递和非绝热通道的影响进行了讨论,计算所得的CO脱附产物的反应截面、能量和角度分布均和实验吻合良好,通过对反应轨迹的深入分析揭示了 hot-atom机理对于H原子入射引起CO分子脱附的动态置换（dynaimcal displacement）反应的调控机制。以上的这些研究将帮助我们更好地理解碳基能源小分子在金属表面的相互作用,以及分子和表面各自由度之间的能量转移对表面反应的影响,从而更好的阐明相关复杂多相催化反应过程的机理。
李雨函[4]（2020）在《Pd/MgO催化甲醇分解反应机理的理论研究》文中认为进入21世纪以来,能源短缺和环境恶化成为人类面临的两大难题。故寻找来源广泛且环境友好的新型替代能源已成为当务之急。氢能因其燃烧热值高且燃烧产物无污染被认为是最理想的清洁能源,甲醇催化裂解制氢也因此而备受关注。本文运用密度泛函理论对甲醇分子在负载型贵金属单原子催化剂表面的裂解机理进行研究,目的是为寻找新型高效催化剂提供理论上的依据。以下为本文的研究内容和结果:（1）构建了氧化镁平台表面和台阶、扭转角这两种缺陷结构表面模型。首先,研究二氧化碳探针分子在不同氧化镁表面上的吸附情况,得到路易斯碱性强弱顺序为扭转角>台阶>平台,碱性随镁（或氧）配位数的降低而逐渐增强。之后,考察了甲醇分子在不同氧化镁表面的吸附情况。对比吸附能大小发现,有缺陷的氧化镁表面对甲醇分子的吸附作用更强,且吸附作用随表面碱性的增强而增强。（2）搭建了Pd/MgO（100）催化剂结构模型。通过考察甲醇和甲醛分子在Pd/MgO（100）催化剂表面的吸附情况,发现Pd/MgO（100）催化剂除了具有很好的稳定性之外,其催化性能远优于洁净MgO催化剂且能够与贵金属Pd催化剂相媲美。Pd/MgO（100）催化剂的钯金属含量较低,这在很大程度上降低了催化剂的制备成本。（3）考察了甲醇分子在Pd/MgO（100）催化剂表面的三种解离途径,发现虽然甲醇分子更倾向于发生C-O键断裂,但是初始C-O键断裂的反应能垒与初始O-H键断裂的反应能垒相近。综合考虑整个反应过程的所有基元反应,甲醇首先发生OH键断裂生成甲氧基,然后甲氧基发生逐步脱氢反应最终生成一氧化碳,这一途径可能是甲醇分子在Pd/MgO（100）面上的最佳解离路径。
王大卫[5]（2020）在《榆树林油田水结垢规律及阻垢剂性能评价研究》文中进行了进一步梳理榆树林油田某些区块结垢现象十分明显,结垢对设备、流程的影响较大。注水流程结垢严重,造成流程管线流通管径变小甚至堵塞、部分控制阀开关困难,自动调节设备出现故障等问题,严重的影响了日常开采。论文基于榆树林油田水质站及污水处理站水质问题开展结垢规律及阻垢剂评价实验,为了解水结垢规律,对榆树林油田不同区块的水质站及污水处理站进行水质检测,观察其主要成垢离子、p H值等结垢影响因素,同时使用Scale Chem4.0预测软件预测结垢现象较严重的水质站在不同温度、压力条件下可能形成垢的种类及成垢量。为了优选适应于不同站场的阻垢剂,需对阻垢剂进行性能评价实验,评价在两种温度条件下阻垢剂的阻垢效果,分别筛选出适合温度的阻垢剂,再做成垢量实验匹配不同站场适用的阻垢剂。实验研究结果表明,油田水质矿化度较高,结垢产物主要成分大多为碳酸钙、硅酸盐,少数水质站会生成硫酸盐垢,进行结垢预测发现成垢量随温度升高而增加,随压力升高而降低。针对生成的碳酸钙垢进行阻垢剂性能评价实验,得到针对70℃条件下适用于油田的ZH-01型缓蚀阻垢剂在加药浓度为20mg/L时阻垢效果最佳,在95℃条件下大部分阻垢剂失效,在提高加药浓度的情况下G-3-30与G-4-50型缓蚀阻垢剂效果最好,G-3-30型缓蚀阻垢剂在加药浓度为70mg/L时效果最好,G-4-50型缓蚀阻垢剂在加药浓度60mg/L时最佳。
曹云[6]（2019）在《几种低维有机结构的构筑与反应机制的原子力显微镜研究》文中研究说明在固体表面以原子级精度制备功能纳米结构,是现代纳米技术发展的重要突破。这一方法采用自下而上的方式构筑功能纳米结构,近年来广泛应用于合成富勒烯、碳纳米管、石墨烯纳米带、（金属）共价有机框架等各种低维纳米结构,被广泛认为是实现未来电子学器件的一个可行路径。这些器件所具备的特殊的电学、力学和热学特性,在电子学、光电子学、储能和催化等领域都展现出了独特的应用优势,吸引了科学界的广泛兴趣和注意。本论文聚焦于通过表面化学方法制备新型低维功能纳米结构,结合扫描隧道显微镜、非接触式原子力显微镜等原位表征技术与第一性原理计算,系统研究其反应机制与物理性质。论文主要由以下三部分工作构成:1.我们研究了硫掺杂石墨烯纳米带的可控制备及生长机制。将含有噻吩基团的前驱体分子沉积在金表面,通过控制生长温度,成功制备了长链聚合物和硫掺杂石墨烯纳米带,并最终得到了边界上含五元环的全碳本征石墨烯纳米带。结合原子分辨的扫描隧道显微镜和非接触原子力显微镜,我们对每个阶段的生长过程进行了完备的表征,观察到了不同的退火条件下的中间结构。我们对最终制备得到的全碳石墨烯纳米带进行了能带和输运的第一性原理计算,发现该纳米带具有负微分电阻的特性,表明该结构有应用于电子振荡器和交流信号放大器的潜力。2.我们研究了Ag（100）表面上一种稠环芳香分子的选择性分步脱氢反应。脱氢反应是表面合成中非常一个重要的反应过程,几乎所有的表面化学过程都要涉及,但是想要实现选择性脱氢却非常困难。我们设计了一个模型分子,通过引入氮原子掺杂来实现对两个邻位碳的优先脱氢。第一性原理计算发现这两个邻位碳的脱氢会形成能量不同的中间产物,因而邻位碳的脱氢过程是分步进行的。我们通过控制反应温度,实现了表面上的分步脱氢,并通过超高分辨扫描隧道显微镜和原子力显微镜给出了中间产物分步脱氢的证据。我们进一步以此产物做前驱体,在表面上实现了一种氮掺杂石墨烯纳米带的制备。通过对最终产物结构的表征,我们发现这一过程中涉及到了键的断裂和原子的重排。扫描隧道谱揭示了该纳米带具有半导体特性,带隙大约在2.3 e V左右,这一工作阐释了这种表面辅助的选择性分步脱氢方法可以用来可控合成新的功能有机纳米结构。3.我们研究了一种含NBN的有机分子在几种金属表面上的金属-有机结构的构筑。使用4,13-dibromo-8H,9H-8,9-diaza-8a-borabenzo[fg]tetracene（DBBT）分子做前驱体,分别研究了该分子在金、银、铜表面形成的不同金属-有机结构。实验中发现,在Au（111）表面,低温退火后分子发生脱溴反应,形成的自由基分子在表面的Au原子的桥接作用下形成一维的金属聚合物长链,这种C-Au-C共价结构一般很难形成,之前只有少量报道,我们的结果是对这一结构存在的有力证明。进一步提高退火温度会导致C-Au-C共价结构的破坏,显示该结构具有较低的稳定性。在Ag（100）表面,DBBT分子室温下即可脱溴形成杂乱的低聚物,低温退火后,NBN的三中心四电子NBN官能团会发生脱氢聚合,形成Ag原子桥接的二聚体,这种新型的N-Ag-N配位结构是我们首次发现的。在铜表面我们通过控制反应条件,先后生成了类似金表面的一维金属聚合物长链和类似银表面的金属原子桥接的二聚体结构,显示出基底不同的催化活性影响产物的生成。这一研究在制备得到新奇的功能纳米结构的同时也大大丰富了对不同基底催化表面化学合成过程的理解。
