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关键词：
MCM-41,硅胶,固载化,三氯化铝,四氢双环戊二烯,异构化
发表时间：
2012-07-10 15:32:38
2_氯噻吩在Rh_111_表面吸附的密度泛函理论研究
林晨雨 | -> | 758| 1| 1.349459MB |2-氯噻吩,铑,密度泛函理论,吸附,平板模型
摘要: 采用密度泛函理论探讨了 2-氯噻吩分子在 Rh(111) 表面上吸附行为. 结果表明, 平行的 hol 位及 bridge 位上的吸附最稳定.吸附后, 2-氯噻吩键长发生明显变化, 分子平面被扭曲, 分子中 C–H(Cl, S) 相对于金属表面倾斜上翘. 垂直吸附模式不如平行吸附模式稳定, 但吸附后噻吩环未发生变形. hol 及 bridge 吸附模式下 2-氯噻吩的芳香性已遭破坏, 噻吩环上的碳原子呈现准 sp3 杂化. 在平行的 hol 位吸附后, 2-氯噻吩环累计得到 0.77 个电子, 而 Rh(111) 表面累计失去 1.19 个电子.
2-氯噻吩是合成各种噻吩衍生物的重要原料.随着噻吩衍生物在新材料、精细化工和低聚噻吩材料等领域的广泛应用, 对 2-氯噻吩的需求量日益增加[1~5], 随之而来的对环境造成的危害引起人们的高度重视. 目前, 有关 2-氯噻吩毒性的研究很少, 但由于噻吩与苯具有相似的共轭结构, 而卤代苯及其它有机卤代物具有很强的毒性, 对环境造成严重污染[6]. 因此, 对于 2-氯噻吩的脱卤研究具有重要的环保意义.
由于 Rh 具有较强的催化作用, 研究 2-氯噻吩在Rh(111) 表面的吸附具有重要意义. Johnson[7]认为,Rh 晶系属于立方面心结构, 其堆积结构中经常暴露的表面应是 Rh(111) 面, 它是一个原子密排面, 不易发生重构, 研究也比较简单, 因而受到广泛的关注.
由于 Rh 具有较强的催化作用, 研究 2-氯噻吩在Rh(111) 表面的吸附具有重要意义. Johnson[7]认为,Rh 晶系属于立方面心结构, 其堆积结构中经常暴露的表面应是 Rh(111) 面, 它是一个原子密排面, 不易发生重构, 研究也比较简单, 因而受到广泛的关注.
Caldwell 等[8]利用激光诱导热脱附 (LITD) 及傅里叶变换质谱 (FTMS) 等方法阐明噻吩在 Pd(111) 面上的分解机理. Teradau 等[9]利用全反射 S-K 边 X 射线吸收精细结构光谱 (total-reflection S-K edgeXAFS) 方法研究噻吩在 Pd(100) 表面的吸附. Imanishi等[10]通过 S-K 边表面扩展 X 射线吸收精细结构(S-K edge SEXAFS)、近边 X 射线吸收精细结构(NEXAFS) 及 X 射线光电子能谱 (XPS) 等方式测得噻吩在 Cu(100) 及 Ni(100) 的吸附情况. Mittendorfer等[11]用维也纳从头计算模拟软件包 (VASP) 计算噻吩在 Ni(100) 上的吸附. Orita 等[12]根据 Mittendorfer使用密度泛函理论 (DFT) 方法对噻吩在 Ni(100) 表面的吸附进行了研究, 并用 DMol3 方法进一步研究了噻吩在 Ni(100), Cu(100) 和 Pd(100) 表面的吸附, 检验了多种平行的和正交的吸附构型. Sexton[13]通过电子能量损失谱 (EELS) 和热脱附谱 (TPD) 方法对噻吩环平行于 Cu(100) 面进行了研究. Morin 等[14]用DFT 方法和维也纳从头计算模拟软件包计算了噻吩
在 Ni(110) 表面不同的吸附可能性. 迄今, 金属表面吸附 2-氯噻吩分子的研究尚无文献报道.
在 Ni(110) 表面不同的吸附可能性. 迄今, 金属表面吸附 2-氯噻吩分子的研究尚无文献报道.
本文采用 DFT 结合周期平板模型方法, 模拟 2-氯噻吩分子在 Rh(111) 面的吸附行为, 旨在对金属Rh 的脱卤催化活性进行预测, 为研发优良的脱卤催化剂提供理论依据. 本文所有的 DFT 计算均由 Materialstudio 4.2 软件包中 CASTEP[15]模块进行.
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