催化学报

催化学报 ›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (4): 328-334.

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水分子在立方 ZrO2(110) 面吸附与解离的密度泛函理论研究

杨亚丽1, 陆春海2, 黄娟3, 李奕1, 陈文凯1   

  1. 1福州大学化学系, 福建福州 350108; 2中国工程物理研究院, 四川绵阳 621900; 3新干县第二中学, 江西新干 331300
  • 收稿日期:2009-04-25 出版日期:2009-04-25 发布日期:2013-01-21

Density Functional Theory Study of H2O Adsorption and Decomposition

YANG Yali1, LU Chunhai2, HUANG Juan3, LI Yi1, CHEN Wenkai1,*   

  1. 1Department of Chemistry, Fuzhou University, Fuzhou 350108, Fujian, China; 2China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, Sichuan, China; 3Xingan No. 2 Middle School, Xingan 331300, Jiangxi, China
  • Received:2009-04-25 Online:2009-04-25 Published:2013-01-21

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摘要： 采用密度泛函理论中的广义梯度近似(GGA)的 PW91 方法结合周期性平板模型, 研究了 H2O, OH 和 O 在立方 ZrO2(110)面上不同吸附位的吸附. 结果表明, 在 bridge 位 H2O 以垂直底物平面氢原子向上模式吸附在立方 ZrO2(110)面时发生解离形成表面羟基, 吸附能为 150.5 kJ/mol. 而在 top 位 H2O 以垂直底物平面氢原子向下模式吸附为物理吸附, 吸附能为 14.8 kJ/mol. OH 和 O 在立方 ZrO2(110)面的最佳吸附位是 top位, 其吸附能分别为 241.5 和 209.1 kJ/mol. 同时分析了 Mulliken 布居、态密度和伸缩振动频率.

关键词: 水, 二氧化锆, 密度泛函理论, 吸附, 解离

Abstract: Water adsorption on cubic ZrO2(110) surface was studied by the DFT method. The predicted adsorption energy is 150.5 kJ/mol for the stable model. To investigate the effect of surface hydroxyl groups on the catalytic properties of ZrO2, the density of states and charge population before and after water adsorption were also analyzed.

Key words: water, zirconium dioxide, density functional theory, adsorption, decomposition