貴金屬及還原性氧化物在三元催化劑中的催化機(jī)理研究.pdf

1、本文用基于密度泛函理論(DFT)的全電子平面波方法,從電子層面上系統(tǒng)地研究了參雜對(duì)三元催化劑中二氧化鈰基氧化物性能的改善,以及貴金屬團(tuán)簇和還原性氧化物在去除有害氣體時(shí)的催化機(jī)理和協(xié)同機(jī)制。模擬計(jì)算所用的程序?yàn)閂ASP(Viennaab-initio Simulation Package)第一性原理計(jì)算程序軟件包。我們工作包括以下兩個(gè)部分： 首先,我們研究了還原的和未還原的Ce0.75Zr0.25O2(110)體系,并與純凈CeO

2、2體系進(jìn)行幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)的對(duì)比,從中研究摻入某些特定的雜質(zhì)(如Zr)對(duì)CeO2表面體系性質(zhì)的影響。考察了表面氧空位形成時(shí)的結(jié)構(gòu)和形成能的差異。為了進(jìn)一步探究摻雜對(duì)二氧化鈰催化特性的影響,我們還考察參雜體系的表面對(duì)有害的小分子氣體的吸附能力和氧化能力,并與純凈二氧化鈰表面的氣體吸附能力和氧化能力進(jìn)行了比較,考察了摻雜前后的體系對(duì)有害氣體的吸附能力和氧化能力差異。從不同角度較為全面地認(rèn)識(shí)了摻入雜質(zhì)(Zr)對(duì)還原性氧化物(如CeO2)催化

3、能力的影響。 其次,我們研究了以CeO2為基的Rh團(tuán)簇對(duì)解離和去除有害氣體(如NO)的催化機(jī)理。考察了還原性氧化物襯底對(duì)金屬團(tuán)簇的能帶結(jié)構(gòu)的影響,并闡明了這種影響如何改變或提高貴金屬的催化性能。另外,通過(guò)對(duì)金屬表面和金屬團(tuán)簇的電子結(jié)構(gòu)和對(duì)NO吸附、分解能力的比較,我們?cè)谝欢ǔ潭壬弦碴U明了金屬催化劑在納米尺度上的量子效應(yīng),并得到了一些有意義的結(jié)論。 我們的工作對(duì)尋找高效催化劑有一定的理論指導(dǎo)意義。并為今后有關(guān)以CeO2為電