甲醇在Au(111)表面吸附的密度泛函研究.pdf

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1、第27卷第1期催化学报2006年1月Vol.27No.1ChineseJournalofCatalysisJanuary2006文章编号：0253-9837（2006）01-0055-05研究论文：55!59甲醇在Au（lll）表面吸附的密度泛函研究刘书红，陈文凯，曹梅娟，许莹，李俊篯（福州大学化学系，福建福州350002）摘要：采用基于第一性原理的密度泛函理论和周期平板模型相结合的方法，对CH分子在Au（111）表面top，fcc，hcp和3OHbridge位的吸附模型进行了构型优化、能量计算以及Mulliken布居

2、分析，结果表明top位是较有利的吸附位.吸附的CH3OH解离产生甲氧基CH和H，对它们在Au（111）面的吸附进行的计算表明，bridge和fcc位分别是二者的最佳吸附位.对过渡3O态的计算给出了CH在Au表面解离吸附的可能机理：首先发生O-H键的断裂，继而生成甲氧基中间体.3OH关键词：甲醇；金；Au（111）表面；吸附；密度泛函理论；过渡态中图分类号：O641文献标识码：ADensityFunctionaltheoryStudyofmethanolAdsorptiononAu（lll）SurfaceLIUshuho

3、ng，CHENWenkai!，CAOmeijuan，XUying，LIJunCian（DePartmentofChemistry，Fuzhouunioersity，Fuzhou352，Fujian，China）Abstract：Thefirst-principlesdensityfunctionaltheory（DFT）andself-consistentperiodiccalculationwereusedtoinvestigatethemethanoladsorptiononAu（111）surface.Thead

4、sorptionenergy，eCuilibriumgeometry，andvibrationalfreCuencyofCH3OHonfourpossiblesites（top，hcp，fcc，andbridge）onAu（111）surfacewerepre-dictedandcomparedwiththeexperimentaldata.IntheeCuilibriumadsorptionmodels，theO-HandO-Cbondsareelongated，andthestretchvibrationalfre

5、Cuencyisredshifted.MeanwhiletheO-Hbondisactivatedgreatly.Onallthefoursites，theelectrontransfersfrommethanoltothemetalsurface，andthefavoriteadsorp-tionoccursatthetopsite.ThepossibledecompositionpathwaywasinvestigatedwithtransitionstatesearchingbyusingcompleteLST／

6、GSTmethods.ThecalculationresultsprovethatdecompositionofmethanoltomethoxyandhydrogenoccursontheAu（111）surface，whichisinagreementwiththeavailableexperimentalresults.Thefavoriteadsorptionsitesformethoxyandhydrogenarebridgeandfccsites，respectively.Keywords：methanol

7、；gold；Au（111）surface；adsorption；densityfunctionaltheory；transitionstate汽车尾气已成为当今大气的主要污染源，并将氧化反应［1!6］.金在催化方面的早期应用，主要是随着汽车保有量的逐年增加而剧增，而推广使用清作为Pt族金属的合金电极组分，降低燃料电池的成洁的甲醇燃料是减少汽车尾气污染的一种有效方本.由于金对某些反应具有特殊的催化活性（如CO法.甲醇燃料作为一种廉价的清洁能源，必将会得的氧化以及烃的氧化和选择脱氢等等），近年来受到到迅速的发展.甲醇直接分

8、解成CO与H的反应更多催化工作者的关注，尤其是2001年召开了第一2可用于工业废气的回收利用和新型汽车燃料，一直次国际性的金催化会议［7］以后，金逐渐成为催化领是人们研究的热点.已有的研究报道主要集中在域的研究热点.最近井立强等［8］发现Au的纳米微晶具有较高的催化活性.Gomes等［9］通过理论计算CH3OH在#族和$B族金属及