DFT计算

本文阐述了使用GGA-PBE泛函进行DFT带隙计算时常出现比实验值低约40%～50%的系统性偏差，其根本原因在于常规模型缺乏“导数不连续”校正且存在自相互作用误差。 随后指出尽管绝…

活性位点是催化反应中直接参与底物结合与过渡态稳定的微观区域。通过DFT计算可解析其几何结构、电子特性及反应路径，如FeN4位点通过动态优化显著提升氧还原活性。 未来需结合动态模拟、…

在锂硫电池的研究领域中，密度泛函理论（DFT）计算发挥着至关重要的作用，它为深入理解电池的反应机理、优化材料性能以及解决实际应用中的关键问题提供了有力的理论支撑。 以下将从吸附能、…

铜酞菁配合物通过取代基（卤素、羧基等）和结构设计（双金属、高分子桥联）实现功能多样化。 DFT计算揭示取代基降低LUMO能级，增强电子注入效率；氯代衍生物催化烯丙醇环氧化反应能垒降…

DFT计算因多体量子力学的高维复杂性需简化模型：采用Kohn-Sham方程降维，以交换关联泛函（如LDA/GGA）近似处理电子相互作用，牺牲精度提升效率； 赝势（USPP/PAW）…

零点能是量子系统基态下的固有能量，源于海森堡不确定性原理，显著影响轻原子体系（如氢键、催化反应）。 在DFT计算中，零点能校正提升自由能（ΔG）、晶格常数及过渡态能垒的精度，例如氢…

CO₂RR机理涵盖电催化与光催化。电催化中，CO₂在催化剂表面吸附、活化，经中间体转化生成产物；光催化则涉及多种反应机制，如甲醛、卡宾等路径。不同产物对应不同路径，如CO生成路径为…

二维材料涵盖石墨烯、TMDs、MXenes等类别，DFT计算揭示其结构–性能关联：石墨烯掺杂调控带隙，TMDs应变工程优化光电器件效率，MXenes表面基团增强储能性能…

本文系统比较了第一性原理计算（以密度泛函理论为代表）与分子动力学模拟在材料研究中的理论基础、应用特征与适用边界。 第一性原理计算以电子结构为核心，擅长于吸附行为、反应路径与过渡态分…

本文主要探讨了吸附能的概念、重要性及应用。吸附能是衡量分子与固体表面相互作用强度的关键指标，其大小受表面材料和分子特性影响。在催化、气体传感、材料设计与环保等领域有重要作用。 在自…

本文系统介绍了溶液中溶剂化结构的定义与特征，重点阐述了DFT计算在解析溶剂化体系中的关键作用。 通过静电势、HOMO-LUMO能级、键长键角、溶剂化/去溶剂化能和结合能等性质的计算…

显式溶剂模型通过显式纳入溶剂分子，精确描述氢键、离子溶剂化等微观作用，适用于电催化及溶液反应机理研究，但计算成本极高。 隐式模型将溶剂简化为连续介质，基于介电常数参数化（如水ε=8…

表面催化通过固体表面活性位点加速反应，DFT计算吸附能与电子结构揭示其机制。例如，碳掺杂钯基催化剂通过d带中心下移优化吸附能，降低C-H键断裂能垒。 火山图分析以ΔGₕ为描述符筛选…

层状钒基化合物因低成本、高理论比容量和丰富的钒价态，是水系锌离子电池（AZIBs）正极材料的候选者，然而Zn²⁺离子的缓慢迁移和较差的循环稳定性限制了其在实际应用中的表现。 在此，…

Cu基电极上的电化学CO2还原反应(eCO2RR)是缓解CO2大量排放的有前景的策略之一。最近的实验结果表明，CO作为反应物/产物时低指数单晶Cu表面经历了的显著重构，极大地影响了…

手性大环是指环中含有12个以上原子的化合物，广泛应用于药物化学、天然产物、不对称催化和材料科学等领域。例如，抗生素万古霉素就是由含有轴手性双芳基单元的三个大环组成，对抗耐药性细菌具…

在高压锂离子电池中，氟化氢（HF）引发的电极材料和界面的退化是一项重大挑战。然而，由于对消除HF的反应了解有限，且缺乏可靠的设计原则，开发先进的HF清除添加剂的研究进展受到了阻碍。…

一、态密度(DOS) 除了总态密度之外往往还会计算分波态密度。分波态密度是将态密度投影到每个原态密度表示单位能量范围内（E~E+ΔE）的电子状态数目，那么我们怎么分析态密度呢？ 图…

负载型金属团簇催化剂的定义 负载型金属团簇催化剂是将具有特定结构和功能的金属团簇（由几个到几百个金属原子组成，尺寸通常在纳米尺度范围）分散负载于具有一定物理化学性质的载体材料表面或…

一、限域催化/限域效应的定义与核心机制 限域催化（Confined Catalysis）是指通过纳米尺度的空间或界面约束环境（如碳纳米管空腔、二维材料层间、分子筛孔道等），调变催化…