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镍表面H助CO2还原的机理研究

撰文:LY

责编:CCL


西北大学的Schatz研究团队在JACS上刊文(Lin,W., Stocker, K. M. & Schatz, G. C. (2017). J. Am. Chem. Soc. doi: 10.1021/jacs.7b01538):利用高精度玻恩奥本海默分子动力学,进行了Ni(110)表面的氢助CO2还原过程的模拟。


镍表面H助CO2还原的机理研究


背景:


一般而言,RWGS有两种路径:

一种为Associative 机理:

CO2+H = HOCO; HOCO为活性中间体;

HOCO = OH+H2O;

OH+H H2O.

另一种为Redox机理:

CO2 = CO+O;

O+H = OH;

OH+H = H2O.

 (此处等号为转化含义)

而这两种机理中,与另一个反应物(CO2,O)在表面上的反应形式又分为三种,一种是H直接从气相中进行攻击(ER),另一种是H在表面吸附热化之后再发生反应LH,如果气相氢只是简单地被表面所捕获,平动能被释放的吸附热所激发,以一种热原子的形式与CO2反应,则称为热原子机理HA.

 

该研究结果:

1. H与吸附CO2的反应过程可同时通过Associateredox机理进行,但是前者在低温下更优。

2. H碰撞到吸附CO2表面的Eley-Rideal和热原子机理在较低温度时,也都能发生。

3. 而采取ER机理与热原子机理的比例取决于CO2覆盖度以及H原子的动能。

4. 因为H2Ni表面是完全解离的,因此该机理也适应于逆水汽变换(RWGS)反应。

 

原位地址: 

http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.7b01538


镍表面H助CO2还原的机理研究

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