以理論計算的方式研究(1)NO在NixPt(4-x), xNi@Pt, (4-x)Pt@Ni (x = 0~4)的吸附與分解反應 (2)CH3CO、CH3CN與CH3CH2在M(111)、core/shell Cu/M(111)與Pt/M(111) (M = Ni or Rh)表面之吸附與C-C斷鍵反應

林于婕

指導教授 ： 何嘉仁

國立臺灣師範大學/理學院/化學系/碩士(2011年)

摘要

第一部分：NO在NixPt(4-x), xNi@Pt, (4-x)Pt@Ni (x = 0~4 )的吸附與分解反應

我們使用密度泛函理論來研究NO在三個雙金屬系統(1) NixPt(4-x)、(2) xNi@Pt、(3) (4-x)Pt@Ni (x = 0~4 )的吸附與分解反應，計算結果顯示，NO的吸附能大小在表層金屬原子組成相同時，都會依照xNi@Pt > NixPt(4-x) > (4-x)Pt@Ni的順序；而LDOS的分析結果顯示這也是d band center靠近Fermi level程度的大小順序，以及NO斷鍵的活化能大小順序則是跟吸附能呈相反順序，吸附能越大則活化能會越小，NO在4Ni@Pt這個表面可以得到最大的吸附能-2.97 eV，和最小的斷鍵能障1.20 eV；比起純Ni表面的吸附能-2.48 eV及活化能1.49 eV， 4Ni@Pt催化效果明顯增加；相反地，NO在4Pt@Ni這個表面有最小的吸附能-0.92 eV及最大的斷鍵能障3.34 eV，比起純Pt的吸附能-1.88 eV及斷鍵能障2.50 eV，催化NO斷鍵的效果下降；這些現象我們從LDOS的分析都得到合理的解釋。

第二部分：CH3CO、CH3CN與CH3CH2在M(111)、core/shell Cu/M(111)與Pt/M(111) (M = Ni or Rh)表面之吸附與C-C斷鍵反應研究
我們使用密度泛函理論來探討CH3CO、CH3CN與CH3CH2在M(111)、core/shell Cu/M(111)與Pt/M(111) (M = Ni or Rh)表面之C-C斷鍵反應，分成Ni-shell或Rh-shell兩個系統來討論，除了探討C-C斷鍵反應之外，對於三個分子的吸附能及吸附結構也有詳細的描述，結果顯示在兩個系統中三個分子的吸附能都是Pt/M > Cu/M > M (M = Ni or Rh )，此現象跟內層core金屬影響表層shell金屬的電子結構有很大關係；而CH3CO、CH3CN、CH3CH2在這三個分子本身的吸附能大小則是CH3CO > CH3CH2 > CH3CN，除了在Pt/Ni上CH3CN比CH3CH2還要穩定一些；三個分子比較之下，CH3CO是最容易斷鍵的分子，而CH3CH2是最困難的，我們發現這跟他們吸附到表面後C-C鍵的拉長多寡很有關係；而CH3CO的斷鍵活化能在兩個系統的順序都是Pt/M > M > Cu/M (M = Ni or Rh)；CH3CN則是Ni > Cu/Ni > Pt/Ni 及 Rh > Pt/Rh > Cu/Rh；而CH3CH2是Ni > Cu/Ni > Pt/Ni 及 Pt/Rh > Cu/Rh > Rh；這些結果我們都提出了LDOS的分析來佐證，得到了合理的解釋。

關鍵字

理論計算 ； NO ； 雙金屬 ； core/shell ； Ni-Pt ； C-C斷鍵

參考文獻

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