Cu(221)和CuZn(221)表面甲醇合成的基于第一性原理微观动力学的理论研究（英文）

本文基于第一性原理的微观动力学模拟方法,对Cu(221)和CuZn(221)上一氧化碳和二氧化碳加氢到甲醇进行了系统的理论计算研究.研究发现,碳转化率在两个表面上均表现出相同的活性顺序:CO加氢活性CO/CO_2混合加氢活性CO_2加氢活性.CO的高转化活性源于其基元反应能垒低于CO_2甲醇合成的基元反应能垒.相比于Cu(221)表面,Zn的掺杂显著降低了甲醇合成活性,尤其是CO加氢的活性,对于CO和CO_2共存的情况,研究发现CO是Cu(221)甲醇合成的主要碳源,而CuZn(221)上的碳源则由CO和CO_2共同提供.反应速控度分析表明,CO/C02混合气甲醇合成的速控步在Cu(221)表面是HCO、HCOO的加氢,而在CuZn(221)表面速控步则是HCOOH的加氢.这些研究结果表明铜基催化剂上Zn的表面合金效应、以及合成气组分对甲醇合成的活性和反应通道具有重要的影响.