经典密度泛函理论辅助理解电化学界面

引用本文: 朱美凤, 程锦, 黄凯, 练成, 徐首红, 刘洪来. 经典密度泛函理论辅助理解电化学界面[J]. 大学化学, 2025, 40(3): 148-152. doi: 10.12461/PKU.DXHX202405166 shu

Citation: Meifeng Zhu, Jin Cheng, Kai Huang, Cheng Lian, Shouhong Xu, Honglai Liu. Classical Density Functional Theory for Understanding Electrochemical Interface[J]. University Chemistry, 2025, 40(3): 148-152. doi: 10.12461/PKU.DXHX202405166 shu

经典密度泛函理论辅助理解电化学界面

朱美凤 ^1,2, ,
程锦 ^2, ,
黄凯 ^2, ,
练成 ^{2,
,} ,
徐首红 ^2, ,
刘洪来 ^2,

1.
华东理工大学国际卓越工程师学院, 上海 200237;
2.
华东理工大学化学与分子工程学院, 上海 200237

通讯作者: 练成,E-mail:liancheng@ecust.edu.cn

基金项目:
国家自然科学基金项目(22278127)；华东理工大学本科教育教学重大工程研究项目

摘要: 电化学教学的重难点之一，是使学生理解抽象的电化学界面现象。通过经典密度泛函理论(CDFT)计算，可以得到电化学界面上的离子密度分布。课堂上借助CDFT，将电化学界面快速、直观地展示出来，可以帮助学生理解电化学过程机理，并探索其在化学电源、增强采油等前沿领域的应用，有助于大幅度提高教学质量和激发学生的学习兴趣。

关键词:

English

Classical Density Functional Theory for Understanding Electrochemical Interface

1.
International Elite Engineering School, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China;
2.
School of Chemical and Molecular Engineering, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China

Corresponding author: Cheng Lian, liancheng@ecust.edu.cn

Received Date: 27 May 2024
Revised Date: 02 September 2024
Available Online: 21 February 2025

Abstract: Understanding abstract electrochemical interface phenomena is a key challenge in electrochemical education. Classical density functional theory (CDFT) calculations enable the visualization of ion density distributions at electrochemical interfaces. Introducing CDFT in the classroom facilitates the clear visualization of electrochemical interfaces, helping students grasp the mechanisms of electrochemical processes. Furthermore, this approach facilitates exploration of applications in advanced fields such as chemical power sources and enhanced oil recovery. Consequently, this approach significantly enhances teaching effectiveness and inspires students' enthusiasm for learning.

Key words:

1. [1]
  袁汝明, 傅钢, 韩国彬. 大学化学, 2013, 28 (2), 15.
2. [2]
  Cheng, J.; Li, J. H.; Lian, C.; Liu, H. L. Curr. Opin. Chem. Eng. 2023, 41, 100946.Cheng, J.; Li, J. H.; Lian, C.; Liu, H. L. Curr. Opin. Chem. Eng. 2023, 41, 100946.
3. [3]
  赵容浩, 黄职钱, 杨一莹. 大学化学, 2023, 38 (8), 299.
4. [4]
  Wang, X. F; Wang, Z. J. Chem. Educ. 2022, 99 (2), 752.Wang, X. F; Wang, Z. J. Chem. Educ. 2022, 99 (2), 752.
5. [5]
  Guillaume, J.; Nicolas, L.; Maximilien, L.; Daniel, B. J. Chem. Educ. 2014, 91 (12), 2112.Guillaume, J.; Nicolas, L.; Maximilien, L.; Daniel, B. J. Chem. Educ. 2014, 91 (12), 2112.
6. [6]
  Jiang, D. E.; Wu, J. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4 (8), 1260.Jiang, D. E.; Wu, J. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4 (8), 1260.
7. [7]
  苏文煅. 大学化学, 1994, 9 (5), 34.
8. [8]
  练成, 程锦, 黄盼, 陶浩兰, 杨洁, 刘洪来. 化工进展, 2021, 40 (9), 4711.
9. [9]
  Jiang, D. E.; Meng, D.; Wu, J. Z. Chem. Phys. Lett. 2011, 504 (4), 153.Jiang, D. E.; Meng, D.; Wu, J. Z. Chem. Phys. Lett. 2011, 504 (4), 153.
10. [10]
  Prabhat, R.; Bobby, S.; Tanmoy, C.; Ramon, C. D. Theor. Chem. Acc. 2023, 142, 39.Prabhat, R.; Bobby, S.; Tanmoy, C.; Ramon, C. D. Theor. Chem. Acc. 2023, 142, 39.

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142

经典密度泛函理论辅助理解电化学界面

通讯作者: 练成,E-mail:liancheng@ecust.edu.cn

English

Classical Density Functional Theory for Understanding Electrochemical Interface

Corresponding author: Cheng Lian, liancheng@ecust.edu.cn

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中国化学会秘书处

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