马晓川[7]（2021）在《TiO2（001）表面小分子体系电子结构与化学反应的光电子能谱研究》文中指出二氧化钛（TiO2）的光催化性质是太阳能转化的有效途径,在分解水产氢、光降解污染物等方面有重要的应用价值,使其成为近四十年来能源科学与环境科学中广泛关注的重要课题。TiO2作为过渡金属氧化物科学研究的重要模型体系,从表面科学的角度研究小分子在表面的吸附、光化学反应、界面电子耦合、金属态的电子—玻色子耦合等将对深入理解光催化的微观机理及提升光催化效率具有重要的科学与战略意义。在本论文中,结合紫外光电子能谱（UPS）、X射线光电子能谱（XPS）以及角分辨光电子能谱（ARPES）等分析工具,系统的研究了锐钛矿相anatase TiO2（001）薄膜表面H2O和CH3OH分子化学反应的微观机理,H2O分子吸附后的界面电子结构,以及金属态的电子—玻色子耦合。第一章作为本论文研究工作的基础对TiO2研究体系和光电子能谱进行了系统性的介绍。共分为两个部分:第一部分详细介绍了 TiO2的晶体结构、表面重构、缺陷和电子结构等;第二部分对本论文的主要实验工具光电子能谱（PES）的基本原理、分类、理论、实验系统及分析器进行了介绍,其中重点介绍了角分辨光电子能谱（ARPES）的实验原理和物理机理。第二章研究了 H2O在A-TiO2（001）表面光解离反应机制。实验发现H2O在A-TiO2表面上的只有亚单层时,H2O的解离是可忽略的;然而,当达到多层H2O吸附时,H2O分子的解离迅速被活化,其解离反应主要表现为UPS谱中Ti3+能隙态的出现与XPS谱中OH特征的出现。结合理论计算发现当H2O分子的覆盖度超过一个单层时,第二层H2O会协助第一层H2O形成分子间氢键网络。进一步我们证实了氢键网络的形成不仅可以协助质子和电荷转移,同时降低H2O解离的反应能垒,因而激活H2O光解离反应。这一发现揭示了在真实环境中的A-TiO2（001）催化反应界面,氢键网络在H2O解离过程中的重要作用,提供了对H2O解离微观过程的深入理解。第三章主要研究了 CH3OH在A-TiO2（001）表面不同位点在光催化解离反应中的活性与微观机理。CH3OH是良好的空穴”清道夫”,比H2O的氧化分解反应具有更高的效率,是研究光氧化及有机物反应的模型体系。我们结合原位STM和PES手段研究了覆盖度、光照时间等不同因素对CH3OH光解离的影响。实验发现在A-TiO2（001）表面ridge和terrace上吸附的CH3OH具有完全不同的化学反应过程。首先,通过原位STM确定了一个单层的覆盖度对应ridge和terrace各吸附两个CH3OH的吸附行为,即在1×4重构单元中1 ML对应四个甲醇分子;然后,XPS展示了 CH3OH在低温区发生了光解离反应,而在近室温区的缺陷位自发解离反应;进一步的UPS的实验结果展示了 ridge和terrace上吸附的CH3OH,解离后产生不同峰位的带间态。实验结果清楚的揭示了 A-TiO2（001）表面ridge和terrace位点在CH3OH反应中的活性特征。第四章研究了 H2O/A-TiO2界面上分子轨道与价带间的电子态耦合。界面电荷转移是催化反应的前提,这一过程极大的依赖于界面电子态的耦合。H2O的光催化氧化中,光生空穴从TiO2的价带（valence band,VB）转移到H2O的最高占据能级（the highest occupied molecular orbital,HOMO）是反应的重要步骤。因此,直接探测H2O/TiO2界面的HOMO与VB的耦合是理解催化微观机理的重要方面。我们使用角分辨光电子能谱（ARPES）首先表征了干净A-TiO2（001）表面的O2s芯能级和价带,清楚的区别表面和体态原子对A-TiO2的芯能级和价带的贡献,提出了 AOM-ADM混合的惰化表面模型。进一步,在亚单层H2O吸附的表面,直接观察到了 H2O吸附对A-TiO2（001）表面能带的耦合变化,揭示了 H2O吸附引起的不同活性位点之间的电荷转移,并形成表面能带的色散变化。结合DFT计算,我们发现H2O的吸附造成了表面O原子电荷的重新排布,从而导致表面VBs的色散变化。这一结果提供了 H2O/A-TiO2（001）界面分子轨道与价带间的电子态的耦合与杂化的直接证据,对深入认识界面电荷转移具有重要的意义。第五章研究了电子掺杂形成的导电金属态与玻色子之间的耦合机制。我们使用角分辨光电子能谱（ARPES）通过不同强度的光照辐照A-TiO2（001）表面,观察到在低的电子掺杂浓度下,长程的电子—声子耦合形成的Frohlich极化子。在高的电子浓度下,长程的电子—声子耦合被等离子屏蔽,演变成短程的电子—声子耦合,表现为扭折（kink）特征。此时,等离激元的振动频率超过了声子振动频率,长程的电子—等离基元耦合开始占主导地位,形成等离基元极化子（plasmonicpolaron）。这种共存的等离激元伴峰和扭折特征能使我们定量的区分这两种耦合,有助于我们深入理解复杂的多体相互作用。
纪玉金[8]（2019）在《二维材料在电催化和光催化中的理性设计》文中研究说明能量是我们日常生活中不可或缺的一部分,目前对于化石燃料的过度依赖已经成为影响未来经济发展的一个重要的全球性挑战,因为化石燃料正在迅速减少,而且它们也并不环保。考虑到严重的空气污染和碳氢燃料燃烧产生的二氧化碳排放,氢被认为是一种理想的清洁燃料,有望取代化石燃料,实现能源领域的可持续发展。理想的氢循环过程是在太阳能的帮助下通过电/光解水产生氢气,氢气可逆地储存在固体中,之后被应用在燃料电池中产生电能。自从20世纪90年代以来,尽管氢经济中的关键技术发展迅速,但氢经济的普及仍需要面对一系列的挑战。与此同时,二维纳米材料由于独特的物理化学性质在能源领域中逐渐兴起。自2004年单层石墨烯被剥离之后,多样的合成方法相继被设计用于制备不同的二维材料。除此之外,常见的调控工程,例如:杂原子掺杂、缺陷工程、相工程/界面工程等,可以进一步丰富材料的性能,使得二维材料有可能在下一代清洁能源转换系统中起到独特的作用。在本论文中,我们基于二维材料的独特限制结构设计了一系列二维材料。通过密度泛函理论计算与热力学、动力学分析表征,探究了这些具有特定结构的二维材料在电催化和光催化中的潜在应用。主要工作内容如下:在第三章中,我们探究了三类多孔材料（二维平面π共轭金属有机骨架纳米片、锂修饰的二维硼烯材料和二维石墨相碳三氮四）分别在氢气制备、存储与过滤方面应用的可行性与活性分析。二维材料的本征孔洞是潜在的活性位点,可以结合金属原子后用于氢气制备催化剂或者存储氢气,或者利用二维孔洞的尺寸来实现特定的气体的分离;在第四章中,我们探究了一类双面不对称二维材料在光催化分解水过程的理论机制。与传统光催化剂相比,二维材料两侧原子结构对称性被打破,可以诱导产生本征偶极矩,这样会导致二维材料表面能带带边发生显着弯曲,从而获得满足水分解的氧化还原电位的能带边缘分布。此外,不对称结构会产生一个内建电场,可以作为激子分离的助推器,并且把它们推向不同的表面。这种二维材料能够打破带隙的束缚,将光谱吸收范围从可见光拓展至近红外光,因此有利于进一步提升太阳能光解水制备氢气与氧气的催化活性。在第五章和第六章中,我们分别探究了基于Ⅳ-Ⅵ族合金二维材料在氢气-氧气燃料电池和锂-氧电池中的潜在应用。在二元材料体系中,由于元素电负性的不同,二元合金二维材料的表面会自发产生路易斯酸碱位点,因此有利于发生氧气的吸附和分解,削弱一氧化碳的吸附。基于热力学分析,该类材料有望取代燃料电池中的贵金属铂基催化剂,拓展二维非金属材料在电化学中的应用。
刘丽霞[9]（2019）在《La/Si（111）界面与LaSi2薄膜的外延生长及其物性研究》文中提出金属-半导体界面为半导体材料科学、界面物理化学、低维物理、薄膜制备和超导研究提供了理想的研究平台。金属和半导体形成的异质结是半导体器件的基础。界面上缺陷的形成与扩散、电子结构的改变、化学反应等行为能衍生出一系列有趣的物理现象。通过改变半导体表面金属的沉积量,可以观测金属体系在不同维度下的量子效应。甚至超导材料,在依托金属（超导体）-半导体界面构型后,也展现出了新奇的物理特性,如量子尺寸效应、超导特性的调控等。因此,金属-半导体界面体系对于新奇物理现象的探索具有重要意义。在本论文的工作中,我们主要利用了分子束外延技术、变温扫描隧道显微术（扫描隧道谱）和第一性原理计算,研究了金属镧（La）和半导体硅（Si）界面之间的反应过程和物理性质,包括界面重构、硅化物薄膜生长、电子结构和超导特性。通过在高温的Si（111）7×7衬底上沉积亚单层的La,金属La和表面的Si发生反应,在表面形成一系列的重构,且重构随La覆盖度的增加发生演化。在覆盖度为0.2 ML[指体相Si（111）截止面的表面原子密度1 ML=7.8×1014/cm-2]时,表面形成5×2重构;当覆盖度在0.20.33 ML之间时,表面形成（2m+1）×6重构;当覆盖度增加至0.33 ML,表面为2×3重构。这些重构是由Si原子形成的蜂窝状链（HCC）或“之”字链（SC）构成的准一维重构,被La原子所稳定,具有半导体特性,满足电子计数模型。增加La沉积量至0.67 ML,表面则会形成31/2×31/2重构。通过改变衬底温度,我们发现衬底温度较高时更容易获得富硅相。在形成La/Si（111）31/2×31/2重构的基础上,再增加La的沉积量,将获得高质量的LaSi2薄膜,通过X-射线衍射和低能电子衍射对晶格的测量,我们确认薄膜的晶向为[112]。根据面内LaSi2（112）和Si（111）晶格的外延关系,可知薄膜受到衬底2%的拉应力作用,在表面形成应力条纹,条纹间距随着膜厚增加而增大,直至消失,显示出应力的释放过程。