在催化过程中,由O2、PMS、O3等分子活化生成的活性氧物种(ROS),如·O2−、1O2、·OH等,它们具有不同的氧化能力,可以针对不同反应物进行特异性氧化。
在通过理论计算研究ROS时,常见的计算有:
一、吸附能
通过计算吸附能可以帮助理解ROS在催化剂或材料表面上的吸附行为,而且吸附能的大小可以用来预测催化剂在特定反应中的活性和选择性。
二、键长
通过比较吸附前后O-O键长的变化,可以推测PMS在催化剂表面吸附和活化的过程,进而揭示ROS生成的反应机理。

三、差分电荷密度
差分电荷密度可以直观地展示PMS等分子吸附到催化剂表面时电荷的重新分布情况,有助于理解PMS与催化剂表面之间的界面相互作用。

四、自由能
通过自由能计算可以提供反应的能垒信息,即反应过程中需要克服的能量障碍,这有助于理解PMS分解的动力学特性,包括反应速率和可能的反应途径等。

五、态密度
通过计算吸附前后态密度的变化可以帮助识别分子与催化剂表面之间的化学键形成情况。新的态密度峰或者峰的移动可能表明新键的形成或旧键的断裂。

六、COHP
通过计算COHP可以量化不同化学键的强度,了解活性分子与催化剂表面之间形成的化学键是强还是弱,这对于理解吸附稳定性至关重要的。

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