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CO诱导的FeO(111)/Ru(0001)负载Au原子吸附位和电荷的改变(英文): 2013年; 采用密度泛函理论研究了CO气氛对FeO(111)/Ru(0001)负载Au原子吸附位、电荷及其稳定性的影响.首先考察了FeO(111)单层薄膜在Ru(0001)表面上的界面结构.研究发现,表面莫尔超晶胞内的HCP区域有最小的Fe-O层间距(rumpling),且Fe和O原子均与衬底Ru形成化学键.Au原子在FeO/Ru(0001)上最稳定的吸附在HCP区域的Fe-bridge位.其中,Au原子诱导两个Fe原子从O原子层的下面翻转到其上面,形成两个Au–Fe键,且Au带负电.当把体系暴露在CO气氛下后,CO能诱导Au原子从原来最稳定的Fe-bridge位转移到其邻近的O-top位,伴随着Au的电荷从负变到正,形成非常稳定的Au+–CO羰基物.结果表明,反应气氛对负载金属催化剂的化学状态及其稳定性的影响很大;同时也强调了反应条件下催化剂原位表征的重要性.; 欧阳润海李微雪; 关键词：密度泛函理论一氧化碳

FeO/Pt(111)与FeO_2/Pt(111)的几何、电子结构及表面氧活性的第一性原理研究(英文): 2013年; 采用密度泛函理论系统研究了超薄氧化物膜/金属体系FeO/Pt和FeO2/Pt及其表面不同区域(FCC,HCP和TOP)的几何结构、电子性质及氧的活性.研究发现,表面O-Fe高度差δz作为一个重要的特征结构参数直接影响局域表面静电势和表面氧的结合能:δz越大,静电势越大,氧的结合能越弱.计算发现,在FeO/Pt体系中,δz顺序为FCC>HCP>TOP,而FeO2/Pt中是FCC>TOP>HCP.此外,在FeO/Pt中,电荷转移方向是从氧化物膜到衬底,Fe的表观价态为+2.36,表面功函较纯Pt(111)的变化可忽略;而FeO2/Pt中,电荷转移的方向是从衬底到氧化物,Fe的表观价态为+2.95,表面功函较纯Pt增加1.24eV.进一步分析了电荷转移和表面偶极对电子性质的作用机制.这些研究结果对于认识超薄氧化物薄膜对表面几何结构、电子性质、表面氧活性的调制具有重要的启示意义.; 孙大鹏李微雪; 关键词：超结构电荷转移

过渡金属替代的CeO_2(111)表面上NO+CO反应机理的理论研究(英文)被引量：3: 2014年; 采用DFT+U方法研究了过渡金属替代的CeO2(111)表面上的NO+CO反应机理,以探求不同过渡金属对N2选择性的影响.结果表明,在反应过程中,反应活性中心由过渡金属单原子与其最近邻的氧空位组成.NO在过渡金属-氧空位上发生N–O断键,不同过渡金属上该还原步骤的难易程度不同.计算发现,右过渡金属Rh,Pd和Pt替代的CeO2(111)表面可以与吸附物之间形成较强的吸附作用,进而可以达到较高的N2选择性.其主要原因是右过渡金属具有较多的d电子,可以与吸附小分子之间形成有效的反馈键.而左过渡金属拥有较少的d电子,难以有效抓住吸附物,最终导致较低的N2选择性.; 丁戊辰李微雪; 关键词：单原子

Pd掺杂对ZnO(1120)面上水解离的影响被引量：2: 2012年; 采用密度泛函理论计算研究了清洁的以及Pd掺杂的ZnO(1120)面上水分子的吸附和解离.结果表明,在清洁ZnO(1120)上,水分子倾向于分子吸附,解离吸附较为困难.在Pd掺杂的ZnO上,水分子仍倾向吸附在Zn原子上,且吸附能与其在清洁ZnO表面的相当.然而,Pd的掺杂可增强水解离产物OH和H的吸附,从而显著提高了水的解离活性,相应的水解离能垒为0.36eV,放热0.21eV.; 顾向奎丁戊辰黄传奇李微雪; 关键词：钯掺杂氧化锌解离密度泛函理论

Cu-ZnO催化剂上水活化的第一性原理研究(英文): 2013年; 采用密度泛函理论计算研究了水在Cu-ZnO催化剂表面上不同位点的解离过程. 结果发现, 水在纯Cu密堆积面和台阶面解离能垒都较高; 而在负载的ZnO薄膜上, 由于水解离过程能垒较低并且反应约为热中性, 水将会在表面上部分解离并达到动力学平衡. Cu-ZnO界面被确定为水解离的活性中心. 水解离后产生的H原子和羟基均可以较大吸附能吸附在界面处, 并且界面处的类似台阶结构大大降低了解离能垒, 从而使得水的解离可自发进行. 另外, H原子和羟基在ZnO薄膜表面可以较低的能垒扩散, 因此水解离活性位点可以持续催化后续解离过程. 该结果深化了对水在Cu-ZnO催化剂表面活化过程的认识.; 姚锟王莎莎顾向奎苏海燕李微雪; 关键词：水解离密度泛函理论扩散

阴离子掺杂TiO_2的芯位移和热力学性质的第一性原理研究(英文)被引量：1: 2015年; 采用第一性原理计算考察了阴离子(硼、碳、氮、氟、磷、硫)掺杂的二氧化钛(包括锐钛矿相和金红石相).芯位移计算结果表明,在氮掺杂的TiO2中,间隙掺杂类型的N的1能级在XPS能谱上峰的位置要比替代掺杂的能级高,类似的结果也在硼、碳、磷和硫掺杂的TiO2上发现.然而对于F掺杂的TiO2替代掺杂的峰位置比间隙掺杂的高,且与TiO2的晶相无关.还对阴离子掺杂的TiO2进行了热力学研究.结果表明,替换掺杂的形成焓高于间隙掺杂的,因此替代掺杂的TiO2的制备需要苛刻的条件,而间隙掺杂TiO2的制备只需温和的湿化学条件.; 丁戊辰李微雪; 关键词：X射线光电子能谱密度泛函理论热力学性质

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国家自然科学基金(21173210)