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催化劑中活性位點的局域調節與性能分析

  • 作者：張季|責編:王曉丹//楊玉瑤
  • 出版社：北京郵電大學
  • ISBN：9787563576999
  • 出版日期：2025/10/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：141
人民幣：RMB 59 元      售價：元
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內容大鋼
    在眾多化學反應中，氧還原反應、氮還原反應、析氫反應和析氧反應等是發生在燃料電池、氮還原合成氨以及水分解等電化學過程中的重要的化學反應。為了加快化學反應速率並提高電荷利用率，人們在電極表面使用電催化劑，因此，高效催化劑的設計和催化反應機理的研究成為電催化研究的重點課題。本書以第一性原理計算為主要研究方法，探討催化活性位點局域化學環境的改變對催化性能的影響。據此，本書提出了多種催化劑模型，主要涉及以二維氮摻雜石墨烯和g-C3N4為基質的單金屬原子和雙金屬原子催化劑，通過對催化位點局域化學環境的橫向與縱向調節，研究其在氧還原反應和氮還原反應中的催化性能和反應機理。
作者介紹
張季|責編:王曉丹//楊玉瑤
目錄
第1章  密度泛函理論基礎
  1.1  量子力學基礎理論
    1.1.1  薛定諤方程
    1.1.2  玻恩-奧本海默近似
    1.1.3  單電子近似
  1.2  密度泛函理論
    1.2.1  Kohn-Sham定理
    1.2.2  Kohn-Sham方程
    1.2.3  交換關聯能泛函
    1.2.4  贗勢理論與第一性原理贗勢平面波方法
  1.3  第一性原理計算軟體包
本章參考文獻
第2章  第一性原理計算在電催化研究中的應用
  2.1  電催化反應機理
    2.1.1  析氫反應
    2.1.2  析氧反應
    2.1.3  氧還原反應
    2.1.4  氮還原反應
  2.2  電催化反應中第一性原理計算的處理方法
    2.2.1  吸附能
    2.2.2  差分電荷密度
    2.2.3  態密度
    2.2.4  Bader電荷布居
    2.2.5  晶體軌道哈密頓布居
    2.2.6  過渡態
    2.2.7  吉布斯自由能
本章參考文獻
第3章  雙金屬原子催化劑中活性位點的局域調節
  3.1  氮配位同核雙金屬原子ORR催化劑
    3.1.1  催化劑模型
    3.1.2  計算細節
    3.1.3  性能分析
本節小結
  3.2  氮配位異核雙金屬原子ORR催化劑
    3.2.1  催化劑模型
    3.2.2  計算細節
    3.2.3  催化性能分析
本節小結
  3.3  非金屬原子配位同核雙金屬原子NRR催化劑
    3.3.1  催化劑模型
    3.3.2  計算細節
    3.3.3  催化性能分析
本節小結
  3.4  非金屬原子配位異核雙金屬原子NRR催化劑
    3.4.1  催化劑模型
    3.4.2  催化性能分析
本節小結
本章參考文獻
第4章  單原子催化劑中活性位點的局域調節
  4.1  短程非金屬伴隨的單金屬原子ORR催化劑

    4.1.1  催化劑模型
    4.1.2  計算細節
    4.1.3  催化性能分析
本節小結
  4.2  長程非金屬伴隨的單金屬原子ORR催化劑
    4.2.1  催化劑模型
    4.2.2  計算細節
    4.2.3  篩選方法
    4.2.4  催化性能分析
本節小結
  4.3  以g-C3N4基為基質的非金屬伴隨的單金屬原子NRR催化劑
    4.3.1  催化劑模型
    4.3.2  計算細節
    4.3.3  催化性能分析
本節小結
本章參考文獻
第5章  異質結構中催化位點的垂直調節
  5.1  催化劑模型
  5.2  計算細節
  5.3  MN4@Gra-HEA催化劑的穩定性
  5.4  高性能催化劑的篩選及其反應自由能曲線
  5.5  標度關係
與活性火山圖
  5.6  溶劑化效應
  5.7  高熵合金錶面的金屬原子分佈及配比對催化劑性能的影響
本節小結
本章參考文獻
第6章  總結與展望

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