中国科学院沈阳分院

简　　 报

第十期

总571期

沈阳分院办公室　　　　　　　　　　  二○○六年三月十四日

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汽车CO尾气净化催化机理的计算研究取得进展 

汽车尾气净化一直是倍受实验和理论工作者关注的问题。如果可以将有毒性的CO氧化为CO₂再排放到空气中去，那将明显降低尾气对环境的污染，达到节能和环保的目的。科学研究发现金－氧化物复合材料具有这样的独特催化性能，并且在室温条件下就可以促进这一反应的进行。同时，实验发现水对这个系统非常重要，有水条件下这类材料的性能要比无水情况下的性能好得多。但是，在整个氧化过程中，氧分子的来源以及水在CO在金－氧化物界面氧化过程中究竟如何起作用，长期以来理论研究未能提供一种合理的解释。

近几年，沈阳材料科学国家（联合）实验室固体原子像研究部的计算材料学小组一直致力于材料界面的研究，在材料界面结构匹配、力学性能和物理性能方面取得了一些成果。在此基础上，研究组与英国贝尔法斯特女王大学（The Queen’s University of Belfast）开展合作，在胡培军教授的指导下，该组刘利民博士首次采用第一原理计算系统地研究了水在这一过程中的作用，以及氧分子在氧化物载体TiO₂表面的扩散过程。他们发现实际上氧分子的传递和水的作用两者是相关的。水首先在氧化物载体TiO₂表面离解成OH，使原来不能吸附氧分子的TiO₂表面可以吸附氧分子，同时氧分子可以在这样的表面非常自由地进行扩散。因此水的关键作用在于把氧化物载体变成为CO氧化过程中连续提供氧分子的“蓄水池”。

该工作得到了国家973 项目和中国科学院留学基金的支持，并已于3月4日在《美国化学学会》杂志（Journal of the American Chemical Society ）(影响因子6.903)网络版发表。（金属所供稿）

《科学》发表大连化物所反应动力学中的共振研究新成果

上周出版的国际著名学术期刊《科学》（Science）发表了题为《F+H2 --> HF+H 反应中Feshbach 共振的观测》（“Observation of Feshbach Resonances in the F+H2 --> HF+H Reaction”）的研究论文。这一最新发现表明：当碰撞能为 0.52 kcal/mol、产物HF处在振动能级v’=2时，观测到明显的前向散射。这是由于被囚禁在特殊的 HF(v’=3)-H’振动绝热势内，基态和第一激发的 Feshbach 共振在两个共振之间的结构干涉引发的增强。

这篇论文由大连化物所科研人员杨学明、邱明辉、任泽峰、车丽、戴东旭、王秀岩、张东辉等人撰写，是杨学明研究员领导的反应动力学组（1102组）继2003年之后又一次在该杂志上发表的重要文章。从实验上观测反应共振或者瞬时稳定的过渡态结构是一项最具挑战性的科学难题，1102组利用自行研制的交叉分子束-氢原子里德堡态标识探测方法的新装置获得了 F+H2 --> HF+H 的全量子态分辨谱，观测到反应中的 Feshbach 共振。

由于化学反应中的共振现象有重要的科学意义，美国斯坦福大学教授Richard N. Zare针对上述论文在同期刊物上发表了评论文章，题为《反应动力学中的共振》（“Resonances in Reaction Dynamics”）。（大连化物所供稿）