电输运和扫描隧道谱证明了LaSi2厚膜的超导特性,超导转变温度为3.2 K,2.26 K下超导能隙为0.9 meV,属于强耦合超导体。在超导随膜厚变化的研究中发现,当膜厚大于21 ML[这里的“ML”为单层LaSi2（112）]时,超导能隙不变,体现了LaSi2体相本征超导特性;当厚度大于10ML且小于21 ML,超导能隙随厚度的减薄而增大,和应力增强的变化趋势一致,即合适的应变能增强超导;当厚度小于10 ML,由于LaSi2/Si（111）界面之间的成键和电荷重排效应,LaSi2薄膜费米能级处的态密度压制效应凸显,抑制了LaSi2的超导。另外,应力将导致超导能隙的空间分布不均匀,随厚度的减薄,不均匀性增强,例如7 ML厚的薄膜,条纹最亮和最暗处观测不到超导信号,而在中间区域出现超导信号。此外,我们从电荷转移（实空间）和能带结构（倒空间）两方面对LaSi2的电子结构进行了分析。X-射线光电子能谱和差分电荷计算表明,La与Si之间有较弱的电荷转移。霍尔测量表明了LaSi2载流子类型为空穴型。态密度的计算显示f轨道对费米能级处的态密度有贡献。我们比较了LaSi2（112）实验和计算的能带结构,计算结果显示在费米面以下0.033和0.55 eV处的Γ点附近具有平带结构,这为进一步LaSi2超导的调控提供了可能。在费米面处M点有能带的线性交叉。能带轨道投影显示了s、p、d和f轨道的贡献强度,体现了La与Si之间较弱的轨道杂化,其中费米面以下0.033 eV的平带主要来自s轨道的贡献。这些结果表明了LaSi2特殊的电子结构。综上,利用La/Si（111）界面,我们仔细研究了稀土金属与Si（111）之间的相互作用,为制备高质量的稀土金属硅化物或者重费米子材料提供了一种思路。同时从晶格和电子结构两方面理清了该体系中界面对超导薄膜的影响。
凌发令[10]（2019）在《基于二硫化钼表/界面系统电子结构及电催化制氢性能的第一性原理研究》文中进行了进一步梳理随着社会的快速发展,人类正面临着的两大世纪难题:环境污染和能源危机。寻找一种可替代化石能源的可再生清洁能源迫在眉睫。氢气,由于其能量密度高、燃烧无污染,是目前最好的一种能量载体。电解水是目前最有效的制氢方法之一。为了提高电解水的转换效率,催化剂必不可少。贵金属铂（Pt）是目前活性最高的电解水催化剂。但是Pt的价格昂贵,储存量少,难以用于大规模工业化生产。因此,寻找一种价格低廉、储存丰富、性能优异的制氢催化剂尤为重要。二硫化钼（MoS2）被认为是最有可能替代Pt,成为下一代的高效制氢催化剂之一。目前,围绕MoS2在催化制氢领域的应用研究主要集中在以下几个方面:一、增加边界位点的密度和单个位点催化活性。二、通过掺杂或缺陷工程活化MoS2惰性基面。三、通过诱导相变,改善MoS2材料的导电性和基面催化活性。经过十余年的研究,MoS2的催化制氢活性得到了数量级的提升,但是其整体的性能依然难以与Pt相比拟。因此,要让MoS2全面替代Pt还面临着诸多挑战。比如,MoS2与金属集流体接触面的肖特基势垒严重阻碍了外电路向催化剂注入电子的效率;边界单个位点的催化活性较低;基面活化手段单一;相变后,材料的稳定性太差。针对这些亟待解决的问题,本文采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理计算方法,深入探究了其背后的物理机理,并提出了可行的解决方案,为未来开发、设计出具有更高活性和稳定性的MoS2基催化制氢电极提供可靠的理论依据。主要研究成果如下:①以Au（111）为集流体,研究了外电场对MoS2/Au（111）界面电子传输势垒的调控。MoS2与Au（111）接触后的界面肖特基势垒为0.63eV。通过施加垂直于异质结界面的外电场,发现其势垒高度可被有效调控。当电场为正向（Au→MoS2）时,势垒的高度随电场强度的增加而增加;电场为负向（MoS2→Au）时,电场越大,势垒越小。机理探究发现,外电场改变了 MoS2/Au（111）异质结界面处的电荷分布和层间的电荷转移情况,进而改变了 Au（111）和MoS2两边的势差,最终实现了对界面电子传输势垒高度的调控。此外,研究初步发现外电场还可以调控H原子在MoS2基面上的吸附强度。②研究了金属衬底对MoS2边界催化制氢活性的影响、边界电子结构与催化活性之间的内在联系,以及外电场对边界电子结构和催化活性的调控作用。研究发现,金属衬底可以通过影响边界在反应过程中的结构重构和H原子与边界的结合强度（△Eb）,对边界的催化活性产生不可忽视的影响。此外,我们发现AEb与出现在各边界电子结构中费米能级附近的共振电子态（“共振态”）紧密相关。“共振态”距费米能级越近,结合越强,反之则越弱。进一步,通过施加垂直于电极表面的外电场,发现各边界电子结构中的“共振态”随电场上下移动,进而实现了对△Eb的有效调控。特别是对于S边界,只需施加中等强度的外电场即可将其催化活性调至最佳。作为补充,我们还探究了外电场对含有S空位（VS）的MoS2基面催化活性的调控,发现因为VS处暴露的Mo原子的d轨道电子性质和几何结构的特殊性,其催化活性对电场不敏感。③研究了含有Vs的MoS2基面的催化制氢活性与电子结构之间的关系,以及将含有VS的单层MoS2与二维材料组成范德华尔斯异质结后,界面作用对VS的电子结构和催化活性的影响。研究发现,MoS2基面上VS的催化活性与材料电子结构中低于标氢电极（VNHE）的最低未占据和最高占据态的位置,以及电子态密度有关。我们将含有VS的单层MoS2与16种常见二维材料组成范德华尔斯异质结,发现界面作用可以很好的调控VS的电子结构和VS周边电荷密度分布,进而实现了对VS处的催化活性的调控。特别是以羟基为终端的过渡金属碳化物（MXene-OH）,与MoS2组成异质结后,可将MoS2基面达到最佳催化活性所需的VS浓度从自由状态下的9%降低至2.5%,将极大地提高催化制氢时MoS2基面的利用率。④研究了金属表面对亚稳相MoS2（1T’-MoS2）的稳定性和催化制氢活性的影响。相变后,MoS2中Mo原子周边S原子配位发生变化,导致Mo原子d轨道在晶体场作用下发生重新劈裂。劈裂后,Mo原子的d轨道被电子的部分占据,导致其稳定性变差。通过将MoS2吸附到15种常见金属表面后,由金属向MoS2转移的电子对1T’相中的Mo原子的d轨道进行重新占据,提高了 1T’-MoS2的相对稳定性。特别是Mo（001）、W（001）和Hf（0001）三种金属表面,对1T’-MoS2的稳定性提高尤为明显,甚至超过了最稳定的2H相。此外,研究发现金属表面还可以增加1T’向2H转变的动力学势垒,降低了 1T’-MoS2逆转变为2H-MoS2的可能性。最后,我们探究了负载在Mo（OO1）、W（001）和Hf（0001）表面的1T’-MoS2的催化制氢活性,发现吸附在Mo（001）和Hf（0001）表面的1T’-MoS2因为严重的结构重构,导致其催化活性变差,而W（001）则将1T’-MoS2基面的催化活性位点密度提高了 1倍。
二、水在金属表面上会自动解离（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、水在金属表面上会自动解离（论文提纲范文）
（1）应用于废水处理的磁性分离新技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩写清单 |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 制革含铬废水 |
| 2.1.1 制革含铬废水来源 |
| 2.1.2 制革含铬废水的特征及危害 |
| 2.1.3 制革含铬废水处理 |
| 2.2 油田采出水 |
| 2.2.1 油田采出水的来源 |
| 2.2.2 油田采出水的特征与危害 |
| 2.2.3 油田采出水处理 |
| 2.3 磁性纳米颗粒和磁性分离器的研究现状 |
| 2.3.1 磁性Fe_3O_4纳米颗粒简介 |
| 2.3.2 磁性Fe_3O_4纳米颗粒制备方法 |
| 2.3.3 磁性分离理论与分析 |
| 2.3.4 磁性分离器设计与制造 |
| 2.3.5 钕铁硼(Nd-Fe-B)高强磁棒 |
| 2.4 磁性分离技术处理含铬废水研究现状 |
| 2.4.1 磁性颗粒磁性分离处理含铬废水 |
| 2.4.2 磁性纳米颗粒和高梯度磁性分离器处理含铬废水 |
| 2.5 磁性分离技术处理油田采出水研究现状 |
