导读:本文包含了密度泛函理论计算论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:N型甲烷水合物,结构,电子性质,密度泛函理论
密度泛函理论计算论文文献综述
罗强,杨恒,郭平,赵建飞[1]（2019）在《N型甲烷水合物结构和电子性质的密度泛函理论计算》一文中研究指出基于密度泛函理论的第一性原理方法,在广义梯度近似下考虑Grimme色散修正,预测并研究N型甲烷水合物结构和电子性质,得到如下结论:1) N型甲烷水合物的水笼子整体结构为截角八面体(4~66~8),由8个正六边形和6个正方形构成,其中六边形的平均边长和正方形的平均边长约为2.723?,对称群为IM■M,具有简单和严格的周期性稳定结构; 2) N型甲烷水合物晶格参数为7.700?,密度为0.903 g/cm~3,大于Ⅰ型、Ⅱ型及H型水合物密度; 3)计算并得到了N型甲烷水合物XRD衍射图,其与Ⅰ型甲烷水合物结构较为接近,前者水笼子大,甲烷分子与水笼子相互作用力为范德瓦耳斯力; 4) N型甲烷水合物密度为形成能为–0.247 eV,易于形成,电子态密度及分波态密度也均表明了甲烷与N型水笼子相互作用微弱,靠分子力作用; 5) N型甲烷水合物为绝缘体材料,能隙大于5 eV.(本文来源于《物理学报》期刊2019年16期）
张春芳,张翠妙,李江涛,韩琳玉,顾芳[2]（2019）在《将密度泛函理论计算纳入高等化学教学初探——对乙酸乙酯碱性水解机理的理论研究》一文中研究指出使用Gaussian 09软件对乙酸乙酯碱性水解反应的机理进行了研究。本研究融合了本科教学中有机化学、物理化学和结构化学的相关知识,以乙酸乙酯水解机理为问题导向,阐述了研究和解决问题的思路和方法,探索了将第一性原理计算引入高等教育的方式。(本文来源于《大学化学》期刊2019年06期）
熊晓璐[3]（2019）在《密度泛函理论计算研究镍铜矿表面反应机理》一文中研究指出镍作为我国重要的战略金属之一,对于我国的国防和绿色能源的发展有支撑作用。我国的镍矿以硫化镍矿为主,但是其中低品位难处理的硫化矿占据了绝大多数。冶炼过程涉及到的化学反应复杂,如何解析复杂的化学反应从而为实际生产构建理论基础成为一个新的挑战。密度泛函理论计算可以通过构建反应界面,从微观的角度解析复杂界面反应。本论文以硫化矿物为研究对象,利用密度泛函理论计算分别探索了双金属硫化物氧化机理、单金属硫化物氧化硫酸化机理以及单金属硫化物氯化机理,最后解析了单金属硫化物硫酸化和氯化之间的相互作用机理,成功构建了硫化矿物理论反应模型。首先研究了双金属硫化物,即镍黄铁矿(Fe4.5Ni4.5S8)和黄铜矿(CuFeS2)的氧化机理。对于镍黄铁矿,选择了 Fe/Ni比不同的两个表面分别研究了 O2在(001)和(010)的吸附,解离和迁移。研究表明:相比O2的垂直吸附,O2的平行吸附使得构型更加稳定;而O2从平行吸附发生解离的过程中的解离能垒很低,说明在O2两个表面都很容易发生解离。相对于Ni-Ni桥位和Ni-Fe桥位,解离后的O原子也更倾向于作用在Fe-Fe桥位,此时会有更多的电荷从Fe原子上转移到O原子上。黄铜矿选择了(001)面,分别该面上的02,H20以及O2/H20共同作用进行了探讨。相比于Cu位点,O2在Fe位点吸附解离后的表面构型更稳定。H20在黄铜矿表面的Fe位点吸附后,解离时相对能量反而会上升,说明H20并不能够直接在黄铜矿表面发生分解。