H和S原子在金屬Pd,Cu,Au及其合金(111)表面吸附的密度泛函理論研究.pdf_第1頁(yè)
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1、鈀及其合金膜不僅具備很高的氫滲透速率和透氫選擇性,而且具有較好的化學(xué)和熱穩(wěn)定性,在膜反應(yīng)器、氫氣分離和純化等領(lǐng)域中備受關(guān)注。由于氫是許多催化反應(yīng)中的重要中間物,硫是反應(yīng)中常見的使膜中毒失去活性的雜質(zhì)氣體,因而研究氫及硫原子在鈀及其合金表面的吸附性質(zhì),對(duì)于了解表面反應(yīng)機(jī)理,剖析吸附態(tài)的本質(zhì)等,具有重要的理論意義和潛在的應(yīng)用前景。 本文應(yīng)用密度泛函理論研究了表面科學(xué)領(lǐng)域中原子在金屬表面的吸附問(wèn)題,主要包括兩個(gè)部分:氫原子在Pd、Cu

2、、Au(111)及其合金表面的吸附;硫原子在Pd、Cu、Au(111)及其合金表面的吸附。 本文系統(tǒng)地研究了氫和硫原子在金屬Pd,Au,Cu以及合金PdM<,3>,Pd<,2>M<,2>和Pd<,3>M(111)表面的吸附(M=Au,Cu),得到了覆蓋率為0.25時(shí)最穩(wěn)定的吸附位、結(jié)合能以及吸附前后表面的弛豫情況。氫和硫均與Pd形成最穩(wěn)定的吸附,Cu次之,Au的吸附最弱,其在三種純金屬(111)表面的最穩(wěn)定吸附位均為fcc位。由

3、于Pd-Au合金具有較大的晶格常數(shù),Pd<,3>Au合金吸附氫的結(jié)合能甚至較純Pd更大,除此之外,氫和硫在Pd-M合金表面的吸附均隨M組分的增加而減弱,而最穩(wěn)定的吸附位隨金屬種類和組成變化而變化。根據(jù)計(jì)算得到的吸附結(jié)合能,發(fā)現(xiàn)與Pd-Cu合金相比,Pd-Au合金在Au含量較低(<0.25mol/mol),時(shí),氫和硫吸附的結(jié)合能下降較慢,而Au含量較高(>0.5mol/mol)時(shí),該值迅速下降,這表明含金量0.25~0.5mol/mol的

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