小分子在過(guò)渡金屬Cu及其合金表面的吸附：第一性原理模擬研究.pdf

1、多年以來(lái)，科學(xué)研究人員不懈地追求具有優(yōu)越性能的并且價(jià)格低廉的過(guò)渡金屬合金催化劑。雙金屬催化劑因其獨(dú)特(較之于其組成金屬催化劑而言)的物理化學(xué)性能已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注。雙金屬催化劑具有新的高選擇性、催化活性以及穩(wěn)定性。通過(guò)不同元素的原子在某種金屬表面或者近表面的重新構(gòu)建，我們可以得到新的結(jié)構(gòu)并計(jì)算出其性質(zhì)。基于第一性原理計(jì)算方法，我們研究了小分子在各種Ni–Cu(110)雙金屬表面結(jié)構(gòu)上的形成和穩(wěn)定性。在清潔的Cu(110)表面，鎳原子傾

2、向于呆在次表層的位置。而當(dāng)有CO、NO、O等小分子的吸附時(shí)，鎳原子則喜歡呆在第一層，離表面吸附分子更近的地方。這是因?yàn)榕c銅相比，鎳原子和這些小分子的親和力更大。此外，我們還研究了這些小分子在Ni–Cu(110)重構(gòu)表面的吸附情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些小分子在重構(gòu)的表面吸附穩(wěn)定性更好。我們討論了吸附物附近過(guò)渡金屬原子的配位數(shù)、分子的吸附位以及過(guò)渡金屬原子的d帶中心對(duì)分子吸附的影響。其次，我們研究了Pt合金Cu(110)和Cu(111)表面以及小分

3、子在各種表面上的吸附性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)Cu(110)表面在真空環(huán)境條件下，Pt原子傾向于呆在表層原子之下的位置，然而當(dāng)體系處于CO、NO的氣體環(huán)境中時(shí)，Pt原子傾向于析出到表面與吸附分子結(jié)合。對(duì)Cu(111)表面，吸附前Pt原子傾向于呆在表面的第一層，當(dāng)有NO、O等小分子的吸附時(shí)，Pt原子更愿意呆在表面第二層的位置。當(dāng)Pt原子處于Cu(110)的第二層時(shí)，三種吸附分子(原子)的吸附能都比在純Cu(110)表面的吸附能小，吸附相對(duì)不穩(wěn)定。然而當(dāng)