搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

VOxH2O (x= 15)团簇的结构及稳定性研究

金蓉 谌晓洪

VOxH2O (x= 15)团簇的结构及稳定性研究

金蓉, 谌晓洪
PDF
导出引用
导出核心图
  • 用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/DZP水平上对H2O分子与VOx形成的团簇VOxH2O (x= 15)进行结构优化、能量和频率的计算,研究了团簇的稳定结构、稳定性和频率特性.结果表明VOxH2O (x= 15) 团簇的基态构型的电子态均为2A, 对称性均属C1对称点群,其中x= 1, 4, 5时基态构型中水分子已被解离.水分子倾向于吸附在团簇VOx上, 形成VOxH2O (x= 15)团簇. VOxH2O (x= 15)团簇中, VOxH2O (x= 1,4,5) 的化学活性小于VOxH2O (x= 2, 3)的化学活性.此外, H2O体系与VOx之间的结合强弱顺序为 VO4H2O VO5H2O VOH2O VO3H2O VO2H2O. VOH2O中离解出H原子的能量为2.88 eV和从VO5H2O中离解出OH基团的能量为2.38 eV, 均在可见光能量范围内,这两个化学过程有可能在可见光催化条件下进行.可以通过团簇的红外和拉曼谱特征, 初步判断水分子在VOxH2O团簇中是否离解.
    • 基金项目: 四川省教育厅重点项目(批准号: 10ZA105, 10ZX012)和 四川省科技厅科技支撑计划(批准号: 2009PZ0055)资助的课题.
    [1]

    Cox P A 1992 Transition Metal Oxides An Introduction to Their Electronic Structure and Properties (Oxford:Clarendon Press)

    [2]

    Rao C N R, Raveau B 1995 Transition metal oxides (New York: VCH Publishers)

    [3]

    Busca G, Lietti L, Ramis G, Berti F 1998 Appl. Catal. B: Environmental 18 1

    [4]

    Pasel J, Käßner P, Montanari B, Gazzano M, Vaccari A, Makowski W, Lojewski T, Dziembaj R, Papp H 1998 Appl. Catal. B: Environmental 18 199

    [5]

    Yamanaka I, Morimoto K, Soma M, Otsuka K 1998 J. Mol. Catal. A 133 251

    [6]

    Viparelli P, Ciambelli P, Lisi L, Ruoppolo G, Russo G, Volta J C 1999 Appl. Catal. A 184 291

    [7]

    Gao X T, Wachs I E 2000 J. Phys. Chem. B 104 1261

    [8]

    Calatayud M, Silvi B, Andrés J, Beltrán A 2001 Chemical Physics Letters 333 493

    [9]

    Calatayud M, Andrés J, Beltrán A 2001 J. Phys. Chem. A 105 9760

    [10]

    Vyboishchikov S F, Sauer J 2000 J. Phys. Chem. A 104 10913

    [11]

    Chertihin G V, Bare W D, Andrews L 1997 J. Phys. Chem. A 101 5090

    [12]

    Engeser M, Weiske T, Schröder D, Schwarz H 2003 J. Phys. Chem. A 107 2855

    [13]

    Weckhuysen B M, Keller D E 2003 Catal. Today 78 25

    [14]

    Cortez G G, Banares M A 2002 J. Catal. 209 197

    [15]

    Balducci G, Gigli G, Guido M 1983 J. Chem. Phys. 79 5616

    [16]

    Pykavy M, Wüllen van C 2003 J. Phys. Chem. A 107 5566

    [17]

    Du Q, Wang L, Sheng X H, Gao T 2006 Acta Phys. Sin. 55 6308 (in Chinese) [杜泉, 王玲, 谌晓洪, 高涛 2006 物理学报 55 6308]

    [18]

    Du Q, Wang L, Sheng X H 2008 Acta Chim. Sin. 66 23 (in Chinese) [杜泉, 王玲, 谌晓洪, 王红艳, 高涛, 朱正和 2008 化学学报 66 23]

