so2、no2在金属表面吸附和分解密度泛函的研究论文

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1、摘要S02、N02在金属表面吸附和分解的密度泛函研究物理化学专业硕士研究生李俊指导教师李明教授本工作采用量子化学密度泛函理论对二氧化硫在镍表面、二氧化氮在铑表面的吸附及分解机理进行了研究，通过对吸附能，键长，态密度及过渡态的分析，详细讨论了表面的吸附构型及分解机理。1．S02在Ni(111)表面分解吸附的理论研究采用密度泛函理论(DFT)的广义梯度近似(GGA)方法对S02及其分解片段的吸附结构和性质进行了理论研究。计算结果表明：在Ni(111)表面上S02以S、0原子顶位平铺吸附最稳定；S03以C3v轴倾斜表面吸附；SO自由基存在两种可能的吸附结构，一种是平铺吸附于Ni(111)

2、面，另一种是以S端垂直吸附穴位；S原子在穴位为最优吸附位。对各吸附体系的态密度及电子转移分析表明，sox吸附中均为衬底镍原子向硫的氧化物转移电子，改变了S—O键之间的电子分布，导致其键长变长，这有利于硫氧化物在镍表面的解离反应。S原子在Ni(111)表面的吸附中，Ni原子的s轨道向S原子转移电子。2．N02在Ni(111)表面分解吸附的理论研究采用密度泛函理论(DFT)计算研究了N02及其分解产物在Rh(111)面的吸附与解离机理。在清洁Rh(111)表面上，N02以各原子顶位吸附时体系最稳定，NO垂直穴位(fcc与hcp)吸附时吸附能最低，N、O原子均易吸附在fcc穴位。吸附过程

3、中㈣键长增大，NOx活化。在Rh作催化剂的情况下N02与NO分解能垒大大降低，当Rh(111)表面预吸附N、O原子时，预吸附原子会占据铑表面的穴位，导致NOx分解受阻，最终分解产物N。d。与Oad。会随着温度升高形成N2和02而脱离Rh(111)表面，因而NOx的分解反应会继续进行。关键词：密度泛涵理论；表面吸附；S02；N02；分解IIAbstract曼曼曼曼皇曼曼曼曼曼曼曼!鼍曼!曼曼曼曼I一一I皇曼璺曼曼鼍曼舅曼曼曼曼曼曼曼鼍DFTStudyontheAdsorptionandDecompositionofS02andN02onmetalSurfaceGraduateStud

4、entofPhysicalChemistry：LiJunSupervisor：ProfessorLiMingInthispaper，theadsorptionofS02onNisurface，theadsorptionanddecompositionofN02onRhsurfaceai'einvestigated，respectively，bymeansofthedensityfunctionaltheory(DFT)．Theadsorptionstructuresanddecompositionmechanismsarediscussedindetailbytheanalysis

5、ofadsorptionenergy，bondlength，densityofstatesandtransitionstate．1．DFTStudyontheDecomposingAdsorptionofS02onNi(111)SurfaceThegeometriesandpropertiesofS02anditsfragmentsadsorptionOnNi(111)surfaceⅥ他豫systematicallyinvestigatedbymeansofdensityfunctionaltheory(DFl3．TheresultindicatesthatS02isparalle

6、ltoNi(1l1)surfaceanditsatomsareonthetopsiteofNiatoms，S03adsorbsonNi(111)surfacewithitsC3，axisdecliningtothesurface．TheadsorptiongeometriesofSOhavetwopossiblestructures，oneisSOparalleltothesurface，anotherisSOperpendiculartosurfacewithSatomabsorbingtoNisurface．Satomisapttoadsorbonthehollowsite．I

7、tcanalsobeconcludedfromtheAnalysisofthepartialdensityofstatesandshiftingofelectronsthattheelectronstransferfromNiatomstoSOx，whichresultsinthevariationoftheelectronslocationsofS--Obondsandtheelongationof$—Obond．ThePorbitalsofNiatomdonate