而当O2预先在表面分解之后,不仅可以促使H20在表面发生解离吸附并且会降低H20在解离过程中的能垒,说明02可以促进H20与黄铜矿表面的反应。双金属硫化物中的Fe优先氧化生成铁氧化物和相应的单金属硫化物硫化镍(NiS)和硫化亚铜(Cu2S),同时会有SO2的生成。基于此,分别研究了 NiS和Cu2S的氧化和硫酸化机理。NiS表面的硫酸化是通过氧化以及直接硫酸化和间接硫酸化来进行研究,其中间接硫酸化是通过NiS在O2作用下完全氧化生成NiO,由NiO进一步反应生成NiSO4。在NiS表面与O2反应的过程中,首先,NiS表面O2解离能垒很低(～0.1 eV),说明02很容易在其表面发生解离。随着NiS表面02覆盖度不断提高,O对NiS表面的吸附力不断增强,会使得二层的S原子迁移到一层与O形成S02,并且SO2从表面脱附也会使得相对能量下降,说明这一过程从热力学角度而言是有利的。NiS表面的硫酸盐化从干净表面出发,研究了两条反应路径。首先当O2在NiS表面发生解离吸附,SO2吸附在其中一个O原子上时,表面形成一个类SO3,当SO3从表面脱附后表面仅剩一个O原子。当SO3重新与该O原子作用,NiS表面实现硫酸化。在第二条路径中,SO2同时与两个O原子作用,可以直接实现NiS表面的硫酸化。但是无论通过哪条路径,NiS表面硫酸化后的构型都一致。当SO3继续在表面吸附会形成焦硫酸根(S2O72-)。Cu2S表面的硫酸化的研究与NiS类似。首先O2吸附在Cu2S表面Cu-Cu桥位上,解离后的两个O原子分别作用在两个Cu-Cu桥位。随着Cu2S表面O2覆盖度的增加到1ML,二层的S原子会迁移到一层和O原子形成SO2分子,此时O2在表面吸附相对能量继续下降。计算结果发现形成的SO2重新吸附在Cu2S表面比直接脱附更加稳定。Cu2S表面的硫酸化同样通过两条反应路径来研究。在路径一中,当SO2仅与Cu2S表面的一个O原子作用时,需要通过形成S03的脱附和重吸附可以实现Cu2S表面的硫酸化。在路径二中,当SO2同时与两个O原子作用时,可以直接实现Cu2S表面的硫酸化。S03的吸附同样会使得表面形成焦硫酸根。这说明NiS和Cu2S表面的硫酸化具有一致性。除了让自发形成硫酸盐来使得二者之间分离以外,还可以通过添加氯化剂(Cl2和NH4Cl)。因此对NiS和Cu2S表面的氯化机理分别进行了研究。对于NiS的氯化分别研究了叁条路径,Cl2,NH4Cl/O2,NiO+NH4Cl。叁条路径从热力学角度而言均可行的。首先Cl2在NiS表面解离能垒很低,说明Cl2很容易在表面发生解离吸附。当NH4Cl/O2与NiS表面反应时,O2能够为NH4Cl解离吸附产生的H原子提供吸附位点,形成O-H键,因此必须要有02的存在NH4Cl才能与NiS表面反应。而NiO可以直接与NH4Cl反应实现表面的氯化。Cu2S表面的氯化机理与NiS表面的氯化机理类似,Cl2的解离能垒同样很低。在有02存在情况下,NH4Cl在Cu2S表面解离吸附形成CuCl2小分子,实现Cu2S表面的氯化。基于单金属硫化物表面的硫酸化和氯化机理的研究,探究了二者之间的相互作用。对于NiS表面,随着表面Cl覆盖度的增加,SO2与NiS表面之间的作用力逐渐减弱。当Cl覆盖度低时对SO42-的吸附影响较小;当Cl覆盖度高时,NiS表面仍然可以形成SO42-,但是此时SO42-与NiS表面之间相互作用力很弱。说明NiS表面的氯化会影响甚至削弱硫酸化。对于Cu2S表面,同样随着表面Cl的增多,会减弱S02在表面的吸附。说明当在NiS和Cu2S焙烧过程当中添加足够的氯化剂进行焙烧的过程当中,主要的产物应为氯化物。因此,通过密度泛函理论计算,可以构建硫化物界面反应基础模型:在双金属硫化物中的Fe优先氧化之后,一方面单金属硫化物表面通过O2/SO2的作用形成SO42-,且当表面SO3足够多时可能形成焦硫酸根(S2O72-);NH4Cl的氯化是在O2存在的情况下直接通过解离吸附实现表面的氯化;而单金属硫化物的添加氯化剂进行焙烧后的产物会以金属氯化物为主。(本文来源于《上海大学》期刊2019-06-01）