    [19]

    Bjarnason A, Ridge D 1998 Organometallics 17 1889

    [20]

    Jakubikova E, Bernstein E R, 2007 J. Phys. Chem. A 111 13339

    [21]

    Avdeev V I, Tapilin V M 2010 J. Phys. Chem. C 114 3609

    [22]

    Sun K Q, Zhong Q 2008 Environmental Chemistry 27 33 (in Chinese) [孙克勤, 钟秦, 黄丽娜 2008 环境化学 27 33]

    [23]

    Becke A D 1993 J. Chem. Phys. 98 5648

    [24]

    Lee C, Yang W, Parr R G 1988 Phys. Rev. B 37 785

    [25]

    Hunzinaga S 1965 J. Chem. Phys. 42 1293

    [26]

    Dunning T H 1970 J. Chem. Phys. 53 2823

    [27]

    Zhou G D, Duan L Y 2002 Fundamentals of Structural Chemistry (Beijing: Peking university press)pp242, 178, 179 (in Chinese) [周公度, 段连云 2002 结构化学基础 (北京: 北京大学出版社)第242, 178, 179页]

    [28]

    Chen H S, Meng F S, Li X F, Zhang S L 2009 Acta Phys. Sin. 58 0887 (in Chinese) [陈宏善, 孟凡顺, 李向富, 张素玲 2009 物理学报 58 0887]

  • [1]

    Cox P A 1992 Transition Metal Oxides An Introduction to Their Electronic Structure and Properties (Oxford:Clarendon Press)

    [2]

    Rao C N R, Raveau B 1995 Transition metal oxides (New York: VCH Publishers)

    [3]

    Busca G, Lietti L, Ramis G, Berti F 1998 Appl. Catal. B: Environmental 18 1

    [4]

    Pasel J, Käßner P, Montanari B, Gazzano M, Vaccari A, Makowski W, Lojewski T, Dziembaj R, Papp H 1998 Appl. Catal. B: Environmental 18 199

    [5]

    Yamanaka I, Morimoto K, Soma M, Otsuka K 1998 J. Mol. Catal. A 133 251

    [6]

    Viparelli P, Ciambelli P, Lisi L, Ruoppolo G, Russo G, Volta J C 1999 Appl. Catal. A 184 291

    [7]

    Gao X T, Wachs I E 2000 J. Phys. Chem. B 104 1261

    [8]

    Calatayud M, Silvi B, Andrés J, Beltrán A 2001 Chemical Physics Letters 333 493

    [9]

    Calatayud M, Andrés J, Beltrán A 2001 J. Phys. Chem. A 105 9760

    [10]

    Vyboishchikov S F, Sauer J 2000 J. Phys. Chem. A 104 10913

    [11]

    Chertihin G V, Bare W D, Andrews L 1997 J. Phys. Chem. A 101 5090

    [12]

    Engeser M, Weiske T, Schröder D, Schwarz H 2003 J. Phys. Chem. A 107 2855

    [13]

    Weckhuysen B M, Keller D E 2003 Catal. Today 78 25

    [14]

    Cortez G G, Banares M A 2002 J. Catal. 209 197

    [15]

    Balducci G, Gigli G, Guido M 1983 J. Chem. Phys. 79 5616

    [16]

    Pykavy M, Wüllen van C 2003 J. Phys. Chem. A 107 5566

    [17]

    Du Q, Wang L, Sheng X H, Gao T 2006 Acta Phys. Sin. 55 6308 (in Chinese) [杜泉, 王玲, 谌晓洪, 高涛 2006 物理学报 55 6308]

    [18]

    Du Q, Wang L, Sheng X H 2008 Acta Chim. Sin. 66 23 (in Chinese) [杜泉, 王玲, 谌晓洪, 王红艳, 高涛, 朱正和 2008 化学学报 66 23]

    [19]

    Bjarnason A, Ridge D 1998 Organometallics 17 1889

    [20]

