不同晶体结构金属氧化物催化小分子分解的BEP关系

研究了金红石型(MO_2)和NaCl型(MO)金属氧化物催化小分子CO、O_2、NO和N_2解离反应的Brnsted-Evans-Polanyi(BEP)关系,并比较了金属氧化物、过渡金属以及不同晶型金属氧化物之间的BEP关系差异。结果表明,金属氧化物和过渡金属整体相比,BEP关系斜率基本相同,而截距却表现出较大差异;金属氧化物具有比过渡金属平面更小的截距,甚至小于金属台阶面,其主要原因归咎于金属氧化物的"惰性"。金红石型MO_2(110)和NaCl型MO(100)氧化物具有相似的局部表面结构特征而展现出相似的BEP关系,此构效关系同样适用于金属碳化物、氮化物等。这些结果揭示催化材料的表面结构特征对BEP关系截距具有显著影响。此外,针对金属氧化物BEP关系,解离分子过渡态类型对BEP关系有一定影响,可使其呈现分段现象:后过渡态类型(late TS)比前过渡态类型(early TS)解离反应具有相对更大的斜率和更小的截距。

Brnsted-Evans-Polanyi关系筛选最优催化剂

基于反应活化能和反应热间存在的线性Brnsted-Evans-Polanyi (BEP)关系,对双原子分子、三原子分子和多原子分子等无机小分子的活化和有机分子键的断裂等进行概要的描述. BEP关系能够帮助人们定量地理解催化活性的"火山图形",结合各个反应的特性寻找最优吸附能的范围,同时也为研究反应进行的优先顺序,反应速率快慢提供了一个方法 .随着计算能力的不断提高,相关理论的不断发展,寻找和筛选高效廉价的催化剂会越来越方便、快速、精确. BEP关系简单、快速、有选择性的特点使人们能够结合各种情况选择非稀有、环境友好、便宜、催化效率高的多相催化剂.