原子、分子与金属表面相互作用的微观动力学研究

论文摘要

原子、分子同金属表面的相互作用是多相催化,气体腐蚀以及晶体生长等领域研究中的一个重要课题。近年来,气态分子与表面相互作用动力学正引起越来越多的化学家和物理学家的兴趣,表面吸附作为异相催化关键环节越来越显现出其广阔的发展前景。因而,从理论上系统的研究原子、分子之间以及它们与催化剂表面,尤其是与表面活性部位之间的相互作用是十分必要的。本文内容简述如下:第一章详细论述了研究意义、研究吸附的理论现状和实验方法,同时详细的介绍了5 参数Morse 势以及推广改进的LEPS 势方法。第二章中利用我们提出的5 参数Morse 势方法,分别对S-Ni,S-Cu 和S-Rh,O-Al,H-W 表面体系的吸附和扩散进行了全面系统的研究。第三章中利用构造的气态双原子分子与表面相互作用势函数—推广的LEPS 势对CO-Ru 体系进行了研究。本论文主要研究成果:1. S-Ni 表面吸附体系。应用我们提出的5 参数Morse 势法对S-Ni 低指数表面及（311）台阶面体系进行了系统的研究, 为帮助人们更加全面详细地了解这一重要体系提供了可能性。三个低指数表面都吸附在具有最高配位原子的对称位,（100）面上的四重位为稳定吸附态,（111）面上的三重位为稳定吸附态,对于（110）面,四重洞位为稳定吸附态。本文对（311）高指数表面进行了理论推测,计算结果发现（311）台阶缺陷表面存在两个吸附态,赝式四重吸附态H4和赝式hcp 三重吸附态Hh,其中H4是最稳定的吸附态。由于近邻吸附位的竞争,fcc 三重吸附态完全湮灭。该论文已经在化学学报,2004,62（21）,2136 上发表。2. S-Cu和S-Rh表面吸附体系。利用5参数Morse势方法系统地研究了S-Cu和S-Rh低指数表面,所得的相关数据与实验结果非常吻合,而且与S在Ni低指数表面的吸附极其相似。本文通过理论计算发现硫原子表面吸附结合能从小到大的顺序都是（111）<（100）<（110）。这一结果与S-Ni体系的结论完全一致,可见第三周期原子吸附结合能与表面粗糙度之间是有关系的。3.O-Al表面吸附体系。利用5参数Morse势方法研究表明:氧原子与Al（111）和Al（110）

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 气体-表面相互作用体系研究方法概述
• 第一节 概述
• 第二节 原子与表面相互作用势函数计算方法与表面簇合物模型
• 第三节 推广的 LEPS 势方法
• 参考文献
• 第二章 原子在金属表面的吸附和扩散动力学研究
• 第一节 硫原子在镍低指数表面和（311）台阶面的吸附
• 参考文献
• 第二节 原子硫在 Rh 和 Cu 低指数表面的吸附扩散研究
• 参考文献
• 第三节 氧原子在铝低指数表面上的吸附和振动
• 参考文献
• 第四节 氢原子在W 低指数表面及（211）高指数面上的吸附和振动
• 参考文献
• 第三章 双原子分子在过渡金属表面的微观动力学研究
• 第一节 CO 在过渡金属钌低指数面的吸附和扩散
• 参考文献
• 附 硕士期间发表的论文
• 致谢