    Jakubikova E, Bernstein E R, 2007 J. Phys. Chem. A 111 13339

    [21]

    Avdeev V I, Tapilin V M 2010 J. Phys. Chem. C 114 3609

    [22]

    Sun K Q, Zhong Q 2008 Environmental Chemistry 27 33 (in Chinese) [孙克勤, 钟秦, 黄丽娜 2008 环境化学 27 33]

    [23]

    Becke A D 1993 J. Chem. Phys. 98 5648

    [24]

    Lee C, Yang W, Parr R G 1988 Phys. Rev. B 37 785

    [25]

    Hunzinaga S 1965 J. Chem. Phys. 42 1293

    [26]

    Dunning T H 1970 J. Chem. Phys. 53 2823

    [27]

    Zhou G D, Duan L Y 2002 Fundamentals of Structural Chemistry (Beijing: Peking university press)pp242, 178, 179 (in Chinese) [周公度, 段连云 2002 结构化学基础 (北京: 北京大学出版社)第242, 178, 179页]

    [28]

    Chen H S, Meng F S, Li X F, Zhang S L 2009 Acta Phys. Sin. 58 0887 (in Chinese) [陈宏善, 孟凡顺, 李向富, 张素玲 2009 物理学报 58 0887]

  • [1] 吕瑾, 杨丽君, 王艳芳, 马文瑾. Al2Sn(n=210)团簇结构特征和稳定性的密度泛函理论研究. 物理学报, 2014, 63(16): 163601. doi: 10.7498/aps.63.163601
    [2] 陈海军, 李高清, 薛具奎. 变分法研究一维Bose-Fermi系统的稳定性. 物理学报, 2011, 60(4): 040304. doi: 10.7498/aps.60.040304.1
    [3] 杨雪, 丁大军, 胡湛, 赵国明. 中性和阳离子丁酮团簇的结构及稳定性的理论研究. 物理学报, 2018, 67(3): 033601. doi: 10.7498/aps.67.20171862
    [4] 吴礼清, 唐会帅, 张秀荣, 康张李. OsnN0,±(n=1—6)团簇几何结构与稳定性的理论研究. 物理学报, 2011, 60(5): 053601. doi: 10.7498/aps.60.053601
    [5] 王红艳, 李喜波, 罗江山, 吴卫东, 唐永建. 密度泛函理论研究ScnO(n=1—9)团簇的结构、稳定性与电子性质. 物理学报, 2009, 58(9): 6134-6140. doi: 10.7498/aps.58.6134
    [6] 宋健, 李锋, 邓开明, 肖传云, 阚二军, 陆瑞锋, 吴海平. 单层硅Si6H4Ph2的稳定性和电子结构密度泛函研究. 物理学报, 2012, 61(24): 246801. doi: 10.7498/aps.61.246801
    [7] 郭云东, 王红艳, 李喜波, 罗江山, 吴卫东, 唐永建. 密度泛函理论研究Scn,Yn和Lan(n=2—10)团簇的稳定性、电子性质和磁性. 物理学报, 2008, 57(8): 4857-4865. doi: 10.7498/aps.57.4857
    [8] 张陈俊, 王养丽, 陈朝康. InCn+(n=110)团簇的密度泛函理论研究. 物理学报, 2018, 67(11): 113101. doi: 10.7498/aps.67.20172662
    [9] 朱正和, 薛卫东. CUO基态分子热力学稳定性研究. 物理学报, 2003, 52(12): 2965-2969. doi: 10.7498/aps.52.2965
    [10] 胡前库, 侯一鸣, 吴庆华, 秦双红, 王李波, 周爱国. 过渡金属硼碳化物TM3B3C和TM4B3C2稳定性和性能的理论计算. 物理学报, 2019, 68(9): 096201. doi: 10.7498/aps.68.20190158
    [11] 唐春梅, 郭微, 朱卫华, 刘明熠, 张爱梅, 巩江峰, 王辉. 内掺过渡金属非典型富勒烯M@C22(M=Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni) 几何结构、电子结构、稳定性和磁性的密度泛函研究. 物理学报, 2012, 61(2): 026101. doi: 10.7498/aps.61.026101
    [12] 王 岩, 任慧志, 侯国付, 郭群超, 朱 锋, 张德坤, 孙 建, 薛俊明, 赵 颖, 耿新华, 韩晓艳. 相变域硅薄膜材料的光稳定性. 物理学报, 2006, 55(2): 947-951. doi: 10.7498/aps.55.947
    [13] 易双萍, 王 慧, 欧阳玉, 彭景翠. 碳纳米管的稳定性研究. 物理学报, 2008, 57(1): 615-620. doi: 10.7498/aps.57.615
    [14] 张娟, 周志刚, 石玉仁, 杨红娟, 段文山. 修正KP方程及其孤波解的稳定性. 物理学报, 2012, 61(13): 130401. doi: 10.7498/aps.61.130401
    [15] 王参军, 李江城, 梅冬成. 噪声对集合种群稳定性的影响. 物理学报, 2012, 61(12): 120506. doi: 10.7498/aps.61.120506
    [16] 李秀平, 王善进, 陈琼, 罗诗裕. 参数激励与晶体摆动场辐射的稳定性. 物理学报, 2013, 62(22): 224102. doi: 10.7498/aps.62.224102
    [17] 王超, 刘骋远, 胡元萍, 刘志宏, 马建峰. 社交网络中信息传播的稳定性研究. 物理学报, 2014, 63(18): 180501. doi: 10.7498/aps.63.180501
    [18] 欧阳世根, 江德生, 佘卫龙. 复色光伏孤子的稳定性. 物理学报, 2004, 53(9): 3033-3041. doi: 10.7498/aps.53.3033
    [19] 张 凯, 冯 俊. 相对论Birkhoff系统的对称性与稳定性. 物理学报, 2005, 54(7): 2985-2989. doi: 10.7498/aps.54.2985
    [20] 张 芳, 李 娟, 吴春亚, 赵淑云, 刘建平, 孟志国, 熊绍珍. 微晶硅薄膜晶体管稳定性研究. 物理学报, 2006, 55(12): 6612-6616. doi: 10.7498/aps.55.6612
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  2417
  • PDF下载量:  671
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-06-20
  • 修回日期:  2012-05-10
  • 刊出日期:  2012-05-05

