适合分解水的钌纳米合金催化剂

摘要

本文基于密度泛函理论,用第一性原理计算得到了H_2O-XRu_(n-1)(n=2-14)团簇(X=Rh、Pd、Au)的最稳定几何结构,并计算了水分子在Ru合金团簇上吸附能。研究结果表明:水分子在具有偶数个原子的合金团簇上具有最大的吸附能,它们分别是H_2O-RhRu_5、H_2O-PdRu_3以及H_2O-AuRu_7体系。结合前期研究发现:水分子在RhRu_5、PdRu_3以及AuRu_7合金团簇上的吸附能远大于水分子在Ru块体表面的吸附能,大于水分子在纯Run(n=2-14)上的吸附能,而略小于H_2O分子在PtRu_7团簇的吸附能。本文研究表明合金效应加强了水分子的吸附作用,以保证水分子被分解之前不会以分子形式脱离吸附,这些Ru合金团簇有望成为适合分解水的高效催化剂。