Materials Studio电、热、光催化专题培训第五期

课时 课程内容 主要知识点 1 密度泛函理论（理论+实操） 1’ 波恩-奥本海默近似，Hatree-Fock近似，密度泛函理论 2’ Kohn-Sham方程，交换关联势，LDA/GGA，电子自洽循环，DFT的缺陷 3’ 电子步、离子步及参数设置，收敛性测试 4’ 自旋、DFT+U设置方法 2 Linux系统中MS的合规安装与运行脚本设置（实操） 1’ Linux基本命令 2’ 两种模式下Materials Studio平台安装的介绍 3’ 单台、多台节点在有无mpi下的并行设置 4’ 客户端-服务器端文件传输与作业提交 3 表面与二维单层结构的构建（建模实操） 1’ 切金属表面：超胞，真空层设置 2’ 切金属氧化物表面：：层厚、切断面、UV设置，层数收敛性测试 3’ 掺杂石墨烯与其它二维材料单层结构的搭建 第1天上午 4 催化反应中的基本概念 1’ 电催化、光(电)催化与热催化的区别 2’ 催化剂在三种催化反应中的作用 3’ 反应热力学与动力学 5 电催化反应热力学—自由能台阶曲线（理论） 1’ 电化学双电层结构 2’ 从质子跳跃理解电化学反应热力学 3’ Norskov计算氢电极模型CHE及其缺陷 4’ 中间体的自由能之差与热力学过电位 第1天下午 6 HER电催化反应热力学—自由能台阶曲线（建模+计算实操） 1’ 金属表面上HER反应吸附构型的搭建 2’ 表面slab、中间体吸附模型的内能计算 3’ 吉布斯自由能的热力学校正 4’ HER台阶图绘制 5’ 文献案例解读 7 OER/ORR电催化反应热力学—自由能台阶曲线（建模+计算实操） 1’ 金属氧化物表面上OER/ORR反应中间体吸附构型的搭建 2’ 表面slab、中间体吸附模型的内能计算 3’ 吉布斯自由能的热力学校正 4’ OER/ORR台阶图绘制 5’ 文献案例解读 第2天上午 8 CO2RR电催化反应热力学—自由能台阶曲线1（建模+计算实操） 1’ 二维单层材料上CO2RR反应中间体吸附构型的搭建 2’ 表面slab、中间体吸附模型的内能计算 3’ 吉布斯自由能的热力学校正 4’ CO2RR台阶图绘制 5’ 文献案例解读 9 火山曲线（理论） 1’ 催化活性与吸附能 2’ neither too strong nor too weak 3’ 针对不同种类、不同合金比例、不同晶面的催化剂的ORR与HER火山曲线的解读 第3天上午 10 分子轨道理论与d带理论（理论+实操） 1’ 分子轨道理论，成键、反键轨道 2’ 吸附物与表层金属结合强弱对催化性质的影响 3’ 表层金属电子结构与结合强弱的联系 4’ d带中心的计算方法 5’ 文献案例解读 11 吸附与活化机理研究（建模+计算实操） 1’ CO在Pt表面的吸附构型 2’ 吸附性质中的PDOS分析手段 3’ 吸附性质中的COHP分析手段 4’ 吸附性质中的差分电荷密度分析手段 5’ 文献案例解读 第3天下午 12 H2O分子分解反应动力学（理论+实操） 1’ 什么是过渡态？怎么搜索？ 2’ 表面上H2O分子分解的构型搭建 3’ 反应路径创建，能垒计算，过渡态搜索 4’ 过渡态确认、优化，虚频的消除 5’ 文献案例解读 13 CO2分子分解反应动力学（理论+实操） 1’ 表面上CO2分子分解的构型搭建 2’ 反应路径创建，能垒计算，过渡态搜索 3’ 过渡态确认、优化，虚频的消除 4’ 文献案例解读 14 半导体光催化（理论） 1’ 基本原理与未解决问题 2’ 带隙与带边位置调控 3’ 光生载流子的有效分离 第四天 15 半导体光催化-带隙工程（实操） 1’ 能带计算 2’ 分波态密度计算 3’ 掺杂对可见光催化活性的影响 4’ 文献案例解读 16 半导体光催化-能带电位匹配（实操） 1’ 半导体复合异质结建模 2’ 表面功函数计算 3’ 能带匹配与异质结的光催化活性 4’ 文献案例解读 17 答疑 回答MS学习过程中遇到的问题

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