過渡族合金團簇TM-,n-Ag與CO-,2-相互作用的第一性原理計算研究.pdf

1、隨著大氣中的CO2含量不斷增加，溫室效應已成為人類生存所面臨的一大威脅。人們正在努力探索和發(fā)展新的技術，用來捕獲CO2或者把CO2轉化為其它有用的新材料，而高效的催化劑是實現(xiàn)這一目標的重要途徑。由于過渡族金屬往往具有很好的催化性能，因此本論文采用密度泛函理論模擬計算的方法，對過渡族金屬TMn和TMn-1Ag（n=2-4；3d-TM：從Sc到Cu；4d-TM：從Y到Ag）團簇的電子結構及其與CO2的相互作用進行了系統(tǒng)地研究。
　　

2、 首先，我們系統(tǒng)地研究了TMn和TMn-1Ag團簇的幾何結構和電子結構，對每種可能的構型都進行了優(yōu)化，找到了最穩(wěn)定的基態(tài)構型。我們發(fā)現(xiàn)小的團簇往往都具有明顯的磁矩和能隙。Ag的摻雜能夠對團簇的幾何結構和電子結構都產(chǎn)生一定的調(diào)制作用，如Ag的摻入能使某些三維結構的團簇轉變?yōu)槠矫娼Y構的團簇，使電子的分布遠離于Ag原子的部位。Ag的摻雜會引起費米面附近的d電子數(shù)目的減少，這可能是由于團簇中其它電子和Ag原子的滿殼層的d電子的相互排斥作用以及A

3、g的d態(tài)電子能級較深而引起的。
　　 在詳細研究了過渡族金屬團簇基態(tài)結構的基礎之上，我們接著研究了CO2與TMn和TMn-1Ag團簇的相互作用。研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)團簇比它們相應的塊體表面具有明顯增大的吸附能，并且CO2分子被明顯激發(fā)，這也就預示著納米團簇對CO2可能具有更好的催化性能。同時發(fā)現(xiàn)Ag的摻入對CO2的激發(fā)性能產(chǎn)生了一定的調(diào)制：在Ti2、Cr4、Mn4、Nb4、Zr4等體系中Ag摻雜會明顯增強對CO2的吸附作用。并且這種調(diào)