噻吩在M(111)(M=Pd, Pt, Au)表面的吸附

施炜 张连阳 夏盛杰 倪哲明

引用本文: 施炜, 张连阳, 夏盛杰, 倪哲明. 噻吩在M(111)(M=Pd, Pt, Au)表面的吸附[J]. 物理化学学报, 2014, 30(12): 2249-2255. doi: 10.3866/PKU.WHXB201408283 shu
Citation:  SHI Wei, ZHANG Lian-Yang, XIA Sheng-Jie, NI Zhe-Ming. Adsorption of Thiophene on M(111) (M=Pd, Pt, Au) Surfaces[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2014, 30(12): 2249-2255. doi: 10.3866/PKU.WHXB201408283 shu

噻吩在M(111)(M=Pd, Pt, Au)表面的吸附

摘要:

采用密度泛函理论(DFT), 选取DMol3程序模块, 对噻吩在M(111) (M=Pd, Pt, Au)表面上的吸附行为进行了探讨. 通过对噻吩在不同底物金属上的吸附能、吸附构型、Mulliken 电荷布居、差分电荷密度以及态密度的分析发现, 噻吩在Pd(111)面上的吸附能最大, Pt(111)面次之, Au(111)面最小. 吸附后, 噻吩在Au(111)面上的构型几乎保持不变, 最终通过S端倾斜吸附于top 位; 噻吩在Pd(111)及Pt(111)面上发生了折叠与变形, 环中氢原子向上翘起, 最终通过环平面平行吸附于hollow 位. 此外, 噻吩环吸附后芳香性遭到了破坏, 环中碳原子发生sp3杂化, 同时电子逐渐由噻吩向M(111)面发生转移, M(111)面上的部分电子也反馈给了噻吩环中的空轨道, 这种协同作用最终导致了噻吩分子稳定吸附于M(111)面.

English

    1. [1]

      (1) Parola, V. L.; Testa, M. L.; Venezia, A. M. Appl. Catal. BEnviron. 2012, 119, 248.

      (1) Parola, V. L.; Testa, M. L.; Venezia, A. M. Appl. Catal. BEnviron. 2012, 119, 248.

    2. [2]

      (2) Li, J.; Huang, H. N.; Liang,W. H.; Gao, Q.; Duan, Z. Org. Lett. 2013, 2, 282.(2) Li, J.; Huang, H. N.; Liang,W. H.; Gao, Q.; Duan, Z. Org. Lett. 2013, 2, 282.

    3. [3]

      (3) Urban, S.; Beiring, B.; Ortega, N.; Paul, D.; Glorius, F. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15241. doi: 10.1021/ja306622y(3) Urban, S.; Beiring, B.; Ortega, N.; Paul, D.; Glorius, F. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 15241. doi: 10.1021/ja306622y

    4. [4]

      (4) Zhang, B. Y.; Jiang, Z. X.; Li, J.; Zhang, Y. N.; Lin, F.; Liu, Y.; Li, C. J. Catal. 2012, 287, 5. doi: 10.1016/j.jcat.2011.11.003(4) Zhang, B. Y.; Jiang, Z. X.; Li, J.; Zhang, Y. N.; Lin, F.; Liu, Y.; Li, C. J. Catal. 2012, 287, 5. doi: 10.1016/j.jcat.2011.11.003

    5. [5]

      (5) Rang, H.; Kann, J.; Oja, V. Oil Shale 2006, 23, 164.(5) Rang, H.; Kann, J.; Oja, V. Oil Shale 2006, 23, 164.

    6. [6]

      (6) Lu,W. T.; Chen, J. C.; Feng, J.; Yu, J. Rare Metal. Mat. Eng. 2012, 41, 184.(6) Lu,W. T.; Chen, J. C.; Feng, J.; Yu, J. Rare Metal. Mat. Eng. 2012, 41, 184.

