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题名固体表面填隙H的诱导电矩对催化的重要贡献
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作者
尤峻汉
丁文江
邹建新
刘当波
高海翔
李新昊
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机构
上海交通大学物理与天文学院天文系
上海交通大学上海粒子物理和宇宙学重点实验室
上海交通大学致远学院
上海交通大学氢科学中心
上海交通大学化学系
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出处
《分子催化》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期415-427,I0001,I0002,共15页
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基金
国家自然科学基金(No.U1631101,11665022,11233006)
上海市自然科学基金(16ZR1417200).
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文摘
我们在近期发表的工作中曾经指出,固体表面对填隙氢常施加泡利排斥作用,造成H原子性质的改变,增加其化学活性.简称为‘填隙H的泡利激活’.我们撰写此文目的是进一步定量地确认这一激活的真实性.着重说明,泡利激活产生填隙H的诱导电矩,它对催化起到关键作用.我们首先以简单双原子分子为例详细说明,形成分子共价键必须满足两个前提条件,即两原子密接时,必须满足‘基态能量趋同’和‘宇称匹配’(两个原子波固有的空间反演对称性相互适配)的要求.进而论证,泡利激活的表面填隙H充分满足这两个条件,原因是填隙H的诱导电矩对外来参与成键的原子(分子)的空间取向和能量具有显著的调制作用.经过严格论证,正是这种双重调制作用,使两个原子在碰撞时刻的基态能量必然趋同,同时达到宇称匹配.我们还强调,固体表面孔穴的尺寸必须和填隙H原子半径相匹配,才能保证泡利激活机制的成功运作.由此提供了对指定的化学反应如何选择催化剂的明确标准,这在应用中具有参考价值.我们将此泡利激活机制应用于一个实际而简单的化学反应,对以镍(Ni)为多相催化剂合成二氢化镁(MgH_(2))做出计算和定量分析.具体说明在这一反应中选择有效催化剂的办法.形象地演示了正是泡利激活填隙H电矩的双重调制作用促成了共价键Mg-H的形成,从而在理论上确认了泡利激活催化机制的合理性.最后提出一些预期的结论,期待得到实验的检验.
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关键词
多相催化机制
泡利激活
表面/表面下的填隙H
诱导电矩
氢化反应
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Keywords
heterogeneous catalysis mechanism
Pauli activation
surface and/or subsurface hydrogen
induced dipole
hydrog enation
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分类号
O643.32
[理学—物理化学]
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题名固体表面填隙H的化学活性起源于泡利排斥效应
被引量：1
- 2
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作者
尤峻汉
刘当波
高海翔
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机构
上海交通大学物理与天文学院天文系
上海交通大学上海粒子物理和宇宙学重点实验室
上海交通大学致远学院
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出处
《分子催化》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期399-411,共13页
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基金
国家自然科学基金(No.U1631101,11665022,11233006)
上海市自然科学基金(16ZR1417200)~~
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文摘
各类固体表面常对外来原子(离子)施加泡利排斥作用.它明显改变了表而填隙或后替位原子(离子)的物理性质.我们首先说明泡利排斥作用广泛存在于各类固体表面.并引进“泡利穴”的概念,用来定量计算固体表面低凹处填隙位置上的外来原子在泡利排斥作用下性质的改变.重点讨论了多相催化中最重要的过渡金属表面的“泡利穴”.然后简短介绍我们已经发表的工作,即泡利穴中H原子薛定谭方程的解析.进一步.将填隙H的基态波函数和基态能与自由H原子做比较,显示其性质的改变.由此详细论证.填隙H化学活性增加的两个关键的物理原因是,填隙H电离能的明显降低及诱导电矩的存在.我们把这种激活方式简称为“固体表面填隙H的泡利激活”,并讨论它对加氢反应的贡献.同时,对近年来催化研究中一个令人困惑的实验结果给出我们口己的解释.实验明确表明,对加氢反应起关键作用的是过渡金属“表面下的H原子”,它们在加氢反应中非常活跃.而“表面H原子”没有参与加氢反应.我们论证,过渡族金属“表面下的H原子”正是被泡利激活的填隙11.限于讨论多相催化问题(固体表面填隙H原子的催化).但是“泡利激活”原则上可以推广到均相催化中.因为在均相催化中经常使用的催化剂通常也具有类似的泡利穴结构.我们只讨论泡利穴中填隙H的催化,但是原则上不难推广到其他元素.例如用类似方法探讨石墨烯表面填隙锂原子的泡利激活.近来的天文观测中发现,很多有机分子云团中(例如H,0,CH4,C2H2,C2H4-等云团),同时存在一些尺寸约0.001-10 m的尘埃物质(如C颗粒,SiCh颗粒等等).两者的并存使我们猜测,或许这些尘埃物质(包括纳米颗粒)本身就是多相催化剂,其表面存在的“泡利穴”可能对分子的形成有重要贡献.
