单层MoS_2表面Fe, Ir掺杂对NO吸附与直接解离反应性能提升的理论计算

肖香珍, 胡林峰

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吉林大学学报(理学版) ›› 2024, Vol. 62 ›› Issue (01) : 165-173. DOI: 10.13413/j.cnki.jdxblxb.2023219

单层MoS_2表面Fe, Ir掺杂对NO吸附与直接解离反应性能提升的理论计算

  • 肖香珍, 胡林峰
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摘要

用密度泛函理论中广义梯度近似下的PW91方法,结合周期性平板模型,研究NO分子在掺杂体系TM-MoS_2(TM=Fe, Ir)表面的吸附和解离行为.结果表明:与完整MoS_2表面的物理吸附(-0.05 eV)不同,Fe, Ir掺杂MoS_2表面NO吸附能分别为-3.30,-3.17 eV,说明掺杂表面对NO表现出优异的吸附性能;差分电荷密度分析表明,NO分子吸附后,N原子与掺杂原子Fe, Ir的中间出现电荷增加,形成共价键,掺杂原子周围电荷减少;态密度计算结果表明,NO在掺杂TM-MoS_2(TM=Fe, Ir)表面的吸附主要是N原子的2p_y,2p_x与掺杂原子Fe的3d_(xy),3d_(yz),3d_(xz)以及Ir的5d_(xy),5d_(yz),5d_(xz)轨道之间存在较强的相互作用;比较分析解离反应的活化能结果表明,相对贵金属Ir,掺杂廉价的Fe后,NO在Fe-MoS_2比在Ir-MoS_2表面解离的活化能小,且在Fe-MoS_2表面的吸附能与活化能非常接近,仅相差0.08 eV,表明在该体系中NO的吸附与解离存在相互竞争.

关键词

Fe, Ir掺杂 / 单层MoS_2 / 一氧化氮 / 吸附与解离 / 密度泛函理论

中图分类号

O647.31

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肖香珍, 胡林峰. 单层MoS_2表面Fe, Ir掺杂对NO吸附与直接解离反应性能提升的理论计算. 吉林大学学报(理学版). 2024, 62(01): 165-173 https://doi.org/10.13413/j.cnki.jdxblxb.2023219

基金

河南省科技攻关项目(批准号:212102110148)

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