| 2.5.1 磁性颗粒磁分离技术处理油田采出水 |
| 2.5.2 磁性纳米颗粒和高梯度磁性分离器处理油田采出水 |
| 2.6 课题研究意义与研究内容 |
| 2.6.1 课题研究意义 |
| 2.6.2 课题研究内容 |
| 3 磁性Fe_3O_4纳米颗粒回收处理制革含铬废水方法与机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验材料及设备 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 实验设备 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 磁性Fe_3O_4纳米颗粒的制备 |
| 3.3.2 水合Cr(OH)_3胶体制备 |
| 3.3.3 磁性Fe_3O_4纳米颗粒Cr(Ⅲ)的捕获实验 |
| 3.3.4 磁性Fe_3O_4纳米颗粒处理制革含Cr(Ⅲ)废水实验 |
| 3.3.5 磁性Fe_3O_4纳米颗粒再生循环回用实验 |
| 3.3.6 表征和测试方法 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 磁性Fe_3O_4纳米颗粒性能 |
| 3.4.2 水合Cr(OH)_3胶体zeta电位和粒度分析 |
| 3.4.3 磁性Fe_3O_4纳米颗粒对Cr(Ⅲ)的捕获的影响 |
| 3.4.4 磁性Fe_3O_4纳米颗粒对Cr(Ⅲ)的捕获 |
| 3.4.5 磁性Fe_3O_4纳米颗粒处理实际制革含Cr(Ⅲ)废水 |
| 3.4.6 磁性Fe_3O_4纳米颗粒的再生循环回用和废水中铬回收 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 磁棒式磁性分离器设计及连续流动处理制革含铬废水 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验材料与设备 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 实验设备 |
| 4.3 实验方法 |
| 4.3.1 磁性Fe_3O_4纳米颗粒优选试剂制备 |
| 4.3.2 单根磁棒磁场强度的理论模拟与实验测量 |
| 4.3.3 实验室规模磁棒式磁性分离器的设计与构建 |
| 4.3.4 磁性分离器对水中磁性Fe_3O_4纳米颗粒的连续捕获实验 |
| 4.3.5 磁性Fe_3O_4纳米颗粒连续流动处理制革含Cr(Ⅲ)废水实验 |
| 4.3.6 磁性Fe_3O_4纳米颗粒的再生回用和Cr(Ⅲ)资源回收实验 |
| 4.3.7 表征和测试方法 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 磁性Fe_3O_4纳米颗粒性能 |
| 4.4.2 单根磁棒磁场强度的理论模拟与实验测量分析 |
| 4.4.3 实验室规模磁棒式磁性分离器的设计与制造 |
| 4.4.4 磁性分离器对磁性Fe_3O_4纳米颗粒的连续捕获的影响 |
| 4.4.5 磁性纳米颗粒连续流动处理实际制革含Cr(Ⅲ)废水 |
| 4.4.6 磁性Fe_3O_4纳米颗粒的再生和废水中Cr(Ⅲ)回收 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 磁性分离回收处理制革含铬废水中试试验及示范工程 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验材料及设备 |
| 5.2.1 实验材料 |
| 5.2.2 实验设备 |
| 5.3 实验方法 |
| 5.3.1 磁性Fe_3O_4纳米颗粒的规模化制备 |
| 5.3.2 中试规模磁棒式磁性分离器的设计与构建 |
| 5.3.3 磁性Fe_3O_4纳米颗粒处理制革含Cr(Ⅲ)废水工厂实验 |
| 5.3.4 磁性Fe_3O_4纳米颗粒处理制革含Cr(Ⅲ)废水中试实验 |
| 5.3.5 磁性Fe_3O_4纳米颗粒处理制革含Cr(Ⅲ)废水示范工程构建 |
| 5.3.6 磁性纳米颗粒再生回用和Cr(Ⅲ)资源回收中试及示范工程 |
| 5.3.7 表征和测试方法 |
| 5.4 结果与讨论 |
| 5.4.1 磁性Fe_3O_4纳米颗粒的性能和规模化制备 |
| 5.4.2 中试规模磁棒式磁性分离器制造 |
| 5.4.3 磁性Fe_3O_4纳米颗粒处理制革含Cr(Ⅲ)废水的影响 |
| 5.4.4 磁性Fe_3O_4纳米颗粒处理制革含Cr(Ⅲ)废水中试 |
| 5.4.5 磁性Fe_3O_4纳米颗粒处理制革含Cr(Ⅲ)废水示范工程 |
| 5.4.6 磁性Fe_3O_4纳米颗粒的再生回用和Cr(Ⅲ)资源回收 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 磁性Fe_3O_4纳米颗粒表面修饰及在油田采出水COD去除中应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验材料与设备 |
| 6.2.1 实验材料 |
| 6.2.2 实验设备 |
| 6.3 实验方法 |
| 6.3.1 磁性Fe_3O_4-IDA-Cu~(2+)纳米颗粒制备 |
| 6.3.2 油田采出水红外光谱分析 |
| 6.3.3 油田采出水和磁性Fe_3O_4-IDA-Cu~(2+)纳米颗粒Zeta电位测定 |
| 6.3.4 油田采出水COD去除实验 |
| 6.3.5 磁性纳米颗粒去除采出水COD连续流动运行实验 |
| 6.3.6 磁性Fe_3O_4-IDA-Cu~(2+)纳米颗粒的再生和回用实验 |
| 6.3.7 表征和测试方法 |
| 6.4 实验结果与讨论 |
| 6.4.1 磁性Fe_3O_4-IDA-Cu~(2+)纳米颗粒性能 |
| 6.4.2 油田采出水的红外光谱 |
| 6.4.3 油田采出水和磁性Fe_3O_4-IDA-Cu~(2+)纳米颗粒Zeta电位 |
| 6.4.4 油田采出水COD去除的影响 |
| 6.4.5 磁性纳米颗粒去除采出水COD连续流动运行 |
| 6.4.6 磁性纳米颗粒的再生和循环回用 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论 |
| 本论文主要创新点 |
| 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）对称官能化分子在典型金属表面上的在位反应机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 表面在位反应 |
| 1.2.1 Glaser-coupling反应 |
| 1.2.2 表面乌尔曼反应 |
| 1.2.3 Bergman反应 |
| 1.2.4 Wurtz-coupling反应 |
| 1.3 影响表面在位反应的因素 |
| 1.3.1 衬底催化活性 |
| 1.3.2 衬底对称性 |
| 1.3.3 衬底温度 |
| 1.3.4 自组装结构 |
| 1.3.5 前驱体蒸发速率 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验介绍 |
| 2.1 扫描隧道显微镜 |
| 2.1.1 原理 |
| 2.1.2 系统结构 |
| 2.2 光电子能谱 |
| 2.2.1 原理 |
| 2.2.2 仪器构造 |
| 2.3 样品处理 |
| 2.3.1 金属单晶处理 |
| 2.3.2 Bi/Ag(111)和Bi/Au(111)界面制备 |
| 2.3.3 CeOx样品制备 |
| 2.4 数据分析 |
| 2.4.1 STM&XPS数据分析 |
| 2.4.2 第一性原理计算 |
| 第3章 从自组装结构开始的唯一反应路径:2,7-二溴芘在Ag(111)上的不对称脱卤 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验与讨论 |
| 3.3 结论 |
| 第4章 Bi-Ag(111)表面触发2,7 -二溴芘的类乌尔曼耦合 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验与讨论 |
