理论计算

面对全球淡水资源日益紧张的问题，分布式水源（如雨水、地表水）的高效处理成为迫切需求。近日，悉尼大学陈元教授团队和日本东北大学李昊教授团队等人开发了一种超声处理的碳纳米管（CNT）催…

钙钛矿材料因其ABX₃结构的多样性和可调性，在光电、储能和量子器件等领域展现出巨大潜力。 本文从理论计算视角系统分析了钙钛矿的结构分类，包括氧化物/卤化物化学组成、立方/低维晶体结…

过一硫酸氢盐（PMS）的理论计算通过密度泛函理论（DFT）揭示其分子结构（如O-O键弱化特性）与吸附机制（如双金属位点强吸附），结合过渡态搜索量化活化能垒（如CuFe₂O₄界面能垒…

电化学酰胺合成作为一种环境友善的高温合成替代方案具有很大的前景。例如，利用CO2/CO作为碳源已经成功电合成了甲胺、乙酰胺和甲酰胺。反应主要集中在C-N键形成的电化学还原过程。然而…

锂-二氧化碳（Li-CO₂）电池具有高理论能量密度和二氧化碳利用能力，被视为火星探测任务中有前景的候选电池体系。然而，这类电池仍面临诸多挑战，如循环寿命有限以及因负极降解引发的严重…

钙钛矿材料因其独特的晶体结构和丰富的电子性质，在光电、催化、能源等领域展现出巨大的应用潜力。 从理论计算角度深入分析其电子性质，对于理解材料的物理化学行为、设计高性能功能材料具有重…

钙钛矿的性能优化依赖于对其电子结构和材料特性的深入理解。 理论计算通过分析能带、态密度、功函数等电子结构参数，揭示了钙钛矿的光电转换机制；吸附能、d带中心和形成能的计算则为催化活性…

二氧化钛（TiO₂）作为一种关键的半导体材料，以其多样的晶相展现出独特的物理化学性质，在众多领域具有广泛应用前景。 本文从理论计算视角出发，深入剖析 TiO₂主要晶相（金红石相、锐…

催化反应的密度泛函理论（DFT）计算常将液相中的水分子或气相中的背景气体忽略，以真空或隐式介质模型取代真实环境。 本文首先分析了这种简化的动因：显式模拟大量环境分子会大幅增加计算量…

本文基于DFT 的钙钛矿理论计算，涵盖结构优化、电子性质、缺陷分析、异质结构等类型及应用，还提及高通量筛选与机器学习结合，展现其在材料研究中的关键作用。 钙钛矿材料因其独特的电子结…

引言 在当今科研领域中，理论计算如同洞察物质世界的 “显微镜” 与 “望远镜”，能够跨越微观到宏观的尺度，揭示复杂体系的内在规律。而今“实验+计算”的深度融合已成为突破科学瓶颈核心…

本文面向理论计算初学者，概述了氢键、π–π堆积、CH–π相互作用和范德华力的基本概念、特征及在材料自组装、晶体工程等领域的应用，通过典型案例和DFT计算，阐明了各相互作用在优化材料…

化工业大量排放的含氧挥发性有机化合物(OVOCs)具有低沸点温度(<120°C)和众多活性氧化基团，是形成臭氧和随后颗粒物的主要贡献者。 作为典型的OVOC，丁酮(MEK)是…

本文系统介绍了两种经典的催化反应机理——Langmuir–Hinshelwood（L-H）机制和Eley–Rideal（E-R）机制的基本原理、差异及其在实际催化体系中的应用场景与…

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…

基于Fenton的高级氧化工艺是最有前景的水处理废水处理技术之一，特别是用于过氧化物单硫酸盐(PMS)的活化。碳载体单原子催化剂(CS-SACs)由于其最大的原子利用效率、独特的配…

共价键合的无金属电催化剂在可持续能源技术方面展现出巨大的潜力，但其性能与金属基催化剂相比仍不尽如人意。 2025年5月12日，江西师范大学何纯挺、章佳在国际顶级期刊Nature C…

揭示亚纳米尺度的结构-活性相关性仍然是催化科学的一个重要挑战。在电催化过程中，动态结构演化导致晶体和电子的模糊纠缠，从而模糊了活性的起源。 北京科技大学张跃院士、康卓教授等人跟踪了…

本文聚焦于理论计算中一个常见但常被忽视的问题：并非所有催化反应都适合进行过渡态计算。 文章首先明确了过渡态的定义，即化学反应路径中能量最高的点，对应最关键、最难跨越的能垒。随后指出…

本文从理论计算角度分析了光催化剂的关键性能，涵盖电子结构、光学特性、载流子输运、表面反应及稳定性等方面。 通过密度泛函理论（DFT）解析能带结构、缺陷效应及掺杂调控，探讨光吸收性能…