氧化鋅納米管分解H2S,H2O制氫的密度泛函理論研究.pdf

1、作為一種寬禁帶直接半導體,氧化鋅在很多領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。尤其是金屬氧化物(包括氧化鋅)納米管具有孔結(jié)構(gòu)和較高比表面積,因此活性組分可以比較均勻的分布在金屬氧化物納米管表面上,負載在納米管的內(nèi)部,這會導致催化劑具有一些獨特的性質(zhì)。
　　 我們研究了鈀(Pd)納米團簇在ZnO(5,5)SWNTs外的粘附,三種小分子氣體(O2,H2和CO)在完美的ZnO(5,5),Pd/ZnO SWNTs上的吸附幾何性質(zhì),并以O2,的吸附為例討

2、論了其電子性質(zhì)。Pdn(n=1-6)納米團簇粘附在ZnO(5,5)的納米管上主要通過Pd-O鍵的相互作用。Pd單體在氧化鋅外部和內(nèi)部具有相同的粘附性質(zhì)。三種小分子氣體吸附在完美的氧化鋅納米管內(nèi)部和外部的吸附能是相似的。當氧氣吸附在負載了Pd。氧化鋅內(nèi)部時,不僅僅氧氣的吸附能增大了0.16 eV而且吸附位置由在Pd1/ZnO SWNTs體系外面時的頂位變?yōu)闃蛭弧?br>　　 我們用密度泛函理論研究了硫化氫(H2S)及產(chǎn)物水在ZnO納米管

3、和ZnO-ZnS納米管上的吸附和反應以及S,HS,和H的吸附機理。H2S,HS,S和H分別吸附在Zn的頂位上,Zn-Zn的橋為上,Zn-O的橋位上和O位上。用NEB的方法描繪了H2O在ZnO-ZnS納米管上的是可能的反應路徑勢能圖。在完美的氧化鋅納米管上生成水需要的反應能壘為40.56 kcal/mol,而在氧化鋅-硫化鋅納米管上則只需要14.45kcal/mol。在完美的氧化鋅納米管上生成氫氣需要的反應能能壘為88.65 kcal/m