| 4.3 结论 |
| 第5章 N,N’-双(1-乙基丙基)-苝-3,4,9,10-四羧基二亚胺分子在铈氧化物表面的吸附和分解 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验与讨论 |
| 5.3 结论 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）CH4和CO2等小分子在过渡金属表面的反应动力学理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 本文主要内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 理论基础 |
| 2.1 量子力学基础 |
| 2.1.1 基本概念 |
| 2.1.2 Born-Oppenheimer近似 |
| 2.2 Hatree-Fock方程 |
| 2.2.1 单电子近似与平均场理论 |
| 2.2.2 Slater行列式与Hatree-Fock方程 |
| 2.3 密度泛函理论 |
| 2.3.1 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.3.2 Kohn-Sham方程 |
| 2.3.3 DFT理论中的近似方法 |
| 1. 局域密度近似方法 |
| 2. 非局域密度近似方法 |
| 2.3.4 DFT理论在固体表面的应用 |
| 2.4 第一性原理分子动力学 |
| 2.4.1 Newton经典运动方程数值积分算法 |
| 2.4.2 分子动力学系综 |
| 2.5 动力学初始采样 |
| 2.5.1 多原子分子内部振转态初始采样 |
| 2.5.2 金属表面原子的初始采样 |
| 2.5.3 气相-表面碰撞反应初始采样 |
| 2.6 神经网络算法构建体系势能面 |
| 2.6.1 神经网络架构 |
| 2.6.2 数据集的选择 |
| 2.6.3 置换不变多项式神经网络算法 |
| 参考文献 |
| 第3章 甲烷分子在过渡金属表面的解离吸附动力学 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 CH_4/Ni(111)体系势能面 |
| 3.2.1 计算细节 |
| 1. 电子结构计算 |
| 2. 势能面拟合 |
| 3. 动力学计算 |
| 3.2.2 结果及讨论 |
| 1. 势能面收敛性测试 |
| 2. CHD_3分子的解离机率 |
| 3.2.3 小结 |
| 3.3 CHD_3及CH_2D_2分子的解离吸附反应 |
| 3.3.1 计算细节 |
| 3.3.2 结果及讨论 |
| 1. CHD_3分子的解离 |
| 2. CH_2D_2分子的解离 |
| 3. SVP模型分析 |
| 3.3.3 小结 |
| 3.4 改进的广义Langevin振子(MGLO)模型 |
| 3.4.1 计算细节 |
| 1. MGLO模型的建立 |
| 2. 动力学计算 |
| 3.4.2 结果及讨论 |
| 1. 最小能量路径 |
| 2. 解离机率 |
| 3. 分子和表面之间的能量迁移 |
| 3.4.3 小结 |
| 3.5 CH_4/Ir(332)体系动力学 |
| 3.5.1 计算细节 |
| 3.5.2 结果及讨论 |
| 1. 物理吸附势阱 |
| 2. 过渡态 |
| 3. AIMD动力学计算 |
| 4. 低E_i区域的晶格运动效应 |
| 3.5.3 小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 CO_2/Ni(100)及H-CO/Cu(111)体系第一性原理分子动力学 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 CO_2/Ni(100)体系动力学 |
| 4.2.1 计算细节 |
| 4.2.2 结果及讨论 |
| 1. 反应路径 |
| 2. CO_2分子的解离、粘附和散射 |
| 3. 分子和表面之间的能量传递 |
| 4. Steering效应 |
| 4.2.3 小结 |
| 4.3 H-CO/CU(111)体系动力学 |
| 4.3.1 计算细节 |
| 4.3.2 结果及讨论 |
| 4.3.3 小结 |
| 参考文献 |
| 总结与展望 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（4）Pd/MgO催化甲醇分解反应机理的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 引言 |
| 第1章 文献综述 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 制氢工艺介绍 |
| 1.2.1 电解水制氢 |
| 1.2.2 化石燃料制氢 |
| 1.2.3 生物质制氢 |
| 1.2.4 甲醇制氢 |
| 1.3 甲醇在不同催化剂表面的裂解机理研究 |
| 1.4 甲醛在不同催化剂表面的吸附研究 |
| 1.5 贵金属催化剂的研究现状 |
| 1.5.1 贵金属催化剂 |
| 1.5.2 负载型贵金属催化剂 |
| 1.5.3 单原子催化剂 |
| 1.6 研究内容 |
| 第2章 理论基础与计算方法 |
| 2.1 密度泛函理论 |
| 2.2 计算软件 |
| 2.3 过渡态理论 |
| 2.4 能量变化计算方法 |
| 2.5 计算方法的选择 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 甲醇分子在不同MgO表面的吸附性质研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算模型 |
| 3.3 CO_2在三种MgO面的吸附研究 |
| 3.4 甲醇分子在三种MgO面的吸附研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 有机小分子在Pd/MgO(100)表面的吸附性质研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算模型 |
| 4.3 甲醇分子在Pd/MgO(100)面的吸附研究 |
| 4.4 甲醛分子在Pd/MgO(100)面的吸附研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 甲醇分子在Pd/MgO(100)表面的解离机理研究 |
| 5.1 其他反应中间体在Pd/MgO(100)面的吸附研究 |
| 5.2 甲醇分子的解离路径研究 |
| 5.2.1 甲醇分子的解离路径Ⅰ |
| 5.2.2 甲醇分子的解离路径Ⅱ |
| 5.2.3 甲醇分子的解离路径Ⅲ |
| 5.2.4 三种解离路径比较 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）榆树林油田水结垢规律及阻垢剂性能评价研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 矿物垢形成潜力研究 |
| 1.2.2 阻垢技术现状及发展趋势 |
| 1.2.3 常用阻垢剂分类 |
| 1.2.4 阻垢的处理方法 |
| 1.2.5 阻垢剂的评价方法 |
| 1.3 本文研究技术路线及主要内容 |
| 第二章 榆树林油田注水工艺 |
| 2.1 水质站、污水处理站注水流程 |
| 2.1.1 水质站工艺流程 |
| 2.1.2 东16污水站工艺流程 |
| 2.2 注水系统结垢现状统计 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 榆树林油田注水系统结垢机理研究 |
| 3.1 榆树林油田水质分析 |
| 3.1.1 实验仪器及药品 |
| 3.1.2 实验方法 |
| 3.1.3 实验结果与讨论 |
| 3.2 榆树林油田现场结垢产物成分分析 |
| 3.2.1 实验方法 |
| 3.2.2 实验结果及分析 |
| 3.3 榆树林油田水结垢机理及成因分析 |
| 3.2.1 油田常见垢 |
