CO分子在不同类型Al2O3表面的吸附构型和电子结构

臧丽莉 ,  胡建明 ,  孙玉 ,  金华 ,  朱佳 ,  李奕 ,  黄昕 ,  章永凡

引用本文: 臧丽莉, 胡建明, 孙玉, 金华, 朱佳, 李奕, 黄昕, 章永凡. CO分子在不同类型Al2O3表面的吸附构型和电子结构[J]. 物理化学学报, 2011, 27(10): 2311-2318. doi: 10.3866/PKU.WHXB20110920 shu
Citation:  ZANG Li-Li, HU Jian-Ming, SUN Yu, JIN Hua, ZHU Jia, LI Yi, HUANG Xin, ZHANG Yong-Fan. Geometry and Electronic Structure of the Adsorption of CO Molecules on Different Al2O3 Surfaces[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2011, 27(10): 2311-2318. doi: 10.3866/PKU.WHXB20110920 shu

CO分子在不同类型Al2O3表面的吸附构型和电子结构

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(20773024, 21073035, 21071031) (20773024, 21073035, 21071031)

    福建省自然科学基金(2008J0151) (2008J0151)

    福州大学科技发展基金(2008-XQ-07)资助 (2008-XQ-07)

摘要: 采用基于赝势平面波基组的密度泛函理论方法对CO 分子在α-Al2O3(0001)以及γ-Al2O3 的(100)、(110C)、(110D)表面上的吸附构型和电子结构进行系统研究. 计算结果表明, CO倾向于选取C端吸附在表层Al原子上, 并主要通过其5σ轨道与表面发生作用, 吸附后部分电子从CO转移到底物, 导致各Al2O3表面功函均发生不同程度的下降. 与气相相比, 吸附后CO分子的C―O伸缩振动频率均发生蓝移. 通过对比CO在各表面上的吸附情况, 可以看出CO可作为检测Al2O3不同类型表面活性中心的有效探针分子.

English

    1. [1]

      (1) Henry, C. R. Surf. Sci. Rep. 1998, 31, 235.(1) Henry, C. R. Surf. Sci. Rep. 1998, 31, 235.

    2. [2]

      (2) Freund, H. J.; Bmer, M.; Kuhlenbeck, H. Adv. Catal. 2003, 45, 33.(2) Freund, H. J.; Bmer, M.; Kuhlenbeck, H. Adv. Catal. 2003, 45, 33.

    3. [3]

      (3) Knözinger, H.; Ratnasamy, P. Catal. Rev. Sci. Eng. 1978, 17, 31.  (3) Knözinger, H.; Ratnasamy, P. Catal. Rev. Sci. Eng. 1978, 17, 31.  

    4. [4]

      (4) Gutiérrez, G.; Taga, A.; Johansson, B. Phys. Rev. B 2001, 65, 012101.(4) Gutiérrez, G.; Taga, A.; Johansson, B. Phys. Rev. B 2001, 65, 012101.

    5. [5]

      (5) Institute of Inorganic Chemistry of Science and Engineering University of Dalian. Inorganic Chemistry, 4th ed.; Higher Education Press: Beijing, 2001, pp392-393. 大连理工大学无机化学教研室. 无机化学. 第四版. 北京: 高等教育出版社, 2001: 392-393.(5) Institute of Inorganic Chemistry of Science and Engineering University of Dalian. Inorganic Chemistry, 4th ed.; Higher Education Press: Beijing, 2001, pp392-393. 大连理工大学无机化学教研室. 无机化学. 第四版. 北京: 高等教育出版社, 2001: 392-393.

    6. [6]

      (6) mes, J. R.; Moreira, P.; Reinhardt,Wande, A. B. G.; Searle, N. M.; Harrison, N. M.; Illas, F. Chem. Phys. Lett. 2001, 341, 412.  (6) mes, J. R.; Moreira, P.; Reinhardt,Wande, A. B. G.; Searle, N. M.; Harrison, N. M.; Illas, F. Chem. Phys. Lett. 2001, 341, 412.  

    7. [7]

      (7) Toofan, J.;Watson, P. R. Surf. Sci. 1998, 401, 162.  (7) Toofan, J.;Watson, P. R. Surf. Sci. 1998, 401, 162.  

    8. [8]

      (8) Li, X.;William, F. S. Surf. Sci. 2008, 602, 3445.  (8) Li, X.;William, F. S. Surf. Sci. 2008, 602, 3445.  

    9. [9]

      (9) Ionescu, A.; Allouche, A.; Aycard, J. P.; Rajzmann, M. Clemendot, S.; Hutschka, F. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 9359.  (9) Ionescu, A.; Allouche, A.; Aycard, J. P.; Rajzmann, M. Clemendot, S.; Hutschka, F. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 9359.  

    10. [10]

      (10) Joubert, J.; Salameh, A.; Krakoviack, V.; Delbecq, F.; Sautet, P.; Copet, C.; Basset, J. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 23944.  (10) Joubert, J.; Salameh, A.; Krakoviack, V.; Delbecq, F.; Sautet, P.; Copet, C.; Basset, J. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 23944.  

    11. [11]

      (11) Kim, S.; Sorescu, D. C.; Byl, O.; Yates, J. T. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 4742.  (11) Kim, S.; Sorescu, D. C.; Byl, O.; Yates, J. T. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 4742.  

    12. [12]

      (12) Digne, M.; Sautet, P.; Raybaud, P.; Euzen, P.; Toulhoat, H. J. Catal. 2004, 226, 54.  (12) Digne, M.; Sautet, P.; Raybaud, P.; Euzen, P.; Toulhoat, H. J. Catal. 2004, 226, 54.  

