楊帆/李微雪JACS:環境條件下ZnO上H2離解和COx加氫的原子尺度可視化 2023年10月17日 下午11:03 ? 計算 ? 閱讀 8 在原子尺度上研究氧化物表面的催化氫化反應一直具有挑戰性,因為這些過程通常發生在環境或高壓下,使得它們比原子尺度的技術更難實現。 基于此,上海科技大學楊帆副教授和中國科學技術大學李微雪教授等人報道了使用環境壓力掃描隧道顯微鏡(AP-STM),環境壓力X射線光電子能譜和密度泛函理論(DFT)計算對ZnO上H2解離和CO/CO2加氫的原子尺度研究。300 K時CO或CO2在ZnO表面的存在不會阻礙H2解離的表面位點的可用性,而CO甚至可以增強共吸附氫化物的穩定性,從而促進它們的解離吸附。 通過密度泛函理論(DFT)計算表明,CO2與氫化物在表面Zn3c位點上鍵合,可很容易地形成甲酸態。CO2與氫化物的結合能壘低至0.30 eV,反應能為0.09 eV。 形成的甲酸鹽物種通過Zn-O鍵以單鏈構型(HCOOm*)結合在Zn3c位點上,再通過兩個Zn-O鍵(HCOOb*)翻轉與兩個Zn3c位點形成雙牙齒配位,從而發生結構弛緩,放熱強度為-1.35 eV,勢壘為0.21 eV。結果表明,CO2和H2在熱力學和動力學上都有利于甲酸鹽的生成。 DFT計算結果表明,首先CO與氫化物結合形成HCO*,吸熱0.06 eV,能壘0.61 eV,然后形成的HCO*與表面晶格O進一步反應形成三齒構型(HCOOL*),能壘為1.06 eV,反應能為-0.39 eV。HCO*的勢壘較低,更傾向于反向解離成CO和氫化物,因此CO很難直接氫化生成甲酸鹽。 CO在ZnO(1010)上加氫為以下兩步機制:CO首先在ZnO(1010)的?0001?步驟被氧化成CO2;生成的CO2在ZnO(1010)平臺上擴散,與氫化物反應生成甲酸鹽。 Atomic-Scale Visualization of Heterolytic H2 Dissociation and COx Hydrogenation on ZnO under Ambient Conditions. J. Am. Chem. Soc., 2023, DOI: 10.1021/jacs.3c08085. 點擊閱讀原文,報名培訓! 原創文章,作者:計算搬磚工程師,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/17/6a2e946f23/ 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 【QE/VASP計算】Nano Letters: 確定Li-Cs系統的相圖和電子性質! 2023年11月10日 【DFT+實驗】西理工李喜飛課題組:晶粒束縛策略優化富鎳層狀正極材料界面力學行為 2024年1月14日 籠目Holstein模型亦可CDW 2024年2月4日 挪威科技大學Daniel Rettenwander等:通過離子注入在Li7La3Zr2O12固態電解質中引入壓應力來偏轉枝晶 2023年12月29日 JPCC綜述|激光誘導二維材料改性:從原子尺度到電子尺度 2024年2月23日 準確率達100%,「人機交互」機器學習,驅動有機反應精確原子映射研究 2024年4月8日