Ptx(x=0,1,4和8)修饰的α-Mo2C(0001)表面抗硫中毒特性的密度泛函理论研究

来源 :河南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ccc_tw
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
硫是一种燃料中常见的污染物,在催化过程中通常会导致贵金属催化剂中毒失活。铂族金属是价格昂贵的不可再生资源,在苛刻的化学反应环境中此类催化剂还存在易溶解性、易腐蚀性、易硫中毒、耐久性差等科学难题,所以寻找一种优良的贵金属催化剂替代材料已成为当前研究的热点问题。过渡金属碳化物(TMC)作为催化剂衬底材料,不但与贵金属性能类似而且还具有良好的物理和化学性质。为研究设计具有高活性,高稳定性和高抗硫的代商业催化剂(Pt/C)提供了理论指导。本文使用第一性原理方法和从头算原子的热力学方法(ab initio atomistic thermodynamics method)的热力学数据相结合,从原子层次和电子结构方面对有贵金属Ptx(x=0,1,4和8)负载的α-Mo2C(0001)体系的硫中毒现象进行了系统的研究,探究不同覆盖度的Pt基催化剂的耐硫性机理。Ptx/Mo2C体系是我们重点研究的对象,深入探究不同掺杂浓度的Ptx/Mo2C表面合金的抗S中毒机制。研究的目的是为了找出具有优良抗硫中毒特性的Mo2C基催化剂,为设计出新的抗硫中毒材料提供理论依据。主要研究工作及结果如下:(1)研究了α-Mo2C(0001)表面和Pt/α-Mo2C(0001)表面抗硫中毒特性及其机理。发现干净的Mo2C(0001)表面对含硫物种(S、HS和H2S)吸附很强,吸附能分别为-6.46、-4.15和-1.54 eV),极易使得表面S中毒。Pt的引入可以减弱含硫物种在Mo2C(0001)表面的吸附,当含硫物种在Pt/Mo2C(0001)表面Pt原子周围吸附时吸附能较小,在Pt原子顶位吸附时吸附能最小,远离Pt原子吸附时吸附能增大。因此,Pt的引入对Pt周围催化活性位点避免硫原子中毒起到很好的保护作用,达到抗硫中毒效果。预期提高Pt原子覆盖度,可以进一步降低含硫物种与Mo2C(0001)表面的相互作用,达到更好的抗硫中毒效果。(2)研究了不同Pt覆盖度α-Mo2C(0001)表面的耐硫特性。结果发现在Mo2C(0001)表面Pt团簇倾向于形成二维结构,而不是聚集成簇。干净的Mo2C(0001)表面与硫化物的相互作用非常强烈,极易硫中毒。随着Pt在Mo2C表面覆盖的增加,硫和基地之间的相互作用减弱。抗硫中毒能力的顺序是:Mo2C≈Pt1/Mo2C4/Mo2C8/Mo2C,在Mo2C表面覆盖Pt对基底的抗硫中毒起着积极有效的作用。
其他文献
交通标志中包含着丰富的道路指示信息,自动驾驶系统需要对其进行正确的检测并进行相应的操作,与行车安全息息相关。本文在国内外交通标志检测技术研究的基础上,用基于深度学
地震动场地效应一直是工程领域在抗震设防当中所要考虑的重点问题,而强震动下土体的非线性反应则是重点中的难点。对于地震动场地效应的研究主要采用数学统计或数值模拟等研
线路变化的核心思想是指击球落点和击球直斜线的变化,它是网球运动战术的核心环节。网球比赛中运动员击球线路和落点深浅变化能有效制约对方运动员技战术意图的实施。充分利
随着中缅天然气管道建成投产,许多民营企业及个体都进入到燃气销售的行业中,使得市场竞争越演越烈。以往燃气企业的项目建设模式将不再适应市场的发展,需积极探索,引进国际先
生活水平的提高使得人们在温饱之余开始关注食品的质量问题,这开始促使食品生产厂家对产品质量加强管控。喷码标记作为产品质量追踪最为关键的信息在各行各业已经得到了广泛
随着人口过度增长、能源危机和环境污染等问题进一步加剧,科学家们需要致力于研究开发更高效的催化剂材料来缓解人们在生活和工业生产中所遇到的困难。一氧化碳(CO)是主要的大
自20世纪80年代开始,复杂系统的研究逐渐兴起,它被认为是解决各个领域研究面临的困难的一个重要突破点。而复杂网络是研究复杂系统的一个重要工具,如物流运输、道路规划、社交网络、生物研究等问题在研究的过程中,都可以抽象成由边和顶点组成的复杂网络,借助于复杂网络的相关技术对其进行研究。但系统中基本单元常常达到成千上万甚至是数以亿计,这就使得复杂网络的研究不得不借助于高效的计算工具来解决实时的、规模足够大
近年来,视频智能监控技术得到了快速发展,己被广泛的应用于社会生产生活的各个领域。在煤炭工业中视频智能监控技术也得到应用,尤其是在矿井安全生产方面,这对于及时发现和预
超级电容器由于具有高功率密度、快速充放电特性和长循环稳定性而受到越来越多的关注。为了扩宽超级电容器的市场应用范围,研究人员一直通过开发新颖的电极材料来提高超级电
白光发光二极管(WLEDs)是近年来广泛使用的固态照明光源,具有节能,环保等优点。在众多合成WLEDs的方法中,荧光粉转换型白光发光二极管(pc-WLEDs)是制备WLEDs的一种主流方法。广泛