    13. [13]

      (13) Zhang, Y. F.; Giordano, L.; Pacchioni, G. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 7437.  (13) Zhang, Y. F.; Giordano, L.; Pacchioni, G. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 7437.  

    14. [14]

      (14) Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 48, 13115.  (14) Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 48, 13115.  

    15. [15]

      (15) Kresse, G.; Furthmüller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169.  (15) Kresse, G.; Furthmüller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169.  

    16. [16]

      (16) Kresse, G.; Furthmüller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15.  (16) Kresse, G.; Furthmüller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15.  

    17. [17]

      (17) Thompson, P.; Cox, D. E.; Hastings, J. B. J. Appl. Cryst. 1987, 20, 79.  (17) Thompson, P.; Cox, D. E.; Hastings, J. B. J. Appl. Cryst. 1987, 20, 79.  

    18. [18]

      (18) Wilson, S. J.; Connell, J. D. C. M. J. Solid State Chem. 1979, 30, 247.  (18) Wilson, S. J.; Connell, J. D. C. M. J. Solid State Chem. 1979, 30, 247.  

    19. [19]

      (19) Pecharromán, C.; Sobrados, I.; Iglesias, J. E.; nzáles-Carre?o, T.; Sanz, J. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 6160.  (19) Pecharromán, C.; Sobrados, I.; Iglesias, J. E.; nzáles-Carre?o, T.; Sanz, J. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 6160.  

    20. [20]

      (20) John, C. S.; Alma, N. C. M.; Hays, G. R. Appl. Catal. 1983, 6, 341.  (20) John, C. S.; Alma, N. C. M.; Hays, G. R. Appl. Catal. 1983, 6, 341.  

    21. [21]

      (21) Lee, M.H.; Cheng, C. F.; Heine, V.; Klinowski, J. Chem. Phys. Lett. 1997, 265, 673.(21) Lee, M.H.; Cheng, C. F.; Heine, V.; Klinowski, J. Chem. Phys. Lett. 1997, 265, 673.

    22. [22]

      (22) Beaufils, J. P.; Barbaux, Y. J. Chem. Phys. 1981, 78, 347.(22) Beaufils, J. P.; Barbaux, Y. J. Chem. Phys. 1981, 78, 347.

    23. [23]

      (23) Huber, K. P.; Herzberg, G. Molecular Spectra and Molecular Structure, Vol. 6; Van Nonstrand: NewYork, 1979.(23) Huber, K. P.; Herzberg, G. Molecular Spectra and Molecular Structure, Vol. 6; Van Nonstrand: NewYork, 1979.

    24. [24]

      (24) Shan, B.; Zhao Y. J.; Hyun, J.; Kapur, N.; Nicholas, J. B.; Cho, K. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 6088.  (24) Shan, B.; Zhao Y. J.; Hyun, J.; Kapur, N.; Nicholas, J. B.; Cho, K. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 6088.  

    25. [25]

      (25) Manassidis, I.; Devita, A.; Gillan, M. J. Surf. Sci. 1993, 285, 517.(25) Manassidis, I.; Devita, A.; Gillan, M. J. Surf. Sci. 1993, 285, 517.

    26. [26]

      (26) Briquet, L. G. V.; Catlow, C. R.A.; French, S. A. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 18948.(26) Briquet, L. G. V.; Catlow, C. R.A.; French, S. A. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 18948.

    27. [27]

      (27) Verdozzi, C.; Jennison, D. R.; Schultz, P. A.; Sears, M. P. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 799.  (27) Verdozzi, C.; Jennison, D. R.; Schultz, P. A.; Sears, M. P. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 799.  

    28. [28]

      (28) Carrasco, J.; mes, J. R. B.; Illas, F. Phys. Rev. B 2004, 69, 064116.  (28) Carrasco, J.; mes, J. R. B.; Illas, F. Phys. Rev. B 2004, 69, 064116.  

    29. [29]

      (29) Guenard, P.; Renaud, G.; Barbier, A.; Gautier-Soyer, M. Surf. Rev. Lett. 1998, 5, 321.  (29) Guenard, P.; Renaud, G.; Barbier, A.; Gautier-Soyer, M. Surf. Rev. Lett. 1998, 5, 321.  

    30. [30]

      (30) Ahn, J.; Rabalais, J.W. Surf. Sci.1997, 388, 121.  (30) Ahn, J.; Rabalais, J.W. Surf. Sci.1997, 388, 121.  

    31. [31]

      (31) Pacchioni, G.; Cogliandro, G.; Bagus, P. S. Surf. Sci. 1991, 255, 344.  (31) Pacchioni, G.; Cogliandro, G.; Bagus, P. S. Surf. Sci. 1991, 255, 344.  

    32. [32]

      (32) Lakhlifi, A.; Girardet, G. Surf. Sci. 1991, 241, 400.  (32) Lakhlifi, A.; Girardet, G. Surf. Sci. 1991, 241, 400.  

    33. [33]

      (33) Qin, C. Y. Chem. Phys. Lett.2008, 460, 457.  (33) Qin, C. Y. Chem. Phys. Lett.2008, 460, 457.  

    34. [34]

      (34) Spoto, G.; Gribov, E.; Damin, A.; Ricchiardi, G.; Zecchina, A. Surf. Sci. 2003, 540, 605.  (34) Spoto, G.; Gribov, E.; Damin, A.; Ricchiardi, G.; Zecchina, A. Surf. Sci. 2003, 540, 605.  

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  1372
  • 文章访问数:  3950
  • HTML全文浏览量:  107
文章相关
  • 发布日期:  2011-09-27
  • 收稿日期:  2011-04-08
  • 网络出版日期:  2011-07-14
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章