Rh表面上DeNO-,x-機(jī)理的理論研究.pdf

1、氮氧化物(NOx)是一種典型的大氣污染物，主要來自化石燃料的燃燒廢氣以及化學(xué)工業(yè)和機(jī)動車輛的排放等。如何消除NOx對人類生存環(huán)境的影響是近年來極具挑戰(zhàn)性的研究課題。已有研究表明，催化分解是消除氮氧化物的一條具有良好應(yīng)用前景的重要途徑，其中貴金屬Rh催化劑由于良好的高溫耐受能力和優(yōu)異的催化分解氮氧化物活性而備受關(guān)注，是脫氮(DeNOx)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。 本文采用密度泛函理論，在slab模型下，研究了NO在不同Rh表面上的物理與

2、化學(xué)行為，研究結(jié)果表明： (1)在密堆積表面Rh(111)上，三重空位hop是NO的優(yōu)勢吸附位，而在開放表面Rh(100)及階梯表面Rh(211)和Rh(221)上，橋位是優(yōu)勢吸附位。 (2)在所有計(jì)算的表面上，NO分子的吸附主要是通過其5σ軌道與表面金屬原子的5s和4d軌道的混合實(shí)現(xiàn)的，NO分子的1π軌道同金屬表面原子之間存在弱的混合，對NO的吸附貢獻(xiàn)相對較小。 (3)NO在Rh表面上的吸附存在兩個(gè)電子遷移過程

3、：即NO的5σ等軌道上電子向金屬表面的遷移以及金屬表面電子向NO的2π軌道的反饋，這兩種效應(yīng)都使得N-O鍵弱化，N-O鍵長增長。 (4)NO在Rh表面上的分解具有結(jié)構(gòu)敏感性，開放的Rh(100)表面具有較高的催化分解NO的活性，NO分解活化能僅有0.33 eV，而其它表面上NO分解的活化能均在1 eV以上。 (5)比較不同表面上NO的分解反應(yīng)，結(jié)果表明，在開放面Rh(100)上速率控制步驟是N+N→N1，而在其它表面上速