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相似文献
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1.
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算并分析了S原子在 Pt皮肤Pt3Ni(111)面不同位置的吸附特性.结果表明:S原子在Pt皮肤Pt3Ni的fcc位吸附最强,吸附能为5. 49 eV;与S原子在纯净Pt(111)表面的吸附相比,S原子在Pt皮肤Pt3Ni表面相应吸附位置的吸附能变小、与近邻的Pt原子形成的S-Pt键变长,表明掺杂的Ni会减小相应位点S原子的吸附能,降低体系对S原子的吸附能力,进而减弱S吸附对体系催化能力的影响;态密度分析发现, S原子的吸附使得Pt基催化剂的催化活性降低,主要是S的2p电子引起的;这些结果将为后续研究Pt基合金电极抗S中毒效果以及探究S原子吸附后Pt3Ni的活性位提供依据.  相似文献   

2.
采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算并分析了S原子在Pt皮肤Pt3Ni(111)面不同位置的吸附特性.结果表明:S原子在Pt皮肤Pt3Ni的fcc位吸附最强,吸附能为5.49eV;与S原子在纯净的Pt(111)表面吸附相比较,S原子在Pt皮肤Pt3Ni(111)面相应吸附位置的吸附能变小,与近邻Pt原子形成的S-Pt键变长,表明掺杂的Ni会减小相应位点S原子的吸附能,降低体系对S原子的吸附能力,进而减弱S吸附对体系催化能力的影响;态密度分析发现,S原子的吸附使得Pt基催化剂的催化活性降低,主要是S的2p电子引起的;这些结果将为后续研究Pt基合金电极抗S中毒效果以及探究S原子吸附后Pt3Ni的活性位提供依据.  相似文献   

3.
采用基于密度泛函理论(DFT)第一性原理方法研究了α-Mo_2C(0001)表面和Pt/α-Mo_2C(0001)表面抗硫中毒特性及其机理.发现干净的Mo_2C(0001)表面对含硫物种(S、HS和H2S)吸附很强(吸附能分别为-6.46、-4.15和-1.54 e V),极易S中毒.Pt的引入可以减弱含硫物种在Mo_2C(0001)表面的吸附,当含硫物种在Pt/Mo_2C(0001)表面Pt原子周围吸附时吸附能较小,在Pt原子顶位吸附时吸附能最小,远离Pt原子吸附时吸附能增大.因此,Pt的引入对Pt周围催化活性位点避免硫原子中毒起到很好的保护作用,达到抗硫中毒效果.预期提高Pt原子覆盖度,可以进一步降低含硫物种与Mo_2C(0001)表面的相互作用,更好地抗硫中毒,为设计高活性、高抗硫中毒性的Mo_2C基催化剂提供理论依据.  相似文献   

4.
本文研究了氧化石墨烯负载Pt单原子(Pt1/Gr-O)催化硼胺烷(NH3BH3)全水解反应机理,即一分子的NH3BH3生成三分子的氢气(H2)的过程. 在水解路径中,首先吸附的硼胺烷连续断裂两个B-H键生成第一分子的H2. 接着,一个H2O分子与*BHNH3基团(*表示吸附态)反应生成*BH(H2O)NH3,其中伸长的O-H键断裂后形成*BH(OH)NH3. 然后,第二个H2O与*BH(OH)NH3反应生成*BH(OH)(H2O)NH3,在指向Pt1/Gr-O表面的O-H断裂后,生成BH(OH)2NH3并脱附到水溶液中. 两个水分子脱氢产生的两个H原子脱附生成第二个H2分子,且Pt1/Gr-O催化剂恢复. 脱附后的BH(OH)2NH3在水溶液中水解生成第三个H2分子. 纵观整个水解反应,H2O分子和*BHNH3基团的结合是反应速控步,其反应能垒是16.1 kcal/mol. 因此,Pt1/Gr-O有希望成为室温催化NH3BH3全水解催化剂.  相似文献   

5.
基于密度泛函理论的第一性原理计算程序包VASP(Vienna ab-initio Simulation Package), 采用投影缀加平面波(Projector augmented wave, PAW)方法和具有三维周期性边界条件的超原胞模型, 对Pt在Ce4O8团簇上的吸附特性进行了研究. 结果表明Pt在Ce4O8团簇上的吸附作用很强,其吸附能大于Pt在CeO2晶体表面的吸附能. 所得吸附构型可分为三类:单键类, 双键类和多键类. 对其中最稳定吸附构型的电子结构分析表明:Pt的吸附诱导出了间隙态. 该态距离费米能级很近,使Pt/Ce4O8团簇活性很强. Pt与Ce4O8团簇发生了部分电荷转移, 从而使其中的一个Ce4+还原为Ce3+. 这些结果有助于理解在纳米尺度范围内Pt与CeO2的协同作用.  相似文献   

