水在磷酸锂表面的吸附解离及金催化环氧丙烷异构化的理论研究化学工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 硕士学位论文 硕士学位论文 水在磷酸锂表面的吸附解离及金催化环氧丙烷异构化的理论研究 摘 要 本文采用密度泛函理论方法，研究了水分子在LiaP04(100)、(010)、(001)和(110) 表面上的吸附和解离，以及环氧丙烷在Au(111)表面异构化反应机理。主要研究的内 容包括： 1．研究了H20分子在Li3P04(100)、(olo)、(001)和(110)．A，B表面的吸附机理。获 得了水分子在Li3P04五个表面最稳定的吸附构型，吸附能分别为．1．149，．1．039， -1．679，．0．677和-0．760 eV，表明水分子与Li3P04(001)面之间的相互作用最强。从这 些吸附构型可以看出，水分子吸附在LisP04表面以后，水分子中的O原子靠近表面 Li原子，水分子中的H原子接近表面O原子。Miilliken电荷布居分析结果为水分子 的电荷数减少，而Li3P04表面的“原子和O原子电荷数增加，表明水分子从Li3P04 表面得到电子。 2．研究了H20分子在Li3P04(100)、(olo)、(001)和(1lO)．A，B表面的解离反应： H20(ads)---，OH(ads)+H(ads)。先计算了OH和H在磷酸锂各个表面最稳定的吸附构 型，发现OH易于吸附在表面Li．Li桥位上，H与表面氧原子形成表面羟基，且吸附 能主要来源于OH的贡献。水分子在Li3P04(100)、(010)、(001)和(1 10)．A，B表面的最 低活化能分别为0．752、0．748、1．484、0．242和0．23l eV，表明水分子最容易在 Li3P04(1 10)表面解离，最难在(001)面解离。 3．研究了环氧丙烷分子在Au(111)表面的异构化反应。首先考察了环氧丙烷分子 在Au(111)表面的吸附，共有两种不同的吸附构型，其中以O原子吸附在表面金原子 顶位的构型更为稳定。环氧丙烷异构化反应途径有四种，分别对应生成四种产物：烯 丙醇、丙酮、丙醛和甲基乙烯基醚。环氧丙烷生成烯丙醇、丙酮和丙醛都包括C．H 键和C．0键的断裂，H原子吸附在金原子表面，形成中间体，然后吸附在表面的H 原子迁移重新组合形成新的C．H键或C．O键。而环氧丙烷生成甲基乙烯基醚过程中 则有C．C键的断键，并无C．O键的断裂。 关键词：密度泛函理论，水分子，Li3P04，吸附和解离，环氧丙烷，Au表面 II 硕士学位论文 硕士学位论文 水在磷酸锂表面的吸附解离及金催化环氧丙烷异构化的理论研究 Abstract In this dissertation，density function theory has been used to the mechanism of water adsorbed and dissociated on Li3P04(1 00)，(0 1 0)，(00 1)and(1 l O)surfaces，as well as the isomerization of propylene oxide on Au(1 l 1)surface．The main contents are as follows： 1．The adsorption of water molecule on the different sites of Li3P04(1 00)，(0 1 0)， (OO1)and(1 1 0)surfaces has been studied诵t11 a periodic slab model by GGA—PBE． Optimized the most stable geometries of water molecule adsorbed on the five ideal surfaces were obtained，and the adsorption energies are一1．149，-1．039，一1．679，-O．677 and 一0．760 eV,respectively．111e interaction between water molecule and Li3P04(100)surface is the most strongest．The calculated results indicated that water molecule is inclined to locate on the surface site wim its H atom being attracte