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关键词
固体表面氢
多相催化
泡利排斥
氢化反应
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Keywords
heterogeneous catalysis mechanism
Pauli repulsion
Pauli hole
subsurface H atom
hydrogenation
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分类号
O643.32
[理学—物理化学]
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题名旋转检偏技术的理论分析及其在电光效应实验中应用
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作者
刘当波
宁长春
高海翔
高轶凡
顾春明
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机构
上海交通大学物理与天文学院天文系
上海交通大学上海粒子物理和宇宙学重点实验室
西藏大学理学院物理系
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出处
《现代物理》
2018年第1期8-17,共10页
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基金
国家自然科学基金(U1631101,11665022,11233006)
上海市自然科学基金(16ZR1417200).
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文摘
在偏振光实验中,测得出射偏振光强与偏振片旋转角的关系曲线为闭合8字型。本文提出了一种新型的旋转检偏技术,对旋转检偏技术给出理论分析和计算,并应用于电光效应实验中。在电光效应实验中,出射光的偏振特性与施加于电光晶体的电压,晶体与偏振片的摆放位置有关。在实验中采用BBO电光晶体,半波电压约1200 V,实验结果和理论分析吻合,并且从实验结果定出未知晶体的光轴的取向。
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关键词
偏振光
马吕斯定律
偏振光干涉
8字型偏振光图像
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分类号
O4
[理学—物理]
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题名原子核质量及相关物理量的系统研究
被引量：2
- 4
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作者
鲍曼
姜慧
赵玉民
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机构
上海理工大学理学院
上海海事大学理学院
上海交通大学上海市粒子物理和宇宙学重点实验室
上海交通大学IFSA协同创新中心
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出处
《原子核物理评论》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期141-180,共40页
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基金
国家自然科学基金资助项目(11905130,11875188,11975151,11961141003,11675101)。
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文摘
原子核质量(或结合能)和电荷半径是原子核的基本物理量,在原子核物理和核天体物理等领域具有重要意义。本工作主要讨论原子核质量及其相关物理量(如中子-质子相互作用、对能、分离能、α衰变能和库仑能等)、原子核电荷半径等的系统规律。这些系统规律不仅是高精度外推预言未知原子核质量和电荷半径等的实用方法,还对原子核对称能和Wigner能系数提供了有效约束,为原子核低激发态集体运动演化的研究提供了简单线索。作为附件(见科学数据银行),给出了基于这些系统规律得到的原子质量剩余(或结合能)和原子核电荷半径等预言结果。
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关键词
原子核质量
分离能
Α衰变能
电荷半径
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Keywords
nuclear mass
separation energy
αdecay energy
nuclear charge radius
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分类号
O571.21
[理学—粒子物理与原子核物理]
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题名基于红移畸变测量宇宙结构增长率的进展
被引量：2
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作者
史峰
杨小虎
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机构
中国科学院上海天文台星系与宇宙学重点实验室
中国科学院大学
上海交通大学天文系上海市粒子物理和宇宙学重点实验室
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出处
《天文学进展》
CSCD
北大核心
2019年第1期27-44,共18页
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文摘
星系红移巡天的一个主要目标是依据光谱红移测距,详细刻画宇宙中星系的三维空间分布。由于星系本动速度的存在,红移空间的星系分布存在着严重畸变,在大小尺度上有着不同模式的各向同性偏离。通过对红移畸变的观测研究,人们可从中获取速度场的信息,因此,红移畸变已成为暗能量探测的重要探针之一,为检验宇宙学尺度上的引力模型提供帮助。当前星系红移巡天项目已经取得了非凡成功,为人们提供了详细的星系空间分布数据。人们据此测量了星系的相关函数和功率谱,提取了精确的红移畸变信号,并通过模型拟合限制出了一批不同红移处宇宙结构增长率的估值,为探索宇宙尺度的引力模式提供了数据支持。主要介绍红移畸变模型、星系红移巡天观测和宇宙结构增长率测量等研究进展。
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关键词
宇宙大尺度结构
宇宙学
星系观测
距离和红移
统计
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Keywords
large-scale structure of universe
cosmology
galaxy observation
distances andredshifts
statistics
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分类号
P159.5
[天文地球—天文学]
P157.2
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