    7. [7]

      (7) Mittendorfer, F.; Hafner, J. J. Catal. 2003, 214, 234. doi: 10.1016/S0021-9517(02)00149-5(7) Mittendorfer, F.; Hafner, J. J. Catal. 2003, 214, 234. doi: 10.1016/S0021-9517(02)00149-5

    8. [8]

      (8) Zaera, F.; Kollin, E. B.; Gland, J. L. Surf. Sci. 1987, 184, 75. doi: 10.1016/S0039-6028(87)80273-X(8) Zaera, F.; Kollin, E. B.; Gland, J. L. Surf. Sci. 1987, 184, 75. doi: 10.1016/S0039-6028(87)80273-X

    9. [9]

      (9) Zhu, H. Y.; Lu, X. Q.; Guo,W. Y.; Li, L. F.; Zhao, L. M.; Shan, H. H. J. Mol. Catal. A-Chem. 2012, 363-364, 18.(9) Zhu, H. Y.; Lu, X. Q.; Guo,W. Y.; Li, L. F.; Zhao, L. M.; Shan, H. H. J. Mol. Catal. A-Chem. 2012, 363-364, 18.

    10. [10]

      (10) Cocco, R. A.; Tatarchuk, B. J. Surf. Sci. 1989, 218, 127. doi: 10.1016/0039-6028(89)90623-7(10) Cocco, R. A.; Tatarchuk, B. J. Surf. Sci. 1989, 218, 127. doi: 10.1016/0039-6028(89)90623-7

    11. [11]

      (11) Terada, S.; Yokoyama, T.; Sakano, M.; Imanishi, A.; Kitajima, Y.; Kiguchi, M.; Okamoto, Y.; Ohta, T. Surf. Sci. 1998, 414, 107. doi: 10.1016/S0039-6028(98)00495-6(11) Terada, S.; Yokoyama, T.; Sakano, M.; Imanishi, A.; Kitajima, Y.; Kiguchi, M.; Okamoto, Y.; Ohta, T. Surf. Sci. 1998, 414, 107. doi: 10.1016/S0039-6028(98)00495-6

    12. [12]

      (12) Sato, H.; Ushiyama, S.; So , M.; Aoki, M.; Shudo, K.; Sugawara, T.;Yanagisawa, S.; Morikawa, Y.; Masuda, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 15412. doi: 10.1039/c2cp42700a(12) Sato, H.; Ushiyama, S.; So , M.; Aoki, M.; Shudo, K.; Sugawara, T.;Yanagisawa, S.; Morikawa, Y.; Masuda, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 15412. doi: 10.1039/c2cp42700a

    13. [13]

      (13) Zhou, J.; Yang, Y. X.; Liu, P.; Camillone, N.; White, M. G. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 13670. doi: 10.1021/jp1025009(13) Zhou, J.; Yang, Y. X.; Liu, P.; Camillone, N.; White, M. G. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 13670. doi: 10.1021/jp1025009

    14. [14]

      (14) Heermann, D.W. Computer Simulation Methods in Theoretical Physics; Springer-Verlag: Heidelberg, 1990.(14) Heermann, D.W. Computer Simulation Methods in Theoretical Physics; Springer-Verlag: Heidelberg, 1990.

    15. [15]

      (15) Leach, A. R. Molecular Modelling: Principles and Applications; AddisonWesley Longman Limitted Press: Essex, 2001.(15) Leach, A. R. Molecular Modelling: Principles and Applications; AddisonWesley Longman Limitted Press: Essex, 2001.

    16. [16]

      (16) Sitamraju, S.; Janik, M. J.; Song, C. S. Top. Catal. 2012, 55, 229. doi: 10.1007/s11244-012-9807-1(16) Sitamraju, S.; Janik, M. J.; Song, C. S. Top. Catal. 2012, 55, 229. doi: 10.1007/s11244-012-9807-1

    17. [17]

      (17) Callsen, M.; Atodiresei, N.; Caciuc, V.; Blugel, S. Phys. Rev. B 2012, 86, 1.(17) Callsen, M.; Atodiresei, N.; Caciuc, V.; Blugel, S. Phys. Rev. B 2012, 86, 1.