6.
李宗宝  王霞  樊帅伟 《物理学报》2014,63(15):157102-157102
本文采用基于周期性密度泛函理论研究了Cu/N表面沉积共掺杂对锐钛矿相TiO2(001)面的修饰作用.计算了Cu在不同位置掺杂TiO2(101)面和(001)面的形成能,并在此基础上计算N不同位置掺杂TiO2(001)面及Cu/TiO2(001)面的形成能,通过形成能的比较获得了表面共掺杂的最优化结构.在此基础上计算了最稳定结构的能带结构及态密度,并与S单掺杂TiO2(001)面最稳定结构进行了对比.通过对结果的分析发现:Cu/N在(001)表面的沉积共掺杂有效降低了TiO2的禁带宽度,并在表面形成CuO2相,更利于提高其光催化活性.  相似文献   

7.
利用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,采用全电子基组6-311+G(d)研究了CuSi6团簇的几何构型和电子结构性质,计算表明CuSi6团簇存在多个能量相近的稳定异构体,且结构中存在多个Cu-Si键,多个低能异构体共存解释了实验中观察到的CuSi6团簇较强的现象。对于CuSi6团簇,计算得到的三个最稳定异构体的垂直电离能,电子亲和能和HOMO-LUMO能隙均相对较大,也表明这三个异构体较为稳定。  相似文献   

8.
利用密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,采用全电子基组6-311+G(d)研究了CuSi6团簇的几何构型和电子结构性质,计算表明CuSi6团簇存在多个能量相近的稳定异构体,且结构中存在多个Cu-Si键,多个低能异构体共存解释了实验中观察到的CuSi6团簇较强的现象.对于CuSi6团簇,计算得到的三个最稳定异构体的垂直电离能,电子亲和能和HOMO-LUMO能隙均相对较大,也表明这三个异构体较为稳定.  相似文献   

9.
基于密度泛函理论的第一性原理计算程序包VASP(Vienna ab-initio Simulation Package),采用投影缀加平面波(Projector augmented wave,PAW)方法和具有三维周期性边界条件的超原胞模型,对Pt在Ce4O8团簇上的吸附特性进行了研究,结果表明Pt在Ce4O8团簇上的吸附作用很强,其吸附能大于Pt在CeO2晶体表面的吸附能.所得吸附构型可分为三类:单键类,双键类和多键类.对其中最稳定吸附构型的电子结构分析表明:Pt的吸附诱导出了间隙态.该态距离费米能级很近,使Pt/Ce4O8团簇活性很强.Pt与Ce4O8团簇发生了部分电荷转移,从而使其中的一个Ce4+还原为Ce3+.这些结果有助于理解在纳米尺度范围内Pt与CeO2的协同作用.  相似文献   

10.
采用密度泛函理论和ReaxFF力场对正戊烷的热分解机理进行研究,分析了热分解的起始反应路径、温度对热分解的影响,并对正戊烷热分解进行了一级动力学研究。结果表明正戊烷热分解的起始反应主要分为两类:一类为碳碳单键断裂,另一类为碳氢键断裂,其中C2-C3键断裂是主要的起始反应路径。正戊烷热分解的主要产物为氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷和丙烯。经过一级动力学计算得到表观活化能和指前因子分别为224.4 kJ·mol^-1和3.1324×10^14 s^-1。  相似文献   

11.
基于密度泛函第一性原理研究了M-graphene(M=Pt,Cu,PtCu;graphene:pristine,Stonewales,Single-vacancy graphene)催化剂的抗CO中毒能力.对于纯Pt和纯Cu吸附在石墨烯上时,Pt的吸附能力最强,吸附结构最稳定.当Pt中掺杂Cu后,PtCu二元金属催化剂在石墨烯上的吸附结构的稳定性进一步增强.通过对M-graphene-CO吸附结构的研究,发现以缺陷石墨烯为载体的金属催化剂的抗CO中毒能力优于以原始石墨烯为载体的同种金属催化剂,PtCu二元金属催化剂抗CO中毒能力明显好于纯Pt和纯Cu的抗毒性.因此,缺陷石墨烯载体以及掺杂Cu的PtCu二元金属催化剂,对于提高催化剂的稳定性和抗CO中毒能力起到了重要的作用.  相似文献   

12.
本文系统研究了H、N、O、C、S等原子,N2、NH3、NO、CO等分子和CH3、CH、CH2和OH等自由基在Pt(100)表面的吸附. 从能量上来看,吸附能力从小到大的顺序是N2相似文献   

13.
本文系统研究了H、N、O、C、S等原子,N_2、NH_3、NO、CO等分子和CH_3、CH、CH_2和OH等自由基在Pt(100)表面的吸附.从能量上来看,吸附能力从小到大的顺序是N_2NH_3COCH_3NOHOHNCH2OSCHC.原子类吸附物中H、N、O的最稳定吸附位均为桥位,而S、C则倾向于四重空位.所研究的分子吸附物(N_2、NH3、CO、NO),N_2和NH_3有且只有一种顶位吸附结构,CO和NO均优先吸附在空位.自由基吸附物(CH、CH_2、CH_3、OH)在Pt(100)表面上的吸附,CH_3优先吸附在顶位,CH_2、OH它们的最稳定吸附位均为桥位.原子、分子和自由基吸附后,会引起Pt(100)原子层间距的改变.  相似文献   

