催化学报
催化學報
최화학보
CHINESE JOURNAL OF CATALYSIS
2013年
5期
911-922
,共12页
甲烷重整%镍催化剂%钯掺杂%积碳%密度泛函理论
甲烷重整%鎳催化劑%鈀摻雜%積碳%密度汎函理論
갑완중정%얼최화제%파참잡%적탄%밀도범함이론
Methane reforming%Nickel catalyst%Palladium doping%Carbon deposition%Density functional theory
使用密度泛函理论研究了Pd掺杂的Ni(111),Ni(100)和Ni(211)表面最稳定的结构,同时考察了干净的和Pd掺杂的Ni表面催化CH4解离反应的活性.结果表明,由Pd原子取代最外层Ni原子而形成的表面Pd掺杂的Ni表面在热力学上最为稳定,亚表面Pd掺杂的Ni表面在热力学上都不稳定;而对于表面Pd吸附的Ni表面,只有Pd/Ni(211)表面是稳定的,表面掺杂的Pd/Ni表面上CH4解离中间体(CH4,CH3,CH,C,H)吸附能的计算结果表明,Pd的掺杂在不同程度上减弱了除CH4之外各解离中间体的吸附能.另外,CH4和CH均优先在Ni(211)和Pd/Ni(211)台阶面上解离,其次是在比较开阔的Ni(100)和Pd/Ni(100)表面上.Pd的掺杂不同程度上提高了CH4和CH解离的能垒,对于活性最高的Ni(211)面,Pd的掺杂使得CH脱氢的能垒较CH4脱氢的高,改变了其速率控制步骤,从而抑制了积碳的生成.
使用密度汎函理論研究瞭Pd摻雜的Ni(111),Ni(100)和Ni(211)錶麵最穩定的結構,同時攷察瞭榦淨的和Pd摻雜的Ni錶麵催化CH4解離反應的活性.結果錶明,由Pd原子取代最外層Ni原子而形成的錶麵Pd摻雜的Ni錶麵在熱力學上最為穩定,亞錶麵Pd摻雜的Ni錶麵在熱力學上都不穩定;而對于錶麵Pd吸附的Ni錶麵,隻有Pd/Ni(211)錶麵是穩定的,錶麵摻雜的Pd/Ni錶麵上CH4解離中間體(CH4,CH3,CH,C,H)吸附能的計算結果錶明,Pd的摻雜在不同程度上減弱瞭除CH4之外各解離中間體的吸附能.另外,CH4和CH均優先在Ni(211)和Pd/Ni(211)檯階麵上解離,其次是在比較開闊的Ni(100)和Pd/Ni(100)錶麵上.Pd的摻雜不同程度上提高瞭CH4和CH解離的能壘,對于活性最高的Ni(211)麵,Pd的摻雜使得CH脫氫的能壘較CH4脫氫的高,改變瞭其速率控製步驟,從而抑製瞭積碳的生成.
사용밀도범함이론연구료Pd참잡적Ni(111),Ni(100)화Ni(211)표면최은정적결구,동시고찰료간정적화Pd참잡적Ni표면최화CH4해리반응적활성.결과표명,유Pd원자취대최외층Ni원자이형성적표면Pd참잡적Ni표면재열역학상최위은정,아표면Pd참잡적Ni표면재열역학상도불은정;이대우표면Pd흡부적Ni표면,지유Pd/Ni(211)표면시은정적,표면참잡적Pd/Ni표면상CH4해리중간체(CH4,CH3,CH,C,H)흡부능적계산결과표명,Pd적참잡재불동정도상감약료제CH4지외각해리중간체적흡부능.령외,CH4화CH균우선재Ni(211)화Pd/Ni(211)태계면상해리,기차시재비교개활적Ni(100)화Pd/Ni(100)표면상.Pd적참잡불동정도상제고료CH4화CH해리적능루,대우활성최고적Ni(211)면,Pd적참잡사득CH탈경적능루교CH4탈경적고,개변료기속솔공제보취,종이억제료적탄적생성.