李大伟,高云亮,董叁强,朱芫江,李进平[4]（2019）在《δ-Pu空位缺陷的密度泛函理论计算》一文中研究指出采用密度泛函理论框架下的平面波赝势方法,计算了空位缺陷对δ-Pu结构稳定性和电子结构的影响.建立了1×1×2、2×2×1和2×2×2 3种晶胞中的空位缺陷模型,分别计算了其晶格常数、空位形成能、结合能、态密度、电荷密度分布以及Mulliken电荷布居.计算结果表明:空位缺陷在δ-Pu中不能稳定存在,且会导致晶体的整体结构稳定性降低.在3种缺陷模型中,2×2×1的模型空位稳定性和结构稳定性都相对更强;空位导致δ-Pu电子的局域性降低,电子相互作用也发生了一定的变化,其中2×2×1的模型中与空位最邻近的Pu原子发生了明显的sp杂化,这在一定程度上说明了其稳定性最强的原因;空位引起电荷由近空位端向近Pu端转移,且导致最邻近Pu原子失去电子,而这部分电子主要由6p轨道贡献.(本文来源于《原子与分子物理学报》期刊2019年05期）
刘崴[5]（2019）在《Al-Pr金属间化合物结构、弹性性能及电子结构研究》一文中研究指出本文利用基于密度泛函理论的第一性原理程序CASTEP计算研究了包括(Al_4Pr(I4/mmm)、α-Al_(11)Pr_3(Immm)、Al_3Pr(P6_3/mmc)、Al_2Pr(Fd(?)m)、α-AlPr(Pm(?)m)、β-AlPr(Cmcm)、AlPr_2(Pnma)、α-AlPr_3(P6_3/mmc)、β-AlPr_3(Pm(?)m))9种Al-Pr二元系金属间化合物以及Al(Fm(?)m)和Pr(P6_3/mmc)晶体的晶格常数、晶体质量密度、形成焓、结合能、弹性性能及电子结构。计算得到的平衡晶格常数和质量密度与前人研究的实验符合得很好,随着Pr原子数占比的增加,金属间化合物的质量密度随着增加;随着Pr原子数占比的增加,Al-Pr二元系金属间化合物的合金化能力先增加后减弱;它们的热稳定性按α-AlPr(Pm(?)m)、β-AlPr(Cmcm)、Al_2Pr(Fd(?)m)、α-AlPr_3(P6_3/mmc)、AlPr_2(Pnma)、β-AlPr_3(Pm(?)m)、Al_3Pr(P6_3/mmc)、α-Al_(11)Pr_3(Immm)、Al_4Pr(I4/mmm)依次递减;计算发现,Al-Pr二元系金属间化合物弹性性能要强于基体,且基本表现出脆性;Al-Pr二元系金属间化合物单晶体的弹性模量在空间中表现出各向异性;特殊地,α-Al_(11)Pr_3(Immm)、α-AlPr(Pm(?)m)及AlPr_2(Pnma)单晶体的泊松比在某些特殊的方向会表现出负泊松比效应。能带结构计算发现,Al-Pr二元系金属间化合物它们都是导体,它们的能带结构,在-37 eV～-15 eV能级之间,Pr原子的轨道的贡献占支配地位,而在能级-15 eV～15 eV之间,分子轨道的组成有Al原子轨道与Pr原子轨道杂化而成;在能级-15 eV～15 eV之间,Al-Pr二元系金属间化合物的分子轨道,主要由Al-p、Pr-d、Pr-f轨道贡献。从布居分析及态密度图,可知Al-Pr二元系金属间化合物,它们都具有共价性及金属性。(本文来源于《南昌大学》期刊2019-05-28）
