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zeolite DFT adsorption
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| 分子筛是一类多孔无机晶体材料,广泛应用在工业吸附,分离,离子交换,催化领域中。目前采用DFT方法研究分子筛吸附的研究主要集中在活性位置的酸性,选择性,物理/化学吸附特性上。由于分子筛是三维周期性晶体材料,量化方法研究多采用簇模型研究局部活性中心。簇模型多采用8T~8MR为主的小簇。由于分子筛具有独特的孔道和笼型结构,使其具有选择催化的作用,研究孔道和窗口作用多采用ONIOM方法,QM和MM方法相结合。分子筛吸附碱性小分子如,CO、N2、CH4验证其活性强度。吸附CO等属于物理吸附,H-O(CO)的相互作用,该体系中存在一定范围的氢键作用,簇模型的研究与孔道及cage模型吸附作用强弱会有明显差距。孔道的存在会使其体系中形成更多长程氢键作用。以吸附甲醇为例,8MR的簇模型吸附多被研究,1996年science上发表过CHA吸附甲醇物理和化学吸附的行为。随着计算技术的发展,更多的泛函应用在计算中,目前最流行的B3LYP泛函。但是我个人理解,这个泛函研究8MR中等模型还很合适,在研究更大的体系,包含更多氢键,远程作用时,会出现严重的误差。由于分子筛ONIOM模型原子数达到150~300,对于每一步结构优化的频率计算都是一种挑战,不知前人做如此大的体系是否每步都计算了单点的freq。我的经验是,即使固定原子的晶体学原子坐标,优化后freq还是有10几个虚频,多是结构本身对称性原因引起的。如何消掉这些虚频并不是件容易的事。 |
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