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Materials Studio是目前已知的簡單易學的第一性原理計算軟件,功能異常強大,建模、計算、數據分析功能,都具有無可比擬的便捷優勢。所有的工作都可以通過點鼠標來完成,所見即所得,對於電腦一竅不通的小白也可以快速上手。
本次電催化、熱催化、光催化建模、計算與分析課程由華算科技和Materials Studio官方代理深圳浦華聯合舉辦,基於Materials Studio計算平台CASTEP, DMol3模塊設計,直擊催化科研熱點,包括了催化理論、建模、熱力學、動力學、吸附性質分析等內容。旨在幫助大家快速掌握催化領域的各種理論分析手段,使初學者快速上手催化計算。
註:此課程為MS催化專題課程,配合零基礎培訓食用更佳!(點擊鏈接跳轉)
採用線上直播授課形式,課上互動答疑,課後提供長期回放,永久答疑。
12月19日開課,僅限前20人報名優惠立減500元,速搶!
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學員評價




課程主題
HER/OER/ORR/CO2RR台階圖、火山圖、d帶理論、過渡態、帶隙工程、能帶電位匹配
課程特色
1. 用通俗的語言把深奧的專業術語(如火山圖、d帶理論、台階圖、CHE模型、自由能矯正、過渡態、能帶電位匹配等)講透徹,使大家能將分析手段用到自己的文章中。
2. 案例所涉及的催化劑材料從簡入繁,包括純金屬與半導體表面、二維單層材料,同時考慮摻雜對性質的影響。
3. Windows版可視化界面建模+參數設置,網關形式一鍵交作業到Linux服務器端,消除Linux入門門檻,課後繼續提供超算賬號。
4. 贈送楊老師自寫腳本進行結果數據後處理,課上講授腳本編寫思路和使用方法。

講師介紹
楊老師:華算科技全職技術資深專家,擁有10年以上MaterialsStudio軟件使用經驗。曾就職於德國馬克思普朗克研究所,日本WPI研究所,並曾在芬蘭阿爾托大學進行長期訪問,作為PI主持歐盟與日本科研項目各2項,日本高校科研項目2項。
主要從事固態相變的第一性原理研究、電化學固液界面的AIMD研究與超分子化學中的分子動力學模擬。
課表一覽

課時安排

課程內容
密度泛函理論
1. 波恩-奧本海默近似,Hatree-Fock近似,密度泛函理論
2. Kohn-Sham方程,交換關聯勢,LDA/GGA,電子自洽循環,DFT的缺陷
3. 電子步、離子步及參數設置,收斂性測試
4. 電子自旋設置方法,DFT+U與雜化泛函使用方法簡介
本章介紹密度泛函理論的基本框架,一方面使大家熟悉結構如何決定性質,另一方面帶大家掌握CASTEP/DMol3中所有參數的物理意義與設置方法。此外,也將介紹含有未成對電子的體系該如何設置每個原子的磁矩,DFT+U與雜化泛函所能夠解決的問題及其設置方法。
Linux系統中MS的合規安裝與運行腳本(實操)
1. Linux基本命令
2. 兩種模式下Materials Studio平台安裝的介紹
3. 單台、多台節點在有無mpi下的並行設置
4. 客戶端-服務器端文件傳輸與作業提交
學完這部分知識,能夠自主實現MS在服務器上的安裝,並掌握在有無作業管理系統時,作業腳本的編寫與運行方法。

表面與二維單層結構的構建(建模實操)
1. 切金屬表面:超胞,真空層設置
2. 切金屬氧化物表面:層厚、切斷面、UV設置,層數收斂性測試
3. 摻雜石墨烯與其它二維材料單層結構的搭建
從免費數據庫中的體塊結構入手,手把手帶大家進行經典文獻中模型的重現。本章帶大家進行表面、單層結構催化劑的建模操作,全面講解構建催化劑表面時所須注意的細節問題。使所建模型既「合理」又「可算」,在滿足高水準文章要求的同時也兼顧計算量。
所設計案例的模型分為三類—金屬表面,金屬氧化物表面與單層材料,同時講解摻雜方法,基本覆蓋所有催化劑類型。

催化反應中的基本概念
1.電催化、光(電)催化與熱催化的區別
2.催化劑在三種催化反應中的作用
3.反應熱力學與動力學
本章將帶大家了解電、熱、光催化的基本原理及其催化劑所起作用的不同。同時也將介紹反應路徑、中間態與過渡態的物理意義,光生載流子、帶邊等基本概念;電化學中如何通過改變電極電位可調控反應的熱力學,怎樣為化學反應研究打開了一個新的維度。

電催化反應熱力學—自由能台階曲線(理論)
1.電化學雙電層結構
2. 從質子跳躍理解電化學反應熱力學
3.Norskov計算氫電極模型CHE及其缺陷
4.台階圖的解讀,中間體的自由能之差與熱力學過電位
電化學電位能夠強制打破反應物與生成物的熱力學平衡,其機理可以簡化成水分子間質子的躍遷。Norskov提出的計算氫電極模型CHE被廣泛採用,本章將為大家講解其中所涉及的基本思想及其與真實電化學之間的差異。

HER電催化反應熱力學—自由能台階曲線(建模+計算實操)
1. 金屬表面上HER反應吸附構型的搭建
2.表面slab、中間體吸附模型的內能計算
3.吉布斯自由能的熱力學校正
4.HER台階圖繪製
5.文獻案例解讀
通過最簡單的操作快速實現HER催化反應中H*、分子吸附與解離吸附H2O模型的總能計算與零點振動能、熱力學校正的計算。使大家了解Volmer-Tafel與Volmer-Heyrovsky過程的差異,以及酸鹼條件下HER吉布斯自由能變化的差異。