刘帅[6]（2019）在《基于密度泛函理论的铁基反尖晶石载氧体还原性质计算及实验研究》一文中研究指出本论文立足于高效、低碳的固体燃料化学链循环过程,选题涉及其中的核心关键载氧体科学问题,聚焦来源广泛、价格低廉、环境友好、工业应用可行的铁基载氧体,最终确定了多金属元素协同作用、且结构更稳定、多阳离子空位结构的复合铁基反尖晶石载氧体为研究对象。研究采用理论与计算化学为主、常规性能评价和材料表征实验为辅、结合已发表实验数据为验证的策略,考察和讨论了复合铁基反尖晶石载氧体的电子结构性质、反应活性和反应机理。基于密度泛函理论的计算研究阐释了载氧体宏观还原性能的微观本质,涉及六种复合铁基反尖晶石结构,包括CuFe2O4、CoFe2O4、MnFe2O4、NiFe2O4晶体以及掺杂了Ca、Ba元素的Fe3O4晶体;以实质的气(H2/CO)-固(载氧体)模拟固体燃料化学链循环表观的固-固反应,以化学吸附和热重实验仪器重点研究了CuFe2O4和CoFe2O4,并借助XPS进一步实验表征其电子形态和结合能。具体结果如下:CuFe2O4和CoFe2O4载氧体在H2或CO还原性气氛下表现出不同的还原行为特点,CuFe2O4与气体的起始反应温度比CoFe2O4低,CoFe2O4的最大反应速率比CuFe2O4高。XPS表征结果揭示载氧体氧形态的多样化是造成上述宏观还原性质的根本原因,表面氧反应活性影响着反应发生的难易程度,体相晶格氧含量远高于表面氧含量且是载氧体还原反应速率能力的决定因素。表面氧反应活性和体相晶格氧迁移效率共同决定了还原反应发生的起始及演变。理论计算得到电子态密度图显示,CoFe2O4晶体体相晶胞的禁带宽度比CuFe2O4窄,意味着其价带电子越容易跨越禁带跃迁到导带成为自由电子,说明CoFe2O4晶体内原有金属-氧键更容易发生断裂,从而有利于解离后的体相晶格氧向表面迁移、及与更外层的金属原子形成新的金属-氧键,因此CoFe2O4晶体体相晶格氧的迁移速率比CuFe2O4高,对应更快的宏观还原反应速率;CuFe2O4晶体表面的禁带宽度比CoFe2O4窄,CuFe2O4表面金属吸附位点和表面晶格氧的活性比CoFe2O4更高,从而在实验测试中CuFe2O4比CoFe2O4在更低的温度下开始反应。理论计算结果显示表面弛豫后位于最外层的Cu或Co原子与次外层的Fetetl原子比在体相结构中相距更远,从空间位置角度证明了CuFe2O4表面比CoFe2O4具有更加有利的条件供外来气体吸附其上。巴德电荷分析结果进一步揭示弛豫后表面金属原子比在体相结构中的电负性有所增加,有利于显正电性的燃料气体分子基团吸附,且表面Cu原子比表面Co原子的电负性更强,从电负性角度证明了 CuFe2O4表面金属原子比CoFe2O4的吸附活性更高,因此其表面反应活性更强。统一研究MFe2O4(M=Cu,Co,Mn,Ni)铁基反尖晶石结构发现,以八面体位点的Moct原子和四面体位点的Fetetl原子作终端的两种表面,由于表面弛豫过程中原子配位数减小得最少,计算得到的表面能最低,因而最有可能代表实际表面。Moot原子作终端的表面拥有更多的金属原子吸附位点从而有利于气体分子的吸附过程,Fetetl原子作终端的表面其氧原子层与燃料气体分子在空间上距离更近,与之发生反应的空间可能性更高。