    18. [18]

      (18) Wang, L. T.; Sun, Z. L.; Ding, Y.; Chen, Y. C.; Li, Q.; Xu, M.; Li, H. L.; Song, L. J. Appl. Surf. Sci. 2011, 257, 7539. doi: 10.1016/j.apsusc.2011.03.115(18) Wang, L. T.; Sun, Z. L.; Ding, Y.; Chen, Y. C.; Li, Q.; Xu, M.; Li, H. L.; Song, L. J. Appl. Surf. Sci. 2011, 257, 7539. doi: 10.1016/j.apsusc.2011.03.115

    19. [19]

      (19) Shi,W.; Zhang, L. Y.; Ni, Z. M.; Xiao, X. C.; Xia, S. J. RSC Adv. 2014, 4, 27003.(19) Shi,W.; Zhang, L. Y.; Ni, Z. M.; Xiao, X. C.; Xia, S. J. RSC Adv. 2014, 4, 27003.

    20. [20]

      (20) Tang, F.W.; Guo,W. M.; Tang, N. N.; Pei, J. Y.; Xu, X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 2198. [唐法威, 郭为民, 唐楠楠,裴俊彦, 许旋. 物理化学学报, 2013, 29, 2198.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201307294(20) Tang, F.W.; Guo,W. M.; Tang, N. N.; Pei, J. Y.; Xu, X. Acta Phys. -Chim. Sin. 2013, 29, 2198. [唐法威, 郭为民, 唐楠楠,裴俊彦, 许旋. 物理化学学报, 2013, 29, 2198.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201307294

    21. [21]

      (21) Xiao, X. C.; Shi,W.; Ni, Z. M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30, 1456. [肖雪春, 施炜, 倪哲明. 物理化学学报, 2014, 30, 1456.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201406091(21) Xiao, X. C.; Shi,W.; Ni, Z. M. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30, 1456. [肖雪春, 施炜, 倪哲明. 物理化学学报, 2014, 30, 1456.] doi: 10.3866/PKU.WHXB201406091

    22. [22]

      (22) Ni, Z. M.; Shi,W.; Xia, M. Y.; Xue, J. L. Chem. J. Chin. Univ. 2013, 34, 2353. [倪哲明, 施炜, 夏明玉, 薛继龙. 高等学校化学学报, 2013, 34, 2353.](22) Ni, Z. M.; Shi,W.; Xia, M. Y.; Xue, J. L. Chem. J. Chin. Univ. 2013, 34, 2353. [倪哲明, 施炜, 夏明玉, 薛继龙. 高等学校化学学报, 2013, 34, 2353.]

    23. [23]

      (23) Ge, Q.; Jenkins, S. J.; King, D. A. Chem. Phys. Lett. 2000, 327, 125. doi: 10.1016/S0009-2614(00)00850-2(23) Ge, Q.; Jenkins, S. J.; King, D. A. Chem. Phys. Lett. 2000, 327, 125. doi: 10.1016/S0009-2614(00)00850-2

    24. [24]

      (24) Chen, Z. H.; Ding, K. N.; Xu, X. L.; Li, J. Q. Chin. J. Struct. Chem. 2010, 29, 365.(24) Chen, Z. H.; Ding, K. N.; Xu, X. L.; Li, J. Q. Chin. J. Struct. Chem. 2010, 29, 365.

