基于动力学蒙特卡罗方法模拟构建的PdZn合金模型对水和甲醇吸附和解离的影响

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• 论文作者：陈兆旭 ; 程峰
• 年：2016
• 作者机构：南京大学化学化工学院介观化学教育部重点实验室理论与计算化学研究所;
• 论文关键词：甲醇水蒸气重整 ; 催化剂结构 ; PdZn合金 ; 动力学蒙特卡罗模拟
• 会议召开时间：2016-07-01
• 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第十五分会：表界面结构调控与催化
• 语种：中文
• 分类号：O643.36
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第十五分会 ; 表界面结构调控与催化
• 会议地点：中国辽宁大连
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：1
• 文件大小：145k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

Pd/ZnO是优良的催化甲醇水蒸气重整(MSR)催化剂。通常认为其活性相是1:1Pd Zn合金,故几乎所有催化剂模型均是依据1:1Pd Zn合金建立的理想Pd Zn(111)。基于这种模型的计算结果虽给出了不少反应机理信息,但它不能合理说明H_2O和CH_3OH脱氢形成OH和CH_3O的过程。2010年Rameshan等在500K(低温)和650K(高温)制得两种Pd Zn催化剂,低(高)温得到的催化剂对MSR有极高(低)的选择性。作者认为前(后)者是多(单)层1:1Pd Zn合金;水在多(单)层表面易(难)解离,并最终导致选择性的不同。但基于理想模型的研究结果与上述推断相反。为此,我们采用动力学蒙特卡罗(KMC)方法模拟了Pd Zn催化剂制备过程。根据模拟结果建立了高温和低温得到催化剂的模型,并在其上研究了H_2O和CH_3OH的吸附和脱氢;结果表明,模型的几何与电子结构与实验信息吻合;与理想模型结果相比,低温模型上水和甲醇吸附能增大,脱氢能垒显著降低,使得生成OH和CH_3O成为可能。这表明基于KMC模拟的模型更符合真实的催化剂表面,值得用来进一步考察MSR机理。

引文

[1]Rameshan,Ch.;et al.Angew.Chem.,Int.Ed.2010,49:3224.
    [2]Huang,Y.C.;Chen,Z.X.J.Phys.Chem.C,2011,115:18752.
    [3]Cheng,F.;Chen,Z.X.Chem Cat Chem,2015,7(13):1926.
    [4]Cheng,F.;Chen,Z.X.PCCP,2016,18(5):3936.