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H2O在Fe3O4(111)表面吸附的结构及热力学研究
  • ISSN号:0253-2409
  • 期刊名称:《燃料化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O643[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室,山西太原030001
  • 相关基金:National Natural Science Foundation of China (20473111,20590361 ) and the National Outstanding Young Scientists Foundation of China (20625620)o
中文摘要:

使用密度泛函理论(GGA/PBE)对H2O在Fetetl-和Feoct2-终结Fe3O4(111)表面的吸附行为进行了研究。对于Fetetl-终结表面,在1/5ML覆盖度下,带有氢键的H2O分子以及异裂解离的结构具有最高的稳定性,而类似水合氢离子的OH3^+OH结构出现在2/5ML覆盖度下,其次为带有氢键的水的聚合体。这些结果与实验中观测到的现象一致。对于Feoct2终结表面,在1/6ML覆盖度下,分子态H2O的吸附是有利的,而在1/3ML覆盖度下多种吸附形式共存。H2O吸附在Fetetl-终结表面比吸附在Fect2-终结表面热力学上更有利。此外,通过计算局域态密度(LDOS)对吸附机理进行了分析。

英文摘要:

Water adsorption on the Fetee1-terminated and Feoct2-terminated surfaces of Fe3O4 (111) has been calculated at the level of density functional theory (GGA/PBE). On the Fetet1 -terminated surface at 1/5 monolayer ( ML), the molecular adsorption mode with a hydrogen bond and the heterolytically dissociative mode show the highest stability, whereas the hydronium-ion-like structure OH^3 + OH becomes possible at 2/5 ML, followed by the hydrogen-bonded water aggregate. These results agree well with the available experimental observations. For Feoct2-terminated surface, the molecular water prefers to adsorb on the surface Feoct2 atom at 1/6 ML, whereas other adsorption modes become possible and may coexist at 1/3 ML. The Ftet1,-terminated surface is more favorable than the Foct2-terminated surface for water adsorption. The adsorption mechanism has been analyzed on the basis of the calculated local density of state.

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期刊信息
  • 《燃料化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 主编:王建国
  • 地址:太原市桃园南路27号中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 邮编:030001
  • 邮箱:rlhx@sxicc.ac.cn
  • 电话:0351-2025214
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-2409
  • 国内统一刊号:ISSN:14-1140/TQ
  • 邮发代号:22-50
  • 获奖情况:
  • 获国家优秀期刊三等奖,中科院优秀期刊二等奖,华北优秀期刊奖和山西省一级期刊,《中国学术期刊(光盘版)检索与评价资料规范》优秀奖,2001年获新闻出版总署授予的“中国期刊方阵“双效...,连续十五年获山东省一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:14785