基于密度泛函理論的碳化鎢吸附特性的模擬計(jì)算.pdf

1、碳化鎢具有與鉑相近的催化性能，有望取代鉑，以解決鉑的儲(chǔ)量日益減少的困境。 本文應(yīng)用密度泛函理論的廣義梯度近似方法對(duì)CO-Pt吸附體系、CO-WC吸附體系以及CO/O-WC共吸附體系的吸附熱、C-O鍵、C-Pt鍵、C-W鍵的鍵長(zhǎng)、布居數(shù)以及態(tài)密度等進(jìn)行了研究。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)覆蓋率為0.25ML時(shí)，對(duì)于CO-Pt吸附體系，CO最容易在Pt(100)晶面的橋位、Pt(110)晶面的短橋位、Pt(111)晶面的hcp三重位吸附，吸附熱分別

2、為2.11eV、2.37eV、1.96eV；對(duì)于CO-WC吸附體系，CO最容易在WC(0001)面的頂位、(0-111)面的長(zhǎng)橋位、(10-10)面的谷位吸附，吸附熱則分別為1.64eV、2.90eV、3.51eV。吸附過程中伴有電子在CO分子和金屬原子之間轉(zhuǎn)移。吸附后，C-O鍵變?nèi)?，鍵長(zhǎng)變長(zhǎng)，Pt和WC表層原子對(duì)內(nèi)部的庫侖作用也被削弱，其布居數(shù)明顯降低。 根據(jù)態(tài)密度分析結(jié)果，在吸附過程中，當(dāng)CO在吸附到Pt表面時(shí)，其4σ、1π

3、、5σ、2π*軌道均參與成鍵；而當(dāng)CO吸附到WC表面時(shí)，其吸附作用更為強(qiáng)烈，除了4σ，1π，5σ，2π*軌道參與成鍵外，CO分子的3σ低能量軌道也參與成鍵。 對(duì)CO/O-WC共吸附體系的研究表明，CO分子在WC(0001)面上各個(gè)吸附位的吸附熱差別很小，這意味著CO分子可以很容易地沿著WC的表面移動(dòng)；而氧在WC(0001)面的最大吸附熱達(dá)到了6.20eV，這說明氧一旦在WC(0001)面上發(fā)生吸附就很難移動(dòng)。因此，CO在WC表面