過(guò)渡族合金團(tuán)簇TM-,n-Ag與CO-,2-相互作用的第一性原理計(jì)算研究.pdf

1、隨著大氣中的CO2含量不斷增加，溫室效應(yīng)已成為人類生存所面臨的一大威脅。人們正在努力探索和發(fā)展新的技術(shù)，用來(lái)捕獲CO2或者把CO2轉(zhuǎn)化為其它有用的新材料，而高效的催化劑是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要途徑。由于過(guò)渡族金屬往往具有很好的催化性能，因此本論文采用密度泛函理論模擬計(jì)算的方法，對(duì)過(guò)渡族金屬TMn和TMn-1Ag（n=2-4；3d-TM：從Sc到Cu；4d-TM：從Y到Ag）團(tuán)簇的電子結(jié)構(gòu)及其與CO2的相互作用進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。
　　

2、 首先，我們系統(tǒng)地研究了TMn和TMn-1Ag團(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)，對(duì)每種可能的構(gòu)型都進(jìn)行了優(yōu)化，找到了最穩(wěn)定的基態(tài)構(gòu)型。我們發(fā)現(xiàn)小的團(tuán)簇往往都具有明顯的磁矩和能隙。Ag的摻雜能夠?qū)F(tuán)簇的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)都產(chǎn)生一定的調(diào)制作用，如Ag的摻入能使某些三維結(jié)構(gòu)的團(tuán)簇轉(zhuǎn)變?yōu)槠矫娼Y(jié)構(gòu)的團(tuán)簇，使電子的分布遠(yuǎn)離于Ag原子的部位。Ag的摻雜會(huì)引起費(fèi)米面附近的d電子數(shù)目的減少，這可能是由于團(tuán)簇中其它電子和Ag原子的滿殼層的d電子的相互排斥作用以及A

3、g的d態(tài)電子能級(jí)較深而引起的。
　　 在詳細(xì)研究了過(guò)渡族金屬團(tuán)簇基態(tài)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，我們接著研究了CO2與TMn和TMn-1Ag團(tuán)簇的相互作用。研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)團(tuán)簇比它們相應(yīng)的塊體表面具有明顯增大的吸附能，并且CO2分子被明顯激發(fā)，這也就預(yù)示著納米團(tuán)簇對(duì)CO2可能具有更好的催化性能。同時(shí)發(fā)現(xiàn)Ag的摻入對(duì)CO2的激發(fā)性能產(chǎn)生了一定的調(diào)制：在Ti2、Cr4、Mn4、Nb4、Zr4等體系中Ag摻雜會(huì)明顯增強(qiáng)對(duì)CO2的吸附作用。并且這種調(diào)