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学科主题物理化学
Pt基双金属催化剂在氧化气氛下的结构演变及对CO氧化反应影响的理论研究
孙大鹏
2013-04-02
导师李微雪
专业物理化学
授予单位中国科学院研究生院
学位博士
英文摘要在不同条件下,Pt-3d过渡金属(Pt-TM)双组份体系可以是合金相、核壳结构、表面氧化物/金属等。本论文应用密度泛函理论,对Pt-TM体系的合金表面结构相对稳定性、氧化物/Pt(TMO/Pt)的结构与性质、以及TMO/Pt界面的催化反应活性做了深入的研究: 1. 构建氧化气氛下Pt3TM(111) (TM=Fe, Co, Ni) 的表面热力学相图。随氧化学势升高,仅有两类热力学稳定结构出现:干净Pt-skin表面、氧吸附的TM-skin表面。这由金属的偏析能、氧与两种金属键合差别、氧化学势的高低共同决定。不同Pt3TM(111)表面开始解离吸附氧的条件与TM金属活动性顺序相一致。 2. 以(√84*√84)R10.9°超结构建模,系统研究了FeO/Pt(111)和FeO2/Pt(111)的几何结构、电子性质、结构稳定性以及表面氧的活性。超结构不同区域(FCC、HCP、TOP)的性质存在差异:FeO/Pt中,表面O-Fe层高度差δz顺序为FCC>HCP>TOP,FeO2/Pt中则是FCC>TOP>HCP;而δz导致不同区域的偶极、表面功函、表面静电势不同,并决定表面氧的化学活性顺序。 3. 研究反演型3d TMO/Pt(111)界面体系对CO低温氧化的催化活性,发现暴露在边界处的配位不饱和阳离子同相邻的Pt构成的“金属-阳离子集团”作为活性中心,能高效活化O2并避免CO中毒,具有良好的活性。第八族体系具有最优活性,且活性顺序为Fe>Co>Ni。其中TM最高氧化价态为2+以上的TMO/Pt体系适合CO的选择氧化;而最高价态为2+的体系更适合CO的直接氧化。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://cas-ir.dicp.ac.cn/handle/321008/116778
专题中国科学院大连化学物理研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
孙大鹏. Pt基双金属催化剂在氧化气氛下的结构演变及对CO氧化反应影响的理论研究[D]. 中国科学院研究生院,2013.
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