小分子在鈣鈦礦型催化劑表面吸附的密度泛函理論研究.pdf

1、本文運(yùn)用密度泛函理論方法,采用VASP量化軟件包,對(duì)NO分子在LaCoO3(001)面的吸附體系和SO3分子在La1-xSrxCoO3(x=0或0.25)鈣鈦礦(001)面的吸附體系進(jìn)行了研究,對(duì)不同構(gòu)象和吸附位的吸附模型進(jìn)行了優(yōu)化,計(jì)算出了最優(yōu)吸附位置,并對(duì)Bader電荷分布進(jìn)行了分析討論,對(duì)電子的轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目進(jìn)行了計(jì)算。
　　NO分子在LaCoO3鈣鈦礦兩個(gè)終結(jié)面的吸附計(jì)算結(jié)果顯示,NO分子在以N端向下和O端向下這兩種不同的

2、構(gòu)象吸附時(shí),在兩個(gè)終結(jié)面上N端向下的吸附能都大于O端向下的吸附能,說(shuō)明N端向下吸附是NO分子主要的吸附形式。而對(duì)于LaO終結(jié)面和CoO2終結(jié)面來(lái)說(shuō),NO分子更傾向于吸附在CoO2終結(jié)面Co原子的頂點(diǎn)位上。Bader電荷分析結(jié)果表明,NO分子在以N端向下吸附時(shí),都是從兩個(gè)終結(jié)面上得到電子,電子由表面向NO分子轉(zhuǎn)移。其中N原子的電子減少,向表面金屬轉(zhuǎn)移電子,而O原子則得到電子,并且得到的電子數(shù)目要大于N原子失去的電子,導(dǎo)致了NO分子整體表現(xiàn)

3、出拉電子形式。
　　對(duì)于SO3分子在La0.75Sr0.25CoO3(001)面的吸附建立了四種初始構(gòu)象:1O-M,2O-M,S-M,S-O。在LaSrO終結(jié)面考察了四個(gè)吸附位點(diǎn),在CoO2終結(jié)面考察了兩個(gè)吸附位點(diǎn),體系優(yōu)化和吸附能計(jì)算結(jié)果表明,SO3分子在LaSrO終結(jié)面的吸附能總是大于CoO2終結(jié)面的吸附能,而SO3分子以S-O結(jié)合吸附時(shí),吸附能最大,說(shuō)明這種吸附是最穩(wěn)定的形式。通過(guò)與SO3分子吸附在沒(méi)有摻雜Sr的LaCoO3

4、體系對(duì)比發(fā)現(xiàn),Sr的摻雜加大了LaO終結(jié)面的吸附能,卻降低了CoO2終結(jié)面的吸附能,說(shuō)明摻雜Sr使LaO終結(jié)面更容易吸附SO3分子,降低了催化劑的抗硫性能。對(duì)于Bader電荷分析可以知道,SO3分子以S-O結(jié)合時(shí),LaSrO終結(jié)面的電子減少,SO3分子從表面拉電子;而在CoO2終結(jié)面則表現(xiàn)相反,終結(jié)面電子增多,電子從SO3分子向表面轉(zhuǎn)移。此外,還考察了SO3分子在LaCoO3(001)面吸附時(shí)的Bader電荷分布,在LaCoO3體系中,