Abstract:
双金属催化剂的化学性质通常不同于其母体单金属催化剂[1-2]。本工作采用基于第一性原理的分子动力学和量子力学相结合的方法,对CO2 在铜基双金属表面上的吸附构型、电子结构及表面d 带中心所处位置的改变情况进行了系统研究。研究结果表明,当Fe、Co 和Ni 原子掺杂在Cu(111)表面的次表层时,对表面反应性质的影响较小,对CO2 的吸附行为仍属于物理吸附。当Cu(111)表面表层的Cu 原子被上述原子取代后,CO2 与表层掺杂原子之间存在较强的相互作用,CO2 与表面的结合强度顺序为Co@Cu(111)> Ni@Cu(111)> Fe@Cu(111)。其中,CO2 在Fe/Co@Cu(111)表面的吸附构型不同于其在Ni@Cu(111)表面上的吸附构型(如图1)。与气相CO2 分子相比,CO2 分别以η2(C,O)以及η1(C)方式吸附在掺杂原子上。通过对体系电子结构的分析,结果表明,吸附后有部分电子从表面转移到CO2,对吸附起主要作用的是掺杂原子的dxy 和dyz 轨道。三种掺杂体系d 带中心的能级顺序为Ed(Co)> Ed(Ni)> Ed(Fe),这与前面CO2 与表面结合强弱的顺序相一致。此外,我们还对吸附过程的反应途径进行了研究。
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Year: 2014
Page: 446-446
Language: Chinese
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