罗丹1,王建欣1,路宽2,王敏1,畅通1
1. 运城学院应用化学系, 运城盐湖生态保护与资源利用厅市共建山西省重点实验室
2. 中国科学院山西煤炭化学研究所,煤转化国家重点实验室
LUO Dan1, WANG Jianxin1, LU Kuan2, WANG Min1, CHANG Tong1
摘要: 本论文基于密度泛函理论(DFT),研究缺陷石墨烯限域调控Fe原子的结构、电子性质、CO吸附和活化性能,揭示Fe原子不同配位环境对费托活化性能的影响。结果显示,Fe掺杂单原子缺陷石墨烯(FeC@graphene)和Fe掺杂二原子缺陷石墨烯(Fe2C@graphene)的结合能分别为-7.49 eV和-6.50 eV,表明FeC@graphene的结构更稳定。由于FeC@graphene的DOS向左偏移值大于Fe2C@graphene(1.5 eV> 0.8 eV),FeC@graphene结构的能量更低,所以结构更稳定。CO在FeC@graphene和Fe2C@graphene的吸附能为-1.43 eV和-1.69 eV,表明CO更稳定吸附在Fe2C@graphene。FeC@graphene和Fe2C@graphene的d带中心值分别为-1.26 eV和-0.83 eV;能带带隙分别为0.45 eV和0.01 eV,d带中心越接近费米能级,带隙越小,越有利于物种吸附,所以CO更容易吸附在Fe2C@graphene。Fe2C@graphene-CO带隙增加0.25 eV,FeC@graphene-CO带隙降低0.04 eV;FeC@graphene-CO和Fe2C@graphene-CO的ICOHP值分别为-1.99 eV和-2.50 eV,表明Fe2C@graphene与CO之间的相互作用更强,而强相互作用不利于CO活化。在FeC@graphene和Fe2C@graphene结构中,CO活化的最佳路径为:CO* → CHO* → CH* + O*,有效能垒分别为2.53 eV和3.50 eV,CO在FeC@graphene更容易活化。因此,活性中心Fe原子的三配位结构更稳定且有利于提高费托活性。
中图分类号:
TrendMD: