CeO-2(110)表面上CO氧化反应的密度泛函理论研究

CeO-2(110)表面上CO氧化反应的密度泛函理论研究

利用密度泛函理论系统研究了O_2与CO在CeO_2(110)表面的吸附反应行为.研究表明,O_2在清洁的CeO_2(110)表面吸附热力学不利,而在氧空位表面为强化学吸附,O_2分子被活化,可能是重要的氧化反应物种.CO在清洁的CeO_2(110)表面有化学吸附与物理吸附两种构型,前者形成二齿碳酸盐物种,后者与表面仅存在弱相互作用.在氧空位表面,CO可分子吸附或形成碳酸盐物种,相应吸附能均较低.当表面氧空位吸附O_2后(O_2/O_v),CO可吸附生成碳酸盐或直接生成CO_2,与原位红外光谱结果相一致.过渡态计算发现,O_2/O_v/CeO_2(110)表面的三齿碳酸盐物种经两齿、单齿过渡态脱附生成CO_2.利用扩展休克尔分子轨道理论分析了典型吸附构型的电子结构,说明表面碳酸盐物种三个氧原子电子存在离域作用,物理吸附的CO及生成的CO_2电子结构与相应自由分子相似.

作 者： 滕波涛 蒋仕宇 郭晓伟 袁金焕 罗孟飞 Teng,Botao Jiang,Shiyu Guo,Xiaowei Yuan,Jinhuan Luo,Mengfei   作者单位： 浙江师范大学物理化学研究所,浙江省固体表面重点实验室,金华,321004  刊 名： 化学学报  ISTIC SCI PKU 英文刊名： ACTA CHIMICA SINICA  年，卷(期)： 2009 67(24)  分类号： O6  关键词： CO氧化   CeO_2(110)表面   密度泛函理论   扩展休克尔分子轨道理论   CO oxidation   CeO_2(110) surface   density functional theory   extended Hückel molecular orbital theory