【摘 要】
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作为我国的特有资源,稀土二氧化铈被广泛的应用于汽车尾气净化过程中,为深入理解其催化性能,我们采用引入在位库仑作用校正的密度泛函理论计算(DFT+U),系统研究了二氧化铈多种表面结构、氧缺陷、和相关体系中催化小分子反应的机理。通过计算二氧化铈的主要晶面(111)面上产生单氧空穴后的表面电子结构状况,我们发现单空穴的产生可以还原两个表面铈原子。我们从结构角度近一步分析了调控局域还原电子出现位置的因素,
【机 构】
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华东理工大学计算化学中心,上海市梅陇路130号,200237;华东理工大学工业催化研究所,上海市梅陇路130号,200237
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作为我国的特有资源,稀土二氧化铈被广泛的应用于汽车尾气净化过程中,为深入理解其催化性能,我们采用引入在位库仑作用校正的密度泛函理论计算(DFT+U),系统研究了二氧化铈多种表面结构、氧缺陷、和相关体系中催化小分子反应的机理。通过计算二氧化铈的主要晶面(111)面上产生单氧空穴后的表面电子结构状况,我们发现单空穴的产生可以还原两个表面铈原子。我们从结构角度近一步分析了调控局域还原电子出现位置的因素,指出表面结构弛豫方式是最为主要的。[1,2] 我们还计算研究了二氧化铈(111)及(110)表面催化氧化 CO 以及还原 NO 的完整反应过程,并考察了表面还原状态对其影响,发现CO 与表面晶格的氧的反应过程由其较弱的相互作用开始,通过形成次稳定的表面 CO2物种,进而发生脱附生成气相 CO2产物。分析表明,表面反应位置外的铈可以在 CO2移动过程中,通过结构弛豫被还原并将原来处于吸附状态的 CO2上带的负电荷获取并局域在其 4f 轨道上,从而促进 CO2的脱附与反应。[3,4]
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