甲醇、甲胺和乙醇胺在Cu(110)表面吸附的理論研究.pdf

1、近年來，對(duì)過渡金屬表面上的吸附研究已經(jīng)成為表面化學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。關(guān)于無機(jī)小分子、原子、自由基和有機(jī)分子等在Cu(110)表面上的吸附分解反應(yīng)的研究也越來越受到實(shí)驗(yàn)和理論化學(xué)家們的廣泛關(guān)注。但是實(shí)驗(yàn)上對(duì)于這些研究只能測(cè)出一些可能的分解產(chǎn)物，卻無法了解它們的具體吸附狀態(tài)。我們從理論上研究這些微粒的吸附狀態(tài)能指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)上的相關(guān)反應(yīng)，有助于實(shí)驗(yàn)上更好的研究他們?cè)谶^渡金屬表面上的反應(yīng)。本論文采用了密度泛函理論(DFT)和周期性平板模型相結(jié)合的

2、方法，系統(tǒng)地探討了甲醇、甲胺和乙醇胺在Cu(110)表面的吸附情況。通過對(duì)它們?cè)贑u(110)表面的構(gòu)型優(yōu)化的計(jì)算，著重討論了他們的吸附能和穩(wěn)定性，為深入理解這些表面反應(yīng)提供了有力的理論依據(jù)，為實(shí)驗(yàn)化學(xué)家提供了寶貴的理論支持。主要的研究?jī)?nèi)容如下：
　　 一、考察了甲醇分子及其脫氫分解產(chǎn)物在Cu(110)表面的可能的吸附方式，通過優(yōu)化后的構(gòu)型參數(shù)和能量討論了甲醇及其脫氫分解產(chǎn)物的吸附狀態(tài)。研究結(jié)果表明，CH3OH是以O(shè)原子一端接近

3、表面發(fā)生吸附作用，top位是其最穩(wěn)定的吸附位；而short位則是CH3O與CH2O的最穩(wěn)定的吸附位；long位則是CHO的最穩(wěn)定的吸附位；CO以C端接近表面的吸附比以O(shè)端接近表面的吸附穩(wěn)定，其中當(dāng)以C端接近時(shí)，top位吸附最穩(wěn)定；H2分子在Cu(110)表面的吸附與具體的吸附位關(guān)系不大；而H原子在short位的吸附更穩(wěn)定些。此外，吸附CH3O的吸附能的絕對(duì)值比CH2OH的大，說明甲醇在分解時(shí)更傾向于斷裂O-H鍵。
　　 二、根據(jù)

4、實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的甲胺的分解產(chǎn)物，對(duì)這些微粒在Cu(110)表面的吸附情況進(jìn)行了研究。結(jié)果顯示，甲胺在Cu(110)表面的吸附與甲醇的相似，是N端接近表面，top位也是最穩(wěn)定的吸附位，其吸附能的絕對(duì)值比甲醇的大，因此甲胺在Cu表面不易分解；top位是NH3和HCN的最穩(wěn)定的吸附位；short位是CH3、NH2和CN的最穩(wěn)定的吸附位；CH4在Cu(110)表面的吸附與具體的吸附位置關(guān)系不大；而C2N2分子則是分子平行于Cu(110)表面時(shí)的ho