求助电催化中吉布斯自由能的计算问题

奔跑的蜗牛 · 发表于 Post on 2019-5-15 21:32:05

这是一篇电催化氮还原的文献，其中反应中间体之间的吉布斯自由能变化是如何求出来的，最好能详解一下，谢谢各位了

王二葛 · 发表于 Post on 2019-5-15 22:12:37

这文章写得挺详细, 当初我走了不少弯路. 文章中报告, 自由能 = 电子能量 + 零点能 - T*熵, 用反应物的自由能减去产物的自由能即自由能变.

落实到 VASP 计算上, 一共三步解决: 优化结构 -> SCF能量 -> 振动分析. 第二步得到相对精确的电子能量. 第三步得到振动频率, 可得零点能和熵, 个人体验这一步耗时大一个数量级以上.

请参考大师兄网站的博文:
1. 零点能 https://www.bigbrosci.com/2018/11/06/ex68/
2. 熵 https://www.bigbrosci.com/2018/11/07/ex69/

granvia · 发表于 Post on 2019-5-15 23:59:58

王二葛发表于 2019-5-15 22:12
这文章写得挺详细, 当初我走了不少弯路. 文章中报告, 自由能 = 电子能量 + 零点能 - T*熵, 用反应物的自由 ...

看了那文章，说了表面分子的熵主要来自受约束平转动的贡献，但DFT算的又不准。所以我想问，最后的结果有多靠谱？

sobereva · 发表于 Post on 2019-5-16 00:16:44

自由能的计算参考
谈谈隐式溶剂模型下溶解自由能和体系自由能的计算
http://sobereva.com/327（http://bbs.keinsci.com/thread-3345-1-1.html）

热力学数据贡献计算公式看此程序的文档
Shermo：计算气相分子配分函数和热力学数据的简单程序
http://sobereva.com/315（http://bbs.keinsci.com/thread-2440-1-1.html）

如果考察的不是0K的情况，光是考虑ZPE是不行的，还得考虑升温对内能的改变量

王二葛 · 发表于 Post on 2019-5-16 00:40:08

granvia 发表于 2019-5-15 23:59
看了那文章，说了表面分子的熵主要来自受约束平转动的贡献，但DFT算的又不准。所以我想问，最后的结果有 ...

我算出来的结果和前人的计算结果相吻合, 反正这种中间产物的自由能在实验上是没法测定的.

如果不是周期性体系, 还是要学习社长的博文, 用 Gaussian 算

yangchang · 发表于 Post on 2019-5-16 01:57:46

可能需要考虑 reference potential

奔跑的蜗牛 · 发表于 Post on 2019-5-16 11:27:18

王二葛发表于 2019-5-15 22:12
这文章写得挺详细, 当初我走了不少弯路. 文章中报告, 自由能 = 电子能量 + 零点能 - T*熵, 用反应物的自由 ...

很感谢你的解答，我还想再问一下，这篇文章中吉布斯自由能随反应过程那张图，是不是先要计算N2和H2的吉布斯自由能，将这个值做为参考，然后再计算各个中间体的自由能，来绘制出这张图？感谢感谢！

granvia · 发表于 Post on 2019-5-16 12:15:13

王二葛发表于 2019-5-16 00:40
我算出来的结果和前人的计算结果相吻合, 反正这种中间产物的自由能在实验上是没法测定的.

如果不是周 ...

两个不准确计算结果相一致不能说明结果可靠啊

飞翔的猪 · 发表于 Post on 2019-5-29 09:00:40

本帖最后由飞翔的猪于 2019-5-29 15:05 编辑

王二葛发表于 2019-5-15 22:12
这文章写得挺详细, 当初我走了不少弯路. 文章中报告, 自由能 = 电子能量 + 零点能 - T*熵, 用反应物的自由 ...

您好，我想请问一下，用vasp计算NRR的自由能：

（1）该公式中进行拆分的话，这样理解每项的含义是否正确？△E=E(吸附物种和slab)-Eslab-E吸附物种，△Ezpe=slab和吸附物种之间的零点能差异？△S和气体吸附在slab和气相中熵差

（2）按照大师兄网站的博文：https://www.bigbrosci.com/2018/11/07/ex69/，最后相当于△S约为气体在气相中的熵？

打扰您了

王二葛 · 发表于 Post on 2019-5-30 18:16:23

本帖最后由王二葛于 2019-6-3 08:06 编辑

飞翔的猪发表于 2019-5-29 09:00
您好，我想请问一下，用vasp计算NRR的自由能：

（1）该公式中进行拆分的话，这样理解每项的含义是否正 ...

我是按你说的这两条算的. 具体方法和计算细节你还要再确认一下, 比如 6 楼说的电极电势.

❀

飞翔的猪 · 发表于 Post on 2019-5-30 20:48:08

王二葛发表于 2019-5-30 18:16
我是按你说的这两条算的. 具体方法和计算细节你还要再确认一下, 比如 6 楼说的电极电势.

自由能的计 ...

非常感谢您提供的文献参考谢谢

奔跑的蜗牛 · 发表于 Post on 2019-6-2 11:20:58

飞翔的猪发表于 2019-5-29 09:00
您好，我想请问一下，用vasp计算NRR的自由能：

（1）该公式中进行拆分的话，这样理解每项的含义是否正 ...

你好，我想问你一下，你的意思是每一步反应的吸附物种都需要做一个气相模型例如（NH NH2）来优化得到单点能和频率？再按照公式计算吗？

飞翔的猪 · 发表于 Post on 2019-6-2 21:35:03

奔跑的蜗牛发表于 2019-6-2 11:20
你好，我想问你一下，你的意思是每一步反应的吸附物种都需要做一个气相模型例如（NH NH2）来优化得到单点 ...

我也是刚研究这个方面，仅供交流。每个过程都要算G，所以涉及ZPE我认为应该都是要算的

奔跑的蜗牛 · 发表于 Post on 2019-6-3 15:42:00

飞翔的猪发表于 2019-6-2 21:35
我也是刚研究这个方面，仅供交流。每个过程都要算G，所以涉及ZPE我认为应该都是要算的

谢谢你啦

ralph_song · 发表于 Post on 2020-6-11 22:33:31

王二葛发表于 2019-5-15 22:12
这文章写得挺详细, 当初我走了不少弯路. 文章中报告, 自由能 = 电子能量 + 零点能 - T*熵, 用反应物的自由 ...

你好，请教一下，最后一步解离能怎么算的

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