OER/ORR電催化反應熱力學—自由能台階曲線
1.金屬氧化物表面上OER/ORR反應中間體吸附構型的搭建
2.表面slab、中間體吸附模型的內能計算
3. 吉布斯自由能的熱力學校正
4.OER/ORR台階圖繪製
5.文獻案例解讀
本章以金屬氧化物表面催化劑為例,為大家介紹OER/ORR反應多步台階圖中的自由能該如何計算,以及不同電壓對自由能的影響。

CO2RR電催化反應熱力學—自由能台階曲線(建模+計算實操)
1. 二維單層材料上CO2RR反應中間體吸附構型的搭建
2.表面slab、中間體吸附模型的內能計算
3.吉布斯自由能的熱力學校正
4.CO2RR台階圖繪製
5.文獻案例解讀
本章以二維單層材料催化劑為例,為大家介紹CO2RR反應中的各個步驟、不同轉移電子數對應的產物與決速步,與HER的競爭,帶大家進行台階圖中中間態結構的構建與自由能計算。

火山曲線(理論)
1.催化活性與吸附能
2.neither too strong nor too weak
3.針對不同種類、不同合金比例、不同晶面的催化劑的ORR與HER火山曲線的解讀
電流或電位的火山圖包含了多種催化劑表面活性的線性比例關係,提供了最佳催化劑設計標準,同時也為實驗與理論計算搭起了橋樑。本章將帶大家了解火山圖的意義,催化活性與吸附能之間的關係,以及怎樣從施加偏壓着手來計算OER/ORR的火山圖。

分子軌道理論與d帶理論(理論+實操)
1.分子軌道理論,成鍵、反鍵軌道
2.吸附物與表層金屬結合強弱對催化性質的影響
3. 表層金屬電子結構與結合強弱的聯繫
4. d帶中心的計算方法
5. 文獻案例解讀
d帶理論在催化性質分析中扮演着重要的角色。本章將以通俗的語言為大家介紹該理論的核心及應用價值,並帶大家進行d帶中心計算實操。

吸附與活化機理研究(建模+計算實操)
1. CO在Pt表面的吸附構型
2. 吸附性質中的PDOS分析手段
3. 吸附性質中的COHP分析手段
4. 吸附性質中的差分電荷密度分析手段
5. 文獻案例解讀
化學鍵根源於電子性質,常規電子性質分析對化學反應十分重要,本章將從電子態密度、晶體軌道哈密頓布居、差分電荷密度等角度使大家掌握如何從電子性質上考量化學鍵的形成與斷裂的內在原因。

H2O分子分解反應動力學(理論+實操)
1. 什麼是過渡態?怎麼搜索?
2. 表面上H2O分子分解的構型搭建
3. 反應路徑創建,能壘計算,過渡態搜索
4. 過渡態確認、優化,虛頻的消除
5. 文獻案例解讀
反應能否發生決定於熱力學,但發生的快慢決定於動力學。本章將使大家掌握化學反應中過渡態搜索算法中的基本概念,以及激活能的計算方法,補齊自由能曲線各中間態之間的「缺失的弧線」。

CO2分子分解反應動力學(理論+實操)
1. 表面上CO2分子分解的構型搭建
2. 利用FlexTS搜索勢能面
2. 反應路徑創建,能壘計算,過渡態搜索
3. 過渡態確認、優化,虛頻的消除
4. 文獻案例解讀
本章帶大家進行CO2分子在表面的吸附構型的構建,以及不同吸附構型分解勢壘的計算。同時引進MS全新模塊FlexTS進行全勢能面搜索,以確認最小能量反應路徑。

半導體光催化(理論)
1. 基本原理與未解決問題
2. 帶隙與帶邊位置調控
3. 光生載流子的有效分離
本章為大家講解半導體光催化領域的歷史及進展,帶隙工程與能帶電位匹配,共摻雜調節能帶結構的深層機制,失主受主對間的電荷補償機制,電子-空穴的有效分離方法,異質結光催化等光催化活性調節手段。

半導體光催化-帶隙工程(實操)
1. 能帶計算
2. 分波態密度計算
3. 摻雜對可見光催化活性的影響
4. 文獻案例解讀
採用上一章的帶隙調節手段,計算不同摻雜方法對帶隙的調節作用,以優化催化活性,並從分波態密度上分析原因,從而拔高文章檔次。

半導體光催化-能帶電位匹配(實操)
1. 半導體複合異質結建模
2. 表面功函數計算
3. 能帶匹配與異質結的光催化活性
4. 文獻案例解讀
本章帶大家掌握表面功函數的計算,以及通過功函數與能帶結構進行能帶電位匹配,探討異質結構如何促進光生電子、空穴的複合,並對半導體材料異質結構進行建模,考察界面間電荷轉移。

報名方式
主辦單位:深圳華算科技有限公司(擁有VASP、Materials Studio、Gaussian商業版權)
深圳浦華系統技術有限公司(Materials Studio官方代理)
課程時間:12月19日-12月23日,全部課程4天。
培訓形式:線上直播,提供回放視頻,課程群永不解散,隨時提問,及時解答。
課程費用:2980元。名額有限,欲報從速!提供增值稅普通發票及邀請函。
報名方式:識別下方二維碼報名,或者聯繫手機18126387652。
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繳費方式
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收款單位:深圳華算科技有限公司
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開戶行:中國銀行深圳西麗支行
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