甲醛在CeO2(110)表面吸附的密度泛函理论研究

摘要

本文利用密度泛函理论研究了甲醛在CeO2(110)表面的吸附行为。通过对不同覆盖度、不同吸附位置上甲醛的几何构型参数、吸附能与电子态密度的分析发现，甲醛在CeO2(110)表面存在化学吸附及物理吸附两种吸附模型。化学吸附时，甲醛的碳、氧原子分别与表面的氧、铈原子发生相互作用并成键，形成CH2O2物种；当覆盖度由0.5 ML减小至O.17 ML时，吸附能由-1.07 eV变为-1.35 eV.与自由甲醛分子相比，物理吸附的甲醛构型变化不大，其吸附能在-0.4～0.5 eV左右。采用CNEB方法对吸附在CeO2(110)-p(1×2)表面的甲醛进行氢解离反应过渡态计算，结果表明氢解离具有较高的反应能垒，为1.8ev。