HF在α-AIF3(0001)表面吸附的密度泛函理论研究.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao)FebruaryActa跏．一Chim．．2013，29(2)，271-278271[Article]doi：10．3866／PKU．WHXB201211301www．whxb．pku．edu．cnHF在a-AIF3(ooo1)表面吸附的密度泛函理论研究刘瑞滕波涛全洁丽郎佳健罗孟飞(浙江师范大学物理化学研究所，浙江金华321004)摘要：利用密度泛函理论系统研究了不同覆盖度下HF在3F、2F、1F与Al终端的a-AIF。(OOO1)表面的吸附行为，分析了HF与

2、不同终端表面相互作用的电子机制．计算结果表明：HF在3F终端的e-AIF。(oooi)表面物理吸附：在2F及1F终端表面化学吸附，形成AI—F键和FHF结构，使HF分子活化，可以参加下一步的氟化反应：在AJ终端表面解离吸附形成Al—F与AI—H键．3F、2F、1F及Al终端表面配位不饱和数目分别为0、1、2与3配位．不同覆盖度研究表明，在2F终端表面上，吸附一个HF分子使表面Al配位达到饱和，后续吸附的HF为物理吸附：而在1F与Al终端表面仍可化学吸附．因此，推测c

3、_AIF。暴露不同终端表面中Al原子配位

4、不饱和数越高．其对HF吸附与活化能力越强，可能的氟化催化反应活性越高．差分电荷密度与电子态密度分析表明，HF与3F终端G-AIF。(OOO1)表面发生弱相互作用，而与2F、1F与AI终端表面形成较强的电子相互作用．关键词：氟化氢：a-AIFa(OOO1)；密度泛函理论：差分电荷密度：电子态密度中图分类号：O641：0647ADensityFunctionalTheoryStudyofHFAdsorptiononthea-AIF3(O001)SurfaceLIURuiTENGBo-TaoQUANJie—LiL

5、ANGJia·JianLUOMeng—Fei(Instituteof脚icalChemistry,Zh~iangNormalUniversity,Jinhua321004,Zh~iangProvince,PR．China)Abstract：UsingdensityfunctionaJtheory,theadsorptionbehaviorsofHFata-AIF3(0001)suceswithdifferentcoveragesof3F，2F，1F，andAIterminationswerestudieds

6、ystematically．TheelectronicinteractionsbetweenHFandtheAIF3(ooo1)sudaceswerealsoanalyzed．OurresultsindicatedthatphysisorptionoccurswhenHFadsorbsatthe3F-terminatedsurface．StrongchemisorptionOCCUrs，andAl—FandFHFstructuresformwhenHFadsorbsatsurfaceswith2Fand1F

7、terminations．Undertheseconditions，theHFmoleculeisactivated，andmighttakepartinthesubsequentfluorinationrea~ions．Dissociatedadsorptionoccurs．andAI—FandAI—HbondsformwhenHFisadsorbedontheAI．terminatedsudace．TheunsaturatedCO0rdinationnumbersforsurfaceA1with3F，2

8、F，1F，andAI—terminatedsurfacesare0，1，2，and3，respectively~ThecoordinationnumberoftheAIF2suceissaturatedwhenoneHFmoleculeadsorbs；then，onlyphysicaladsorptionoccursforanysubsequentIVadsorbedHFmolecules．However,itcanstilIchemisorbatthe1FandAI—terminatedsurfaces．

9、ftisthereforereasonabletodeducethatthehighertheunsaturatedcoordinationnumberofthesurface，thehighertheamountofactivatedHF，andpossiblythehigherthecatalyticactivitiesinthefluorinationreactions．Chargedensitydiffe