CuO掺杂Ag纳米复合材料的第一性原理研究

发布时间：2022-11-11 19:38

　　能够从原子或者分子尺度理解并调控物质的性质是材料科学中取得科学和技术进步的关键所在。CuO纳米复合材料在工业催化领域能展现出较高的催化活性,这与材料的原子、电子结构密切相关。因此利用第一性原理方法开展CuO复合材料的基础理论研究对于开发出新型、高效的CuO基催化剂材料具有重要的理论与实际意义。本论文以Ag掺杂的CuO复合材料为研究对象,采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,研究了掺杂Ag对CuO的晶体结构、电子结构、吸附性能与催化性能的影响。为提高CuO复合材料的催化性能,以及开发可控的制备工艺提供理论指导。论文以CuO（111）表面为基础,研究了Ag原子在表面上的掺杂行为,并计算了每种掺杂模型的结合能与生成焓。计算结果表明:当Ag原子替位掺杂表面的Cu₁原子后所形成的结构是最稳定的;态密度的分析结果表明,掺杂的Ag原子会与表面的O原子形成新的Ag-O键;布局分析的结果显示,Ag原子的掺杂提高了CuO（111）表面的化学活性,为该表面上发生的吸附、催化反应提供了较好的化学环境。在上述模拟计算的基础上,通过对NO小分子的吸附性能计算,阐明了Ag原子的掺杂对CuO吸附... 

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 CuO纳米复合材料在催化领域的研究现状
        1.2.1 CuO纳米复合材料在催化领域的主要研究进展
        1.2.2 CuO纳米复合材料在催化领域的主要应用
    1.3 第一性原理研究在贵金属掺杂的复合材料中的应用
        1.3.1 Au的掺杂
        1.3.2 Ag的掺杂
        1.3.3 Pt的掺杂
        1.3.4 Pd的掺杂
        1.3.5 Rh、Ru、Ir及Os的掺杂
    1.4 Ag/CuO纳米复合材料的研究现状
    1.5 本文研究的内容
    1.6 本文研究的目的和意义
第二章 研究路线与方法
    2.1 研究路线
    2.2 计算相关理论及软件介绍
        2.2.1 第一性原理
        2.2.2 密度泛函理论
        2.2.3 计算软件及使用模块介绍
    2.3 实验材料与设备
第三章 Ag/CuO复合材料的第一性原理研究
    3.1 Ag/CuO复合材料的晶体结构模型与计算方法
        3.1.1 体结构模型及计算方法
        3.1.2 表面结构模型及计算方法
        3.1.3 模型及计算方法的可靠性分析
    3.2 Ag原子在CuO(111)表面上的掺杂
    3.3 NO小分子在CuO(111)表面及Ag/CuO(111)表面上的吸附
    3.4 过氧化氢在CuO(111)表面与Ag/CuO(111)表面上的分解反应
        3.4.1 过氧化氢、OOH在CuO(111)表面与Ag/CuO(111)表面上的吸附
        3.4.2 水分子、OH、H及O在CuO(111)表面上的吸附
        3.4.3 水分子、OH、H及O在Ag/CuO(111)表面的吸附行为
        3.4.4 Ag原子的掺杂对CuO(111)表面上过氧化氢分解反应的影响
    3.5 本章小结
第四章 Ag/CuO复合材料的合成及表征
    4.1 Ag/CuO复合材料的合成
    4.2 Ag/CuO复合材料的表征
        4.2.1 物相分析
        4.2.2 TEM分析
        4.2.3 XPS分析
    4.3 Ag/CuO复合材料对过氧化氢分解反应的催化性能分析
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录:攻读硕士学位期间发表论文


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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[3]本征与金改性石墨烯检测六氟化硫分解组分的气敏特性及气敏机理研究[D]. 喻蕾.重庆大学 2015
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本文编号：3705621