不同金属催化水煤气变换反应活性的DFT研究

【摘要】：采用密度泛函理论(DFT)对水煤气变换反应中的CO分子在M (10 0 ) (M代表Cu、Ag、Au、Pd和Pt)表面上的吸附行为和吸附在金属表面上的H2 O分子的解离过程进行了研究。计算结果表明,CO在金属表面吸附后,C─O键长均在0 .114 3～0 .116 0nm (气相为0 .112 8nm)内,C─O键都不同程度地伸长了,表明它们削弱了C─O键,活化了CO分子。在对C─O键长、表面结合能(EB)、电子集居数等的分析中得到各表面对CO的吸附强度以Pd(10 0 )、Pt(10 0 )、Cu(10 0 )、Ag(10 0 )、Au(10 0 )顺序减弱;同时将此表面结合能、d电子转移数分别与水煤气变换反应的活性数据进行了关联,说明铜具有最好的活化性能。通过对水分子在不同金属表面上的解离过程的活化能研究发现,各表面对应的能量势垒以Au(10 0 )、Pt(10 0 )、Ag(10 0 )、Pd(10 0 )、Cu(10 0 )顺序下降,从而进一步解释了金属铜的催化活性优于其它金属催化剂的原因,此结论与实验结果相符。 【作者单位】： 辽宁石油化工大学石油化工学院 辽宁石油化工大学石油化工学院 辽宁石油化工大学石油化工学院 辽宁石油化工大学石油化工学院 辽宁石油化工大学石油化工学院 辽宁石油化工大学石油化工学院
【关键词】： 一氧化碳 过渡金属 吸附 模拟 水煤气变换反应
【基金】：国家自然科学基金资助项目 (2 0 3430 0 6 )。
【分类号】：O643.1
【正文快照】： 电子计算机的飞速发展为化学工业创造了十分便利的条件 ,它使得对于产品性能的预测和反应过程的理论研究成为可能 ,例如张晓彤[1] 使用BPNN神经网络预测改性石蜡的滴熔点等 ,通过计算机进行辅助研究不仅节约了大量的人力和财力 ,而且能缩短研发周期。由于CO在过渡金属表面的

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