论文题目: 非晶态合金Ni-Fe-P体系局域结构与性质的理论研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 应用化学
作者: 胡红智
导师: 方志刚
关键词: 非晶态合金,密度泛函,原子簇,结构和性质
文献来源: 辽宁科技大学
发表年度: 2005
论文摘要: 非晶态合金是一类具有短程有序、长程无序结构特点的新型材料，它由有序结构的原子簇混乱堆积而成，在热力学上届于亚稳态。自从1934年用蒸发沉积法制备出非晶态合金以来，对于非晶态合金的合成与应用研究获得了飞速发展。此外由于非晶态合金具有独特的结构，它在催化领域也表现出优异的性能。1980年Smith等发表了非晶态合金用作催化剂的第一篇论文，标志着非晶态合金催化剂研究的开始。近年来在非晶态合金催化剂的制备方法、活化处理、表面性质、结构表征以及催化活性中心的本质等方面进行了广泛的研究；将非晶态合金用于不饱和基团加氢反应等方面的探索性基础研究也逐渐受到重视。 然而非晶态合金的理论研究却相对比较滞后，这主要是由于非晶态合金形成机制复杂，为理论模型选择造成了相当大的难度。1999年，方志刚博士根据不同TM-M合金的作用特点，结合有关实验事实，对非晶态合金中TM-M局域结构做了开拓性的初步探索工作，提出了一系列有价值的可靠原子簇模型。本文在此模型的基础上，利用密度泛函方法，对相关非晶态合金模型作了比较详细、系统的理论研究。 论文完成的主要工作包括以下几个部分： （一） 研究了非晶态合金Ni-Fe体系的局域结构。设计、计算了系列原子簇NixFe和NiFex（x=1-5），分别确定了它们最有可能存在的稳定构型，对其能量、热力学和动力学性质、电子性质、催化性质及磁学性质展开了详细讨论。 （二） 根据非晶态合金Ni-Fe-P体系最常见的实验数据配比，并结合前人对相关体系的研究成果，用密度泛函方法研究了原子簇模型NixFe4-xP（x=0～4）在二、四重态时的稳定构型、成键及电荷分布情况，并对其热力学、动力学以及催化性质进行了详细的讨论。 （三） 利用原子簇NixFe4-xP（x=0～4）的稳定构型，计算了H2、N2以及S在这些原子簇上吸附的情况，用来模拟非晶态合金吸附氢气、氮气和抗硫的性质。 本文从理论上确定了非晶态合金Ni-Fe、Ni-Fe-P体系的局域结构，对三元非
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 非晶态合金的结构
1.1.1 长程无序,短程有序
1.1.2 非晶态合金与液态金属、晶态合金的结构比较
1.2 非晶态合金的研究现状
1.2.1 非晶态合金的制备方法
1.2.2 非晶态合金的实验表征方法
1.2.3 非晶态合会的理论研究方法
1.2.4 非晶态合金的应用
1.3 研究意义
第二章 理论及程序简介
2.1 密度泛函理论
2.1.1 Thomas-Fermi及相关模型
2.1.2 Hohenberg-Kohn定理
2.1.3 Kohn-Sham方法
2.1.4 局域密度近似
2.1.5 Lee-Yang-Parr的LDA
2.1.6 自旋密度泛函
2.1.7 杂化方法
2.2 基函数的选择
2.2.1 基函数
2.2.2 基组
2.3 原子簇模型理论简介
2.4 GAUSSIAN98程序
第三章 非晶态合金Ni-Fe体系局域结构的理论研究
3.1 原子簇Ni_xFe(x=1-5)结构的理论研究
3.1.1 模型与计算方法:
3.1.2 结果与讨论:
3.2 原子簇NiFe_x(x=1-5)结构的理论研究
3.2.1 计算方法
3.2.2 结果与讨论
3.3 原子簇Ni_xFe和NiFe_x(x=1-5)的热力学性质研究
3.4 原子簇Ni_xFe和NiFe_x(x=1-5)的电子性质研究
3.4.1 催化性质
3.4.2 电子性质
3.4.3 磁学性质
3.5 小结
第四章 非晶态合金Ni-Fe-P体系局域结构的理论研究
4.1 原子簇Ni_4P的理论研究
4.1.1 模型与计算方法
4.1.2 结果与讨论
4.2 原子簇Fe_4P理论研究
4.2.1 模型和计算方法
4.2.2 结果与讨论
4.3 原子簇Ni_2Fe_2P的理论研究
4.3.1 模型和计算方法
4.3.2 结果与讨论
4.4 原子簇Ni_3FeP的理论研究
4.4.1 模型与计算方法
4.4.2 结果与讨论
4.5 原子簇NiFe_3P的理论研究
4.5.1 模型与计算方法
4.5.2 结果与讨论
4.6 原子簇Ni_xFe_(4-x)P(x=0～4)的对比研究
4.6.1 构型与能量
4.6.2 热力学性质
4.6.3 电子性质
4.6.4 催化性质
4.6.5 磁学性质
4.7 小结
第五章 非晶态合金Ni-Fe-P体系吸附性质的理论研究
5.1 模型与计算方法
5.1.1 吸附模型
5.1.2 计算方法
5.2 原子簇上H_2的吸附
5.2.1 Ni_4P
5.2.2 Ni_3FeP
5.2.3 Ni_2Fe_2P
5.2.4 NiFe_3P
5.2.5 Fe_4P
5.3 原子簇上N_2的吸附
5.3.1 Fe_4P
5.3.2 NiFe_3P
5.3.3 Ni_2Fe_2P
5.3.4 Ni_3FeP
5.3.5 Ni_4P
5.4 原子簇上S的吸附
5.4.1 Ni_4P
5.4.2 Ni_3FeP
5.4.3 Ni_2Fe_2P
5.4.4 NiFe_3P
5.4.5 Fe_4P
5.5 小结
结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
发布时间: 2007-05-08
参考文献
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