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First principles study of the magnetism driven by cation defects in CeO2: the important role of O2p states
  • ISSN号:1674-1056
  • 期刊名称:《中国物理B:英文版》
  • 时间:0
  • 分类:O469[理学—凝聚态物理;理学—电子物理学;理学—物理]
  • 作者机构:河南师范大学物理与电子工程学院河南省光伏材料重点实验室,新乡453007
  • 相关基金:国家自然科学基金(11174070,11147006);河南省高校科技创新人才支持计划(15HASTIT016);“大学生创新训练项目”(201310401)
中文摘要:

掺杂是调制graphene催化特性的有效方法 .掺杂的石墨烯,因其具有对氧还原反应具有较高的活性,而作为一种新型高效质子交换膜燃料电池阴极材料.采用包含色散力校正的第一性原理的密度泛函理论方法 (DFT-D)系统的研究了O2在CrN4掺杂的石墨烯上的吸附和氢化特性.结果表明:(1)O2倾向于以side-on模式吸附在Cr顶位,形成O-Cr-O三元环结构,吸附能为1.75 e V;(2)O2在Cr N4-Gra上更倾向于直接分解成O+O,并进一步氢化为O+OH,反应的限速步为O2的分解,相应的反应势垒为0.48 e V.

英文摘要:

Doping is a useful method to modulate the catalytic properties of graphene.Doped graphene,for its high oxygen reduction reaction activity,is a new and efficient cathode material of proton exchange membrane fuel cell.The O2 adsorption and hydrogenation properties on the Cr N4 doped graphene are investigated from the dispersion-corrected density functional theory( DFT-D) method.It is found that:( 1) O2 prefers to stay on the top of the Cr with the side-on configuration,forming the O-Cr-O three member ring;(2) the direct decomposition of O2 into O + O on the CrN4-Gra is preferable,and the atomic O is subsequently hydrogenated into O+ OH.The corresponding reaction rate-limiting step is the decomposition of the O2 with the reaction barrier of0.48 e V.

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期刊信息
  • 《中国物理B:英文版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会和中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京 中关村 中国科学院物理研究所内
  • 邮编:100080
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  • 电话:010-82649026 82649519
  • 国际标准刊号:ISSN:1674-1056
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5639/O4
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  • 被引量:406