团簇MnPS_3催化析氢活性密度泛函研究

原琳, 方志刚, 刘立娥, 魏代霞, 宋静丽

北京化工大学学报(自然科学版) ›› 2023, Vol. 50 ›› Issue (06) : 22-29. DOI: 10.13543/j.bhxbzr.2023.06.004

团簇MnPS_3催化析氢活性密度泛函研究

  • 原琳, 方志刚, 刘立娥, 魏代霞, 宋静丽
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摘要

为了探究过渡金属磷化物MnPS_3的催化析氢活性,根据拓扑学原理设计出团簇MnPS_3模型,运用密度泛函理论,在B3LYP/def2-tzvp水平下对其进行优化处理,得到9种优化构型。从前线轨道图(HOMO-LUMO图)、轨道能级差及热力学参数等方面对团簇MnPS_3各优化构型的催化析氢活性进行了分析,结果表明:S原子是H原子吸附的主要位点;在Tafel反应中团簇MnPS_3加氢构型的稳定性较吸附氢原子前的构型有所下降,有利于氢气解吸;在Heyrovsky反应中团簇MnPS_3加氢结构的电子转移所需的能量较大,不利于氢气析出;三重态构型3~((3))在氢原子吸附及氢气解吸的过程中均表现较好,是团簇MnPS_3最优的催化析氢构型。

关键词

团簇MnPS_3 / 前线轨道理论 / HOMO-LUMO图 / 催化析氢

中图分类号

TQ116.2 / TQ426

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原琳, 方志刚, 刘立娥, 魏代霞, 宋静丽. 团簇MnPS_3催化析氢活性密度泛函研究. 北京化工大学学报(自然科学版). 2023, 50(06): 22-29 https://doi.org/10.13543/j.bhxbzr.2023.06.004

基金

国家自然科学基金重点项目(51634004); 国家级大学生创新创业训练计划项目(202210146008/202210146011/202210146009/202110146027/202010146009/202010146016); 辽宁省大学生创新创业训练计划项目(S202210146020/S202210146017/S202210146021)

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