Tin-mZrmO2n(n=2-7,0≤m≤n)团簇的结构和光谱性质的理论研究

摘要

本文利用（含时）密度泛函理论方法，对Tin-mZrmO2n（n=2-7，0≤m≤n）团簇的基态结构、相对稳定性、电子结构、分子振动谱和紫外光谱性质进行了理论研究。
　　利用Gaussian09软件，在对(TiO2)n(n=2-7)团簇和Tin-mZrmO2n(n=2-7，0≤m≤n)团簇进行了结构优化后找到了它们的基态结构，结果发现以纯(TiO2)n为基体，与桥氧链接的Ti原子被Zr取代后形成的混合团簇为Tin-mZrmO2n团簇的基态结构。同时从热力学和动力学稳定性两方面对Tin-mZrmO2n团簇作了深入的研究，结果显示且Zr原子的掺杂使(TiO2)n团簇的平均结合能呈线性增大趋势，团簇的稳定性增强，可通过调节Ti/Zr成分比例来调节其能隙宽度。自然键轨道(NBO)理论研究表明，Tin-mZrmO2n基态结构中Ti、Zr、O原子内部发生了电荷转移现象，形成了稳定的Ti-O-Zr键，有利于TiO2的催化性能的提高。Tin-mZrmO2n团簇基态结构的红外振动谱研究表明，端氧和相邻Zr原子或Ti原子的伸缩振动峰分别出现在900～1000cm-1和1000～1100cm-1范围内，Ti-O-Zr-O四元环的振动峰出现在600～800cm-1范围内，而Ti-O或Zr-O六元环的振动峰出现在800～900cm-1范围内。
　　在得到Tin-mZrmO2n团簇基态构型基础上，利用含时密度泛函理论计算了团簇的紫外光谱。结果发现在团簇尺寸大小一定的条件下，除n=2外，其他几类团簇的紫外光谱与纯钛氧、锆氧团簇相比均发生了蓝移现象。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 团簇研究概述

1．2 TiO2团簇的研究现状

1．3 ZrO2的基本性质及应用

1．4 TiO2-ZrO2复合团簇的研究现状

1．5 课题的提出

1．5．1 选题目的

1．5．2 本文研究内容

第二章 理论计算方法简介

2．1 量子力学理论概述

2．2 密度泛函理论概述

2．3 含时密度泛函理论概述

2．4 基组的选择

2．5 Gaussian程序简介

第三章 Tin-mZrmO2n(n=2-7，0≤m≤n)团簇结构和稳定性研究

3．1 计算方法

3．2 结果与讨论

3．2．1 团簇的几何结构

3．2．2 团簇的相对稳定性

3．2．3 团簇的电子结构

3．3 本章小结

第四章 Tin-mZrmO2n(n-2-7，0≤m≤n)团簇的光谱性质研究

4．1 计算方法

4．2 结果与讨论

4．2．1 红外分子振动谱

4．2．2 紫外光吸收谱

4．3 本章小结

第五章 本文结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文目录