某些表面催化反應(yīng)的第一性密度泛函理論研究.pdf

1、本文運(yùn)用DFT-GGA方法研究了甲醇分解以及氨分解的速控步驟的表面催化過程。 1)本文詳細(xì)研究了甲氧基在Cu(111),Ag(111),Au(111),Ni(111),Pt(111),Pd(111),Rh(111)及Fe(100)表面的催化分解過程。計(jì)算了CH3O,H2CO,H的吸附熱,以及該反應(yīng)的活化能及反應(yīng)熱。并將甲氧基與甲醛的吸附熱與第I B族金屬的耦合矩陣元的平方V2dd以及第Ⅷ族金屬的d帶中心εd做了線性關(guān)聯(lián),得到了很

2、好的線性關(guān)系,證實(shí)吸附物與金屬d帶的耦合在表征吸附相互作用方面的特有意義。而H原子的吸附熱與表征d帶的這兩個(gè)參數(shù)則沒有很好的線性關(guān)系。通過活化能數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)Pt是活性最高的金屬催化劑,這可能是因?yàn)榉磻?yīng)在Pt上時(shí)放熱較多。該反應(yīng)活化能與第1 B族金屬的耦合矩陣元的平方V2dd以及第Ⅷ族金屬的d帶中心εd也可以有很好的線性關(guān)系,因此,金屬的催化活性同樣與其d帶的性質(zhì)有很大的關(guān)系。 2)本文還詳細(xì)討論了2N(ad)→N2在非負(fù)載型的釕,包

3、括:Ru(0001),Ru4(1,3),Ru10(3.7),RU10(7,3),Ru-atom,與碳納米管負(fù)載型的釕金屬,包括:Ru1.3/CNT,Ru3.7/CNT,Ru-atom/CNT表面的催化過程。發(fā)現(xiàn)Ru3.7/CNT具有最好的催化活性。隨后詳細(xì)了解了碳納米管做載體時(shí)所產(chǎn)生的電子效應(yīng),即電子由金屬流向碳納米管,使得金屬d帶中心更偏離費(fèi)米能級(jí)而減弱對(duì)N的吸附,從而增加了對(duì)合成反應(yīng)的催化活性；結(jié)合兩個(gè)分解反應(yīng)NH3=NH2+H和.