弛豫后的表面金属原子呈现相互远离的趋势,以增强整个体系在空间上的对称性,其比体相金属原子对燃料气体分子的吸附活性更高。马利肯布居数分析揭示了Ba铁尖晶石作为载氧体优于Fe3O4尖晶石、Ca铁尖晶石的微观电子性质本质。Ba掺杂的Fe3O4晶体中的O原子的电子数最多,可能最有利于体相晶格氧的迁移,晶体中位于四面体位点的Fetet原子与氧原子的作用较其它两个体系最弱,可能意味着其表面反应活性最高。本论文采用理论计算化学手段和实验手段共同构建了复合铁基反尖晶石载氧体在还原性气氛下(H2/CO)的反应活性与其微观电子结构间的内在联系规律,并拓展了理论分析、解释、预测复合铁基反尖晶石载氧体宏观还原反应活性能力,具有显着的科学意义及明显的创新性。(本文来源于《安徽大学》期刊2019-05-01）
刘杰[7]（2019）在《基于密度泛函理论计算的新颖二维储能材料设计与模拟》一文中研究指出随着理论计算方法的不断完善和计算能力的不断提升,通过理论计算来设计新材料已经成为推动材料科学领域进步的重要手段。自2004年石墨烯被发现以来,以其为代表的二维材料因其独特的几何结构和优异的物理化学性质引起了人们的高度关注,并有望在储能领域发挥着重要作用。在本论文中,我们通过密度泛函理论计算设计了两种新颖的二维材料,并系统地探索了它们在金属离子二次电池领域的潜在应用。Ti_2PTe_2是实验上合成出来的一种层状叁元过渡金属硫族化合物。我们通过计算发现Ti_2PTe_2具有较小的剥离能,因此单层Ti_2PTe_2非常有望在实验上通过机械剥离的方法制得。与许多半导体性的二维过渡金属硫族化合物不同的是,单层Ti_2PTe_2在费米能级附近有明显的电子态,呈现金属性。特别的是,二维Ti_2PTe_2单层材料用作Na离子的负极材料时,可以提供相当高的理论容量(280.75 mAh·g~(-1))和相当低的开路电压(0.31 V)。因此,二维Ti_2PTe_2单层材料是一种有希望的钠离子电池负极候选材料。我们通过理论计算研究了另外一种二维层状材料Nb_2S_2C的电学性质和储能性质。计算结果显示Nb_2S_2C的剥离能与石墨的剥离能非常接近,表明Nb_2S_2C单层材料很容易在实验上制得。通过计算发现Li、Na、K、Mg吸附在二维Nb_2S_2C单层材料上时具有较高的吸附能和较低的扩散势垒。特别的是,Nb_2S_2C单层材料对Li、Na、K、Mg具有较高的理论容量和较低的开路电压,是一种理想的金属离子二次电池的负极材料,在储能领域具有广阔的应用前景。(本文来源于《南京师范大学》期刊2019-03-26）
杨芳,王海峰[8]（2019）在《四种白藜芦醇含氮衍生物的密度泛函理论计算》一文中研究指出采用密度泛函理论(DFT) B3LYP-D3方法,对四种白藜芦醇含氮衍生物的分子结构、红外光谱、电子吸收光谱及抗氧化活性进行计算研究。计算结果表明,甲氨基更有利于增强衍生物分子结构中A,B苯环共平面性,扩大了分子的π共轭体系。四种化合物电子吸收光谱最大吸收峰具有电子的π-π*跃迁特征,在溶剂的作用下,λ_(max)红移了15～17 nm,但随着溶剂极性的增大,λ_(max)变化不明显。四种含氮衍生物电离能(IP)和能隙(E_(gap))均低于白藜芦醇,具有更好的抗氧化活性。(本文来源于《广州化工》期刊2019年05期）
