Ca/Na + HCl 体系的势能面构建及动力学理论研究
批准号:
11804193
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
谭瑞山
依托单位:
学科分类:
A2101.原子分子结构、碰撞与谱学
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
林世鹰、李鲁艳、贺长伟、张浩、吕巧雅
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中文摘要
本项目将采用从头算理论和三次样条拟合方法分别构建Na+HCl基态绝热势能面和Ca+HCl反应的激发态绝热势能面。基于Na+HCl基态绝热势能面,采用切比雪夫波包法和准经典轨线方法对Na+HCl←→NaCl+H反应进行动力学研究,并给出反应几率、反应截面和速率常数等理论数据。计算结果对减少大气中Cl原子,对保护臭氧层具有重要的理论指导意义。基于Ca+HCl反应的激发态绝热势能面,采用准经典轨线方法对Ca+HCl反应进行态态动力学的研究,得出CaCl(A,B)产物分布特征和产物形成机理,这也是目前实验人员普遍关注的重要问题。最后,探究“Harpoon Mechanism”反应机制对这两个体系的影响,进一步完善碱性金属与含卤素原子的分子反应的理论模型。
英文摘要
Two new ab initio potential energy surfaces for the ground state of Na+HCl and the excited state of Ca+HCl reactive systems will be constructed by three dimensional cubic spline interpolation method and ab initio theory. Based on adiabatic ground state potential energy surface of Na+HCl, we will study the dynamic process of Na+HCl←→NaCl+H using Chebyshev wave packet and Quasi-classical trajectory to obtian the reaction probability, rate constants, and cross section. These results will be of great significance for reducing Cl content in the atmosphere and protecting the ozone layer. In addition, substantial effort will be devoted to investigating the distribution characteristics and formation mechanism of the product, CaCl(A,B) in Ca+HCl reaction, which is an important issue of researchers concern. In order to solve this important issue, we employ Quasi-classical trajectory method to perform state-to-state dynamics based on the new potential energy surfaces for the excited state of Ca+HCl. Further, combined with the "harpoon" reaction mechanism, we study the influence of the mechanism on the two systems, and perfect the theoretical model of the reaction between alkali metals and hydrogen halide.
本项目基于切比雪夫波包法进行了Na+H/DF反应量子非绝热动力学的研究,非绝热效应不明显,振动激发能促进反应进行,同位素效应显著。计算结果还表明Na(3P) + HF → NaF + H/Na(3S) + HF的散射过程只能通过非绝热转换才能完成,散射经过“Harpooning” 过程形成基电子态反应物或产物。两个竞争过程的积分截面都没有阈能,并且随着碰撞能的增大,截面值急剧减小并最终趋向平稳。同时,采用从头算理论和三次样条拟合方法分别构建Na + HF 和 Na + HCl基态绝热势能面,两个新势能面过渡态驻点虽与实验符合较好,但速率常数与实验数据存在一定差距,为以后进一步完善性金属与含卤素原子的分子反应理论模型奠定基础。本项目还进行了H + SiH+反应的量子动力学研究,结果表明科里奥利效应比较明显。.在此基础上了,本项目利用从头算理论开展了新型二维横向异质结构合成研究,成功揭示了两类全新的二维单层材料,即MoX2 和 MoX2H2 (X = As, Sb),并且通过结构声子谱以及分子动力学的分析证明了其具有极佳的稳定性,为进一步实验合成奠定了基础。研究结果显示随组分材料宽度变化,此类横向异质结的能隙表现出了完全线性可调谐的特征。此外部分相应的异质结还表现出Ⅱ型的能带对齐特点,能极大的促进载流子的分离而提升量子效率。这些研究成果突出展示出此类型二维材料及其异质结体系在材料物理及纳米器件方向的应用潜力。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
The Photocatalytic Properties of V-Zn-N Co-doped ZnO: A First-Principles Investigation
V-Zn-N共掺杂ZnO的光催化性能:第一性原理研究
DOI:10.1007/s10562-020-03193-0
发表时间:2020
期刊:Catalysis Letters
影响因子:2.8
作者:Li Luyan;Lv Qiaoya;Li Yafang;Li Longlong;Zhao Yanjie;Mao Jinhua;Shao Dawei;Tan Ruishan;Shi Shuhua;Chen Ting
通讯作者:Chen Ting
Quantum dynamics studies of the Na(3S) + HF and Na(3S/3P) + DF reactions: The effects of the initial rotational excitation and the isotopic substitution
Na(3S) HF 和 Na(3S/3P) DF 反应的量子动力学研究:初始旋转激发和同位素取代的影响
DOI:10.1016/j.cplett.2019.06.035
发表时间:2019
期刊:Chemical Physics Letters
影响因子:2.8
作者:Yan Wei;Tan Rui Shan;Lin Shi Ying
通讯作者:Lin Shi Ying
A DFT Study of Electronic Structures and Photocatalytic Properties of Mn-Cu2O
Mn-Cu2O电子结构和光催化性能的DFT研究
DOI:10.1134/s0036024420030243
发表时间:2020
期刊:Russian Journal of Physical Chemistry
影响因子:--
作者:Lv Qiaoya;Li Longlong;Li Yafang;Mao Jinhua;Chen Ting;Shao Dawei;Li Mengmeng;Tan Ruishan;Zhao Junqing;Shi Shuhua;Wang Huilin;Liu Liqiang;Li Luyan
通讯作者:Li Luyan
Exact quantum dynamics study of the H(2S) +SiH+(X1Σ+) reaction on a new potential energy surface of SiH+2 (X2A1)
SiH 2 (X2A1) 新势能面上 H(2S) SiH (X1Σ ) 反应的精确量子动力学研究
DOI:10.1088/1674-1056/ac1b8c
发表时间:2021
期刊:Chin. Phys. B
影响因子:--
作者:Wen-Li Zhao;Rui-Shan Tan;Xue-Cheng Cao;Feng Gao;Qing-Tian Meng
通讯作者:Qing-Tian Meng
Toward lateral heterostructures with two-dimensional MoX2H2 (X = As, Sb)
面向二维 MoX2H2 (X = As, Sb) 的横向异质结构
DOI:10.1039/d0cp03530k
发表时间:2020
期刊:Physical Chemistry Chemical Physics
影响因子:3.3
作者:Tan Ruishan;Lei Yanzi;Li Luyan;Shi Shuhua
通讯作者:Shi Shuhua
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