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(duì)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(diǎn)。
　　 本文采用第一性原理計(jì)算方法研究了過渡會(huì)屬及其合會(huì)表面的電子結(jié)構(gòu)與化學(xué)活性的關(guān)系,并詳細(xì)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(fèi)米能級(jí),其活性越強(qiáng),對(duì)CO2的作用也就越強(qiáng),d帶中心遠(yuǎn)離費(fèi)米能級(jí)則表明其活性較弱,對(duì)CO2的作用也弱；同時(shí)研究計(jì)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(shí)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(shí)和合金元素本身的電子結(jié)構(gòu)有非常直接的聯(lián)系,計(jì)算表明:惰性金屬(Cu、Ag、Au)的摻入往往能增強(qiáng)母體元素的化學(xué)活性,而較活潑的金屬(Ti)則