| 3.2.2 油田水结垢机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 榆树林油田注水系统结垢趋势预测 |
| 4.1 Scale Chem4.0 软件趋势预测 |
| 4.2 水质站结垢趋势预测结果及分析 |
| 4.2.1 树2站结垢趋势预测 |
| 4.2.2 树8站结垢趋势预测 |
| 4.2.3 东14站结垢趋势预测 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 化学阻垢剂性能评价研究 |
| 5.1 化学阻垢剂作用机理 |
| 5.2 阻垢剂的收集及初选 |
| 5.3 阻垢率实验研究 |
| 5.3.1 实验仪器及药品 |
| 5.3.2 实验方法 |
| 5.3.3 实验结果与分析 |
| 5.4 温度对阻垢率的影响 |
| 5.5 阻垢剂最佳浓度确定 |
| 5.6 成垢量实验研究 |
| 5.6.1 实验仪器与药品 |
| 5.6.2 实验方法 |
| 5.6.3 实验结果与分析 |
| 5.7 阻垢剂红外光谱分析 |
| 5.7.1 实验方法 |
| 5.7.2 实验结果与分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）几种低维有机结构的构筑与反应机制的原子力显微镜研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 分子电子学 |
| 1.2 石墨烯 |
| 1.3 碳纳米结构在表面上的合成 |
| 1.3.1 零维碳纳米结构 |
| 1.3.2 一维碳纳米结构 |
| 1.3.3 二维碳纳米结构 |
| 1.3.4 表面合成的动力学与热力学 |
| 1.4 本论文的研究内容及意义 |
| 第2章 实验原理及仪器介绍 |
| 2.1 扫描隧道显微镜工作原理 |
| 2.1.1 一维方势垒 |
| 2.1.2 隧道理论的Bardeen方法 |
| 2.2 原子力显微镜 |
| 2.2.1 AFM工作模式 |
| 2.2.2 AFM成像面临的困难 |
| 2.2.3 AFM中的针尖样品相互作用力 |
| 2.2.4 FM-AFM成像的理论基础 |
| 2.3 实验仪器介绍 |
| 第3章 硫掺杂石墨烯纳米带的可控制备与生长机制 |
| 3.1 背景介绍 |
| 3.2 石墨烯纳米带的合成 |
| 3.3 硫掺杂石墨烯纳米带的可控制备与生长机制研究 |
| 3.3.1 室温沉积 |
| 3.3.2 聚合物的形成 |
| 3.3.3 环化脱氢与脱硫 |
| 3.3.4 完全脱硫 |
| 3.3.5 负微分电阻特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 一种含氮有机分子在金属表面上的选择性分步碳氢活化 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.1.1 C-H键的性质 |
| 4.1.2 C-H活化 |
| 4.1.3 C-H活化的机制 |
| 4.1.4 C-H活化的选择性 |
| 4.1.5 表面化学的进展 |
| 4.2 表面辅助的选择性C-H活化 |
| 4.3 N掺杂纳米带的制备 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 一种含NBN的有机分子在几种金属表面上的金属-有机结构的构筑 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.1.1 不同表面对化学反应的影响 |
| 5.1.2 表面取向对表面化学反应的影响 |
| 5.2 DBBT分子在不同金属上金属-有机结构的构筑 |
| 5.2.1 NBN共价结构的引入 |
| 5.2.2 Au(111)表面上一维金属有机化合物的形成 |
| 5.2.3 Ag(100)表面上N-Ag-N配位二聚体的形成 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历 |
| 博士阶段完成及待发表文章 |
| 致谢 |
（7）TiO2（001）表面小分子体系电子结构与化学反应的光电子能谱研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 二氧化钛简介和光电子能谱介绍 |
| 1.1 二氧化钛材料简介 |
| 1.1.1 二氧化钛的应用 |
| 1.1.2 二氧化钛的晶体结构 |
| 1.1.3 Rutile TiO_2(110)-(1×1)重构 |
| 1.1.4 Rutile TiO_2(110)的表面缺陷 |
| 1.1.5 Rutile TiO_2(110)-(1×2)重构 |
| 1.1.6 Anatase TiO_2(001)表面重构 |
| 1.1.7 Anatase TiO_2(001)表面缺陷 |
| 1.1.8 TiO_2的电子结构 |
| 1.2 光电子能谱(PES)简介 |
| 1.2.1 光电子能谱(PES)基本原理及分类 |
| 1.2.2 光电子能谱理论(theory) |
| 1.2.3 角分辨光电子能谱(ARPES)简介 |
| 1.2.4 光电子能谱系统介绍 |
| 1.2.5 DA30L能量分析器(analyzer)介绍 |
| 1.3 本论文的研究工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 H2_O在A-Ti_O2(001)表面光解离机制 |
| 2.1 研究背景 |
| 2.1.1 分子尺度下水的光催化/光解离研究的意义和挑战性 |
| 2.1.2 H_2O在anatase相TiO_2表面的研究进展 |
| 2.2 实验结果与讨论 |
| 2.2.1 干净表面的制备和实验设置 |
| 2.2.2 H_2O在A-TiO_2(001)-(1×4)表面的吸附行为 |
| 2.2.3 H_2O在A-TiO_2(001)-(1×4)表面的光解离和带间态的起源 |
| 2.2.4 H_2O和OH在A-TiO_2(001)-(1×4)表面terrace位点吸附和构型计算 |
| 2.2.5 氢键网络协助的H_2O在A-TiO_2(001)-(1×4)表面的光解离机制 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 CH_3OH在A-TiO_2(001)表面吸附位点依赖的光解离 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.1.1 分子尺度下甲醇的光催化/光解离研究的意义和挑战性 |
| 3.1.2 CH_3OH在anatase相TiO_2表面的研究进展 |
| 3.2 实验结果与讨论 |
| 3.2.1 CH_3OH在A-TiO_2(001)表面的吸附行为 |
| 3.2.2 CH_3OH在A-TiO_2(001)表面的光解离/光催化解离 |
| 3.2.3 CH_3OH在A-TiO_2(001)表面上的化学吸附位点 |
| 3.2.4 吸附位点依赖的光解离带间态 |
| 3.2.5 CH_3OH在A-TiO_2(001)-(1×4)表面光解离的gap-state计算 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 水/TiO_2界面上分子轨道与价带间的电子耦合 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.1.1 H_2O/固界面的研究意义和挑战性 |
| 4.1.2 表面芯能级移动(SCLS)的研究进展 |
| 4.1.3 A-TiO_2能带结构的研究进展 |
| 4.2 在A-TiO_2(001)表面上的表面芯能级移动(SCLS)测探 |
| 4.2.1 A-TiO_2(001)表面O2s的SCLS测量 |
| 4.2.2 A-TiO_2(001)表面ADM-AOM混合模型的提出 |
| 4.2.3 A-TiO_2(001)表面ADM-AOM混合比例的调控方法 |
| 4.3 H_2O/A-TiO_2(001)界面电子耦合 |
| 4.3.1 干净表面的价带测量 |
| 4.3.2 H_2O吸附对A-TiO_2(001)表面价带的影响 |