14.
本文系统研究了H、N、O、C、S等原子,N2、NH3、NO、CO等分子和CH3、CH、CH2和OH等自由基在Pt(100)表面的吸附. 从能量上来看,吸附能力从小到大的顺序是N2相似文献   

15.
碳纳米管(CNT)对于气体有超强的敏感性,可用于制备基于CNT的有害气体传感器.本文采用基于密度泛函理论的第一性原理研究Au掺杂CNT对NO和O_2的吸附特性.对吸附能、最终吸附距离、电荷转移量、态密度等的分析显示,Au掺杂使得CNT与NO间的交互作用明显增强,其中N原子端靠近CNT交互作用更强.禁带宽度和电荷密度分析表明,相比于NO分子中O原子端或者O2吸附,NO分子中N原子端与CNT发生交互作用会使体系导电性变化更为明显.说明Au掺杂能够很好地屏蔽空气中O_2对CNT导电性的影响,Au掺杂CNT作为NO气敏材料是可行的.  相似文献   

16.
The adsorptions of rare-earth (RE) atoms on (6, 0) and (8, 0) single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) have been investigated by using the first-principles pseudopotential plane wave method within density functional theory (DFT). The binding energy, Mulliken charge, magnetic properties, band structure and DOS were calculated and analyzed. Most of RE atoms including Nd, Sm and Eu have a magnetic ground state with a significant magnetic moment. Some electrons transfer between RE-5d, 6s and C-2p orbitals. Owing to the curvature effect, the values of binding energy for RE atoms doped (6, 0) SWCNT are lower than those of the same atoms on (8, 0) SWCNT. The pictures of DOS show that hybridizations between RE-5d, 6s states and C-2p orbitals and between RE-4f and C-2p orbitals appear near the Fermi level. Results indicate that the properties of SWCNTs can be modified by the adsorptions of RE atoms.  相似文献   

17.
Using the state of the art first principles calculation, we report the structural, electronic, and thermodynamic properties of U2Ti, U, and Ti. All calculations have been performed using a plane wave (PW) based pseudopotential method under the framework of spin polarized density functional theory. The electron-ion interaction and the exchange correlation energy are described using the projector-augmented wave (PAW) method and the generalized gradient approximation (GGA) scheme, respectively. The effect of the relativistic spin-orbit interaction on these properties has been investigated. The results are analyzed to obtain the structural parameters, lattice constants, bulk moduli, electronic specific heat, and the compound formation energy. On the basis of energetics, the formation energy (ΔfH at 0 K) of U2Ti compound is estimated to be −30.84 kJ/mol. A satisfactory agreement between the present investigation and available experimental data demonstrates the applicability of PW based PAW approach for such systems. Further, the nature of chemical bonding between U and Ti atoms in the U2Ti is illustrated by comparing their electronic density of state spectrum.  相似文献   

18.
We have studied the electronic, structural, and elastic properties of scandium carbide and yttrium carbide by means of accurate first principles total energy calculations using the full-potential linearized plane wave method (FP-LAPW). We have used the generalized gradient approximation (GGA) for the exchange and correlation potential. Volume optimization, energy band structure, and density of states (DOS) of the systems are presented. The second order elastic constants have been calculated and other related quantities such as the Zener anisotropy factor, Poisson's ratio, Young's modulus, Kleinman parameter, Debye temperature, and sound velocities have been determined. The band gap calculation shows that YC is relatively more ionic than ScC.  相似文献   

19.
《Current Applied Physics》2015,15(10):1271-1277
We studied density functional theory (DFT) calculations in terms of energetic and electronic properties toward adsorption of some boron compounds (B(OCH3)3, BF3 and BC13) on the surface of pristine as well as N-doped graphene using WB97XD/6-31 + G(d,p) level of theory. The net charge transfer of mentioned molecules on the surface of pristine and N-doped graphene was calculated with above-mentioned basis set using natural bond orbital and Mulliken charge analysis during complex formation. The computed dipole moment shows when above-mentioned molecules approach to the surface of N-doped graphene, the amount of the dielectric (μD) will change depending on the kind of molecule. Our calculations reveal that N-doped graphene system has much higher adsorption energy, higher net charge transfer value than pristine graphene due to Lewis acid-base interaction. Comparing B(OCH3)3 as an organic boron derivative with boron trihalides (BF3 and BCl3), the Lewis acidity increases in the order of BF3 < BC13< B(OCH3)3 with adsorption energies (Eads) of −8.7, −18.3 and −26.5 kJ/mol (BSSE) respectively, while low adsorption energies were calculated on pristine graphene for mentioned molecules.  相似文献   

20.
The hydrogen storage behavior of the TiCr2 and ZrCr2 alloys substituted with the third components (Zr, V, Fe, Ni) have been studied using first-principles calculations. The change of the hydrogen absorption energies caused by metal doping is arising from the charge transfer among the doped alloys interior. Zr and V atoms devoted abundant electrons, leading to a great enhancement of the H absorption energy, while Fe and Ni atoms always accepted electrons, yielding a remarkable decrease of the H absorption energy. The hydrogen diffusion energy barrier is closely correlated with the geometry effect rather than the electronic structure.  相似文献   

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