合金效應(yīng)調(diào)控CO2在過渡族金屬表面吸附的第一性原理研究.pdf

1、通過催化劑激發(fā)和轉(zhuǎn)化CO2使之成為工業(yè)產(chǎn)品(合成甲醇或甲酸等)是最具前景的處理該溫室氣體的方法,然而CO2具有非常穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)(目前僅發(fā)現(xiàn)某些過渡族金屬對其具有一定的催化作用),這就使得該方法也面臨著巨大的挑戰(zhàn),高效的CO2催化劑也成為目前研究的熱點。
　　 本文采用第一性原理計算方法研究了過渡會屬及其合會表面的電子結(jié)構(gòu)與化學(xué)活性的關(guān)系,并詳細研究了CO2在其表面的吸附情況。結(jié)果顯示:過渡族金屬及其合金表面的化學(xué)活性以及CO2

2、的吸附都依賴于其表面原子的d帶中心的位置,其d帶中心越靠近費米能級,其活性越強,對CO2的作用也就越強,d帶中心遠離費米能級則表明其活性較弱,對CO2的作用也弱；同時研究計算發(fā)現(xiàn)合金效應(yīng)在調(diào)節(jié)表面d帶中心以及其化學(xué)活性時具有非常顯著的作用,而這種調(diào)節(jié)的規(guī)律除了與表面幾何結(jié)構(gòu)以及應(yīng)力有較大關(guān)系外,同時和合金元素本身的電子結(jié)構(gòu)有非常直接的聯(lián)系,計算表明:惰性金屬(Cu、Ag、Au)的摻入往往能增強母體元素的化學(xué)活性,而較活潑的金屬(Ti)則