H和S原子在金屬Pd，Cu，Au及其合金（111）表面吸附的密度泛函理論研究.pdf

1、鈀及其合金膜不僅具備很高的氫滲透速率和透氫選擇性，而且具有較好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性，在膜反應(yīng)器、氫氣分離和純化等領(lǐng)域中備受關(guān)注。由于氫是許多催化反應(yīng)中的重要中間物，硫是反應(yīng)中常見的使膜中毒失去活性的雜質(zhì)氣體，因而研究氫及硫原子在鈀及其合金表面的吸附性質(zhì)，對于了解表面反應(yīng)機理，剖析吸附態(tài)的本質(zhì)等，具有重要的理論意義和潛在的應(yīng)用前景。 本文應(yīng)用密度泛函理論研究了表面科學(xué)領(lǐng)域中原子在金屬表面的吸附問題，主要包括兩個部分：氫原子在Pd、Cu

2、、Au(111)及其合金表面的吸附；硫原子在Pd、Cu、Au(111)及其合金表面的吸附。 本文系統(tǒng)地研究了氫和硫原子在金屬Pd，Au，Cu以及合金PdM<,3>，Pd<,2>M<,2>和Pd<,3>M(111)表面的吸附(M=Au，Cu)，得到了覆蓋率為0.25時最穩(wěn)定的吸附位、結(jié)合能以及吸附前后表面的弛豫情況。氫和硫均與Pd形成最穩(wěn)定的吸附，Cu次之，Au的吸附最弱，其在三種純金屬(111)表面的最穩(wěn)定吸附位均為fcc位。由

3、于Pd-Au合金具有較大的晶格常數(shù)，Pd<,3>Au合金吸附氫的結(jié)合能甚至較純Pd更大，除此之外，氫和硫在Pd-M合金表面的吸附均隨M組分的增加而減弱，而最穩(wěn)定的吸附位隨金屬種類和組成變化而變化。根據(jù)計算得到的吸附結(jié)合能，發(fā)現(xiàn)與Pd-Cu合金相比，Pd-Au合金在Au含量較低(<0.25mol/mol)，時，氫和硫吸附的結(jié)合能下降較慢，而Au含量較高(>0.5mol/mol)時，該值迅速下降，這表明含金量0.25～0.5mol/mol的