Pd-Cu-ClxAl2O3低温催化CO氧化的DFT研究(10)
密度泛函理论的运算主要在计算机上进行，因此相关软件的更新换代就显得十分重要。目前计算软件中比较成熟的有Gaussian, MaterialStudio, VASP, ADF, ABINIT等。不同的软件要求的工作环境不同，因此日算成本不同，不l算结果也有所差异。此外，软件包也各有所长丁针对不同的研究课题，需要在了解的基础卜加以选择
2、 密度泛函理论在催化领域中的应用
目前，大约s0%的化学化工产品是经过催化反应生产的，囚此，催化剂是整个化学与化工、能源与环境产业的关键。在近代的石汕炼制工业中，为扩大轻馏分燃料的收率和提高油品的质量，催化裂化、加氢精制和脱硫等工艺也普遍采用催化剂「旧。应用密度泛函理论可以很好地理解催化反应机理、预测激发态和过渡态的几何构型等为新型催化剂的分子设计提供重要的信息。
3、 结语
目前，理论计算，尤其是基于密度泛函理论的量子化学计算，不仪已经成为学术界理论研究的有力工具叫，而且也越来越被工业界接受。它解决了原子、分子以及凝聚态物理学中的许多问题，如振动谱研究、化学反应问题、生物分子的结构和材料的电子结构等因此广泛应用于化丁、制药、食品、牛物、石油和电子等领域「到尽管密度泛函理论取得了巨大成功，并得到广泛应用，但仍存在一些问题，如强关联问题、激发态问题大原子数复杂体系与Medium一Range或Long一Range的弱相F作用的处理等，szl在密度泛函理论一LDA方法的框架内计算半导体或绝缘休材料的电子结构时，存在带隙偏小问题;在研究有关电子强关联效应的材料方面(如尚N超导材料和过渡金属氧化物等的电子性质)也存在困难传统算法数值运算的工作量大，成为制约大规模复杂体系计算机模拟的瓶颈。这个问题，同样存在于用密度泛函理论研究催化剂材料的过程中，且使其计算结果与实际情况可能存在偏差;而对于超大体系如纳米材料和分子筛)密度泛函理论无法直接模拟单胞的真实结构。此外，现代工业对催化剂的性能要求越来越高，单一的理论也无法满足催化剂研究开发的需要。
（三） γ-Al2O3(100)面上催化剂分子吸附以及有水条件下催化剂物种的改变
1、 引言
伴随着负载型Wacker催化剂(PdCl2-CuCl2)广泛应用于催化合成碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和乙醛工业中[，负载PdCl2-CuCl2催化剂得到了众多学者们的注意。人们在着手提高PdCl2-CuCl2催化剂反应活性的同时也进行了大量的催化剂理论研究。Choi和Vannice等人认为吸附的水在表面形成液膜后形成PdCl2，CuCl2的盐溶液，反应情况与均相体系相似，活性钯及活性铜物种为PdClCO，PdClO2，CuClCO，CuClO2以及可能的Pd-Cu复合物等。Lee等人利用XAFS(X-ray absorption fine structure)研究了三氧化二铝负载PdCl2-CuCl2催化剂表面活性物种的结构，发现活性钯物种与均相反应体系相似，由氯及可能的羰基配位的Pd2+，而活性铜相为Cu2Cl(OH)3固体颗粒，并未发现直接的Pd-Pd，Pd-Cu的相互作用。对于活性炭负载PdCl2-CuCl2催化剂体系，Park和Lee等[77]人结合XRD(X-ray diffraction)和XAFS(X-ray absorption fine structure)的表征结果，发现催化剂活性物种为分子型的PdCl2和晶相的Cu2Cl(OH)3，活性Pd2+的重生与铜周围的配位环境密切相关，其中Cl离子的存在是文持钯和铜物种活性的关键。他们还发现当制备过程中CuCl2/PdCl2远远高于化学计量比时催化剂表现出较高的催化活性。近来，沈悦新[88]利用原位红外漫反射技术(in situ DRIFTS)发现活性钯物种为Pd+，活性铜Cu2Cl(OH)3作为Pd0的氧化剂，文持Pd+的不断循环。但是到目前为止，在分子水平上的理论研究尚未见报道，而且反应中存在两个活性中心(钯和铜)使得氧化CO机理更加复杂。从实验研究结果看，负载型wacker催化剂钯物种高分散于表面且以无定形态PdCl2，PdClCO存在，铜则以晶相Cu2Cl(OH)3颗粒存在[75]，而且催化剂活性与Cu2Cl(OH)3含量及分散度密切相关[96]。但是钯和铜物种如何吸附于表面，彼此间是否存在竞争吸附情况，Cu2Cl(OH)3是如何生成的人们对此并不清楚。因此本章节利用密度泛函理探讨催化剂物种PdCl2，PdCl，CuCl2，CuCl在γ-Al2O3(100)面的吸附，H2O与表面的相互作用以及Cu2Cl(OH)3的形成。
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