金属类催化剂的密度泛函理论研究实例

　　本书主要收集了作者近年来运用密度泛函理论的研究成果，主要内容有两部分：乙烯和氯乙烯在金属类催化剂表面的氧化反应机理研究；甲醇在金属类催化剂表面的分解机理研究。　本书主要应用密度泛函理论广义梯度近似方法，在平板模型上系统研究了乙烯、氯乙烯和甲醇在金属类催化剂表面的反应机理，在电子水平上阐明了催化剂的成分、组成、微晶和表面结构等主要因素与主要产物选择性的关系；建立活性组分与载体相互作用机理，为导向性筛选和改性催化剂提供理论依据；建立了反应动力学微观参量与催化剂宏观可评价性能之间的定量构效关系。

　　任瑞鹏，工学博士，太原理工大学煤化工研究所，讲师。　研究生学习期间主要从事煤化工及理论化学等领域的研究，并参与了国家“973”计划课题、国家自然科学基金等多项科学研究工作；自己独立承担过太原市科技局的创新创业项目一项。

第一章概述（1）
11催化剂概况（1）
111金属催化剂（2）
112金属氧化物催化剂（5）
113其他金属化合物催化剂（6）
12研究模型和方法（6）
121簇模型和板模型（6）
122研究方法简介（7）
123表征物理量以及涉及的公式（8）
参考文献（10）
第二章理论基础（12）
21量子力学方法及应用（12）
211分子轨道计算法（13）
212密度泛函理论（13）
22交换相关能近似（15）
23赝势平面波方法（16）
24超元胞模型和平面波基组（18）
25VASP软件包（19）
26Gaussian 98（20）
参考文献（21）
第三章乙烯在纯金属催化剂表面的选择性氧化的DFT研究（23）
31引言（23）
32计算方法和模型（24）
33结果与讨论（24）
331催化晶面的选择（25）
332乙烯环氧化反应过程中涉及的各物种的吸附（25）
333乙烯在不同纯金属表面环氧化反应的机理（30）
34小结（43）
参考文献（44）
第四章乙烯在ⅠB金属氧化物表面选择性氧化的DFT研究（47）
41引言（47）
42计算方法和模型（48）
43结果与讨论（49）
431乙烯氧化过程中涉及的各物种的吸附（49）
432乙烯在金属氧化物催化剂表面催化氧化的反应机理（53）
44小结（59）
参考文献（59）
第五章乙烯在Pt/Ag合金表面催化氧化的DFT研究（62）
51引言（62）
52计算方法和模型（63）
521晶胞模型建立（63）
522计算详情（63）
53结果与讨论（64）
531乙烯在Pt/Ag合金催化剂表面催化氧化反应中各物种的吸附（64）
532乙烯在Pt/Ag合金催化剂表面催化氧化反应的机理（67）
54小结（75）
参考文献（75）
第六章氯乙烯在金属M(111)表面环氧化反应的DFT研究（77）
61引言（77）
62计算方法和模型（78）
63结果与讨论（79）
631气相反应（79）
632金属表面反应（80）
633路径Ⅰ［通过OMMC(1)中间体进行环氧化反应］（81）
634路径Ⅱ［通过OMMC(2)中间体进行环氧化反应］（84）
635路径 Ⅲ［通过OMMC(3)中间体进行环氧化反应］（85）
636对氯乙烯在不同金属表面选择性环氧化反应的总结与比较（86）
64小结（89）
参考文献（89）
第七章氯乙烯在金属Ag(100)表面环氧化反应的DFT研究（92）
71引言（92）
72计算方法和模型（93）
73结果与讨论（93）
731中间体的生成机理（95）
732氯乙醛、乙酰氯和氯代环乙烷的生成机理 （96）
733对两种反应路径的比较与总结（97）
74小结（99）
参考文献（99）
第八章氯乙烯在M2O(100)表面选择性氧化反应的DFT研究（101）
81引言（101）
82计算方法和模型（101）
83结果与讨论（102）
831氯乙烯选择性氧化反应网络（102）
832反应物的吸附（103）
833反应路径（104）
84小结（113）
参考文献（113）
第九章甲醇在OH预吸附的H2O/Cu(110)面上的DFT研究（117）
91引言（117）
92计算模型与方法（118）
921表面模型（118）
922计算方法（118）
93结果与讨论（119）
931反应中间体（119）
932反应路径（120）
933讨论部分（134）
94小结（137）
参考文献（137）
第十章甲醇在金属掺杂的Cu（110）含水面上裂解的DFT研究（143）
101引言（143）
102计算模型与方法（144）
1021表面模型（144）
1022计算方法（145）
103结果与讨论（145）
1031反应中间体（145）
1032反应机理（145）
1033讨论部分（150）
104小结（154）
参考文献（154）
第十一章甲醇在Pt掺杂的Cu（110）含水面上裂解制氢的DFT研究（159）
111引言（159）
112计算模型与方法（160）
1121表面模型（160）
1122计算方法（161）
113结果与讨论（161）
1131反应机理（162）
1132讨论部分（166）
114小结（168）
参考文献（169）