水在HfO_2(111)和(110)表面的吸附与解离

运用广义梯度近似密度泛函理论方法(GGA-PW91)结合周期平板模型,研究水分子在二氧化铪(111)和(110)表面不同吸附位置在不同覆盖度下的吸附行为.通过比较不同吸附位的吸附能和几何构型参数发现:(111)和(110)表面铪原子(top位)是活性吸附位.水分子与表面的吸附能值随覆盖度的变化影响较小.在(111)和(110)表面,水分子都倾向以氧端与表面铪原子相互作用.同时也计算了羟基、氧和氢在表面的吸附,Mulliken电荷布居,态密度及部分频率.结果表明,在两种表面羟基以氧端与表面铪相互作用,氧原子与表面铪和氧原子同时成键,而氢原子直接与表面氧原子相互作用形成羟基.通过过渡态搜索,水分子在(111)和(110)表面发生解离,反应能垒分别为9.7和17.3kJ·mol-1,且放热为59.9和47.6kJ·mol-1.

金属簇X(X=Pt-Au, Au-Au)负载在(3×2) TiO_2(110)完整表面上的覆盖度效应(英文)

采用自旋极化密度泛函和广义梯度近似的方法并结合周期平板模型, 探讨了不同覆盖度(θ)下双金属簇X (X=Pt-Au, Au-Au)在(3×2)TiO2(110)完整表面上的吸附行为. 另外, 在本文给出的所有覆盖度模式下(θ=1/6-1 ML), 我们仅研究其基态构型. 计算结果表明: 当θ<1/2 ML 时, 金属簇 X 在 TiO2(110)表面上吸附能随覆盖度的增加而增加; 当θ>1/2 ML时, 除了饱和覆盖度下, 吸附能随覆盖度的增加而减小; 当θ=1/2 ML时, 吸附能最大. 即使Pt-Au/TiO2体系的吸附能比Au-Au/TiO2体系的小, 但相对于Au-Au簇, Pt-Au簇更容易在TiO2(110)表面上形成双金属单分子层. 在半覆盖和全覆盖下, X簇的峰与TiO2的峰在-3.0 eV到费米能级之间产生明显重叠, 表明簇与底物之间存在化学作用. 且当覆盖度小时, X-TiO2相互作用是成簇的主要因素; 随着覆盖度的增大, X-X原子间相互作用就逐渐变成了成簇的主要动力.