CeO2表面Au簇吸附的DFT研究(密度泛函理论)(13)
图3.5 1Au-h
（4） 1Au-Ce-v
CeO2（111）面的表面铈空位上吸附一个金原子，可以知道有一个电子因为表面有金团簇的吸附而被局域到一个表面的Ce原子上，这舍得表面的一个Ce4+离子被还原成Ce3+离子，优化后的构型如图3.6所示，其a、b、c的值分别为11.6418 Å、15.5224 Å、21.9212 Å，金原子与相邻氧原子的键长为2.145Å、2.033Å、2.156Å等，Au吸附到Ce空穴上的吸附能为6.00eV。
图3.6 1Au-Ce-v
（5） 1Au-1PO2
从相关文献中可以看出，O2分子不能在干净的氧化铈表面吸附，从能量以及电子性能来看，这些Ce原子上吸附的O2分子可以判定为O2-阴离子物种，而O2-阴离子的产生是因为Ce3+在吸附了O2分子以后氧化成了Ce4+,负载金的纳米金簇团间接的通过CeO2（111）表面还原了吸附的O2分子。
如图3.7，一个金原子吸附在带有过氧的CeO2（111）表面上，得到优化后的构型可知，其中a、b、c的值分别为11.6418 Å、15.5224 Å、21.9212 Å，金原子与相邻氧原子的键长为2.073 Å、2.084 Å，两个相邻氧原子间的键长为1.479Å。Au吸附在过氧O22-上的吸附能为1.53eV。
图3.7 1Au-1PO2
（6）1Au-1SO2
决定铈基催化剂上超氧O2-形成的关键条件是基底上只有一个电子转移到分子氧的半充满π2p*轨道上;而过氧是基底上的两个Ce3+离子上的自旋4f电子都转移至O2上而形成反磁性的氧物种。Au吸附在超氧O2-上的吸附能为1.17eV。
图3.6 1Au-SO2
（7） 1Au-tv
CeO2（111）表面的表面氧空位上吸附一个金原子后优化的结构如图3.9，由结构可得到：a、b、c的数值为11.6418、15.5224、21.9212，Au-O键的键长为4.027Å，吸附后体系的总能量为-873.1610ev，吸附能为-2.32ev。
图3.9 1Au-tv
（8） 1Au-1PO2-1v与1Au-1SO2-1v
图3.10与图3.11分别是 1Au-1PO2-1v（一个金原子吸附在含有一个过氧和一个表面空位的CeO2（111）表面与1Au-1SO2-1v（一个金原子吸附在含有一个超氧和一个表面空位的CeO2（111）表面进行结构优化后的模型结构图。由吸附能的计算公式得出相应的吸附能为-2.38ev和-1.82ev。
图3.10 1Au-1PO2-1v 图3.11 1Au-1SO2-1v
3.2.2 计算结果及分析
编号 结构名称 Energy(ev) Eads/ev
1 CeO2-O-v -870.672825 2.35
2 CeO2-Ce-v -858.23271 21.17
3 1Au-O-t -879.0798 -0.980
4 1Au-Ce-t -879.071289 -0.972
5 1Au-h -879.083315 -0.984
6 1Au-Ce-v -864.340258 -6.00
下一篇：三苯基磷树脂的制备研究+实验