| 4.3.3 在H_2O/A-TiO_2(001)界面上HOMO与价带的电子耦合 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 A-TiO_2表面的电子—玻色子耦合 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.1.1 电子—玻色子耦合的研究意义和挑战性 |
| 5.1.2 电子—玻色子耦合理论 |
| 5.1.3 电子—声子耦合表现特征 |
| 5.2 在A-TiO_2(001)表面电子—波色子耦合的研究进展 |
| 5.2.1 Frohlich极化子的研究进展 |
| 5.2.2 Frohlich极化子区向fermi液体区的转变 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 低电子浓度下的电子—声子耦合 |
| 5.3.2 高电子浓度下的电子—等离激元耦合 |
| 5.3.3 导电金属态的维度特征 |
| 5.3.4 电子—声子耦合向电子—等离激元耦合的演变示意图 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（8）二维材料在电催化和光催化中的理性设计（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 二维材料及特征性质 |
| 1.2 氢经济与氢循环 |
| 1.3 二维材料在氢气/氧气制备中的研究背景 |
| 1.3.1 二维材料在电催化制氢中的应用 |
| 1.3.2 二维材料在光催化制氢中的应用 |
| 1.4 二维材料在氢气存储/过滤中的研究背景 |
| 1.4.1 二维材料在氢气存储中的应用 |
| 1.4.2 二维材料在氢气过滤中的应用 |
| 1.5 二维材料在氢氧燃料电池和锂氧电池中的研究背景 |
| 1.6 本论文的研究思路和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 理论方法 |
| 2.1 密度泛函理论基础 |
| 2.2 本论文中第一性模拟软件简介 |
| 2.2.1 VASP |
| 2.2.2 Dmol~3 |
| 2.3 电化学过程中的热力学和动力学计算方法 |
| 2.3.1 标准氢电极模型 |
| 2.3.2 热力学吉布斯自由能演变图 |
| 2.3.3 平衡电位与过电位 |
| 2.3.4 动力学活化能垒 |
| 参考文献 |
| 第三章 二维多孔材料在氢气制备、存储与过滤中的理论研究 |
| 3.1 二维共轭金属有机骨架材料作为电催化析氢材料的理论研究 |
| 3.1.1 研究背景 |
| 3.1.2 计算细节 |
| 3.1.3 结果与讨论 |
| 3.1.4 本节小结 |
| 3.2 锂修饰二维硼烯作为储氢材料的理论研究 |
| 3.2.1 研究背景 |
| 3.2.2 计算细节 |
| 3.2.3 结果与讨论 |
| 3.2.4 本节小结 |
| 3.3 二维石墨相碳三氮四作为氢气分离薄膜材料的理论研究 |
| 3.3.1 研究背景 |
| 3.3.2 计算细节 |
| 3.3.3 结果与讨论 |
| 3.3.4 本节小结 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 双面不对称二维材料作为光解水催化剂的理论研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 二维硫化锗/硒化锗作为光解水催化剂的理论研究 |
| 4.2.1 计算细节 |
| 4.2.2 结果与讨论 |
| 4.2.3 本节小结 |
| 4.3 二维双面不对称过渡金属硫族化合物光解水的理论研究 |
| 4.3.1 计算细节 |
| 4.3.2 结果与讨论 |
| 4.3.3 本节小结 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 Ⅳ-Ⅵ族二维材料作为氢氧燃料电池阴极催化剂的理论研究 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 二维硫化锗/硒化锗作为氢氧燃料电池阴极催化剂的理论研究 |
| 5.2.1 计算细节 |
| 5.2.2 结果与讨论 |
| 5.2.3 本节小结 |
| 5.3 二维石墨相碳化锗作为氢氧燃料电池阴极催化剂的理论研究 |
| 5.3.1 计算细节 |
| 5.3.2 结果与讨论 |
| 5.3.3 本节小结 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 Ⅳ-Ⅵ族二维材料作为锂氧电池阴极催化剂的理论研究 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 二维硫化锗/硒化锗作为锂氧电池阴极催化剂的理论研究 |
| 6.2.1 计算细节 |
| 6.2.2 结果与讨论 |
| 6.2.3 本节小结 |
| 6.3 二维石墨相碳化锗作为锂氧电池阴极催化剂的理论研究 |
| 6.3.1 计算细节 |
| 6.3.2 结果与讨论 |
| 6.3.3 本节小结 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 攻读学位期间本人公开发表的论文 |
| 致谢 |
（9）La/Si（111）界面与LaSi2薄膜的外延生长及其物性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 亚单层沉积量下金属引起的Si(111)表面的重构 |
| 1.1.1 金属诱导的Si(111)表面重构 |
| 1.1.2 电子计数模型 |
| 1.1.3 REM/Si(111)表面重构 |
| 1.2 稀土金属硅化物的制备方法 |
| 1.3 薄膜超导电性 |
| 1.3.1 BCS理论 |
| 1.3.2 超导薄膜的特性 |
| 1.4 稀土金属硅化物的超导电性 |
| 1.5 论文结构 |
| 第2章 实验技术 |
| 2.1 超高真空技术 |
| 2.2 分子束外延技术(MBE) |
| 2.3 反射式高能电子衍射(RHEED) |
| 2.4 低能电子衍射(LEED) |
| 2.5 扫描隧道显微技术(STM) |
| 2.5.1 STM基本原理 |
| 2.5.2 STM基本构造与低温强磁场技术的结合[143-145] |
| 2.5.3 扫描隧道谱(STS) |
| 2.5.4 针尖的制作与处理 |
| 2.6 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.7 密度泛函理论(DFT) |
| 2.8 实验仪器介绍 |
| 2.9 其它相关实验技术 |
| 2.9.1 PPMS |
| 2.9.2 ARPES |
| 第3章 金属La诱导的Si(111)表面的准一维重构 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.3.1 5×2重构的原子排布与电子结构 |
| 3.3.2 2×3重构的原子排布与电子结构 |
| 3.3.3 (2m+1)×6重构 |
| 3.3.4 讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 界面效应对LaSi_2(112)/Si(111)超导电性的影响 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 LaSi_2(112)的外延生长和结构表征 |
| 4.3.2 薄膜超导电性的测量 |
| 4.3.3 STM/STS揭示LaSi_2薄膜的强耦合特性 |
| 4.3.4 应力对超导电性的增强效应 |
| 4.3.5 界面对超导电性的压制作用 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 LaSi_2(112)薄膜电子结构的研究 |
| 5.1 背景介绍 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.3.1 XPS与DFT对La与Si反应前后电子态的研究 |
| 5.3.2 输运测量LaSi_2的载流子类型 |
