周期性密度泛函理论研究NO在Cu2O(111)表面上的吸附

摘要

运用广义梯度密度泛函理论(GGA)的PBE方法结合周期平板模型,在DND基组下,研究了NO以N端和O端两种吸附取向在Cu2O(111)非极性表面上的吸附.通过对不同吸附位置的吸附能和几何构型参数的计算和比较发现:表面上配位不饱和的铜离子(CuCUS)为活性吸附位;NO的N端吸附比O端吸附更为有利,N端吸附时吸附能可达到113.5 kJ·mol-1,而O端情况下只有39.7 kJ·mol-1;NO倾斜吸附在Cu2O(111)表面上,O端吸附时倾斜度更大.在两种吸附取向情况下,N-O键的伸缩振动频率都发生了较大的红移,N端吸附情况下红移150 cm-1,O端时红移330 cm-1.前线轨道分析表明,Cu与NO间的吸附作用主要是Cu的d轨道和NO的π*轨道间的相互作用.表面弛豫的计算表明,Cu2O(111)面的弛豫对O端吸附方式产生较大影响,考虑表面弛豫时O端吸附为很弱的化学吸附(吸附能为39.7 kJ·mol-1),而没有考虑弛豫时吸附能为60.5 kJ·mol-1.