    25. [25]

      (25) Delley, B. J. Chem. Phys. 2000, 113, 7756. doi: 10.1063/1.1316015(25) Delley, B. J. Chem. Phys. 2000, 113, 7756. doi: 10.1063/1.1316015

    26. [26]

      (26) Perdew, J. P.; Chevary, J. A.; Vosko, S. H.; Jackson, K. A.; Pederson, M. R.; Singh, D. J.; Fiolhais, C. Phys. Rev. B 1992, 46, 6671. doi: 10.1103/PhysRevB.46.6671(26) Perdew, J. P.; Chevary, J. A.; Vosko, S. H.; Jackson, K. A.; Pederson, M. R.; Singh, D. J.; Fiolhais, C. Phys. Rev. B 1992, 46, 6671. doi: 10.1103/PhysRevB.46.6671

    27. [27]

      (27) White, J. A.; Bird, D. M.; Payne, M. C.; Stich, I. Phys. Rev. Lett. 1994, 73, 1404. doi: 10.1103/PhysRevLett.73.1404(27) White, J. A.; Bird, D. M.; Payne, M. C.; Stich, I. Phys. Rev. Lett. 1994, 73, 1404. doi: 10.1103/PhysRevLett.73.1404

    28. [28]

      (28) Monkhorst, H. J.; Pack, J. D. Phys. Rev. B 1976, 13, 5188. doi: 10.1103/PhysRevB.13.5188(28) Monkhorst, H. J.; Pack, J. D. Phys. Rev. B 1976, 13, 5188. doi: 10.1103/PhysRevB.13.5188

    29. [29]

      (29) Kittel, C. C. Solid State Physics; JohnWiley & Sons: New York, 1976.(29) Kittel, C. C. Solid State Physics; JohnWiley & Sons: New York, 1976.

    30. [30]

      (30) Mai, S.W.; Zhou, G. D.; Li,W. J. Advanced Inorganic Structural Chemistry; Peking University Press: Beijing, 2001. [麦松威, 周公度, 李伟基. 高等无机结构化学. 北京: 北京大学出版社, 2001.](30) Mai, S.W.; Zhou, G. D.; Li,W. J. Advanced Inorganic Structural Chemistry; Peking University Press: Beijing, 2001. [麦松威, 周公度, 李伟基. 高等无机结构化学. 北京: 北京大学出版社, 2001.]

    31. [31]

      (31) Atsushi, I.; Franck, D.; Jeayoung, L.; Kouhei, M.; Eika, Q.W.; Toshiaki, K. Appl. Catal. A-Gen. 2005, 289, 163. doi: 10.1016/j.apcata.2005.04.056(31) Atsushi, I.; Franck, D.; Jeayoung, L.; Kouhei, M.; Eika, Q.W.; Toshiaki, K. Appl. Catal. A-Gen. 2005, 289, 163. doi: 10.1016/j.apcata.2005.04.056

    32. [32]

      (32) Higai, S.; Nara, J.; Ohno, T. Surf. Sci. 2006, 600, 685. doi: 10.1016/j.susc.2005.11.033(32) Higai, S.; Nara, J.; Ohno, T. Surf. Sci. 2006, 600, 685. doi: 10.1016/j.susc.2005.11.033

    33. [33]

      (33) Mulliken, R. S. J. Chem. Phys. 1955, 23, 1833. doi: 10.1063/1.1740588(33) Mulliken, R. S. J. Chem. Phys. 1955, 23, 1833. doi: 10.1063/1.1740588

    34. [34]

      (34) Teng, B. T.; Zhao, Y.;Wu, F. M.;Wen, X. D.; Chen, Q. P.; Huang,W. X. Surf. Sci. 2012, 606, 1227. doi: 10.1016/j.susc.2012.04.001

      (34) Teng, B. T.; Zhao, Y.;Wu, F. M.;Wen, X. D.; Chen, Q. P.; Huang,W. X. Surf. Sci. 2012, 606, 1227. doi: 10.1016/j.susc.2012.04.001

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  758
  • 文章访问数:  1182
  • HTML全文浏览量:  96
文章相关
  • 发布日期:  2014-11-27
  • 收稿日期:  2014-07-01
  • 网络出版日期:  2014-08-28
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