| 5.3.3 电子态密度(DOS)的计算 |
| 5.3.4 能带结构的测量和计算 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 论文总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 论文展望 |
| 6.2.1 La/Si(111)-3~(1/2)× 3~(1/2)重构 |
| 6.2.2 LaSi_2的不同截止面 |
| 6.2.3 CeSi2的制备与物性测量 |
| 6.2.4 重费米子体系的探索 |
| 参考文献 |
| 附录 水与NiO(111)小面相互作用的膜厚调控研究 |
| S.1 背景介绍 |
| S.2 实验方法 |
| S.3 结果与分析 |
| S.3.1 具有小面结构的NiO(111)薄膜的制备和结构表征 |
| S.3.2 水与不同厚度具有小面结构NiO(111)表面的相互作用 |
| S.3.3 水与NiO(001)表面的相互作用 |
| S.3.4 分析与讨论 |
| S.4 小结 |
| 附录 参考文献 |
| 个人简历及发表文章目录 |
| 致谢 |
（10）基于二硫化钼表/界面系统电子结构及电催化制氢性能的第一性原理研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 可再生能源发展现状 |
| 1.2 电解水产氢 |
| 1.2.1 电解水概述 |
| 1.2.2 析氢反应机理及理论活性评价参数 |
| 1.3 析氢催化剂概述 |
| 1.3.1 单原子贵金属 |
| 1.3.2 其它金属材料 |
| 1.3.3 过渡金属磷化物 |
| 1.3.4 过渡金属碳化物 |
| 1.3.5 过渡金属硫化物 |
| 1.4 MOS_2在催化制氢领域的研究进展 |
| 1.4.1 MoS_2边界的HER催化活性 |
| 1.4.2 MoS_2基面的HER催化活性 |
| 1.4.3 MoS_2相变及在HER催化领域应用 |
| 1.5 本文研究思路及内容 |
| 1.5.1 研究思路 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 2 理论计算方法 |
| 2.1 第一性原理与多粒子体系的Schr?dinger方程 |
| 2.2 绝热近似 |
| 2.3 单电子近似 |
| 2.4 密度泛函理论 |
| 2.4.1 Thomas-Fermi模型 |
| 2.4.2 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.4.3 Kohn-Sham方程 |
| 2.5 交换关联泛函 |
| 2.5.1 局域密度近似(LDA) |
| 2.5.2 广义梯度近似(GGA) |
| 2.5.3 杂化密度泛函(Hybrid Density Functional) |
| 2.6 赝势 |
| 2.7 计算软件包和计算流程简述 |
| 3 场效应调控MoS_2-金属衬底界面电子传输势垒 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算方法与细节 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 MoS_2/Au(111)的几何结构与电子结构 |
| 3.3.2 MoS_2/Au(111)电子结构受外电场的影响 |
| 3.3.3 外电场对MoS_2/Au(111)界面电荷转移的影响 |
| 3.3.4 外电场对MoS_2/Au(111)基面的催化活性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 MoS_2边界位点活性最优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 计算方法与细节 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 未加外电场时MoS_2边界的催化活性 |
| 4.3.2 MoS_2边界的催化活性与电子结构之间的内在联系 |
| 4.3.3 外电场调控MoS_2边界的电子结构 |
| 4.3.4 外电场调控MoS_2边界的催化活性 |
| 4.3.5 外电场调控MoS_2基面缺陷的催化活性 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 界面作用调控MoS_2基面的催化活性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算方法与细节 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 MoS_2基面的催化性能与S空位浓度、电子结构之间的关系 |
| 5.3.2 MoS_2/二维材料异质结的结构参数 |
| 5.3.3 MoS_2/二维材料异质结界面电荷转移 |
| 5.3.4 界面耦合作用MoS_2基面电子结构的调控 |
| 5.3.5 界面耦合作用对MoS_2基面HER性能调控 |
| 5.3.6 二维材料晶格应变对研究结果的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 金属表面稳定亚稳相MoS_2以全面活化基面 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 计算方法与细节 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 自由状态下三种晶相MoS_2的结构、能量、电子性质 |
| 6.3.2 金属衬底对1T/1T'-MoS_2相对能量的影响 |
| 6.3.3 金属表面提高1T/1T'-MoS_2稳定性的物理机制 |
| 6.3.4 金属衬底对2H-与1T'-MoS_2之间的动力学转变势垒影响 |
| 6.3.5 金属衬底对1T'-MoS_2基面HER催化活性的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论、创新点及展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 未来展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.攻读博士期间发表学术论文目录 |
| B.攻读博士期间参与科研项目目录 |
| C.学位论文数据集 |
| 致谢 |
四、水在金属表面上会自动解离（论文参考文献）
- [1]应用于废水处理的磁性分离新技术研究[D]. 李涛. 北京科技大学, 2021(08)
- [2]对称官能化分子在典型金属表面上的在位反应机理研究[D]. 胡金平. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2021(01)
- [3]CH4和CO2等小分子在过渡金属表面的反应动力学理论研究[D]. 周雪瑶. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [4]Pd/MgO催化甲醇分解反应机理的理论研究[D]. 李雨函. 中国石油大学(北京), 2020
- [5]榆树林油田水结垢规律及阻垢剂性能评价研究[D]. 王大卫. 东北石油大学, 2020(03)
- [6]几种低维有机结构的构筑与反应机制的原子力显微镜研究[D]. 曹云. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2019(01)
- [7]TiO2（001）表面小分子体系电子结构与化学反应的光电子能谱研究[D]. 马晓川. 中国科学技术大学, 2021(06)
- [8]二维材料在电催化和光催化中的理性设计[D]. 纪玉金. 苏州大学, 2019(06)
- [9]La/Si（111）界面与LaSi2薄膜的外延生长及其物性研究[D]. 刘丽霞. 中国科学院大学(中国科学院物理研究所), 2019(09)
- [10]基于二硫化钼表/界面系统电子结构及电催化制氢性能的第一性原理研究[D]. 凌发令. 重庆大学, 2019(01)