【作者】 刘冰； 李腾； 赵震； 龚学庆； 刘坚； 段爱军； 姜桂元；

【Author】 Bing Liu;Teng Li;Zhen Zhao;Xue-Qing Gong;Jian Liu;Aijun Duan;Guiyuan Jiang;China University of Petroleum-Beijing;East China University of Science and Technology;

【机构】 中国石油大学(北京)重质油国家重点实验室； 华东理工大学工业催化研究所；

【摘要】 CeO2因具有独特的储放氧能力被应用到诸多氧化还原反应体系中,贵金属中Pd金属价格相对低廉,若能使Pd金属组分与稀土铈基材料耦合,则有望合成出具有高活性、稳定性的价格低廉的催化剂体系,然而目前对于该催化剂催化作用本质的认识还不够。本文采用DFT+U理论计算的方法研究CO在Pd/CeO2上的反应机理。所有计算结果都是采用VASP程序包,关联项采用PBE-GGA近似,电子间的相互作用则用平面波来模拟。我们采用3×3,3层的超晶胞,400 eV的截断能,1×1×1的K点,0.05 eV/?的收敛精度,对Ce原子添加5eV的U值。我们的计算结果表明有三种反应途径,这三种反应途径的活性位分别如图1(a)-(c)所示。根据反应能量曲线的计算和比较,我们提出了在低温段界面反应机理占据主导地位,而当温度升高后,由于O2在界面处的吸附会受到很大的影响,界面反应机理的作用减弱,Mvk机理和共吸附机理开始起主导作用。二氧化铈载体不仅可以提供晶格氧作为活性位,还可以通过与Pd发生电子转移的协同作用,促进O2吸附。更多还原

【Abstract】 Three CO oxidation mechanisms were proposed using DFT calculations:(i) reaction of adsorbed CO with co-adsorbed O2 on Pd cluster(co-adsorption mechanism);(ii) CO oxidation by lattice oxygen of CeO2(Mvk mechanism);(iii) CO oxidation by O2 adsorbed on interface of Pd-CeO2(interface mechanism). The active sites of these three different mechanisms are shown in Figure 1(a), 1(b), 1(c). The proposed mechanism at different temperature range is shown in Figure 1(d). The CeO2 support affects the CO oxidation by direct way and indirect way. In the direct effect, CeO2 facilitates the adsorption of CO on the interface. In the indirect effect, CeO2 promotes the electron transfer, facilitating the adsorption of CO on Pd cluster.更多还原