VOxH2O (x= 15)团簇的结构及稳定性研究

  • 1. 西华大学物理与化学学院, 西华大学先进计算研究中心, 成都 610039
    基金项目: 

    四川省教育厅重点项目(批准号: 10ZA105, 10ZX012)和 四川省科技厅科技支撑计划(批准号: 2009PZ0055)资助的课题.

摘要: 用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/DZP水平上对H2O分子与VOx形成的团簇VOxH2O (x= 15)进行结构优化、能量和频率的计算,研究了团簇的稳定结构、稳定性和频率特性.结果表明VOxH2O (x= 15) 团簇的基态构型的电子态均为2A, 对称性均属C1对称点群,其中x= 1, 4, 5时基态构型中水分子已被解离.水分子倾向于吸附在团簇VOx上, 形成VOxH2O (x= 15)团簇. VOxH2O (x= 15)团簇中, VOxH2O (x= 1,4,5) 的化学活性小于VOxH2O (x= 2, 3)的化学活性.此外, H2O体系与VOx之间的结合强弱顺序为 VO4H2O VO5H2O VOH2O VO3H2O VO2H2O. VOH2O中离解出H原子的能量为2.88 eV和从VO5H2O中离解出OH基团的能量为2.38 eV, 均在可见光能量范围内,这两个化学过程有可能在可见光催化条件下进行.可以通过团簇的红外和拉曼谱特征, 初步判断水分子在VOxH2O团簇中是否离解.

English Abstract

参考文献 (28)

目录

    /

    返回文章
    返回