满梅玲 陆春海 陈文凯,* 李 奕 章永凡

(1福建省光催化重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地,福州大学化学系,福州350002; 2成都理工大学核技术与自动化工程学院,成都610059)

一氧化碳分子在Pt/t-ZrO2(101)表面的吸附性质

满梅玲1陆春海2陈文凯1,*李 奕1章永凡1

(1福建省光催化重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地,福州大学化学系,福州350002;2成都理工大学核技术与自动化工程学院,成都610059)

运用广义梯度密度泛函理论(GGA-PW91)结合周期平板模型方法,研究了CO分子在完整与Pt负载的四方ZrO2(101)表面的吸附行为.结果表明:表面第二层第二氧位和表面第二桥位分别为CO分子和Pt原子在完整ZrO2(101)表面的稳定吸附位,且覆盖度为0.25 ML(monolayer)时均为稳定吸附构型,吸附能分别为56.2和352.7 kJ·mol-1.CO分子在负载表面的稳定吸附模式为C-end吸附,吸附能为323.8 kJ·mol-1.考察了CO分子在负载表面吸附前后的振动频率、态密度和轨道电荷布居分析,并与CO分子和Pt原子在ZrO2表面的结果进行比较.结果表明,C端吸附CO分子键长为0.1161 nm,与自由的和吸附在ZrO2表面后的CO相应值(0.1141和0.1136 nm)相比伸长.吸附后C―O键伸缩振动频率为2018 cm-1,与自由CO分子相比发生红移;吸附后CO带部分正电荷,电子转移以Pt 5d➝CO 2π的π反馈机理占主导地位.

密度泛函理论;四方型二氧化锆;一氧化碳;吸附;铂

1 引言

一氧化碳在氢燃料电池中被称为失活催化剂,1一氧化碳的氧化反应是研究氧化型催化剂活性最普遍的反应;2在聚合物电解质燃料电池中,即使很低浓度的CO也能够在阳极产生CO中毒而引起很……