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甲硫醇在Cu(111)表面的解离吸附:密度泛函理论研究
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O641[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]西北工业大学材料学院,凝固国家重点实验室,西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金(20903075,21273172),高等学校学科创新引智计划(111)(B08040)及西北工业大学基础研究基金(JC20100226)资助项目
中文摘要:

采用基于密度泛函理论的第一性原理方法和平板模型研究了CH3SH分子在Cu(111)表面的吸附反应.系统地计算了S原子在不同位置以不同方式吸附的一系列构型,第一次得到未解离的CH3SH分子在Cu(111)表面项位上的稳定吸附构型,该构型吸附属于弱的化学吸附,吸附能为O.39eV.计算同时发现在热力学上解离结构比未解离结构更加稳定.解离的CH3S吸附在桥位和中空位之间,吸附能为0.75-0.77eV.计算分析了未解离吸附到解离吸附的两条反应路径,最小能量路径的能垒为0.57eV.计算结果还表明S—H键断裂后的H原子并不是以H2分子的形式从表面解吸附而是以与表面成键的形式存在.通过比较S原子在独立的CH3SH分子和吸附状态下的局域态密度,发现S—H键断裂后S原子和表面的键合强于未断裂时S原子和表面的键合.

英文摘要:

The interaction of methanethiol (CH3SH) molecules with the Cu(111) surface was investigated using a first-principles method based on density functional theory, and a slab model. A series of possible adsorption configurations constructed using S atoms on different sites with different tilt angles were studied. It was found for the 5.rst time that the non-dissociative molecular adsorption of CH3SH on the Cu(111) surface with the S atom sitting on the top site belongs to the weak chemisorption, and the adsorption energy is 0.39 eV. After the dissociation of the S-- H bond, the S atom is located at the bridge site, with a small shift toward the hollow site. The dissociative adsorption structure is thermodynamically more stable than the intact one, and the adsorption energy is 0.75-0.77 eV. Two reaction pathways have been studied for the transition from non-dissociative adsorption to dissociative adsorption, and the activation energy barrier along the minimum energy path is 0.57 eV. The results of the calculations indicated that the released H atom prefers to form a bond with the copper surface, rather than desorbing in the H2 molecular form. Comparing the local density of states of S atoms in the single CH3SH, CH3SH/ Cu(111), and CH3S/Cu(111) structures, we found that the bonding between the S atoms and the substrate is much stronger in the dissociated adsorption states.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781