杨敏,姜湃,崔咪咪,薛小松,侯彦辉[9]（2018）在《基于密度泛函数理论的α-二亚胺镍配合物催化乙烯/降冰片烯共聚合的计算化学研究》一文中研究指出为探究N,N′-二(2,6-二异丙基)苊二亚胺溴化镍配合物无法催化乙烯、降冰片烯共聚的原因,使用Gaussian软件,运用密度泛函数理论(DFT),将乙烯、降冰片烯共聚过程分为3个阶段:单体竞争链引发过程、单体竞争再插入过程、乙烯链增长和β-H转移反应竞争过程,并依序计算每个阶段的动力学能量.结果显示:每个阶段中具有动力学优势的反应分别是降冰片烯单体的链引发、乙烯单体的再插入、链增长过程的β-H转移反应.这3个优势反应将构成"体系循环",使共聚过程仅能获得小分子链段,导致共聚无产物.(本文来源于《天津工业大学学报》期刊2018年06期）
张文倩,房春晖,朱发岩,刘红艳,李武[10]（2018）在《Cs~+水合结构的密度泛函理论计算研究》一文中研究指出基于密度泛函理论在ωB97XD/gen def2-tzvp基组水平上对[Cs(H_2O)_n]~+(n=1～15)水合团簇结构的振动光谱进行了研究。研究表明,随着水分子数的增加,在气相和液相中,八配位的Cs~+水合团簇是最稳定的;随着水分子数的增加,Cs-O键长增大,Cs~+上的电荷密度减小。当水分子数大于11时,Cs-O键长和Cs~+上的电荷密度变化很小。O(H_2O)-O(H_2O)距离、∠O(H_2O)-Cs-O(H_2O)°统计结果表明,15个水分子足以形成Cs~+的近似饱和水合层。此外,红外光谱显示[Cs(H_2O)_n]~+水合团簇中O-H伸缩振动随着水分子数的增加而发生变化,由此可以作为鉴别水合层位置的一种参考方法。(本文来源于《盐湖研究》期刊2018年04期）
密度泛函理论计算论文开题报告
（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：
使用Gaussian 09软件对乙酸乙酯碱性水解反应的机理进行了研究。本研究融合了本科教学中有机化学、物理化学和结构化学的相关知识,以乙酸乙酯水解机理为问题导向,阐述了研究和解决问题的思路和方法,探索了将第一性原理计算引入高等教育的方式。
（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。
密度泛函理论计算论文参考文献
[1].罗强,杨恒,郭平,赵建飞.N型甲烷水合物结构和电子性质的密度泛函理论计算[J].物理学报.2019
[2].张春芳,张翠妙,李江涛,韩琳玉,顾芳.将密度泛函理论计算纳入高等化学教学初探——对乙酸乙酯碱性水解机理的理论研究[J].大学化学.2019
[3].熊晓璐.密度泛函理论计算研究镍铜矿表面反应机理[D].上海大学.2019
[4].李大伟,高云亮,董叁强,朱芫江,李进平.δ-Pu空位缺陷的密度泛函理论计算[J].原子与分子物理学报.2019
[5].刘崴.Al-Pr金属间化合物结构、弹性性能及电子结构研究[D].南昌大学.2019
[6].刘帅.基于密度泛函理论的铁基反尖晶石载氧体还原性质计算及实验研究[D].安徽大学.2019
[7].刘杰.基于密度泛函理论计算的新颖二维储能材料设计与模拟[D].南京师范大学.2019
[8].杨芳,王海峰.四种白藜芦醇含氮衍生物的密度泛函理论计算[J].广州化工.2019
[9].杨敏,姜湃,崔咪咪,薛小松,侯彦辉.基于密度泛函数理论的α-二亚胺镍配合物催化乙烯/降冰片烯共聚合的计算化学研究[J].天津工业大学学报.2018
[10].张文倩,房春晖,朱发岩,刘红艳,李武.Cs~+水合结构的密度泛函理论计算研究[J].盐湖研究.2018